Реле тока нулевой последовательности с торможением от фазных токов Советский патент 1979 года по МПК H01H83/02 H02H3/16 

I

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите и системной автоматике.

Основными Требованиями, предъявляемыми к реле тока нулевой последовательности, используемым в устройствах однофазного автоматического повторного включения, являются надежное срабатывание при однофазных копотких замыканиях (к. з.) и надежное несрабатывание при междуфазных к. 3. без участия земли. Для выполнения первого требования необходима чрезвычайно высокая чувствительность реле к току нулевой последовательности линии; а для удовлетворения второго требования - высокая степень отстройки от токов небаланса в нулевом проводе токовых измерительных цепей при близких междуфазных к. з. Расчетными случаями являются удаленное однофазное к. 3. вблизи мощной тупиковой подстанции и близкое двухфазное к. з.

Известны реле тока без торможения, cqстоящие из формирователя рабочего напряжения и порогового блока 1. Однако такие реле не обеспечивают выполнения указанных требований, так как токи небаланса в нулевом проводе могут превосходить величины

токов нулевой последовательности в расчетных режимах. Поэтому в таких случаях применяют реле, имеющие различные виды торможения.

Известно также реле тока нулевой последовательности с торможением от напряжения прямой последовательности . Однако при близких к. 3. и питании от мощных источников это реле имеет слабое торможение и может сработать при междуфазных к. 3. без земли.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реле тока нулевой последовательности с, торможением от фазных токов, содержащее формирователь рабочего напряжения, вход которого включен в рассечку нулевого провода токовых измерительных цепей, а выход подключен к первому входу релейного элемента, три формирователя фазных тормозных напряжений, входы которых включены в рассечки фазных проводов токовых измерительных цепей, а выходы подключены к сумматору, выход которого подключен к второму входу релейного элемента, и формирователь противотормозного напряжения, вход которого включен в рассечку нулевого провода TOKOвых измерительных цепей, а выход подключен к входу сумматора 4. Напряжение на выходе формирователей фазных тормозных напряжений пропорционально положительной разности фазного тока 1ф тока начала торможения /иг, т. е. (f-/-)-(1) если считать, что функция D (х) X при Т.,„х D (х) О при X О J Напряжение на выходе формирователя противотормозного напряжения пропорционально/от - /СЗ/0 , тогда напряжение на выходе сумматора пропорционально эквивалентному току торможения /ТЭ 7тэ S / -f /пт.(3) Недостатком этого релеявляется малая чувствительность при удаленных однофазных к. 3., когда ток-в поврежденной фазе 0ольше тока начала торможения. Это обусловлено тем, что при принятой в этом реле системе торможения тормозные характеристикив начале торможения для однофазного и двухфазного к. 3. незначительно отличаются друг от друга. Цель изобретения - повышение чувствительности реле при удаленных однофазных к. 3. Это достигается тем, что в предлагаемом реле формирователь противотормозного напряжения выполнен на последовательно включенных селекторе максимальных сигналов и инверторе, выход которого является выходом этого формирователя, причем входы Селектора максимальных сигналов подключены к выходам формирователей фазных тормозных напряжений. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого реле; на фиг. 2 - графики АРЭ; на фиг: 3 - схема формирования тормозного напряжения, подаваемого на релейный.элемент. Реле содержит формирователь 1 рабочего напряжения, формирователи 2-4 фазных тормозных напряжений, сумматор 5, релейный элемент б, реагирующий на разность рабочего и тормозного напряжений, селектор 7 максимальных сигналов, напряжение на выходе которого пропорционально наибольшему из сигналов на любом из его входов, и инвертор 8, напряжение на выходе которого равно напряжению на его входе с обратной полярностью. Селектор 7 и инвертор 8 образуют формирователь противотормозного напряжения. Формирователь 1 рабочего напряжения формирует напряжение, зависящее от тока 3/0, и подает его на вход релейного элемента 6. При отсутствии напряжения торможения эти два блока работают как обычное реле без торможения.. К входу каждого из формирователей 2-4 фазного тормозного напряжения подводится соответствуюш.ий фазный ток; и на выходе этого формирователя появляется фазное тормозное напряжение, отличное от нуля, если фазный ток больше тока начала торможения. Выходы формирователей 2-4 подключены к трем входам сумматора 5 и селектора 7 максимальных сигналов. Последний через инвертор 8 подает свре выходное напряжение также на сумматор 5 (его четвертый вход). Таким образом, на выходе сумматора 5 образуется напряжение, пропорциональное эквивалентному току торможения /т, который равен /тэ KtJ( - /нт) - КМ D(/9t- /нт,/} где М(хС) максд;г,(4) так как селектор максимальных сигналов выбирает наибольшее из фазных тормозных напряжений В {/ф - /нт), Напряжение с выхода сумматора 5 подается на второй вход релейлого элемента 6, который реагирует при этом на разность между рабочим и тормозным напряжениями. Реле работает следующим образом. В нормальном режиме ток З/о отсутствует, а фазные токи невелики. Поэтому на выходах формирователей 1-4 сигналы отсутствуют и реле не срабатывает. При замыканиях на землю на входе формирователя 1 появляется ток З/о и на выходах формирователей 1-4 появляются сигналы, зависящие от величины фазных токов и токов в нулевом проводе. На выходе сумматора 5 появляется напряжение торможения, однако напряжение формирователя 1 превалирует над ним и реле срабатывает. При междуфазных к.з. без участия земли напряжение торможения от сумматора 5 превалирует над напряжением формирователя 1, обусловленным токами небаланса в нулевом проводе и реле не срабатывает. Положительный эффект изобретения проявляется при удаленных однофазных коротких замыканиях. Если принять, что параметры реле выбраны так, что торможение при двухфазных к. з. было таким же, как у реле-прототипа (см. фиг. 2, кривую а), то торможение при удаленных однофазных к. 3. у предлагаемого реле начнется, при токе, вдвое превышающем ток начала торможения реле-прототипа. Это объясняется тем, что при удаленном однофазном к. з. (А - 0) выполняются следующие условия 3/0 /А 2/в 2/с(5) Если приставить эти условия в выражения для тормозного эквивалентного тока для обоих реле, то ролучим для реле-прототипа /TJ 0,5W{ID(/, - /нг) - 3/0 0,5/ D(/A - /ит) + 2ЩО,5/д - /„т) , (6) для предлагаемого реле из выражений (4) и (5) /T3 (0,5/v,-/HT),(7) что иллюстрируется кривыми на фиг. 2, где б тормозной эквивалентный ток /тэ при однофазном удаленном к. з. для предлагаемого реле; в - то же для рале-прототипа.

При других видах к. з. торможение в предлагаемом реле и реле-прототипе примерно одинаково, а при близком однофазном к. 3. одинаково отсутствует.

Как видно из фиг. 3, построение системы торможения по предлагаемой схеме дает возможность получить максимальную чувствительность реле при токах, вдвое превышающих ток начала торможения при двухфазных к. 3., что позволяет осуществлять ОАПВ на ВЛ 500 кВ и выще больщой протяженности с мощными подстанциями на концах линии.

Предложенное реле может быть реализовано при помощи известных элементов. Пример выполнения схемы формирования тормозного напряжения, подаваемого на релейный элемент, приведен на фиг. 3.

Данный вариант выполнения реле прост, надежен в работе и позволяет получить стабильные тормозные характеристики реле.

Формула изобретения

Реле тока ,нулевой последовательности с торможением от фазных токов, содержащее формирователь рабочего напряжения, вход которого включен в рассечку нулевого провода токовых измерительных цепей, а выход подключен к первому входу релейного

элемента, и три формирователя фазных тормозных напряжений, входы которых включены в рассечки фазных проводов токовых измерительных цепей, а выходы подключены к трем входам сумматора, к четвертому входу которого подключен выход формировате ля противотормозного напряжения, а выход сумматора подключен к второму входу релейного элемента, отличающееся тем, что, с Целью повышения чувствительности при удаленных однофазных коротких замыканиях,

д формирователь противотормозного напряжения выполнен на последовательно включенных селекторе максимальных сигналов и инверторе, выход которого является выходом этого формирователя, причем входы селектора максимальных сигналов подключены к

S выходам формирователей фазных тормозных напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М., «Энергия, 1976, с. 1070120.

2.Авторское свидетельство СССР № 179824, кл. Н 02 Н 3/16, 1965.

3.Сб. «Опыт эксплуатации релейной защиты и электроавтоматики в энергосистемах,

5 М., «Энергия, вып. 2, 1970, с. 120.

4.Авторское свидетельство СССР № 298964, кл. Н 01 Н 7/10, 1971.

Je

Jc

J P. MOHC

УНГ