Настоящее изобретение относится к дистанционным реактансным реле для защиты трехфазных линий элек. тропередачи.
Как известно, преимущество реактансной защиты перед импедансной заключается в том, что действие реактансного реле (омметра) не зависит от иереходного сопротивления в месте повреждения.
Однако в действительности это преимущество не всегда имеет место. Даже при одностороннем питании работа реактансного реле не зависит от переходного сопротивления в месте повреждения только при замыканиях одной фазы на -землю или между двумя фазами. При замыкании же между тремя фазами или двух фаз на землю работа реле зависит от переходных сопротивлений в месте повреждения. Это объясняется тем, что токовые обмотки реле обтекаются не ,теми токами, которые протекают по переходным сопротивлениям в месте повреждения; падения напряжения в этих сопротивлениях не совпадают по фазе с токами в реле и, следовательно, дают некоторый момент, действующий на реле.
Так, например, при трехфазном коротком замыкании и наличии переходных сопротивлений между фазами Л и В и между фазами В и С (фиг. 1) переходные сопротивления обтекаются токами IA и /с. Токовые же обмотки реле, как известно, включаются на разности токов/- -/д,/е-УС-И /с-/д
Точно так же при замыкании двух фаз на землю и переходных сопротивлениях, например между фазами Б и С и между фазой См землей (фиг. 2), переходные сопротивления обтекаются токами IB и 3/0 . Токовые же обмотки тех реле, которые должны действовать при этом повреждении, включаются на токи/в -J-rt3.0 / /-f/TJ/ii и /в-/с
В обоих рассмотренных случаях все реле действуют, вообще говоря, неверно. При этом часть реле замеряет преувеличенный реактанс, а часть - преуменьшенный. Так как действие защиты в целом определяется наименьшим замером, TO защита может действовать в этом случае неселективно.
Устранение этой ошибки возможно .посредством применения трехфазного реле (омметра). В этом реле должно производиться сравнение суммарной реактивной мощности всех трех фаз, поступающей в линию, с той реактивной мощностью, которая теряется при данных токах в линии на расстоянии, равном зоне действия защиты. Если поступающая в линию мощность меньше, то, значит, повреждение произошло ближе, и защита должна действовать. Если поступающая в линию мощность больше указанной, то защита действовать не должна.
Предлагаемое реле отличается тем, что, с целью исключения ошибок в замере реактанса до места повреждения, вызванных многофазными повреждениями в сети, сопровождающимися переходными сопротивлениями в месте повреждения при одностороннем питании, и уменьшения тех же ошибок при двухстороннем питании, оно имеет токовые обмотки, включаемые на три фазных тока и ток компенсации, и обмотки напряжения, включаемые на три фазные напряжения. Эти обмотки обеспечивают создание момента, пропорционального разности -меледу полной реактивной мощностью трех фаз и реактивной мощностью, пропорциональной сумме квадратов фазных токов и тока компенсации, причем коэфициент пропорциональности для квадратов токов равен уставке реактанса трогания реле.
Момент, действующий на ось реле, равен:
IA- sln(i/A- IA}+UBIB -sin (UB.IB}+UC- I с sln(f/c- /c)- Хрг /л--+/в- +/С2+/{(5/о) здесь: Xp/--реактанс трогания реле, К. - коэфидиент компенсации, и А, и в, и с, /д, IB, /с - фазные напряжения и токи, /о - ток нулевой последовательности.
Осуществление трехфазного реле (омметра) конструктивно может быть достигнуто в разных системах реле. В качестве основного варианта принято осуществление реле на электродинамическом принципе. Преимущества электродинамических реле над индукционными, особенно важные в данном случае, следующие:
а) меньшее влияние одной системы на другую вследствие отсутствия больших масс железа;
б)большая быстрота действия;
в)меньшая величина вредных моментов и, следовательно, большая
точность, в том числе, и при малых токах.
Суммирование мощности осуществлено по фазам. .,,
Каждая система реле состоит из таковой катушки, взаимодействующей с катушкой напряжения и другой токовой катушкой. В существующих электродинамических реле (омметрах) первая кагушка расположена на неподвижной, а две последние - на подвижной части реле. Учитывая большое количествоподводов к подвижным катушкам трехфазного реле, более целесообразным будет обратное решение: одна катушка на подвижной и двена неподвижной части. При этом неподвижные токовые катушки обтекаются непосредственно токами фаз и дают основные ампервиткидля образования момента, замыкающего контакты. Основные ампервитки для размыкающего момента даются катушками напряжения.
Подвижньш же катушки включаются на пропорциональную току электродвижущую силу, индуктируемую во вторичной обмотке специального трансформатора, первичная обмотка которого обтекается током фазы. Этот же трансформатор создает некоторый сдвиг фазы вторичного тока относительно первичного в сторону ОПережения, чтодает возможность получить сдвиг фазы тока в катушке напряжения относительно напряжения на угол меньще 90° и создать сдвиг простым включением соответствующего дросселя в цепь катушки напряжения.
Согласно подсчетам автора, максимальный коэфициент полезног действия по току достигается при угле между первичным и вторичным токами в 45°, при этом к. п. д. в цепи напряжения составляет 58%. С уменьшением угла в токовой цепи к. п. д. этой цепи падает, а к, п. д. цепи напряжения растет.. Практически вопрос может быть решен различно в зависимости от допустимой нагрузки на трансформаторы тока и «апряжения.
Трехфазный омметр основан, как уже указывалось выше, на сравнении реактивной мощности, посылаемой в линию, с той .мощностью, которая затрачивалась бы на реактивные потери в защищаемой зоне при существующих токах в фазах. Однако в действительности при повреждениях не трехфазных, кроме реактивной мощности, затрачиваемой на потери в линии до места повреждения, значительная реактивная мощность. может передаваться потребителям по здоровым фазам. Эта мощность может сильно изменить результаты замера омметра. Поэтому необходимо исключить здоровые фазы, т. е. выключить соответствующие элементы на омметре., ;:
При исключении же здоровых фаз омметр будет измерять реактивную мощность, затрачиваемую в поврежденных фазах, и ошибка будет определяться только отдачей мощности за место повреждения, определяемой напряжением на дуге.
Несколько отличное положение будет только при двухфазном коротком замыкании без земли, так как в этом случае, не зная потенциала места повреждения, мы не можем правильно определить мощность, затрачиваемую в фазах.
На фиг. 3 представлена схема включения подвижных обмоток тока и обмоток напряжения реле,, удовлетворяющая поставленным требованиям как при двухфазном, так и при остальных видах короткого замыкания. На чертеже приняты
следующие обозначения: 1 - неподвижная токовая обмотка реле, 2 - подвижная токовая обмотка реле, 3 - обмотка . напряжения реле, 4 - промежуточный трансформатор в цепи токовой обмотки, 5 - дроссель в цепи обмотки напряжения, б и 7 - контакты пусковых органов, 8 и 9-контакты токового реле, включенного на ток нулевой последовательности, 10 - трансформатор напряжения, 11 - трансформатор тока, 12 - автотрансформатор тока.
Предмет изобретения
Дистанционное реактансное реле для защиты трехфазных линий электропередачи, отличающееся тем, что с целью исключения ошибок Б замере реактанса до места повреждения, вызванных многофазными повреждениями в сети, сопровождающимися переходными сопротивлениями в месте повреждения при одностороннем питании, и уменьшения ошибок при тех же повреждениях и двухстороннем питании, оно имеет токовые обмотки,, включаемые на три фазных тока и ток компенсации, и обмотки напряжения, включаемые на три фазных напряжения и оОеспечивающие создание момента, пропорционального разности между полной реактивной мощностью трех фаз и реактивной мощностью, пропорциональной сумме квадратов фазных токов и тока компенсации,« причем коэфидиент пропорциональности для квадратов токов равен уставке реактанса тро гания реле.
Фиг. I
Фиг. 2
5
IB
31а
, Я,
Jc
iiiTiJill:
Тз
/ |2i
гв
-гс .
