Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи от несимметричных коротких замыканий на землю Советский патент 1982 года по МПК H02H3/40 

Иэобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты линии электропередач Ьт несимметричных коротких замыканий н землю, преимущественно в сетях на- пряжением 110-220 кВ.

Известны устройства дистанционной защиты, предназначенные для защиты от несимметричныхКорЬТкигс замыканий на землю, сравнивакяцие фазы тока нулевой последовательности и трех фазных компенсированных напряжений Cl,f2.

Из- известных устройств наиболее И близким технической сущности является устройство для дистанционной защитыJ содержащее формирователь фазных компенсированных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности, блок формирователей импульсов, избиратель особой фазы, три элемента ИЛИ и элемент И, соединенный С выходным ;органом. При коротких замыканиях на землю избиратель особой фазы исключает из условий срабатывания компенсированное напряженре фазы, опережающей особую. При этом повышается чувствительность к переходным сопротивлениям при

однофазных коротких замыканиях на землю 3} .

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная в ряде случаев селективность при внешних двухфазных коротких замыканиях на землю в условиях расхождения по фазе ЭДС эквивалентных систем. Обусловлен этот недостаток тем, что ком0пенсированное напряжение фазы, опережающей особую, исключается из условий срабатывания полностью. Другим недостктком известного устройства является возможность излишних 5 срабатываний при внешних однофазных коротких замыканиях на землю через переходное сопротивление при сравнительно небольших.углах между ЭДС. Этот недостаток также связан

0 сполньлм исключением компенсированного напряжения фазы, опережакядей. особую, и обусловлен тем, что характеристика устройства при этом превращается в характеристику нап5равленного реактансного реле.

Целью изобретения является повышение селективности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее

0

выходной орган, формирователь компенсированных фазных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности, к выходам которого подключен блок формирователей импульсов, три элемент НЕ, подключенные одними входами к выходам.формирователей импульсов to цепях компенсированных фазных .Напряжений, другими входами - к из бирателн) особой фазы, а выходами к элементу И, к одному из входов ко торого подключен также выход форйирователя импульсов в цепи тока -нулевой последовательности, допол .нительно введены пять расширителей импульсов и элемент И, на выходе которого включен выходной орган, причем выход выше упомянутог элемента И подключен через расширитель импульсов к входу вновь введен ного элемента И, к остальным входам которого также через расширители импульсов подключены выходы блока формирователей импульсов.. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства и диаграммы напряжений/; на фиг. 2 - характеристики известного и предлЬженйого устройств в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания. , Устройство содержит формировател . 1 компенсированных фазных напряжени напряжения-ш Зд, пропорционального току нулевой последовательности, блок формирователей 2 импульсов, избиратель 3 особой фазы три элемента ИЛИ 4, два элемента И 5 и б, расширители 7 и 8 импульсов, выходной орган 9. Блок формиро вателей 2 преобразует .синусоидальны компенсированные напряжения в прямоугольные логические сигналы 10 11 и 12 (фиг. 1а и 16), а ИЗтока нулевой последовательности формируе короткие импульсы 13, длительность которых увеличивается расширителем на величину Ь (импульс 14 на фиг. 1а и фиг. 15). При отсутствии сигналов А,В и С на выходах избирателей 3 сигнал 15 на выходе элемента совпадения 5 появляется только в том случае, если в момент появления сигнала 13 одновременно присутствуют импульсы ДО, 11 и 12, т.е. если одновременно выполняются условия osarg(.)SO И) . o-sargcio/ua s eo а; o«arg-Ci/0)ieo (ъ) При коротком замыкании на землю фаза А характеристика устройства в плоскости сопротивления петли., корЬткого замыкания представляет. собой в этом случае треугольник, образованный прямыми Д,в,С (Фиг. 2а), которые соответствуют условиям (,1), ((2) и(3. Чувствительность устройства к. переходным сопротивлениям опреде- ляется прямой С и может быть неудов- .летворительной. Для повышения чувствительности служит избиратель 3 особой фазы. Избиратель 3 определяет по режденную фазы при однофазных коротких ;замыканиях: на землю и неповрежденную фазу - при двухфазных коротких замыканиях на землю. При коротком замыкании на землю фазы А (или фаз ВС на выходе А избирателя 3 появляется непрерывный сигнал. При этом сигнал 12, сформированный из компенсированного напряжения фазыс, не влияет на условия появления сигнала 15, т.е. из условий срабатывания реле исключается условие { 3 ), а из характеристики исключается прямая С ( фиг. 2 а;. Чувствительность к переходным сопротивлениям возрастает. Однако такое полное исключение компенсированного напряжения фазы С может привести к недопустимому снижению селективности при внешних коротких замыканиях на землю. В предложенном устройстве компенсированное напряжение фазы, опережающей особую, не исключается полностью, так как сигналы 10, 11 и 12 через расширители 8 подаются на входы дополнительного элемента И 6. Расширители 8 увеличивают длительность логических сигналов 10, 11 и 12 на величину (5( фиг. 1 а). Так как длительность сигнала 14 равна /, а длительность сигналов 16, 17, 18 равна 180° + сГ , то одновременное присутствие сигналов 14, 16, 17 и 18 возможно только в том случае, если при расположении пучка векторов Од, иg и ij внутри угла Ч ISO + cf ( назовём это условие - условием 4), одновременно выполняются условия -p 0rg ao/UA)-f80°tcf - 1Ъ S arg-(to / и ) -/80W СБ; cio/0i) Область одновременного выполнения условий (4) и (5) в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания на землю фазы А показана на фиг. 26. По сравнению с фиг. 2а полупрямые Л и А , В ИBj , С и С-г. поворачиваются вокруг особых точек 1, Sg, и 5с на углы р и tf в сторону расширения области срабатывания. Дуги СА , АВ и ВС соответствуют сдвигу на угол Ч 180 + cf между, напряжениями и, Cl, Од и Ц. При отсутствии напряжения на выходах избирателя 3 сигнал 19 на выходе элемента 6 появляется (устройство срабатывает, если одновременно выполняются условия 1-5. При этом х рактеристика устройства представляе собой правильный треугольник, обра;зованный прямыми А, В, С (фиг. 2а). При коротком замыкании на землю фазы А, на входе А избирателя 3 появляется непрерывный сигнал, из условий срабатывания исключается условие (,3) и на выходе элемента 6 появляется сигнал 19, если одновременно выполняются условия 1, 2, 4 и 5. Характеристика устройства при эт образуется прямыми А, В, Q, , С; и дугой СЛ фиг. 2в); В предлагаемом устройстве время С не исключается из характеристики по; полупрямые С и С поворачиваются осо.бой точки 5сна угл р и ( в сторону расширения области срабатывания.Чувствительность устрой {ва к переходным сопротивлениям при р6О определяется положением -дуги СА т.е величиной .угла (Г. Регулируя величину сГ , уставками расиш- . рителей 8 можно обеспечить люб.ую тр буемую, чувствительность. Ограничени характеристики справа дугой СА, по сравнению с известным устройством, снижает вероятность излишних срабат ваний при внешних однофазных корот ких замыканиях через переходное сопротйвление. Данное устройство по сравнению с известным обладает высокой чувствительностью к переходным сопротй лениям при однофазных коротких замыканиях в защищаемой зоне и высокой . селективностью при внешних как однофазных, так и двухфазных коротких замыканиях на землю. Такое сбче тание свойств позволяет предполагать широкое использование устройст ва в схемах дистанционных защит от коротких замыканий на землю. Формула изобретения Устройство для дистанционной щиты линии электропередачи от несимметричных коротких замыканий на землю; содержащее формирователь компенсированных фазных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности подключений вращаемой линии, к выходам которого подключен блок формирователей импульсов, три элемента ИЛИ, подключенные одними входами к выходам формирователей импульсов в цепях компенсированных фазных напряжений, другими входами - к избирателю особой фазы, а выходами - . к элементу И, к одному из входов КОТОРОГО подключен также выход формирователя импульсов в цепи тока . нулевой последовательности и выход-, ной орган, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности, дополнительно введены пять расширителей импульсов и элемент И,на выходе которого включен выходной орган, причем выход выше упомянутого элемента И подключен через расширитель импульсов к входу вновь введенного элемента Н, к остгшьным входам которого также через расширители импульсов подключены выходы блока формирователей импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 402154,кл. Н 02 Н 3/38, 1971. кл. Н 02 Н 3/38, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 513438, кл. Н 02 Н 3/40, 1973. I 3. Авторскре свидетельство СССР по заявке 2457654/07., . кл. Н 02 Н 3/40, 1977.

.

-fffjff

лу

wV т fpfff. //

fff.