Устройство для защиты высоковольтной установки от замыкания на землю Советский патент 1980 года по МПК H02H7/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ УСТАНОВКИ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

1

Изобретение относится к устройствам релейной защиты и может быть использовано при эксплуатации высоковольтных установок для целей диагностики состояния изоляции.

Известно устройство защиты, которое содержит импульсный орган направления мощности, пусковые органы тока и напряжения, трансформаторы напряжения и тока нулевой последовательности . На вход импульсного органа направления мощности подключены выходы трансформаторов напряжения и тока нулевой последовательности, а выход Органа направления мощности . подключен ко входу логической схемы И и к исполнительному реле .

Однако известные трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности не позволяют выделить повpeждeн yJO фазу, а устройство фиксирует только момент появления частичных разрядов и не фиксирует их интенсивность. В результате устройство может срабатывать при наличии в сети высокого уровня помех.

Известно устройство, в котором используется способ выделения частичных разрядов от помех по полярности импульсов и по их амплитуде. Если

амплитуда положительных и отрицательных импульсов различается значительно, то в системе имеются коронные разряды, а при незначительном отличии частичные разряды t2j.

Однако в известном устройстве фиксация факта появления частичных разрядов ведется по одному параметру (импульсу напряжени, что значи10тельно снижает помехоустойчивость устройства, а при значительном уровне помех система оказывается неработоспособной.

Наиболее близким по технической

15 сущности к предлагаемому является устройство, состоящее из импульсного органа направления мощности, пускового органа напряжения, счетчика импульсов, трансформаторов тока, фильтра напряжений нулевой последовательности, Фильтров верхних частот, логических схем И, указателей поврежденной фазы. Выходы импульсйого органа направления Мощности подключены

25 через фильтры, выделяющие импульсные сигналы,к трансформаторам тока каждой фазы и к фильтру напряжений нулеяой последовательности. Один выход импульсного органа направления мощнбс30 ти подключен к счетчику импульсов. а другие - к указателям поврежденной фазы. Для обеспечения заданной помехоустойчивости введены импульсные пусковые органы напряжения. Такая схема отключает об-ьект защиты, когда число импульсов частичных разрядов превысит заданное значение, причем чйсло частичных разрядов подсчитывается вместе по всём трем фазам. Для обеспечения заданной помехоустойчивости введены импульсные пусковые органы напряжения с задержкой импульсов 3}. Недостатки известного устройства следующие: в системах с большим уровнем поме трудно выделить поврежденную фазу, так как при появлении импульсов напряжения в одной фазе они по общему каналу напряжения воздействуют на другие фазы необходимо вести постоянный конт роль за состоянием реле и показанием счетчика пропускает частичные разряды посл срабатывания реле, таким образом теряется последняя информация о сос тоянии объекта; невозможно вести постоянный конт роль за качеством изоляции объекта. Цель изобретения - расигарение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается те что в устройстве, содержащем импуль ный орган-направления мощности, выходы по току и напряжению которого через фильтры подключены соответственно к трансформаторам тока и напряжения, а выход внешнее повреждениеуказанного реле подсоединен к первому входу логического элемента второй вход которого подключен к выходу пускового органа, второй выход внутренее повреждение импульс ного реле направления мощности соединен со входом счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу реле аварийной сигнализации, орган направления мощности, логичес кий элемент И, пусковой орган, счет чик импульсов, репе аварийной сигна лизации установлены в каждой фазе, дополнительно введены в каждой фазе орган оценки импульсной мощности и регистратор интенсивности в текущий момент времени, причем входы органа оценки импульсной мощности подключе ны через фильтры к трансформаторам тока и.напряжения, выход его соединен со входом регистратора интенсив ности импульсов в текущий момент времени, выход последнего подключе ко второму входу реле аварийной сиг нализации, а пусковой орган выполн в виде токового органа, вход котор го через фильтр подсоединен к датч ку тока. Информационные импульсы формируютя при действии двух независимых араметров регистрируемого явления мпульса роста тока и импульса сниения напряжения в каждой фазе. Таая конструкция прибора исключает ропуск информационных сигналов, которые имеют место после срабатывания реле, и обеспечивает непрерывный контроль за состоянием изоляции объекта по изменению интенсивности частичных разрядов во времени. На фиг. 1 изображена блок-схема .предлагаемого устройства; на фиг. 2 зоны внутреннего и внешнего замыкания. Блок-схема состоит из трансформаторов l - 1 напряжения, .трансформаторов 2-2 тока1 фильтров з - 3 импульсных пусковых органов 4 - 4 тока, логических элементов 5 - , импульсных Органов б - б направления мощности З - 3 счетчиков 7 - 7 импульсов, регистраторов 8 - 8 интенсивности импульсов частичных разрядов в каждый текущий момент времени фазы, реле 9 - 9 аварийной сигнализации, органов 10 - 10 оценки величин импульсной мощности. Выходы трансформаторов напряжения 1 и тока 2 каждой фазы через-соответствующий фильтр 3 верхних частот подключаются ко входам импульсного органа € напряжения мощности и к Входс1м органа 10 оценки импульсной мощности каждой фазы, выходы которого подключены к регистратору интенсивности импульсов частичных разрядов в текущий момент времени. Для обеспечения заданной помехоустойчивости к выходу фильтров 3 верхних частот канала тока каждой фазы подключены импульсные пусковые органы 4 тока. Устройство работает следующим образом. При частичных разрядах и незавершенных пробоях в зоне защиты (фиг. 2) в трансформаторах тока 2 и напряжения 1 соответствующей фазой наводятся импульсы роста тока - продолжительный и снижения напряжения - отрицательный. Импульсы, выделенные фильтрами 3 верхних частот, проходят на ылпульсный орган 6 направления мсхдности соответствующей фазы и орган 1C оценки величины импульсной мощности. Орган б определяет знак мгновенной мощности, если входной сигнгш превышает его собственный порог, и выдает их на вход счетчик 7 импульсов, если фаза сигнала соответствует внутренним повреждениям. Счетчик 7 импульсов подсчитывает число импульсов, поступивших на его вход в единиду времени. Орган 10 оценки, величины импульсной мощности оценивает среднюю мощность импульсов и выдает сигнал на регистрирующее устройство 3, которое отмечает интеиjJHBHOcTb импульсов в текущий момент времени. Если интенсивность импульсов такова, что их средняя мощность превышает, заданный уровень, при определенной их частоте срабатывает реле 9 аварийной сигнализации соответствующей фазы. Уровень, при котором срабатывает реле аварийной сигнализации, устанавливается в завигсимости от рабочего напряжения и существующих норм на изоляцию. При полных, пробоях изоляции срабатывают стандартные релейные защиты, отключающие объект.

При появлении пробоев, .полных или незавершенных, а также частичных разрядов йне зоны защиты полярность импульсов тока и напряжения одно- . именная. Импульсный орган 6 направления мощности, оценив знак мощности, вьвдает сигнал внешнее повреждение для соответствующей фазы логического элемента 5 И. На той фазе, где входные импульсы элементов 5, поступающие от органов 4 и 6, совпадают по знаку и времени, выдается сигнал внешнего повреждения. Интенсивность и частота следования незавершенных пробоев и частичных разрядов зависит от качества изоляции. По их величине судят и состоянии изоляции объекта в процессе его эксплуатации. При определении интенсивности незавершенных пробоев и частичных разрядов или при большой частоте их следования делается вывод о недопустимости эксплуатации объекта, чем предотвращаются аварии.

Преимущества предлагаемого устройства заключацотся в следующем:

вдэможност.ь работы устройства при всех видах поврежденной изоляции относительно земли,полных или незавершенных пробоях, интенсивных частичных разрядах

однозначность выбора поврежденной фазы и зоны повреждения, что обеспечивается раздельным включением датчиков тока и напряжения в каждую фазу

возможность непрерывного контроля за состоянием изоляции объектов, что позволяет проводить профилактические работы для предотвращения аварий и тем самым повысить эксплуатационную надежность оборудования.

Технико-эконс ический эффект определяется снижением расходов, вызываемых авариями и внезапными отключениями потребителей.

Формула изобретения

Устройство для защиты высоковольтной установки от замыкания на землю, содержа1цее импульсный орган

направления мощности, выходы по току и напряжению которого через фильтры подключены соответственно к трансформаторам тока и напр9жения, а выход внешнее поврехщеиие указанS ного реле подсоединен к первому

входулогического элемента И, второй вход которого подключен к выходу пускового органа, второй выход )внутреннде повре.жмение импульсного

0 реле направления мощности соединен со входом счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу реле аварийной сигнализации, отличающееся, тем, что, с целью расширения функциональных возможнос5тей, орган направления мощности, логический элемент И, пусковой орган, счетчик импульсов, реле аварийной сигнализации установлены в каждой фазе, дополнительно введены в каждой фазе

0 орган оценки импульсной мощности и регистратор интенсивности импульсов в текущий момент времени, причем входы органа оценки импульсной мощности подключены через фильтры к

5 трансформаторам тока и напряжения, выход его соединен со входом регистратора интенсивности юшульсов в текущий момент времени, выход последнего подключен ко второму входу

0 реле аварийной сигнализации, а пусковой орган выполнен в виде токового органа, вход которого через фильтр подсоединен к датчику тока.

Источники информации, принятые во вннмание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 274197, кл. Н 02 И 7/06, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 0 417747, кл. Н 02 Н 7/06, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР . 329864, кл. Н 02 Н 7/06, 1975.

- ..

.

f fl If

Внешние ao6ftexiffftja

U2 /