Устройство для дифференциальной направленной защиты параллельных линий электропередачи со сближенными фазами цепей Советский патент 1981 года по МПК H02H3/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СО СБЛИЖЕННЫМИ ФАЗАМИ ЦЕПЕЙ

f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты двухцепнЕЛХ линий электропередачи со сближенными фазами цепей.

Известно устройство для дифференциальной направленной защиты параллельных линий электропередачи, содержащее три токовых реле, включенных на разность токов одноименных фаз линий, три реле направления мощности и два промежуточных реле 1.

Недостатком известного устройства является невысокая чувствительность, определяемая необходимостью отстройки от погрешностей трансформаторов

тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для дифференциальной направленной защиты параллельных линий электропередачи, которое содержит комплект от симметричных повреждений и комплект от несимметричных повреждений. Комплект от несимметричных повреждений снабжен ферромагнитным преобразователем тока, три первичные обмотки которого соединены в зигзаг, четвертая в нулевой провод. Комплект от сим «етричных замыканий содержит ферромагнитный преобразователь тока, первичные обмотки которого соединены в звезду. Первичные обмотки преобразователей обоих полукомплвк5 тов включены на разность токов одноименных фаз защищаемой линии. Вторичные обмотки обоих преобразователей соединены согласно-последовательно в разомкнутый треуголь0 ник . Устройство содержит также ферромагнитный преобразователь напряжения и несколько промежуточных трансформаторов, необходимых для формирования входных величин для

15 реле направления мощности 2.

Однако при его применении для защиты линий электропередачи со сближенными фазами цепей, при режиме работы с углом регулирования напря20жения между фазами & О, первичные обмотки преобразователей включены на разность токов фаз А и А, В и В, С и С/ а при режиме с б 120 они оказываются включенными на разность

25 токов фаз А и В, В и С, С и А, т.е. по обмоткам преобразователей в нормальном режиме протекает ток, от которого необходимо отстраивать комплект от симметричных повреждений. Указанное обстоятельство ограничивает чувствительность устройства. Цель изобретения - повышение чувствительности, Указанная цель достигается тем, что известное устройство для дифференциальной направленной защиты параллельных линий электропередачи со сближенными фазами цепей, содержаще шесть трансформаторов тока, включен ных в фазы защищаемых линий, четыре промежуточных трансформатора тока, ферромагнитный утроитель частоты с входньпчи обмотками, соединенными с нулевым выводом, и зигзаг выходными обмотками, соединенными в разомкнутый треугольник , три двухполупериодных выпрямительных моста и три реле, при этом три промежуточных трансформатора тока вклю чены между выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии и входами утроителя, четвертый промежуточный трансформатор тока включен между нейтралью вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии и нулевым выводом входа утроителя, к выводу выхода которого подключен один полюс первого выпрямительного моста, вторичные обмотки первых тре промежуточных трансформаторов тока соединены в разомкнутый треугольник к подключены к второму выпрямительному мосту, вторичная обмотка четвертого промежуточного трансформатора тока подключена к входу третьего выпрямительного моста, к выходу .которого подключены последовательно соединенные первое и второ реле, дополнительно снабжено вторым ферромагнитным утроителем частоты с входными обмотками, соединенными в зигзаг с нулевым выводом,, и выходными обмотками, соединенными в разомкнутый треугольник тырьмя промежуточными трансформаторами тока, тремя двухполупериодными выпрямительньлми мостами и четвертым реле, при этом между выводами транс форматоров тока второй линии включены пятый, шестой и седьмой промежуточные трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый .треугольники под ключены к четвертому выпрямительном мосту, восьмой промежуточный трансформатор тока включен между нейтрал Вторичных обмоток трансформаторов тока второй линии и нулевым выводом входа второго утроителя, вторичная обмотка восьмого промежуточного трансформатвра тока подключена к в.ходу пятого выпрямительного моста выход которого соединен встречнопараллельно с выходом третьего выпргаиительного моста, выход второго утроителя подключен параллельно вых ду первого выпрямительного моста вместе с последовательно соединенныг щ обмоткой третьего реле и размыкающим контактом второго реле, выход третьего выпрямительного моста соединен встречно-параллельно с выхоом шестого выпрямительного моста, второй вывод выхода первого утроиеля соединен с входом первого выпямительного моста. Выводы, соединенных в звезду встречных обмоток трансформаторов 1 тока первой линии через первый, второй и третий промежуточные трансформаторы 2-4 тока подключены к входам первого ферромагнитного утроителя 5 частоты, выход которого соединен с входом первого вьтрямительного моста. 6, Четвертый промежуточный трансформатор 7 тока включен между нейтралью вторичных обмоток трансформаторов 1 и нулевым выводом соединенных в зигзаг входных обмоток первого утроителя 5, Выводы соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов 8 тока второй линии через пятый, шестой и седьмой промежуточные трансформаторы 9-11 тока подключены к входам второго ферромагнитного утроителя 12 частоты, выход которого соединен с входом выпрямительного моста 13. Восьмой промежуточный трансформатор 14 тока включен между нейтралью вторичных обмоток трансформаторов 8 тока и нулевым выводом соединенных в зигзаг входных обмоток второго утроителя 12. Вторичные обмотки промежуточных трансформаторов 2, 3, 4, 9, 10 и 11 тока соединены соответственно в разомкнутый треугольник и подключены к входам выпрямительных мостов 15 и 16, Вторичные обмотки трансформаторов 7 и 14 присоединены к входам выпрямительных мостов 17 и 18, выходы которых соединены встречнопараллельно вместе с последовательно соединенными реле 19 и 20. Выходы мостов 6 к 13 подключены встречнопараллельно вместе с последовательно соединенными реле 21 и размыкающим контактом 22 реле 20. Выходы мостов 15 и 16 соединены встречно-параллельно вместе с последовательно включенными реле 23 и размыкающим контактом 24 реле 20. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме обмотки промежуточных трансформаторов 2, 3, 4, 9, 10 и 11 и утроителей 5 к 12 обтекаются равными токами и пусковые реле 21 и 23 не срабатывают. Не срабатывает также репе 19 из-за отсутствия тока в нулевом проводе. При .трехфазном замыкании на одной из линий, ток поврежденной цепи возрастает, что приводит к нарушению равновесия и по пусковому реле 23 протекает в одном из направлений ток, приводящий к срабатыванию реле 23. Реле 19, 21 и 23 выполнены поляризованными с нейтральным положением якоря. Это обеспечивает селективное отключение одной из поврежденных линий, так как направление тока в реле 19, 21 и 23 меняет свое направ ление в зависимости от расположения места повреждения- на одной или друг защищаемых линиях. При двухфазном замыкании на одно из линий выходное напряжение транс форматоров 2, 3, 4, 9, 10 и 11 равно нулю. На выходе ферромагнитных утроителей 5 и 12, первичные обмотк которых соединены в зигзаг, име ется напряжение, причем на выходной обмотке преобразователя поврежденно линии оно будет болыие. Это приводи к тому, что через пусковое реле 21 протекает ток, вызывающий его сраба тывание и отключение поврежденной линии. Если двухфазное замыкание на второй линии, то это приводит изменению направления тока через пу новое реле 21 и соответственно отключению второй линии. При однофазных и двухфазных коро ких замыканий на землю сети с наулухо заземленной нейтралью в токйх появляется составляющая нулевой пос ледовательности. На линиях со сближенными фазами цепей кроме того появляется значительный ток, который циркулирует по линии,не выходя за е пределы. Причем этот циркулирующий ток в поврежденной линии совпадает по фазе с током нулевой последовательности, а в неповрежденной линии направлен встречно. Вследствие появления тока нулевой последовательности на зажимах вторичных обмоток трансформаторов 7 и 14, включенных в нулевой провод, появляется напряжение, причем оно больше на вторичной обмотке трансформатора, включённого в нулевую точку ферромагнитного преобразователя поврежденной линии, так как протекающий по нему ток нуле вой последовательнос-ти складывается с циркулирующим. Пусковое реле 19 срабатывает. При этом срабатывает также реле 20, которое своими контактами 22 и 24 выводит из действия реле 21 и 23, действующие при симметричных и несимметричных замыкания При коротком замыкании с землей на второй линии направление тока через пусковое реле 19 меняется и отключается вторая линия. Для блокирующего реле 20 направление тока через него значения не имеет. Таким образом, предлагаемое устройство для дифференциальной направленной защиты позволяет надежно защищать параллельную линию со сближенными фазами цепи, обладающуюбольшей пропускной способностью по сравнению с обычной двухцепной линией электропередачи в 1,2 - 1,5 раза в зависимости от класса напряжения от симметричных, несимметричных и коротких замыканий на каждой изцепей. Формула изобретения Устройство для дифференциальной направленной защиты параллельных линий электропередачи со сближенными фазами цепей, содержащее шесть трансформаторов тока, включенных в фазы защищаемых линий, четыре промежуточных трансформатора тока, ферромагнитный утроитель частоты с входными обмотками, соединенными в зигзаг с нулевым выводом, и выходными обмотками, соединенными в разомкнутый треугольник , три двухполупериодных выпрямительных моста и три реле, при этом три промежуточных трансформатора тока включены между выводами соединенных в звезду вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии и входами утроителя, четвертый промежуточный трансформатор тока включен между нейтралью вторичных .обмоток трансформаторов тока первой линии и нулевым выводом входа утроителя, к выводу выхода которого подключен один полюс первого выпрямительного моста, вторичные обмотки первых трех промежуточных трансформаторов тока соединены в разомкнутый треугольник и подключены к второму выпрямительному мосту, вторичная обмотка четвертого промежуточного трансформатора тока подключена к входу третьего выпрямительного моста, к выходу которого подключены последовательно соединенные первое и второе реле, отличающееся тем, что, с целью повьлления чувствительности, оно дополнительно снабжено вторым ферромагнитным утроителем частоты с входными обмоткс1ми, соединенными в зигзаг с нулевым выводом, и выходными обмоткг1ми, соединенными в разомкнутый треугольник , четырьмя промежуточными трансформаторами тока, тремя двухполупериодными выпрямительными мостами и четвертым реле, при этом между выводами трансформаторов тока второй линии включены пятый, шестой и седьмой промежуточные трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены в разомкнутый треугольи подключены к четвертому выпрямительному мосту восьмой промежуточный трансформатор тока включен .между нейтралью вторичных обмоток трансформаторов тока второй лиНИИ и нулевым выводом входа второго утроителя, вторичная обмотка восьмого промежуточного трансформатора тока подключена к входу пятого выпрямительного моста, выход которого соединен встречно-параллельно с, выходом третьего выпрямительного моста, выход второго утроителя подключен параллельно выходу первого выпрямительного моста вместе с последовательно соединенными обмоткой третьего реле и.размыкающим контакт второго реле, выход третьего выпрямительного моста соединен встречнопараллельно с выходом шестого выпрямительного моста, а второй вывод выхода первого утроителя соединен с входом первого выпрямительного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Чернобровов Н.В, Релейная защита. М., Энергия, 1974, с.284, рис. 10-29.

2.Авторское свидетельство СССР 525192, кл. Н 02 Н 3/28, 1975.