Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой Советский патент 1982 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относите к электротехнике и может быть использовано для защиты линий электропередачи переменного тока.

Известно устройство для направленной фильтровой защиты с высокочастотной блокировкой, содержащее измерительные преобразователи тока, и напряжения, орган направления мощности обратной последовательности, фильтры тока и напряжения обратной последовательности, реле сопротивления, приемопередатчик. Действие устройства основано на сравнении направлений мощностей обратной последовательности по ,j концам защищаемой линии. При симметричных коротких замыканиях орган напг равления мощности обратной последовательности фиксирует направление короткого замыкания в режиме кратко- j временной несимметрии, предшествующей симметричному короткому замыканию, сигнал.на отключение выдается в этом случае от реле сопротивления. При несимметричных коротких замыканиях блокирующие или отключающие сигналы вырабатывает орган направления мощности об-, ратной последовательности рД.

Недостатком данной защиты является ее пониженная чувствительность к двухфазным коротким замыканиян на землю вблизи шин мощных энергосистем,примыкающих к линии, если в схеме замещения этих систем сопротивление обратм ной последовательности значительно больше сопротивления нулевой последователь Аости.

Известна защита использующая волновые переходные процессы, содержащая измерительные преобразователи тока и напряжение, импульсный орган направления мощности, приемопередатчик и орган отключения, в котором направле-. ние короткого замыкания определяют по направлению распространения волны переходного процесса Г2 3.

Недостатком данной защиты является то, что защита не отключает линию электропередачи при несимметричных ко ротких замыканиях. Наиболее близкой по технической . сущности и достигаемому эффекту к изобретению является сверхбыстродейст вующая релейная защита для ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения. Действие направленной сверхбыстродействующей защиты основано на сравнении знаков аварийных составляющих фазных токов и напряжений при коротком замыкании в энергосистеме. При выбранном положительном направлении токов от шцн в линию, знаки аварийных составля ющих тока и напряжения разнополярны при внутреннем коротком замыкании и однополярны при внешнем коротком замы кании. Такое соответствие знаков в течение времени двойного пробега элек тромагнитной волны вдоль защищаемой линии электропередачи, в дальнейшем : оно нарушается из-за наложения падаю щих и отраженных электромагнитных волн, поэтому защита по истечении времени двойного пробега блокируется. Защита содержит аналоговый сопрягаю-, щий блок, элемент подавления составляющей промышленной частоты, режектор ные фильтры в фазах А , 6 и С , усилители, направленный орган обнаружения короткого замыкания, сравнивающий знамя аварийных составляющих фазных токов и напряжений, логический орган, приемопередатчик, выходной орган защи ты щ.: Устройство работает следующим . образом. Фазные токи и напряжение через дат чики-тока и напряжения подают на режекторные фильтры, где выделяют аварийные составляющие тока и напряжения которые через соответствующие усилите ли подают на направленный орган обнаружения короткого замыкания. В случае внутреннего короткого замыкания нап- равленный орган через логический орган и выходной орган защиты выдает сигнал на отключение линии электропередачи. В случае внешнего короткого замыкания направленный орган выдает сигнал на блокирование действия защиты на передатчики, и логические органы обоих полукомплектов блокируют отключение линии. Недостатком защиты является необходимость блокирования ее в цикле однофазного автоматического повторного включения (САПВ)вследствие того,что в данном устройстве при коммутационных переходных процессах цикла САПВ срабатывает окно, так как процессы коммутации поврежденной фазы сопровождаются появлением разнополярных аварийных составляющих фазных токов и напряжений . Цель изобретения - использование устройства для защиты неотключенных фаз линии электропередачи в цикле ОАПВ. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой содер ; ащее в каждом прлукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемой линии электропередачи, а Выходами через блок сопряжения - к входам органа выделения аварийных составляющих, токов и напряжений, выходы которого через усилители..подключены к входам элемента jpaвнeния знаков аварийных составляющих токов и напряжений, логический орган, подключенный входами к выходам элемента сравнения знаков а зарийных составляющих токов и напряжений и к выходу высокочастотного приемника, а выходами соответственно к входу высокочастотного пере- датчика и выходному органу, дополнительно введен элемент сравнения значений аварийных составляющих токов и напряжений с заданными значениями подключенный входами к выходам упомянутых усилителей , а выходом - к одному из входов логического органа ,а орган выделения аварийных составляющих токов и напряжений выполнен в виде блока выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Каждый пол у комплект защиты содержит измерительные трансформаторы тока 1 и напряжения 2 и блок 3 сопряжения входа которого подключены к выходам трансформаторов 1 и 2, а выходы к входам органа k выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений, выходы которого через усилители 5 тока и напряжения 6 подключены к входам элемента 7 сравнения знаков аварийных составляющих линейных токов и напряжений и элемента 8 сравнения значений аварийных составляющих линейных токов и напряжений с заданными значениями, логический орган 9 подключенный входами к выходам элементов 8 и высокочастотного приемника 10, один выход органа 9 подключен к входу выходного органа 11, а другой выход к высокочастотному передатчику 12. Устройство работает следующим образом Токи и напряжения с трансформаторов 1 тока и 2 напряжения поступают через блок 3 сопряжения на входы органа k выделения аварийных составляю щих, на выходе которого в нормальном режиме сигнал отсутствует,- так как органом i подавляются составляющие то ка и напряжения промышленной частоты Последующие элементы защиты в нормальном режиме не работают. В случае внешнего короткого замыкания орган выделяет аварийные соетавляющие линейных токов и напряжений которые усиливают усилители 5 тока, напряжения 6 и подают на входы элементов 7 и 8, Так как знаки аварийных состовляющих линейных токов и напряжений при внешнем коротком замыкании одинаковы, то с одного выхода элемента 7, через логический орган 9 сигнал поступает на вход передатчика 12, который передает его на приемник противоположного полукомплекта, с вы- / хода этого приемника сигнал поступает на блокирующий вход логического органа 9 и другого полукомплекта и блокирует прохождение сигнала на отключение в этом полукомплекте. Элемент 8 сравнивает с заданными значениями вели чины трех аварийных составляющих линейных токов , дГЬс, дгса и напг ряжений , AUcci- Линия остается включенной, так как первый полукомплект не выдаёт сигнала на отключение, а во втором - отключений блокируется высокочастотным сигналом переданным с противоположного конца. В случае короткого замыкания на защищаемой линии знаки аварийных составляющих линейных токов и напряжеНИИ различны, элемент 7 вырабатывает сигнал на отключение линии, который поступает на один вход логического ор raw.a 9 и,при отсутствии блокирующего сигнала на выходе приемника 10, с выхода органа 9 сигнал поступает на вход выходного органа защиты 11, который отключает линию электропередачи. Линия отключается с двух сторон так как на другой полукомплект не выдается блокирующий сигнал. При однофазном коротком замыкании на защищаемой линии и последующем цик ле ОАПВ аварийные составляющие линейного тока и напряжения не связанг ные с поврежденной фазой равны нулю Например, при коротком замыкании в фазе А аварийные составляющие тока А и напряжения All драены нулю. При возникновении повреждения на неотключенных фазах эти аварийные составляющие отличны от нуля и знаки их определяются местоположением короткого замыкания. Элемент 8 сраениBaet величины аварийных составляющих линейных токов и напряжений с заданными значениями, и в цикле ОАПВ контролирует работоспособность неотключенных фаз, а также через орган 9 блокирует действие защиты при отсутствии короткого замыкания в цикле ОАПВ, когда одна из аварийных составляющих линейного тока и напряжения равна нулю. При возникнаве жи короткого замыкания на неотключенных фазйх, появляются аварийные составляющий тока и напряжения, знаки которых одинаковы в случае внешнего повреждения и различны в случ ае внутреннего короткого замыкания. Элемент 8 разрешает действие защиты и с выхода логического органа 9 сигнал поступает либо на вход передатчика 12 для блокирования защиты, если повреждение внешнее, либо на вход органа I1 для отключения линии электропередачи, если короткое замыкание внутреннее. Данное устройство обладает высоким быстродействием, время срабатывания не более времени двойного пробега электромагнитной волны по жнии электропередачи. Контроль неотключенных циклов ОАПВ позволяет отключать линию электропередачи при возникновег НИИ коротких замыканий в цикле ОАПВ, что .увеличивает надежность энергоснабг жения потребителей. Формула изобретения Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой, содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемой ли-i НИИ электропередачи , а выходами через блок сопряжения к входам органа выделения аварийных составляющих,токов и напряжений, выходы которого через усилители подключены к входам элемента сравнения знаков аварийных составляющих токов напряжений .логический орган .подключенный входами к выходам элемента сравнения знаков аварийных составляющих токов и напряжений и к выходу высокочастотного приемника а выходами соответственно к входу высокочастотного передатчика и выходному органу, о т л и чающееся тем, что, с целью использования устройства для защиты неотключенных фаз линии электропередачи в цикле однофазного автоматического повторного включения,.в него дополнительно введен элемент сравнения значений аварийных составляющих TOKOF и напряжений с заданными значениями 9 3 подключенный входами к выходам упомянутых усилителей, а выходом - к одному из входов логического органа, а орган выделения аварийных составляющих токов и напряжений выполнен в виде блока выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Левиуш А.И., Медведева Л.Н. и Сапир Е.Д. Принципы выполнения одНопериодной выcoкoчacтotнoй защиты ВЛ 750 кВ,Электричество, 1973, № 8. 2.Авторское свидетельство СССР N 568107, кл. Н 02 Н 3/28, 1977. 3.Сверхбыстродействующая релейная защита типа RALOA для ВЛ высокого и сверхвысокого напряжений, Энергохозяйство за рубежом, 1979, № k с. 27-30.