Устройство для защиты фильтров высших гармоник Советский патент 1982 года по МПК H02H7/16 

() УСТРОЙСТВО для ЗАЩИТЫ ФИЛЬТРОВ высших ГАРМОНИК

1

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к релейной защите фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций.

По основному авт. св. № 892571 . известное устройство для защиты фильтров высших гармоник, содержащее входные блоки тока и напряжения, включенные соответственно на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения фильтра, пофазные пусковые блоки, подключенные к указанным входным устройствам, причем аналоговые дифференциальные выходы пофазных пусковых блоков соединены через четырехпозиционный переключатель с входами сумматора, сигнал на выходе которого пропорционален току нулевой последовательности фильтра высшей гармоники, на выход сумматора включены соединенные последовательно фильтр нижних частот и формирователь модуля, выходы формирователя модуля соединены с индикатором настройки защиты и двумя реагирующими блоками, причем на выход первого реагирующего блока включен первый элемент выдержки времени, выход второго реагирующего блока включен на первый вход элемента И, логические выходы пофазных пусковых блоков подключены через соединенные последовательно элемент ИЛИ и расширитель

JO импульсов ко второму входу элемента И, выход которого через второй элемент времени соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, запрещающий вход этого элемента соединен с выходом первого элемента времени, а выход - с входом исполнительного блока 1.:

Вследствие конечной величины наго пряжения небаланса на входе pea-1гирующих блоков известное устройство имеет недостаточную чувстаите.пьность в случае применения для фильтров, ко- ценсаторные батареи которых содержат повышенное число последовательных рядов. Расчет допустимого числа последовательных рядов п батареи конденсаторов по условию чувствительности известного устройства защиты выполня ется следующим образом. При коротком замыкании одного ряда батареи конденсаторов приращение первой гармоники тока равно м BKn-l-bv: ток батареи конденсаторов в предшествующем короткому замыканию режиме. Первая гармоника тока небаланса 1ц5 предшествующего режима, соответствующая напряжению небаланса на входе реагирующих блоков, имеет произвольную фазу, поэтбму при .коротком замыкании ряда батареи конденсаторов токи и lyig могут оказаться в противофазе. В этом случае положительное приращение напряжения на вхо де реагирующих блоков может быть тол ко при условии ubii nS При других углах сдвига этих токов положительное приращение этого напряжения достигается при меньших токах д l. , поэтому такие углы не являются расчетными. С учетом расчетного режима получаем вьяражение для определения тока сра батывания защиты на отключение (1(.(лц Д-1бк-21м& где К - коэффициент чувствительности Допусти№|й ток небаланса защиты .должен быть меньше тока срабатывания защиты на сигнал I, с.сигн сэ отк (3) ибдоп. СОГЛ где - коэффициент отстроенности} К- - коэффициент согласования токов 1сзотк. сз.сигн Используя (1) - (З), получаем .Aon A-l corA-KoTcl доп V1SAOП.f Т 1-бк Лабораторные испытания макета известного устройства защиты показали, что достаточно реальным является небаланс 1иб 0,5%. При этом, если принять величины коэффициентов ,5; КсогА 1,1; 1,3, то получим п650. Фильтры высших гармоник на напряжений 500 кВ и выше имеют более 50 последовательных рядов, в этих условиях становится затруднительным обеспечение требуемой чувствительности. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты фильтров высших гармоник. Указанная цель достигается тем, что В устройство для защиты фильтров высших гармоник дополнительно введены инерционный элемент, безынерционный элемент и сумматор, причем цепь из инерционного и безынерционного элементов, соединенных параллельно между собой и последовательно с сумматором, подключена между выходом формирователя модуля и входом второго реагирующего блока. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит фильтр высшей гармоники (ФВГ) 1, трансформаторы тока (ТТ) 2, трансформаторы напряжения (ТН) 3) входные устройства k тока, входные устройства 5 напряжения, пофазные пусковые органы 6, состоящие из физических моделей ФВГ 1, датчиков S тока моделей, сумматоров 9, режекторных фильтров и дифференциаторов 10 и реагирующих органов 11, четырехпозиционный переключатель 12, сумматор 13, фильтр 14 нижних частот, формирователь 15 модуля, индикатор 16 настройки защиты, реагирующие блоки 17 и 18, элементы 19 и 20 времени с задержкой насрабатывания 2 логический элемент ИЛИ 21, расширитель 22, импульса, логический элемент И 23, логический элемент ЗАПРЕТ 2k, исполнительный орган 25, инерционный эле-мент 26, безынерционный элемент 27 и сумматор 28. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В нормальном режиме на выходе формирователя 15 модуля существует сигнал, пропорциональный первой гармонике тока небаланса IK . Этот сигнал через безынерционный элемент 27 (например, резистор) поступает на один из входов сумматора 28 и через инерционный элемент 26 (например, RC-интегрирующее звено) - на другой.вход сумматора. Выбор коэффициентов передачи элементов 26 и 27, а также согласование полярностей выходных сигналов этих элементов с входами сумматора выполнены таким образом, что сигнал небаланса на входе реагирующего блока 18 (IHSOTUA) примерно в 10 раз меньше сигнала небаланса на входе блока 1 (1 5сигм Чботи-° иБсигн- (5) В режиме короткого замыкания ряда батареи конденсаторов сигнал на вход блока 18 поступает через безынерционный элемент с небольшой задержкой, которая определяется постоянными времени фильтра Vk нижних частот и формирователя 15 модуля и на несколько порядков ниже постояннои времени инерционного эле мента tu3 . Таким образом, в режиме короткого замыкания ряда батарей конденсаторов сигнал на входе блока 18 быст ро нарастает практически до максимально возможной величины, а затем весьма медленно спадает. В этом реж ме срабатывает пусковой блок 6 защи ты и она с выдержкой времени элемен та 28 срабатывает на отключение. Расчетным для выбора тока срабат вания защиты на отключение также является режим, в котором первая гармо ника тока lug противоположна по фазе приращению первой гармоники тока 1 при коротком замыкании ряда конденсаторов. В этом режиме приращение сигнала на входе реагирующего блока 18 в начале короткого замыкания ulpcQT возрастает до величины (,21и5.сигн а затем зат.ухает с постоянной времени э РБ отк 1 Ч«-21 иВ сигк ер{) Введем коэффициент затухания 1 с учетом (5) ток срабатывания заЩИТЫ на отключение I -ОИ СОГА ОТС И6СУ1ГН.ЛОП к моменту срабатывания защиты дол на быть обеспечена необходимая мувствительностьЬботх )(л (8) Из (5) - (8) имеем расчетное выражение для п Г 10.согл1 отс-1 4- зш+2)Ч9) И6(С«Г.&,ОП иБ.сигн,й,оп Д® .д,оп Выдержка времени элента 20 принимается равной 1 с по условию согласования с временем отключения предохранителя при пробое конденсатора, при этом 2 с в момент срабатывания защиты имеет К.д 1/ехр(0,5) 1 ,б7. Если величины других коэффициентов и тока небаланса принять такими же, как в расчете для известного устройства: ,5; ., то получим п б86 . Таким образом, предлагаемое решение позволяет применить защиту ФВГ с батареей конденсаторов, имеющей в 1,7 раза больше последовательных рядов по сравнению с известным устройством, что дает возможность осуществить защиту фильтров на напряжении 500 кВ. Предлагаемое устройство может найти широкое применение как для защи- ты фильтров на напряжение 500 кВ, так и для защит фильтров более низкого напряжения, для которых можно допускать повышенный небаланс защиты в установившемся режиме, что упрощает эксплуатацию защиты. Формула изобретения Устройство для защиты фильтров высших гармоник по авт. св. № 892571 отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены инерционный элемент, безынерционный элемент и сумматор, причем цепь из инерционного и безынерционного элементов, соединенных параллельно между собой и последовательно с сумматором, подключена между выходом формирователя модуля и входом второго реагирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 892571, кл. К 02 Н 7/16, 1979.

а ы

И

ы