Быстродействующая дистанционная защита длинных, сильно нагруженных линий электропередач Советский патент 1954 года по МПК H02H7/26 H02H3/38 

Проблема нередач. больш их мощцостгей по, дИ)НйЯ|М надряж ещад : lilO и. 220; KSj, а также создание сверхдалъиИХ лиадй а{ 1ектр0)И|ереда,Ч; 400) Ч особой остротой поставили- вопрос о разработке СЕедиальыььх- ных, сильно, нагруженных линий.

Ири { дзрабоже аадаит ц,О1б; ода;М/ г вь1|далл йие ря:,1,а сиедафических ycjiO;aijg-.

R частности нефблодимо что, ) дейстщя; за:Щ;Ц;ТЬ1| ссаэдщ неблагоприятных условиях не прельщало двух вдраодов (0-,р4 сек-.)., , Ofta по, ., с бо,ьш.ц:М защсфМ;, o.ifciipaijiaajnaiCb, от м-огу, быть в, ,е стадичерщх и дщамитееких, к;ач.а.нш.,, до;пуска,емь1х с точда ния уст9-йЧ|Иврсти парадлельщ 1| р., отл.и,чал.ас1, прортотой в Н|а|ед1),0;йг ке и. обеспечивала воз,мож;н.ость плавной, регуда-рсу ки, cojjppiTijifBjieijijigi у/ тавки пределах от 20; до, 2,00 о.м. на ф,азу (втори чньщ);.

Существуюш,ие защиты не удовлетворяют предъявляем Ь}|М Tg.eSojSj ни-ям. Tai, длч, ртстррйад. от пере1:рузо;, } ачаний, п,:римен;5 1р-ТгСЯ| к(/($инированны: диста;НЦнонаь1е op ipajHbi, срстоящи : из; направленных р&л cftpjJjQsr тивлещд 1 /фазрррран:ичда. что. прзвруПяет црлучить. требуем- онз, ожстройку, однако у(;лр|Ж.Н:Яет защиту iji вь13:ЬШМЧ-.ербходи.1у1Ост1. Qprfligi Oi ar ния действия указанных органов между собой. Это. обстоятельс1)Щ.нечЭг б.ежнр, вврди. задержку вр)емени, JiecoBMieciiijiMiyip, с требуемы б.ыртррдей;Стви.ем..

С цел.ь.1р, ускррени дей гтедя дистанодон:ЦрЙ1 защиту дд.; дадЫХ-, (iHiiihH наг)уж.еннь1|Х, линий эле1 :тррп,ер,едач с ди,с1;анод(-)л.ным.И: ор.га-нам-д, имевдг щими эллиптическую характеристику в комплексной плоскости, и ни.я. ее схему, предл.агается вдщрлн.ит, указанные дистанцирнные р.рганы с независимыми друг от друга регулировками полного сопротивлен.ия уставки, угла максим-альной чувствительности и-эксцентрицитета, и с релетипа чувствительных трехобмоточных поляризованных реле с нейтрально расположенным якорем и сердечником из пермаллоя№ 99391

Момент на таком реле определяется выраженнем;

м 1 Zi + Zs) -ш - iz - ш щ - м,„,

где: f/ и / - нанряжение и ток в петле короткого замыкания; Zj и Za - радиусы-векторы фокусов эллипса;

Zi + Z2 Z J, - сопротивление уставки;

М „g. - механический момент реле, обусловливаемый трением, сопротивлением пру жинки, остаточным намагничиванием и т. д.

Дистанционный орган с эллиптической характеристикой имеет независимую регулировку трех параметров: полного сопротивления уставки, равного расстоянию от начала координат до конца защищаемой зоны; угла максимальной чувствительности, т. е. угла наклона больщой эллипса, и эксцентрицитета или соотношения длин малой и больщой осей эллипса.

На чертеже представлена схема предлагаемой защиты.

В схему входят три идентичных дистанционных органа, включенные на линейные напряжения и соответствующие разности линейных токов.

Кйждый из дистанционных органов обладает характеристикой, изображаемой в комплексной плоскости R и X эллипсом, проходящим через начало координат и имеющим большую ось, расположенную в направлении отрезка линии, изображающего в той жеплоскости сопротивление защищаемой зоны.

С целью обеспечения независимости регулировки полного сопротивления уставки, угла максимальной чувствительности и эксцентрицитета, схема содержит следующие узлы.

. Для регулировки полного сопротивления уставки служит регулировочный трансформатор напряжения Тн с тремя изолированными обмотками, во вторичных цепях которого производится переключение диапазона, а в первичных - точная регулировка длины защищаемой зоны. Для регулировки угла максимальной чувствительности реле применен набор активно емкостных щунтов R-f и С 9, С if, к постоянной по величине индуктивно-активной нагрузке промежуточных трансформаторов тока, создаваемой остальной схемой защиты.

При отсутствии щунтов угол максимальной чувствительности имеет величину 90°- Шунты подключены к коммутатору ф, позволяющему поворачивать ток на 10, 20 или 30° без изменения его величины, т. е. получать углы максимальной чувствительности 60, 70 или 80°. Эти углы имеют ве. личину, не зависящую от уставки, и, в свою очередь, не влияют на величину уставки.

Для подачи в контуры обмоток реле трех э.д.с. компенсации, равных падениям напряжения от тока короткого замыкания в сопротивлениях линий до первого, до второго фокуса эллипса и до конца его больщой оси, а также для регулирования эксцентрицитета характеристики служат трансформаторы TI, Т2 и 7з с воздушным зазором в магнитопроводах.

Два из этих трансформаторов TI и TZ имеют по две изолированных обмотки с первичными отпайками, а третий Гз является нерегулируемым автотрансформатором с коэффициентом трансформации, равным единице, т. е. представляет собой параллельно -включенный нагрузочный дроссель.

Отпайки трансформаторов TI и Га подведены к коммутатору соотнощения осей эллипса - и соединены так, чтобы при любом положении

переключающей пластины сумма двух э.д.с. на их вторичных обмотках равнялась э.д-с. на зажимах третьего трансформатора (дросселя) Гз при отрутствии на них нагрузки.

Величины э.д.с. трансформаторов Ti и Т геометрически вычитаются из напряжения и дают таким образом выражение второй и третьей скобок (U - /Zi) и (U-IZz) в общем выражении момента.

Величина з.д.с. третьего трансформатора Гз соответствует при этом

первой скобке /(Zi + Zg) в выражении момента.

Но эти э.д.с. являются переменными, а выражение момента требует постоянных величин, пропорциональных модулям данных переменных величин.

С целью осуществления данного условия, в защите осуществляется выпрямление токов, пропорциональных указанным э.д.с., осуществляемое выпрямителями Bi, Вз и Вз, и их сглаживание, т. е. практическое устранение переменной слагающей в выпрямленном токе.

С целью избежания задержек, вносимых при применении сглаживающих конденсаторов или дросселей, применены схемы предварительного расщепления переменного тока на сдвинутые по фазе слагающие и их раздельное выпрямление.

Схемы расщепления, состоящие из сопротивлений RiXiCi, RzXaCs и КзХзСз, построены так, чтобы выпрямлять три тока, сдвинутых относительно друг друга на 120°. При этом кривая выпрямленного тока соответствует шестифазному выпрямлению, при котором влияние остаточной пульсации весьма незначительно.

Выпрямленные и сглаженные токи подаются на три идентичные обмотки Wi,W2,Vz поляризованного реле Р с нейтрально расположенным якорем и магнитопроводом из пермаллоя, производящего требуемое сравнение указанных токов и представляющего собой исполнительный орган защиты.

Так как ъремя действия защиты в основном определяется постоянными времени обмоток реле, то, с целью ускорения протекания переходных процессов, последовательно с этими обмотками включены активноемкостные буферные сопротивления Rr, СГ и Rr, СГгКроме описанных узлов в схеме защиты применены:

1)Промежуточный трансформатор тока Тт, служащий для подачи в схему тока, пропорционального разности первичных токов двух фаз.

2)Выравнивающий трехобмоточный дроссель Xg для стабилизации нагрузки на трансформатор напряжения при изменении эксцентрицитета.

3)Компенсирующий трансформатор Тк с подстроечным сопротивлением RK. -для устранения взаимного влияния цепей тока и напряжения.

Таким образом обеспечивается независимость регулировки параметров защиты и возможность подачи на поляризованное реле токов, соответственно пропорциональных модулям трех напряжений

VAB(IA -IB -Zi, UAB (/д -/в ) Z и (I А -1в ) (Zi + Z2)

Поляризованное реле сравнивает суммарные ампервитки от двух первых токов с ампервитками последнего тока. Равенство этих ампервитков соответствует короткому замыканию на грани зоны, т. е. расположению точки короткого замыкания на эллипсе, изображающем характеристику реле. Преимущество последнего тока соответствует короткому замыканию в зоне защиты, преимущественно первых двух токов - короткому замыканию вне зоны.

Следовательно, действие защиты определяется одним механическим перемещением якоря реле, что обеспечивает быстродействие защиты.

№ 99391

№ 99391- 4 -

Предмет изобретения

1.Быстродействующая дистанционная защита длинных, сильно нагруженных линий электропередач с дистанционными органами, имеющими эллиптическую характеристику в комплексной плоскости, отличающаяся тем, что, с целью ускорения действия и упрощения схемы защиты, дистанционные органы имеют независимые друг от друга регулировки полного сопротивления, угла максимальной чувствительности и эксцентрицитета и реле, выполненные по типу чувствительных трех обмоточных поляризоваппых реле с нейтрально расположенным якорем и магнитопроводом из пермаллоя.

2.Форма выполнения защиты пол. 1, отл и ч а ющ а я ся тем, что для регулировки полного сопротивления уставки служит трансформатор напряжения с тремя изолированными обмотками, во вторичных цепях которого производится переключение диапазона, а в первичных - точная .регулировка длины защищаемой зоны.

3- Форма выполнения защиты по п. 1, отличающаяся тем, что для регулировки угла максимальной чувствительности применен набор переключаемых активно-емкостных шунтов к постоянной по величине индуктивно-активной нагрузке, создаваемой схемой защиты.

4.Форма выполнения защиты по п. 1, отличающаяся тем, что для регулировки эксцентрицитета характеристики служат три трансформатора (С воздушным зазором в магпитопроводе, два из которых имеют отпайки на первичной стороне, подведенные к коммутатору соотношения осей эллипса, и соединены так, чтобы при любом положении переключающей пластины сумма двух э.д.с. на их вторичных обмотках при отсутствии на них нагрузки равнялась э.д.с. на зажимах третьего нерегулируемого трансформатора.

5.Форма выполнения защиты по п. 1, отличающаяся тем, что для ускорения протекания переходных процессов в реле последовательно с его обмотками включены активно-емкостные буферные сопротивления.