Устройство для релейной защиты трехфазной линии электропередачи

Устройство для релейной защиты трехфазной линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ()() 479!94

Сони Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 432632 (22) Заявлено 02.04.73 (21) 1898629/24-7 (51) М. Кл. Н 02h 7/06

Государственный комитет с присоединением заявки ¹ (23) 11риоритет

Опубликовано 30.07.75. Ьюллетень № 28

Дата опубликования описания 20.10.75

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

В. И. Козлов

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕИНОЙ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области релейной защиты линий электропередачи сверхвысокого напряжения.

Если электрические длины участков электропередачи меньше четверти волны, то релейная защита таких линий принципиально может быть выполнена на основе известных устройств, применяемых на линиях электропередачи относительно небольшой протяженности. Работа этих устройств, однако, в значительной степени определяется фазными соотношениями электрических величин, соответствующих защищаемой линии. Линии же электропередачи большой протяженности»огут характеризоваться в режиме электромагнитных переходных процессов свободными составляющими с частотами, находящимися в полосе пропускания применяемых частотных фильтров (25 — 100 гц). Поэтому известные устройства релейной защиты при использовании их на линиях электропередачи, имеющих относительно большую, но меньшую четверти волны протяженность, могут работать неудовлетворительно вследствие влияния электромагнитных переходных процессов. Кроме того, указанные устройства релейной защиты при большой протяженности защищаемой линии могут иметь недостаточную чувствительность.

Для полуволновых линий электропередачи, 2 характеризующихся рядом специфических особенностей не может быть использовано ни одно из существующих устройств релейной защиты.

Известно устройство для релейной защиты трехфазной линии электропередачи по основному авт. св. № 432632, содержащее установленные по ее концам и связанные высокочастотным каналом для передачи разрешающих

1О сигналов полукомплекты, каждый из которых состоит из передатчика, приемника и исполнительного органа, подключенных к блоку управления передатчиком и формирования отключающего сигнала, подсоединенному к т«5 выходу пускового блока, в котором пусковой блок содержит органы измерения отношений абсолютных значений токов обратной (ОИв) и нулевой последовательности (ОИо) линии к суммам абсолютных значений токов одноимен20 ных последовательностей всех остальных смежных присоединений, орган сравнения (ОС) абсолютного значения напряжения обратной последовательности на шинах, отдаленных от защищаемой линии одной ступенью

25 трансформации, с абсолютным значением компенсированного напряжения этой же последовательности на линии, индикатор положения выключателей (ИПВ) линий, смежных с защищаемой, логические элементы «И», З0 «ИЛИ», «НЕ». Последний присоединен к ор479194 ганам ОИо и ОИ, причем запрещающий вход к первому выходу органа ОИ>, второй выход которого подсоединен к входу индикатора

ИПВ и к одному из входов элемента «И», второй вход которого подсоединен к выходу органа ОС, а первый вход элемента «ИЛИ» соединен с выходом элемента «IIE», второй ьход указанного элемента «ИЛИ» соединен с выходами индикатора ИПВ и элемента «И».

Области срабатывания измерительных орга- 10 пов ограничиваются следующими значениями отношений сравниваемых величин. (4 « У - 1 ол I К . (1

3 >io;>

i =-1 .1=1 (2) где 20

12л, 1ол токи обратной и нулевой послеследовательностей в защищаемой линии; (z,, 1III — токи обратной и нулевой последовательностей в 1 -ом присоединении;

Uz, — напряжение обратной последовательности в начале защищаемой линии;

U>„— напряжение обратной последовательности на шинах за автотрансформаторами;

Zm — сопротивление компенсации;

К, — параметр срабатывания токовых измерительных органов;

Кн — параметр срабатывания органа сравнения напряжения.

Раздельное измерение отношений токов обратной и нулевой последовательностей необ- 40 ходимо для полуволновых линий. Для линий электропередачи, электрическая длина которых меньше четверти волны, во многих случаях может быть достаточным измерение отношения только токов обратной последова- 45 тельности. Однако для повышения чувствительности защиты при коротких замыканиях на землю может оказаться целесообразным в этом случае измерение отношения сумм токов обратной и нулевой последовательностей.

Сравнение абсолютных значений напряжений обуславливает возможность установки такой величины сопротивления компенсации, при которой может иметь место соотношение:

I„.Z,.) U„.

Следовательно, по напряжению обратной последовательности устройство для защиты принципиально будет иметь более высокую чувствительность по сравнению с фильтровой 60 направленной защитой, которая также может быть выполнена с компенсацией напряжения.

Устройство для релейной защиты выполнено в виде двух полукомплектов, устанавливаемых по концам линии электропередачи и 65 связанных высокочастотным каналом, При этом предусматривается использование разрешающих высокочастотных сигналов, т. е. при коротком замыкании на линии каждый полукомплект устройства может действовать па отключение его только при условии приема разрешающего сигнала от полукомплекта, установленного на противоположном конце линии.

Однако это устройство при использовании его на протяженных линиях характеризуется замедленным срабатыванием, обуславливаемым конечной скоростью распространения электромагнитных волн, возникающих при коротких замыканиях, н высокочастотных сигналов.

Использование блокирующих высокочастотных си! IIBJIoB позволяет ВыпОлнить зап1итg без указанного Выше замедления, Однако устройство в этом случае будст иметь меньшую чувствительность, так как для обеспечения селективности измерительные органы защиты должны иметь при срабатывании в сторону блокировки большую, чем при срабатывании в сторону отключения, чувствительность, Предлагаемое устройство для релейной защиты ставит своей целью предотвращение указанного выше замедления при отключении коротких замыканий на протяженных линиях электропередачи с сохранением максимально возможной чувствительности.

Отличительными особенностями предлагаемого устройства релейной защиты, обеспечива1огцими решение поставленной задачи является то, что измерительные органы обратной последовательности и, следовательно, пусковой блок имеют по три Выхода, а токовый измерительный орган нулевой последовательности †д. При этом пусковой блок дополнительно содержит один логический элемент

«И» и два логических элемента «ИЛИ», а появление сигнала на том или ином выходе пускового блока соответствует срабатыванию его или в сторону блокировки или в сторону отключения по цепям, контролирующим лиоо отсутствие блокирующего сигнала, либо наличие разрешающего сигнала.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для релейной защиты, где 1 — пусковой блок; 2 — блок управления передатчиком и формирования отключающего сигнала; 3 — передатчик; 4 — приемник; 5 — орган подачи команды на включение линии; б — исполнительный орган; 7 — орган направления мощности обратной последовательности; 8 — отключающее устройство; 9— орган измерения отношения токов обратной последовательности; !Π— орган измерения отношения токов нулевой последовательности;

11 — орган сравнения напряжений обратпои последовательности; 12 — 14 — логические элементы «И»; 15 — 17 — логические элементы

«ИЛИ»; 18 — 22 — логические элементы « II:»;

23, 24 — индикаторы положения выключателей линий, смежных с защищаемой; 25, 2б —479194

5 органы блокировки при качаниях; 27 — запоминающее устройство; 28 — элемент гыдер>кки времени; 29 — индикатор одностороннего включения линии; 30 — орган контроля наличия напряжения на линии.

Измерительные органы 9 и 11 пускового блока 1 устройства имеют по три выходя,,чва из которых чувствительные, а третий грубый.

Отключающие чувствительные выходы соединены с входами логического элемента !2 «И», выход которого сое,чинеп с о,чним из входов логического элемента 16 «ИЛИ». Второй вхо,ч логического элемента 16 «ИЛИ» через индикатор 23 соединен с отключающим чувствительным выходом органа измерения 9, Блокирующие выходы указанных органов соединены с входами логического элемента 15

«ИЛИ», выход которого является блокирующим выходом пускового блока. Грубые отключающие выходы измерительных органов обратной последовательности аналогично чувствительным отключающим выходам через логический элемент 13 «И» и ин,чикатор поло>кения выключателей 24 связаны с двумя входами логического элемента 17 «ИЛИ».

Орган измерения имеет два выхода (чувствительный и грубый) . Ooa эти выхода являются отключающими. Отсутствие блокирующего выхода у указанного органа объясняется тем, что селективность защиты прп внешних коротких замыканиях обеспе ивается работой органов обратной последовательности 9 и 11. Орган же 10 необходим только при использовании зашиты на полуволновой линии электропередачи.

Чувствительный выхо, измерительного органа 10 . e!>e;, логический элемент !8 «HF», запреща|ощий вход которого сое,чинен с блокирующим выходом измерительного органа

11 соединен с третьим входом логическо1о элемента 16 «ИЛИ», я грубый выход — с третьим входом логического элемента 17

«ИЛИ».

Выхо,чы логических элементов 16 «ИЛИ» и

17 «ИЛИ» являются соответственно чувствительным и грубым отключающими выходами пускового блока.

Выход логического элемента 16 «ИЛИ» соединен через логический элемент 21 «НЕ» с разрешающим пусковым входом передатчика

3, а через логический элемент 22 и орган блокировки 26 с одним из вхочов логического элемента 14 «И», второй вход которого соединен с разрешающим выходом приемника 4.

Выход же логического элемента 17 «ИЛИ» через логические элементы 19. 20 элемент выдержки времени 28 и орган блокировки при качаниях 25 связан с исполнительным органом 6.

Выход логического элемента !5 соединен с блокирую1пим входом передатчика, При несимметри чных коротких замыканиях на защищаемой линии срабатывает орган блокировки при качаниях, а также токовый измерительный орган 9 и орган сравнения

65 прешающие входы элементов ?l и 22. напряжений 11 или токовый измерительный орган 10. С чувствительных отключающих BIIходов измерительных органов, а прп достаточной величине тока повреждения очповре5 менно и с грубых отключающих выходов через индикаторы положения выключателей 23, 24 или через логические элементы 12, 13 и через логический элемент 18 поступают сигналы на соответствующие входы логических !

О элементов 16 и 17. С выхода логического элсмента 16 сигнал поступает через логический элемент 21 на разрешающий пусковой вход передатчика и осуществляет пуск разрешающего сигнала. Одновременно через логический

j5 элемент 22 и орган блокировки 26 сигнал поступает на вход логического элемента 14, на другой вход которого поступает сигнал с разрешающего выхода приемника. При наличии сигналов на обоих входах логического эле20 мента 14 на выходе его появляется сигнал, поступающий на исполнительный орган 6, который осуществляет отключение линии.

С выхода логического элемента 17 через элемент 19 сигнал поступает на элемент вы25 держки времени 28. По истечении выдер>кки времени, достаточной для приема блокирующего сигнала с противополо>кного конпа линии в случае внешнего короткого замыкания указанный сигнал через элемент 20 II орган

30 блокировки при качаниях 25 поступает на исполнительный орган 6.

При внешнем коротком замыкании появляется сигнал на выходе логического элемента

15 одного из полукомплектов. Этот сигнал по35 ступает на блокирующий вход передатчика и осуществляет пуск блокируюшего сигнала.

Приемник полукомплекта защить1, установленного на противоположном конде линии. принимает блокирующий сигнал и с соответ40 ствующего выхода приемника поступает сигнал на запрещающий вход элемента 20 «НЕ», который при этом не пропускает сигнал с грубого отключающего выхода пускового блока на исполнительный орган.

45 Для предотвращения неправильной работы защиты при внешних коротких замыканиях и срабатывании органа 10 запрещающий вход элемента 18 «НЕ» сое.чинен с блокирующим выходом органа сравнения напряжений 11.

50 В случае появления сигнала на грубом выходе органа 10 при внешнем повреж,чении селективность зашиты будет обеспечиваться тем, что в этом случае всегча бучет срабатывать ооган !1 в сторону блокировки.

55 При коротком замыкании на шинах могут сработать в сторону отключения кяк токовый измерительный орган обратной послечоватечьности 9. тяк и орган сравнения няпоя>кепий

11. Одновременно ня противоположном конце

60 бучет пущен разрешающий сигнал, Неправильная работа зашиты в этом случае может

ïðI-.чотвра1паться органом направления мощности 7, срабатывающим при внешних коротких замыканиях и по,чающим сигнал на за479194

Орган направления мощности может иметь относительно большую мощность срабатывания, так как достаточно обеспечить срабатывание его при повреждениях на шинах. В то же время этот орган может дополнительно обеспечивать селективность защиты при коротких замыканиях на выводах и в обмотке автотрансформатора при отсутствии подпитки по другим линиям в режиме работы только одного автотрансформатора.

Действие защиты при коротких замыканиях на линии в режиме ее одностороннего включения обеспечивается, как и в известном устройстве, индикатором 29, органом контроля

30 и пуском блокирующего сигнала при включении линии.

Предотвращение ложной работы защиты за счет разновременности включения фаз выключателя при включении линии обеспечивается замедлением действия ее с помощью сигнала, поступающего от органа подачи команды 5 на запрещающие входы логических элементов 19. 21, 22 через запоминающее устройство 27.

Органы блокировки 25, 26 предотвращают ложную работу защиты при возникновении качаний, которые могут обуславливать большие токи небаланса.

При симметричных коротких замыканиях защита должна реагировать на появление кратковременной несимметрии. При этом измерительные органы должны выполняться с запоминанием сравниваемых величин или результаты сравнения на время, необходимое для отключения линии при коротком замыкании, 5

1О

25 зо

Предмет изобретения

1. Устройство для релейной защиты трехфазной линии электропередачи по авт. св.

432632, отличающееся тем, что, с целью повышения бьгстродействия при коротких замыканиях на протяженной линии, характеризующихся высоким уровнем токов повреждения, пусковой блок имеет дополнительные блокирующий, соединенный с блокирующим входом передатчика и отключающий, соединенный с дополнительным отключающим входом блока управления выходы.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, измерительные органы обратной и нулевой последовательностей и орган сравнения напряжений снабжены дополнительными выходами, блокирующие выходы измерительного органа обратной последовательности и органа сравнения напряжений соединены через один дополнительный элемент «ИЛИ» с блокирующим выходом пускового блока, блокирующий выход органа сравнения соединен с запрещающим входом элемента «НЕ», отключающие выходы измерительного органа обратной последовательности и органа сравнения напряжений через дополнительный элемент «И» соединены с одним из входов второго дополнительного элемента «ИЛИ», второй вход которого через индикатор положения выключателей соединен с отключающим выходом измерительного органа обратной последовательности, третий — с отключающим выходом измерительного органа нулевой последовательности, а выход — с дополнительным отключающим выходом пускового блока.

479194

Составитель Г. Дамская

Техред 3. Тараненко Корректор В. Брыксина

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2504/8 Изд. 11ь 1620 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5