Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи

Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соиза Соеетския

Социалистических

Республик (G1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.04.76 (21) 2346973/24-07 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Ке 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл.а

H 02Н 3/28

G 01R 31/08

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. Ф. Королюк, Г. И. Лысенко и Л. М. Цыганков

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФИКСАЦИИ КОРОТКОГО ЗАМЪ|КАНИЯ

НА ЛИНИИ ЗЛEKTPOHЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области релейной защиты линии электропередачи и может быть использовано для защиты линии высокого напряжения 500 — 1150 кЬ.

1звестен способ защиты линии высокого напряжения, основанныи на анализе электромагнитных волн, связанных с наличием электромагнитного переходного процесса (1). Обладая высоким быстродействием, этот способ, однако, сложен при использовании и подвержен влиянию помех, возникающих при коммутациях в сети и грозовых разрядах. hpo»e "îãî, короткое замыкание при этом способе может быть зафиксировано только в начальной стадии после его возникновения. г1аиболее близким по технической сущности является способ фиксации короткого замыкания в дифференциально-фазнои ЫЧ-защите )2J. IS этом способе сравнивают фазы суммы токов прямой последовательности и части тока ооратной последовательности или суммы тока прямой последовательности и части тока нулевой последовательности по концам линии электропередачи. Этот способ применяется на линиях 220 — 500 кВ длиной до 350 — 400 км. однако при этом способе при длине линии электропередачи более 400 км правильное измерение фаз токов по концам линии при коротком замыкании затруднено вследствие емкостной проводимости линий. Кроме того, при наличии вне зоны защиты сосредоточенной емкости (например, устройства продольной компенсации) и коротком замыкании вне зоны действия защиты возможн,". неправильная фиксация повреждения в зоне действия защиты. Наличие фильтров прямой и обратной последовательности увеличивает время работы защиты.

Целью изобретения является повышение точности для длинных линий электропередач.

Цель достигается тем, что в способе, основанном на применении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противоположные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, электромагнитные волны формируют путем вычитания фазной волны и волны нулевой последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит установленные на противоположных концах линии измерительный трансформатор 1 тока, измеритель30 ный трансформатор 2 напряжения. К транс650149

3 форматору 1 тока присоединен фильтр 3 тока нулевой последовательности и блок 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности. Выход фильтра тока нулевой последовательности присоединен к олоку 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевои последовательности.

К трансформатору напряжения присоединены фильтр о напряжения нулевой последовательности и блок б вычисления разносги фазного напряжения и напряжения нулевои последовательности. Выход фильтра 5 напряжения нулевои последовательности присоединен к Олоку Ь вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевои последовательности. Выходы олоков вычисления разности токов и напряжении присоединены к сумматору 7, вычисляющему электромагнитную волну. 1 сумматору l присоединены выходы блоков 8 и э вычисления междуфазной волны двух других фаз линии. Вход блока 10 формирования пакета высокочастотных импульсов присоединен к блоку вычисления электромагнитной волны, а к выходам блока 10 формирования подключены приемопередатчик 11 и орган 12 сравнения фаз.

Режим токов и напряжений на линии в нормальных условиях, а также при аварийных и эксплуатационных коммутациях может быть представлен совокупностью прямой и обратной электромагнитных волн, бегущих в противоположных направлениях вдоль линии: (2) где Z — волновое сопротивление, V — прямая волна электромагнитного поля,  — обратная волна электромагнитного поля, Как прямая (V), так и обратная (W) волны являются линейными функциями напряжения и тока, поэтому, измерив напряжение и ток в какой-либо точке, можно получить с помощью равенств (1) и (2) значение прямой и обратной волн в этой точке.

В транспонированных линиях электропередачи ток и напряжение можно разложить на составляющие а,, О. Составляющая а равна разности режимного параметра фазы

А и нулевой составляющей. Тогда уравнения (1) и (2) для а-составляющей перепишутся следующим образом: — (Ua Uo) + с (a i,å); (3)

К =(Ug — Up) — Z,(,— ip) (4)

Прямая волна распространяется вдоль линии в положительном направлении со скоростью света, обратная — в противопологкном с той же скоростью, Практически обе волны не искажаются в линиях 500— ф

1150 кВ. Поэтому замерив волны по концам участка и передав их на противоположный конец (а скорость распространения волны вдоль линии и скорость передачи сигнала равны), а затем, сравнив их с замеренными на этом конце, судят о наличии или отсутствии короткого замыкания на линии. сли угол между волнами равен нулю (без учета погрешности измерительной аппаратуры и блока измерения самого устройства), то короткое замыкание вне линии, в противном случае — на линии. Измерение разности сдвига по фазе между волнами по концам линии электропередачи и положено в основу спосооа фиксации короткого замыкания.

Чтобы защита была оолее чуствительнои к междуфазным коротким замыканиям и коротким замыканиям других фаз, к значениям волн V, и И, дооавляются мегкдуфазные волны КV,; и КУ„, где К вЂ” коэффициент участия, значение которого выоирают так, чтобы обеспечить максимальную чувствительность защиты.

Коэффициент участия определяется видом защиты: для пофазной защиты и изоирателя поврежденных фаз К,,=О, для защиты от всех видов короткого замыкания К .z< <=

= (j 0,6 — J 0,8).

Работа устройства происходит следующим образом.

Ток и напряжение защищаемой линии от трансформатора 1 тока и трансформатора 2 напряжения поступают на фильтр 3 тока нулевой последовательности, фильтр 5 напряжения нулевой последовательности, блок

4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности и блок б вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевой последовательности.

4О Ток и напряжение нулевой последовательности, выделяющиеся в фильтрах, поступают на блоки вычисления разности соответственно токов и напряжений, Токи разности, вырабатывающиеся в блоке 4, и напря45 жения разности, вырабатывающиеся в блоке 6, и разности фазных напряжений и токов двух других фаз линии от блоков 8 и 9, поступают на сумматор 7, в котором вычисляется значение прямой (обратной) волны.

Это напряжение через блок 10 формирования пакета высокочастотных импульсов при положительном или отрицательном значении полуволны поступает на приемопередатчик 11 для передачи на противоположный

55 конец защищаемой линии и блок 12 сравнения по фазе с сигналом, образованным на противоположном конце линии напряжением прямой (обратной) волны. При несовпадении фаз сигналов — выработанного в месте установки защиты и полученного с противоположного конца защищаемой линии — фиксируют короткое замыкание.

Использование разности сдвига по фазе двух высокочастотных сигналов, сформиро65 ванных напряжением прямой и обратной

650149

Формула изобретения

«

72

Составитель Ю. Барабанов

Редактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректоры: Е. Хмелева и 3. Тарасова

Заказ 2716/8 Изд. № 160 Тираж 865 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 волн в качестве признака повреждения, позволяет выполнить защиту на базе существующих дифференциально-фазных защит, но с практически неограниченной длиной защищаемой линии и не работающей ложно при наличии устройств продольной компенсации на смежных участках с защищаемой линией.

Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи, основанный на измерении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противоположные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксации для длинных линий электропередач высокого напряжения, электромагнитные волны формируют путем вычитания фазной волны и волны нулевой

5 последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Попов И. Н. Об использовании переходных процессов и внешних источников контроля для выполнения устройств релейной защиты. В сб. «Вопросы оптимального развития энергосистем и новые технические

15 средства их защиты». М., «Наука», 1970, с. 43 — 73.

2. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. M., «Энергия», 1976, рис. 6 — 20.