Устройство для защиты участка электрической сети от дуговых коротких замыканий

Устройство для защиты участка электрической сети от дуговых коротких замыканий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

Ю. И. Каринский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УЧАСТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ ОТ ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Устройство относится к электротехнике и предназначено для быстродействующей и селективной защиты от коротких замыканий участков электрической сети, включающих в себя линии электропередачи, сборные шины электрических станций и подстанций, силовые трансформаторы и другие электроустановки.

Известно устройство защиты с направленной высокочастотной блокировкой, в котором измеряют сопротивление петли короткого замыкания дистанционным органом и разрешают срабатывание защить при отсутствии блокирующего,,сигнала, подаваемого при направлении мощности от защищаемой линии к шинам противоположной подстанции (1). Однако данное устройство не обеспечивает достаточной надежности вследствие использования высокочастотного канала связи.

Также известно устройство для дистанционной защиты участков электрической сети, включающих в себя линии электропередачи, сборные шины, силовые трансформаторы и другие электроустановки, в котором формируют рабочий сигнал, пропорциональный току короткого замыкания, и тормозной сигнал, пропорциональный остаточному напряжению петли короткого замыкания, 5 сравнивают эти сигналы и, если рабочий сигнал превышает тормозной, отключают защищаемый участок электрической сети с выдержкой времени, соответствующей степени защиты (2).

1о Основными недостатками данного устройства являются низкие селективность и быстродействие, обусловленные тем, что изза влияния электрической дуги в месте короткого замыкания и погрешностей устройства защиты при дуговых коротких замыканиях в конце защищаемого первой ступенью защиты участка электрической сети, эта ступень отказывает в срабатывании и поврежденный участок отключается второй ступенью защиты с выдержкой времени. При рв металлических коротких замыканиях в начале смежного участка электрической сети возможны излишние срабатывания первой ступени дистанционной защиты и неселек691981

1$

2$

ЗО

Формула изобретения

$$ тивные отключения неповрежденного участка электрической сети.

Указанные недостатки часто не позволяют использовать дистанционную защиту в качестве основной, что особенно нежелательно для линий электропередачи небольшой и средней протяженности, большей

10 — 15 км, где использование продольной дифференциальной защиты с соединительными проводами и высокочастотной защиты нецелесообразно из-за сложности и большой стоимости канала связи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защиты участка электрической сети, использующее для блокировки защиты в рабочих режимах линии высшие гармонические составляющие, содержащее датчик тока, соединенный с пропускающими фильтрами, элементы формирования рабочего и тормозного сигналов, элемент сравнения и исполнительный элемент (3). Однако указанное устройство не обладает достаточной селективностью и быстродействием.

Целью настоящего изобретения является повышение селективности и быстродействия защиты участков электрической сети от дуговых коротких замыканий.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты участка электрической сети от дуговых коротких замыканий, содержащее на каждом конце участка датчик тока, соединенный с пропускающими фильтрами, к одному из которых подключен элемент формирования рабочего, а к другому тормозного сигнала, выходы которых подключены к элементу сравнения, соединенному с исполнительным элементом, на противоположном конце защищаемого участка в рассечку сети дополнительно введен заграждающий фильтр частоты рабочего сигнала данного комплекта защиты, а на ближнем конце в рассечку сети установлен заграждающий фильтр частоты рабочего сигнала противоположного комплекта защиты.

4О

Схема устройства защиты приведена на чертеже.

Устройство содержит на противоположном конце защищаемого участка 1 электрической сети заграждающий фильтр 2, настроенный на частоту гармоники тока, из которой формируют рабочий сигнал защиты.

В начале защищаемого участка сети установлен датчик тока 3, к которому присоединены пропускающий фильтр 4, настроенный на частоту рабочей гармоники тока, с блоком формирования рабочего сигнала 5 на выходе, и пропускающий фильтр 6, настроенный на частоту тормозной гармоники тока, с блоком формирования тормозного сигнала

7 на выходе. К блокам 5 и 7 присоединен блок сравнения сигналов 8 выход которого связан с цепью отключения выключателя 9.

Фильтр 2 подавляет рабочую гармонику тока в линии электропередачи 1. Датчик тока 3 и фильтры 4 и 6 из тока линии электропередачи выделяют рабочую и тормозную гармоники, а блоки 5 и 7 формируют соответственно рабочий и тормозной сигналы, которые затем сравниваются в блоке 8.

При срабатывании последнего подается сигнал на отключение выключателя 9.

При внешнем дуговом коротком замыкании, например в точке К1, в токе защищаемого участка сети 1 от левого источника

ЭДС посредством фильтра 2 подавляется рабочая гармоника тока, вследствие чего рабочий сигнал на выходе блока 5 практически отсутствует, блок 8 не срабатывает и сигнал на отключение выключателя 9 не подается.

При внешнем дуговом коротком замыкании на участке сети, расположенном левее места установки защиты, например в точке К2, в первичном токе датчика 3 от правого источника ЭДС посредством фильтра 2 подавляется рабочая гармоника тока, вследствие чего сигнал на отключение выключзтеля 9 не подается.

При дуговом коротком замыкании на защищаемом участке сети, например в точке КЗ, в первичном токе датчика 3 рабочая гармоника не подавляется, рабочий сигнал на входе блока 8 превышает тормозной, вследствие чего подается сигнал на отключение выключателя 9 своего конца защищаемого участка сети 1.

При качаниях в электрической системе форма уравнительного тока близка к синусоидальной и, кроме того, если и появятся высшие гармоники тока, то рабочая гармоника будет подавлена фильтром 2 и сигнал на отключение выключателя 9 не подается.

Соотношение коэффициентов передачи блоков формирования рабочего и тормозного с1 гналов рассчитывается из условия селективчого действия защиты с учетом соотношения амплитуд выбранных рабсчей и тормозной гармоник тока при дуговых коротких замыканиях.

Технико-экономическая эффективность предложения состоит в высоком быстродействии и абсолютной селективности защиты электрической сети от дуговых коротких замыканий при отсутствии специального канала связи между устройствами защиты, установленными на всех концах защищаемого участка сети, что невозможно при использовании известных способов защиты.

Устройство для защиты участка электричсской сети от дуговых коротких замыканий, содержащее на каждом конце участ691981

Составитель В. Зимаков

Редактор Д. Мепуришвили . --.- Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 6232 46 Тираж 857 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ка датчик тока, соединенный с пропускаюшими фильтрами, к одному из которых подключен элемент формирования рабочего, а к другому тормозного сигнала, выходы которых подключены к элементу сравнения, соединенному с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности и быстродействия, на противоположном конце защищаемого участка в рассечку сети дополнительно введен заграждающий фильтр частоты рабочего сигнала данного комплекта защиты, а на ближнем конце в рассечку сети установлен заграждающий фильтр частоты рабочего сигнала противоположного комплекта защиты. б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководящие указания по релейной защите, высокочастотная блокировка дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности защит линий 110—

220 кв — Изд. «Энергия», 1975.

2. Федосеев A. М. Релейная защита электрических систем — М., «Энергия», 1976.

3, Кума К. Г., Марквардт Г. Г., Пуныкин В. Н. Защита от токов короткого замыкания в контактной сети — «Трансжелдориздат», 1960, глава VIII (прототип).