Реле направления мощности

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите. Цель изобретения - обеспечение устойчивости функционирования в полнофазном режиме и в цикле однофазного автоматического повторного включения. Для этого в реле направления мощности вводят два блока 3 и 4 выделения аварийных составляющих, каждый из которых входом соединен с выходом одного из преобразователей 1 и 2, а выходом - с одним из двух входов фазочуствительного блока 5, причем преобразователь тока 1 снабжен вторым входо м, предназначенным для подключения к цепи тока нулевой последовательности , а вкоды преобразователя 2 напряжения предназначены для подключения к цепи трансформатора напряжения , одноименной с фазой тока, и к цепи трансформатора напряжения нулевой последовательности. При двухфазном К.З. без земли НС реле фаз В и С работают в сторону отключения, а к реле особой фазы А при равенстве сопротивлений прямой и обратной последовательности аварийных составлякядих токов и напряжений не подводится. К реле фазы А подводятся только величины небалансов. Направление мощности , где произошло К.З., фиксируют по срабатыванию двух из трех реле. бил. Вы;(од б (Л со (Г) сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1377951

А1 (5д 4 Н 02 Н 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4100040/24-07 (22) 04.06.86 (46) 29.02.88. Вюл. Ф 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) Я,С.Гельфанд, Л.С.Зисман, А.И.Левиуш,, Н.Н.Митрофанов и В.Т.Ужегов (53) 621.316.925(088.8) (56) Темкина Р.В. Измерительные органы релейной защиты на интегральных микросхемах. M.: Энергоатомиздат, 1985, с. 148-152.

Гельфанд Я.С., Назаров Ю.Г. и Попов И.Н. Направленная высокочастотная защита линии 400 кВ с фазочувствительной схемой. Труды ЦНИЭЛ, M. ГЭИ, 1954, вып. Ii, с. 162-196. (54) РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите.

Цель изобретения — обеспечение устойчивости функционирования в полнофазном режиме и в цикле однофазного автоматического повторного включения.

Для этого в реле направления мощности вводят два блока 3 и 4 выделения аварийных составляющих, каждый из которых входом соединен с выходом одного из преобразователей 1 и 2, а выходом — с одним из двух входов фазочуствительного блока 5, причем преобразователь тока 1 снабжен вторым входом, предназначенным для подключения к цепи тока нулевой последовательности, а входы преобразователя 2 напряжения предназначены для подключения к цепи трансформатора напряжения, одноименной с фазой тока, и к цепи трансформатора напряжения нулевой последовательности. При двухфазном К.З. без земли ВС реле фаз В и С работают в сторону отключения, а к реле особой фазы А при равенстве сопротивлений прямой и обратной последовательности аварийных составляющих токов и напряжений не подводится.

К реле фазы А подводятся только величины небалансов. Направление мощности, где произошло К.3., фиксируют по срабатыванию двух из трех реле. 6 нл.

1377951

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите воздушных линий электропередачи, и может быть использовано в направлени"

5 ях защиты со ступенчатой выдержкой времени, а также в высокочастотных защитах.

Цель изобретения — обеспечение устойчивости функционирования в полно-фазйом режиме и в цикле однофазного автоматического повторного включения °

На фиг. 1 представлена структурная схема реле; на фиг. 2 — структур- 15 ная схема,(a) и диаграмма работы блока выделения аварийных составляющих (б); на фиг. 3 (а,б,в) — 6 (а, б,в) — схемы замещения короткого замыкания в защищаемой линии и вектор- 20 ной диаграмме токов и напряжений.

Реле направления мощности (фиг.1) содержит преобразователь 1 тока в напряжения, преобразователь 2 напряжения, подключенные к защищаемой линии, 25 блоки 3 и 4 вьделения аварийных составляющих, выход каждого из которых соединен с одним из входов фазочувствительного блока 5, а вход каждого из блоков вьделения аварийных состав- 30 ляющих соединен с выходом своего преобразователя.

Структурная схема и принцип работы блока 4 вьделения аварийных составляющих поясняется на фиг. 2, где

6 — линия задержки; 7 — сумматор с одним инвертируемым входом. Аварийная величина присутствует на выходе блока втечение времени задержки Т> обеспечиваемой линией задержки 6. 4р

Для правильной работы блока вьделения аварийных составляющих при его выполнении по фиг. 2 время задержкй

Т должно соответствовать целому чис" .3 лу периодов или полупериодов промьнп- 45 ленной частоты. Время задержки Т> необходимо корректировать прямо пропорционально длительности периода промышленной частоты.

В нормальном режиме напряжения на выходе блоков 3 и 4 выделения аварийных составляющих (фиг. 1) равно нулю, и реле направления мощности не работает, т.е. предлагаемое реле направления мощности не реагирует на установившиеся величины нормального режима.

Рассмотрим работу реле при однофазном К3 в полнофазной схеме электропередачи. Поскольку реле реагирует на аварийные составляющие, то с учетом принципа наложения для анализа

его работы, можно рассматривать (фиг. За) токи и напряжения в схеме, вызванные приложением аварийной ЭДС

Е„, в месте К3, где Е„ напряжение в месте КЗ до его возникновения. На фиг. 36 приведена комплексная схема замещения (для особой фазы А) для расчета аварийных составляющих при однофазном КЗ, а на фиг. 4в — соответствующие векторные диаграммы. Как видно из векторных диаграмм пофазные реле всех трех фаэ работают в сторону отключения, поскольку соответствующие токи I --I опережают одноименные наФ пряжения фаз. При этом, чувствительность реле в особой фазе А в два раза вьппе, чем в фазах В и С. Укаэанный вывод получен в предположении равенства реактансов прямой и обратной последовательности системы и не зависит от места КЗ, à -.àêæå от схемы нулевой последовательности.

Токи и напряжения, подводимые к реле для фаз В и С, соответствуют величинам обратной последовательности, подаваемым на реле направления мощности обратной последовательности.

Фиг. 4 иллюстрирует работу реле при двухфазном К3 на землю. В,соответствии с комплексной схемой фиг. 4а замещения IU д l > В „д поскольку суммарные сопротивления схем прямой и обратной последовательности равны (Х1 =Х2 =Х ), кроме того схема обратной последовательности шунтирована схемой нулевой последовательности (Х ) с учетом векторных диаграмм фиг. 4б.

lUp-Uol =lUgp I — lUg+q l к, х

Е з (Х2+Х; Х, ) где U><, — — — -+-— --"41 х2,+2ХО, Хт, Еvs Хох Х2

U =U = — — — —— кл2 0 .Х2+2Х . Х Е II% напряжения симметричных составляющих в месте КЗ.

Поэтому напряжение U д--U направлено в сторону U „„,.

Для токов в реле в силу равенства сопротивлений прямой и обратной последовательности сохраняются те же соотношения.

1377951

Напряжение, подводимое к реле особой фазы А, существенно меньше напряжения йрямой последовательности. Однако, реле всех трех фаз по-прежнему работает в сторону отключения.

При двухфазном КЗ без земли ВС реле фаз В и С работают в сторону отключения, а к реле особой фазы А при равенстве сопротивлений прямой и обратной последовательности аварийных составляющих токов и напряжений не подводится К реле фазы А подводятся только величины небелансов. Правильно направленные мощность, где произошло КЗ, фиксируют по срабатыванию двух из трех реле.

Рассмотрим работу реле при К3 в несимметричной сети.

Первый случай возникновения однофазного КЗ на линии односторонне поставленной под напряжение двумя фазами.

Для КЗ на фазе А в симметричной сети фиг. 5 можно воспользоваться 25 комплексной схемой замещения фиг.Зб, положив Х у,=Х1 =Х,= < °

При этом, Е 1, =I ri z =1li o =I.

Для схемы фиг. Зб введем обозначения 30

I и ° +Е„п,=Т цу+Хлп =Х,;

Х se+Iw io Xc s тогда

П д1 - ЗТ у10 д «1 Т у1П д ЗТХО

Пя =-j I(X o+2X )

Us=U кл . а +U„ z a+U,„, =-jIX,à -1?Х, а- j IX,= j I (X,-Х,);, И.-j I(XÄ-X,) °

Далее переходим к К3 на фазе А в несимметричной схеме при отключенной фазе В, U =0 (фиг. 5б) имеем:

U> j I(X +2Х ) Us =0 Uс=j I(X„Хо);

U,=З(U, U,)=- З Т(Х,+2Х.)

1 1.

К Реле при КЗ будут подводиться 45 токи:

IA Io=2I; Is-I I; Iс-Io=-I и напряжения

Ц -U ---j I(-X +1-Õ ) °

1 1

3 3

Пв-Us =j I(ÇÕ, +-Х,)

1 2

".-" -j I(1ЗХ ЗХ )

1 1

Так как 4Х, Х„то значение коэффициента j при токе I в выражении для

U -U всегда положительно. Во всех трех реле аварийные составляющие тока опережают аварийные составляющие напряжения (фиг. 5в) и все три реле могут работать только в сторону отключения, но с разной чувствительностью по напряжению.

Таким образом, рассмотрены все ви-. ды К3 в цикле ОАПВ на двух оставшихся в работе фазах. Рассмотрим работу устройства при отключенной фазе А и КЗ на В.

Сначала рассматриваем схему фиг.ба расчет аварийных составляющих ведется по комплексной схеме замещения (фиг. бб) для сложного вида несимметрии, где 1 одна треть тока в месте К3.

Затем, как в предыдущем примере фиг. 5, напряжение отключенной фазы полагается равным нулю и производится переход как сделано вьппе к расчету величин для схемы фиг. 6в.

Для случая фиг. 6в условием срабатывания всех реле направления мощности в сторону отключения является отрицательное значение коэффициентов при токе I для токов, подводимых к реле неповрежденной фазы С со стороны системы шин I u II

ЗХ у!Х +Х О Х1 X r (Х„+2Х,)Х, -ЗХ q -„Х, +Х о -. Х -X i a Х

I -I

cI oz (X +2X )

° где Х,=Х„+Х„-,; Х,=Х,z Х, Указанные условия соблюдаются во всех практических случаях и все реле могут работать только в сторону отключения.

При КЗ как в симметричном режиме так и в цикле ОАПВ на оставшихся в работе фазах реле направления мощности работает правильно. Реле отсроено от режима нагрузки и правильно работает как на поврежденной так и неповрежденной фазе. Таким образом, оно существенно повьппает устойчивость функционирования реле направления мощности. формула изобретения

Реле направления мощности, содержащее преобразователь тока, имеющий вход для подключения к цепи трансформатора тона фазы линии электропередачи, преобразователь напряжения и фазочувствительный блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспе1377951 чения устойчивости функционирования в полнофазном режиме и в цикле. однофазного автоматического повторного включения, дополнительно введены два

5 блока выделения аварийных составляющих, каждый из которых входом соединен с выходом одного из преобразователей, а его выход соединен с одним из двух входов фазочувствительного блока, причем преобразователь тока снабжен вторым входом, подключаемым к цепи тока нулевой последовательности, а входы преобразователя напряжения предназначены для подключения к цепи трансформатора напряжения, одноименного с фазой тока, и трансформатора напряжения нулевой последовательности.

1377951

Ze 7è Ти и fe

«+7»

1377951

abc

Составитель В.Белов

Редактор И.Сегляник Техред Л.Сердюкова Корректор А 0бручар

Заказ 882/50 .Тираж 649 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4