Способ защиты от коротких замыканий двух параллельных линий с отдельными выключателями и двусторонним питанием

 

Сущность изобретения: поврежденной считают ту линию, ток в которой равен сумме токов подпитки с одной из сторон каждой линии, при токе в другой линии больше тока установки, который выбирают из условия 1нагр мин 1уст 1х.х.л, где (нагр.мии ТОК минимальной нагрузки; 1Х х.л - ток холостого хода линии. 2 ил

СОК>3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 7/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 4 ll

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4868965/07 (22) 25.09.90 (46) 23.12,92. Бюл. 1чг 47 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) Ж.Р,Алишев, М.Я,Клецель и В.В.Мусин (73) Ж.Р,Алишев, М.Я.Клецель и В.В,Мусин (56) Федосеев А,М. Релейная защита электрических систем, M„1976, с. 515.

Авторское свидетельство СССР N 591982, кл. Н 02 Н 3/28, 1975, Изобретение относится к электроэнергетике; а именно к технике релейной защиты.

Известен способ защиты от коротких замыканий двух параллельных линий с от.— дельными выключателями, при которой измеряют токи в параллельных линиях и напряжение на шинах, к которым присоеди-" нены линии, сравнивают токи между собой, определяют угол между напряжением и током и по разности токов и величине угла судят о том, какая линия повреждена. Дифференциальные поперечные направленные защиты, реализующие данный способ, имеют недостаточную чувствительность, связанную с отстройкой от максимальных токов нагрузки. максимальных токов небаланса при внешних грехфазных коротких замыканиях на шинах противоположной подстанции и от токов в неповрежденных фазах при двухфазных и однофазных коротких замыканиях на землю. Кроме того. защита неправильно отключает неповрежденную линию при обрыве провода линии с односторон„„5 ) „„1784109 А3 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ QT КОРОТКИХ 3АМЫКАНИЙ ДВУХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ С ОТДЕЛЬНЫМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

И ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ (57) Сущность изобретения: поврежденной считают ту линию, ток в которой равен сумме токов подпитки с одной из сторон каждой линии, при токе в другой линии больше тока установки, который выбирают из условия

1нагр мин > 1уст > 1х.х.л, ГДЕ 1нэгр.мин ТОК

МИНИМаЛЬНОй НаГРУЗКИ; 1х.x.n — тОК ХОЛОСТОГО хода линии. 2 ил ним заземлением, имеет мертвую зону по току и напряжению;

Наиболее близким к предлагаемому способу по достигаемому эффекту является способ защиты от коротких замыканий двух параллельных лйййй с отдельйыми выключателями, при котором измеряют ток в каждой фазе линии, сравнивают с уставкой и отключают поврежденную линию, Защиты по этому способу обладают более высокой чувствительностью по сравнению с аналогом, так как не отстраиваются от токов в неповрежденных фазах, а отстраиваются от тока небаланса при двухфазных коротких замыканиях. на шинах противоположной подстанции и от максимального тока нагрузки с целью обеспечения несрабагывания на отключение неповрежденной линии при обрыве провода линии с односторонним заземлением. Однако защиты по данному способу имеют все же недостаточную чувствительность, связанную с отстроГкой от максимального тока нагрузки и от токов

1784109 нлбаланса при двухфазных коротких замыканиях.

Цель изобретения — повышение чувствительности защит двух параллельных ли; ний с отдельными выключателями.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе защиты от коротких замыканий двух параллельных линий с отдельными выключателями и двухсторонним питанием измеряют ток в каждой линии, сравнивают с уставкой и отключают поврежденную линию, дополнительно одновременно с измерением токов в линиях измеряют сумму токов подпитки с одной из сторон каждой линии, сравнивают эту сумму с током в каждой линии и поврежденной считают ту линию ток в которой равен измеряемой сумме токов подпитки при токе в другой линии большем уставки, в качестве которой выбирают ток Isarp > !уст > Ixx, где нагр — ток нагрузки, lyct — ток уставки, Ixx ток ненагруженной линии, На фиг. 1 приведена схема сети, содержащая источники питания 1 — 10, шины 11 и

12 питающей и приемной подстанций, выключатели 13 — 26, трансформаторы тока

27-36, линии электропередачи 37, 38, устройства защиты 39-42, реализующие предлагаемый способ. На фиг. 2 приведен пример выполнения устройства 39 (аналогично выполнены устройства 40 — 42), которое содержит на каждую фазу блок 43 выявления коротких замыканий, состоящий из 44-48 — аналого-цифровых преобразователей(АЦП); 49 — сумматора; 50, 51 — элементов сравнения (ЭС);, 52 — логического элемента И.

Логическии элемент ИЛИ 53 и исполнительный орган (ИО) 54 являются общими для всех трех фаз. Входы сумматора 49 через

АЦП 45 — 48 подключены, соответственно, к трансформаторам тока 27, 28, 29, 31. например фаз А. Вход 55 ЭС 50 через АЦП 44 подключен ко вторичной обмотке трансформатора тока 30 фазы А, а вход 56 подключен к выходу сумматора 49. Вход 57 ЭС 51 через

АЦП 48 подключен ко вторичной обмотке трансформатора тока 31, а вход 58 подклю- .

ЧЕН К ЗаДатЧИКУ тОКа lxx38 ХОЛОСТОГО ХОДа линии 38 (на фиг. 2 не показан). Выход ЭС

50 и ЭС 51 подключены ко входам 59 и 60 логического элемента И 52, выход которого подключен ко входу 61 логического элемента ИЛИ 53, входы 62 и 63 которого подключены к выходам блоков 43 фаэ В и С соответственно, Выход логического элемента ИЛИ 53 подключен ко входу ИО 54 отключения выключателя 18.

Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме и внешни«У3 вторичные токи трансформаторов тока 27.

28. 29. 31 фаз А, преобразованные в цифровой код в АЦП 45-48, поступают в сумматор

5 49 и полученная сумма

= 127 + Izs+ 128 + !31 (1) поступает на вход 56 ЭС 50, на вход 55

10 которого через АЦП 44 поступает вторичный ток трансформатора тока 30 фазы А. На вход

57 ЭС 51 через АЦП 48 поступает вторичный ток трансформатора тока 31 фазы А. на вход

58 от задатчика подается ток холостого хода

15 линии 38. В ЭС 50 и ЭС 51 поступившие величины сравниваются. Если выполняются нижеприведенные условия

I3O=- 1= (2) 20

I3» 1хх38. (3) 130 < 27+ 128+ I29+ l31, 35 При этом на выходах ЭС 50 и ЭС 51 сигналы отсутствуют, Следовательно, на входе 61 логического элемента ИЛИ 53 сигнал отсутствует. Отсутствуют сигналы на входах 62 и 63 от блоков 43 фаз В и С и

40 защита не срабатывает.

При К3 на линии 37, вблизи питающих шин 11, системы 1-5 подпитывают место КЗ по линии 37, а системы 6-10 по линиям 37 и

38. Тогда, через трансформаторы тока 30, 45 31, соответственно, будут протекать токи

l30 = l27 + l28 + l29 + 131, I31 > ХХ38

50 т.е, условия (2) и (3) выполняются. На выходах ЭС 50 и ЭС 51 появляются сигналы, логический элемент И 52 срабатывает и на выходе 61 логического элемента ИЛИ 53 по55 является сигнал и исполнительный орган 54 защиты выдает сигнал на отключение выключателя 18. После отключения выключателя 18 системы 1-5 подпитывают место К3 по линии 38, а системы 6-10 по линии 37. то на выходах ЭС 50 и 51 появляются сигналы и защита 39 срабатывает, то есть совме25 стное выполнение(2) и (3) является условием срабатывания защиты 39 на отключение линии 37.

В нормальном режиме и внешних К3. условие (3) выполняется, но не выполняется

30 (2), так как токи линий 37 и 38 приблизительно равны и совпадают по фазе, поэтому. 1784109

132 = 133 + 134 + 135 + 36, (4)

5 (5) 133 > IXX36, l30 IXX37 32 ХХ37

I3o хх37

133 132 + l34 + Ь5+ 36

ЬО IXX37 132 !ХХ37! нагр.мин > !уст. > Ix.õ.л.

Тогда, во вторичных цепях трансформаторов тока 32 и 33 фаз А будут протекать токи что является условием срабатывания защиты 41 (аналогично 39). Защита 41 срабатывает и отключает каскадно выключатель 20, До 10 момента отключения выключателя 20 справедливо следующее соотношение

l31 = l30+ 127+ l28 + !29.

15 то есть выполняется одно из условий для срабатывания защиты 40, аналогичное условию (2) защиты. 39. Однако защита не срабатывает, так.как и не выполняется условие, аналогичное условию (3). Защита 42 тоже не срабатывает, так как 25 и не выполняется. условие, аналогичное условию (2). таким образом, защита не отстра- 30

: ивается от токов в неповрежденных фазах при двухфазных и однофазных КЗ.

При отключении линии с одной из сторон в нормальном режиме, например выключателем 20 линии 37. по линии 38 35 протекает максимальный ток нагрузки. Однако, защиты 40 и 42 ложно не срабатывают, так как т.е. не выполняются условия, аналогичные условию (3) защиты 39. Следовательно. защита не отстраивается от максимальных то- ков нагрузки, Ее ток срабатывания с учетом 45 погрешности ь.ожно принять 1.3lxx.

При обрыве провода линии с односторонним заземлением, например, провода линии 37 со стороны шин 11, защита 39 отключает выключатель 18, аналогично вышеописанному. Защиты 40 и 42 ложно не срабатывают, так как

Следовательно, защита работает правильно при обрыве провода линии с односторонним питанием.

Таким образом, защиты. реализующие предлагаемый способ, имеют следующие преимущества: высокую чувствительность, связанную с возможностью не отстраиваться от токов в неповрежденных фазах при однофазном и двухфазном КЗ на землю, от максимальных токов нагрузки и от токов небаланса при внешних КЗ; высокую надежность в связи с отсутствием цепей напряжения.

Формула изобретения

Способ защиты от коротких замыканий двух параллельных линий с отдельными выключателями и двусторонним питанием, заключающийся в том, что измеряют ток, протекающий в каждой линии, сравнивают

его с уставкой. отключают поврежденную линию, отличающийся тем, что. с целью повышения чувствительности. одновременно с измерением тока в каждой линии дополнительно измеряют сумму токов подпитки с одной иэ сторон каждой линии. сравнивают ее с током в каждой линии, и поврежденной считают ту линию, ток в которой равен измеренной сумме токов подпитки, при токе в другой линии больше тока уставки, который выбирают иэ выражения где !нагр.мин ТоК минимальной нагрузки ли нии;

Ix,х,л. — ток холостого хода линии.

17841 09

Составитель В.Мусин

Редактор Т.Шагова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И Шулла

Заказ 4530 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101