Устройство защиты от коротких замыканий параллельных линий электропередач переменного тока

 

Изобретение относится к релейной защите кабельных и воздушных параллельных линий электропередач переменного тока с общим выключателем на фазу. Устройство защиты имеет один дифференциальный трансформатор тока на каждую фазу электропередачи с двумя первичными обмотками. Каждая из фаз последовательно включена в одну из двух параллельных линий защищаемой электропередачи. Вторичная обмотка трансформатора тока подключена к реагирующему органу защиты реле. Первичные обмотки трансформатора выполнены слоевыми многовитковыми с одинаковым числом витков, включены друг относительно друга встречно и намотаны на магнитопровод трансформатора так, что их витки в слое чередуются между собой. Технический результат заключается в повышении чувствительности устройства защиты от коротких замыканий и резком сокращении длины зоны недействия защиты ("мертвой зоны"). 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно релейной защиты электрических сетей, в частности к защите параллельных линий электропередач переменного тока с общим выключателем.

Известны схемы релейной защиты, предусматриваемые для параллельных линий электропередач с общим выключателем на дифференциальном принципе - так называемые поперечные дифференциальные защиты /1/.

Такие устройства защиты от коротких замыканий параллельных линий электропередачи переменного тока содержат общий выключатель, трансформаторы тока с обмотками на магнитопроводах в каждой фазе электропередачи, первичные одновитковые обмотки которых последовательно включены в каждую параллельную линию фазы, а вторичные - соединены по дифференциальной схеме и подключены к реагирующему органу (реле).

Основным недостатком такой защиты является наличие значительной "мертвой зоны" (зоны недействия защиты) при повреждениях в конце защищаемых линий по отношению к месту установки защиты.

Величина зоны недействия защиты (m) определяется соотношением: m=Iс.з. /Iк.з.L, (1) где Iс.з. - ток срабатывания защиты; Iк.з. - величина тока короткого замыкания в конце защищаемого участка; L - длина (протяженность) защищаемой линии.

Из выражения (1) следует, что величина зоны недействия тем меньше, чем меньше ток срабатывания (Iс.з.).

Ток срабатывания защиты определяется по формуле: Iс.з.=К(Iнб.п.ц.+Iнб.т.т.), (2) где Iнб.п.ц. - ток небаланса защищаемых параллельных цепей, вызванный неточным равенством сопротивления этих цепей; Iнб.т.т. - ток небаланса от погрешностей трансформаторов тока; К - коэффициент надежности (К=1,2-1,5).

Наличие тока небаланса от погрешностей трансформаторов тока в цепях одноименных фаз каждой линии требует значительного увеличения тока срабатывания, что резко увеличивает зону недействия защиты, снижая таким образом ее эффективность.

Задачей данного предложения является резкое сокращение длины зоны недействия защиты ("мертвой зоны") и повышение ее чувствительности.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что в устройстве защиты от коротких замыканий электропередачи переменного тока, имеющей две параллельные линии в каждой фазе, содержащем общий выключатель, трансформаторы тока с обмотками на магнитопроводах, первичные обмотки которых с одинаковым числом витков, а вторичные - подключены к реагирующему органу (реле), в каждую фазу электропередачи переменного тока включен один трансформатор тока с двумя первичными обмотками, которые выполнены слоевыми многовитковыми, включены друг относительно друга встречно и намотаны на общий магнитопровод так, что их витки в слое чередуются между собой, причем, в цепь каждой параллельной линии последовательно включена одна из двух первичных обмоток трансформатора тока.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства защиты в одной фазе электропередачи переменного тока, содержащей две параллельные линии в каждой фазе, на фиг.2 схематично показана часть магнитопровода со слоем первичных обмоток трансформатора тока.

Устройство релейной защиты содержит линию электропередач с общим выключателем 1, имеющую две параллельные линии 2 в каждой фазе, трансформатор тока 3 (дифференциальный), две первичные обмотки 4 и вторичная обмотка 5 которого намотаны на магнитопроводе 6. В цепь каждой параллельной линии 2 последовательно включена одна из двух первичных обмоток 4 трансформатора тока 3, при этом обмотки 4 между собой включены встречно. Вторичная обмотка 5 подключена к реагирующему органу (реле) 7. Первичные слоевые многовитковые обмотки 4 имеют одинаковое число витков и намотаны на магнитопровод 6 так, что их витки в слое чередуются (см. фиг.2). На фиг.2 в сечениях витков одной и второй встречно включенных обмоток 4, отмеченных различной штриховкой, показаны направления токов, протекающих в них.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В нормальном режиме, при любых внешних возмущениях (в том числе и внешних коротких замыканиях) и отсутствии повреждений в рассматриваемой фазе электропередачи переменного тока токи в параллельных линиях 2 этой фазы практически равны, первичные обмотки трансформатора тока, выполненные с одинаковым числом витков и включенные встречно, обеспечивают практическое отсутствие результирующей магнитодвижущей силы в магнитопроводе трансформатора тока. При этом во вторичной обмотке ток практически равен нулю, что обеспечивает бездействие реагирующего органа защиты (реле).

При коротких замыканиях на одной из параллельных линий (возникновении тока короткого замыкания) нарушается равенство токов, протекающих по первичным обмоткам трансформатора тока, под влиянием результирующей магнитодвижущей силы, возникшей в магнитопроводе трансформатора тока, во вторичной обмотке его наводится ЭДС и протекает ток, приводящий в действие реагирующий орган защиты, который посылает сигнал на отключение защищаемой электропередачи.

При использовании предлагаемого устройства защиты величина его тока срабатывания определяется практически только одним фактором - неравенством токов в параллельных линиях одноименных фаз защищаемой электропередачи в нормальном режиме и при коротких замыканиях вне защищаемой зоны и определяется выражением: Iс.з.=KIнб.п.ц. (3)
Выполнение первичных обмоток трансформатора тока многовитковыми увеличивает магнитодвижущую силу в магнитопроводе трансформатора тока пропорционально числу витков этих обмоток, а чередование в слое витков этих обмоток устраняет ток небаланса, вызываемый конструктивными различиями выполнения первичных цепей трансформатора тока.

Все вышеперечисленное обеспечивает возможность значительного уменьшения тока срабатывания защиты и, следовательно, позволяет уменьшить ее зону недействия ("мертвую" зону) и повысить чувствительность при повреждениях в защищаемых электропередачах переменного тока.

Следует отметить, что данное устройство может быть использовано для защиты как кабельных, так и воздушных параллельных линий электропередач с общим выключателем.

Источники информации
1. Чернобровов Н.В. и Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М., "Энергоатомиздат", 1998, с.342-346.


Формула изобретения

Устройство защиты от витковых коротких замыканий электропередач переменного тока, имеющей две параллельные линии в каждой фазе, содержащее общий выключатель, трансформаторы тока с обмотками на магнитопроводах, первичные обмотки которых выполнены с одинаковым числом витков, а вторичные - подключены к реагирующему органу, отличающееся тем, что в цепь каждой фазы указанной электропередачи включен один трансформатор тока с двумя первичными обмотками, которые выполнены слоевыми многовитковыми, включены друг относительно друга встречно и намотаны на общий магнитопровод так, что их витки в слое чередуются между собой, причем в цепь каждой параллельной линии указанной электропередачи последовательно включена одна из двух первичных обмоток трансформатора тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и микропроцессорной технике и может быть использовано в технике релейной защиты объектов для установки как в ячейках КРУ вводных, секционных, фидерных выключателей, трансформаторов и электродвигателей, так и на линиях ЛЭП для управления высоковольтными выключателями

Изобретение относится к управлению асинхронными двигателями и может быть использовано для добычи нефти и воды с помощью погружных и прочих насосов

Изобретение относится к защитным устройствам фидеров тяговых подстанций постоянного тока и предназначено для защиты смежных фидеров

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты

Изобретение относится к системам релейной защиты электрооборудования и может быть использовано для подачи сигнала на аварийное отключение ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ) при возникновении в ней открытой электрической дуги короткого замыкания

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при осуществлении однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) в электропередачах высокого и сверхвысокого классов напряжений

Изобретение относится к системам релейной защиты электрооборудования и может быть использовано для подачи сигнала на аварийное отключение ячейки комплектных распределительных устройств (КРУ) при возникновении в ней электрической дуги короткого замыкания

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты шин низшего уровня напряжения от различного вида повреждений (проходной, подвесной или опорной изоляции, вводов выключателей и трансформаторов и т.д.), сопровождаемых различными видами коротких замыканий

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке и на одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями

Изобретение относится к области электротехники, к релейной защите, в частности к токовой направленной дифференциальной защите, и может быть использовано для защиты параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке в одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем, например в качестве устройства блокировки при качаниях взамен КРБ-126

Изобретение относится к релейной защите обмоток шунтирующих реакторов, трансформаторов, автотрансформаторов

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты человека от поражения электрическим током, противопожарной защиты от теплового проявления токов утечки, а также токов перегрузки и к.з

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для повышения энергетической эффективности однофазных потребителей, путем рекуперации большей части потребляемой энергии в сеть за счет межфазного распределения тока (МРТ). Техническим результатом является расширение диапазона рекуперации потребляемой энергии в случае использования для однофазных потребителей. Первый вариант устройства для межфазного распределения тока содержит два однофазных трансформатора, промежуточный вывод обмотки каждого из которых подключен к первой клемме потребителя, а крайние выводы - к фазным входным выводам. Вторая клемма потребителя подключена к общей точке двух крайних выводов упомянутых обмоток, число витков каждой из которых разделено промежуточным выводом на два неравных участка. К фазным входным выводам подключены участки обмоток с большим числом витков. Второй вариант устройства отличается от первого варианта тем, что промежуточный вывод каждой обмотки трансформатора делит ее число витков на равные участки. Согласно первому варианту диапазон рекуперации расширяется от величины, превышающей половину потребляемой энергии до величины, ограниченной только конструктивным усложнением трансформаторов МРТ, связанным с сильно выраженным неравенством сечений участков каждой фазной обмотки. Согласно второму варианту рекуперация равна половине потребляемой энергии. При этом сечения участков каждой фазной обмотки равны, что упрощает их изготовление. Магнитопроводы трансформаторов МРТ могут иметь различную конфигурацию, в том числе витую ленточную кольцевидной формы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения. Технический результат состоит в повышении чувствительности к межвитковым замыканиям и исключении влияния высших гармоник. Устройство содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой. Полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле. Для определения межвиткового замыкания в обмотках на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя без возбуждения силового трансформатора и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора. На выводах по числу фаз трансформатора установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом - к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки осуществляется на выводах автотрансформатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в энергетическом оборудовании для повышения локализационной способности электроустановок, в том числе шкафов комплектных распределительных устройств, комплектных трансформаторных подстанций, комплектных токопроводов, при возникновении в них открытой электрической дуги

Изобретение относится к области защиты тяговых сетей от токов короткого замыкания
Наверх