Устройство для защиты двух параллельных линий с отдельными выключателями

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении чувствительности защиты и экономического эффекта. Для этого устройство содержит первый и второй элементы ИЛИ, первое и второе выходные реле, цепь отключения выключателя двух параллельных линий и для двух одноименных фаз линий по реле тока и реле направления мощности, подключенных к трансформаторам тока этих фаз, по первому и второму элементу И, контакты выключателей, дополнительно введены первое, второе и третье реле тока, третий элемент И и третий элемент ИЛИ, входами подключенные к выходам введенных реле тока, четвертое, пятое, шестое реле тока, четвертый элемент И и четвертый элемент ИЛИ, подключенные к выходам введенных четвертого, пятого и шестого реле тока, первый элемент ИЛИ-НЕ, подключенный входами к выходам первого и четвертого реле тока, второй элемент ИЛИ-НЕ - к выходам второго и пятого реле тока, третий элемент ИЛИ-НЕ - к выходам третьего и шестого реле тока, пятый и шестой элементы ИЛИ, входами подключенные к выходам элементов ИЛИ-НЕ и к выходу соответственно четвертого и третьего элементов И, причем выход третьего элемента ИЛИ подключен к четвертому входу второго элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ - к четвертому входу первого элемента И, выход пятого и шестого элементов ИЛИ - к пятому входу соответственно первого и второго элементов И. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий с отдельными выключателями от коротких замыканий.

Известно устройство поперечной дифференциальной токовой защиты двух параллельных линий, содержащее реле тока, подключенное к трансформаторам тока одноименных фаз обеих линий (Чернобровов Н.В. Релейная защита. Из-во Энергия. 1974). Но это устройство не различает на какой из линий произошло короткое замыкание (КЗ) и может ложно отключить неповрежденную линию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство двух параллельных линий с отдельными выключателями, содержащее первый элемент ИЛИ и первое выходное реле, входом подключенное к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом - в цепь отключения выключателя первой из двух параллельных линий, второй элемент ИЛИ и второе выходное реле, входом подключенное к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом - в цепь отключения выключателя второй линии, и для двух одноименных фаз линий по реле тока и реле направления мощности, подключенных к трансформаторам тока этих фаз, по первому и второму элементу И, первым, вторым и третьим входами подключенных соответственно к разноименным выходам реле направления мощности, последовательно включенным блок-контактам выключателей и выходу реле тока, причем выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И - к первому входу второго элемента ИЛИ (Е.П.Фигурнов. Релейная защита. М. Желдориздат. 2002. 720 с.).

Однако это устройство имеет низкую чувствительность из-за необходимости отстраиваться от токов нагрузки при самопроизвольном или ошибочном отключении персоналом выключателя с противоположной стороны линии, а также при обрыве фазы с односторонним заземлением.

Задачей изобретения является повышение чувствительности защиты, повышение экономического эффекта.

Данный технический результат достигается тем, что в устройство защиты двух параллельных линий с отдельными выключателями, содержащее первый элемент ИЛИ и первое выходное реле, входом подключенное к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом в цепь отключения выключателя первой из двух параллельных линий, второй элемент ИЛИ и второе выходное реле, входом подключенное к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом - в цепь отключения выключателя второй линии, и для двух одноименных фаз линий по реле тока и реле направления мощности, подключенных к трансформаторам тока этих фаз, по первому и второму элементу И, первым входом подключенных к разноименным выходам реле направления мощности, вторым - к последовательно включенным контактам выключателей, а третьим - к выходу реле тока, причем выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И - к первому входу второго элемента ИЛИ, дополнительно введены первое, второе и третье реле тока, входами подключенные к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С первой линии, третий элемент И и третий элемент ИЛИ, входами подключенные к выходам введенных реле тока, четвертое, пятое, шестое реле тока, подключенные к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С второй линии, четвертый элемент И и четвертый элемент ИЛИ, подключенные к выходам введенных четвертого, пятого и шестого реле тока, первый элемент ИЛИ-НЕ, входами подключенный к выходам первого и четвертого реле тока, второй элемент ИЛИ-НЕ - к выходам второго и пятого реле тока, третий элемент ИЛИ-НЕ - к выходам третьего и шестого реле тока, пятый и шестой элементы ИЛИ, входами подключенные к выходам элементов ИЛИ-НЕ и к выходу соответственно четвертого и третьего элементов И, причем выход третьего элемента ИЛИ подключен к четвертому входу второго элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ - к четвертому входу первого элемента И, выход пятого и шестого элементов ИЛИ - к пятому входу соответственно первого и второго элементов И.

Устройство содержит (см. чертеж) токовые реле 1-3, входом подключенные к трансформаторам тока (ТТ) первой из двух параллельных линий, токовые реле 4-6, входом подключенные к ТТ второй линии, токовое реле 7 и реле 8 направления мощности (РНМ) двухстороннего действия, входами подключенные к ТТ одноименных фаз обеих линий на разность их токов (РНМ еще и на напряжение двух других фаз, поэтому у РНМ на чертеже показано два входа), логические элементы ИЛИ 9-14, элементы И 15-18, элементы ИЛИ-НЕ 19-21, выходные реле 22 и 23, входом подключенные к выходу элемента ИЛИ 13 и ИЛИ 14, а выходом в цепи отключения выключателей первой и второй линий. Элемент 9 (10) входами подключен к выходам всех элементов ИЛИ-НЕ 19, 20, 21 и к выходу элемента И-18 (15). Выход элемента 9 (10) подключен к пятому входу элемента 16 (17). Элемент 11 (12) входами подключен к выходам токовых реле 1 (4), 2 (5), 3 (6), а выходом - к четвертому входу элемента 17 (16). Третий вход элементов 16 и 17 подключен к выходу реле 7, второй - к последовательно включенным блок-контактам 24 и 25 выключателей первой и второй линий, первый - к разноименным выходам РНМ-8. Элемент ИЛИ-НЕ 19 (20, 21) подключен к выходу реле 1 (2, 3) и реле 4 (5, 6). Элемент ИЛИ 13 (14) подключен к выходу элемента 16 (17). Отметим, что в предлагаемом устройстве имеется по два элемента 16 (17) и по два реле 7 и 8, если сеть с изолированной нейтралью, или по три, если сеть с заземленной нейтралью (непоказанные на чертеже токовые реле 7 и РНМ 8 включены на разность токов других фаз двух линий). На схеме показаны только входы 26 (28) и 27 (29), к которым подключаются элементы 16 (17) других фаз, а также подключаемые к этим элементам концы 30 (31) и 33 (32), соединенные с выходами элементов 9 (10) и 12 (11).

Реле 1, 2, 3, 4, 5, 6 отстраиваются от тока холостого хода линий. Реле 7 отстраивается от тока небаланса при внешних трехфазных коротких замыканиях (К3).

Устройство работает следующим образом. В режиме нагрузки или внешнего трехфазного К3 токи в защищаемых линях приблизительно равны и реле 7 не работает. Поэтому на выходе элементов 16 и 17 сигналов нет и реле 22 и 23 не приходят в действие.

При ошибочном или самопроизвольном отключении линии, например первой, с противоположной стороны реле 1, 2, 3 возвращаются в исходное положение, переставая выдавать сигналы, так как линия находится без нагрузки (при нагрузке реле 1, 2, 3 сработаны). В результате на выходе элемента 11 исчезает сигнал и элемент 17 также не выдает сигнала, хотя срабатывают реле 7 и РНМ 8, давая сигнал о том, что КЗ на второй линии (хотя его нет), поскольку весь ток нагрузки проходит по второй линии. Таким образом, элемент 11 блокирует ложное отключение второй линии. Если трехфазное КЗ произойдет на второй линии вне "мертвой" зоны РНМ, то по первой линии тоже будет протекать часть тока К3 и реле 1, 2, 3 срабатывают, элемент ИЛИ 11 выдает сигнал на четвертый вход элемента 17, на остальные входы которого сигналы также подаются, в том числе и от элемента 10, так как реле 1-3 сработаны под действием тока КЗ и выдается сигнал с элемента 15 и, как следствие, с элемента 10, хотя с выводов элементов ИЛИ-НЕ сигналы не поступают, так как сработаны реле 4, 5, 6. Если трехфазное К3 в мертвой зоне РНМ, то реле не работает и сигналов не выдает. Линия в этих случаях отключается отсечкой, как и при использовании традиционных поперечных защит.

При двухфазных КЗ на второй линии возможны два варианта. Первый, когда в неповрежденной фазе тока нет, второй, когда есть.

В первом случае реле тока, подключенные к ТТ неповрежденной фазы, не срабатывают, пусть это будут, например, реле 1 и реле 4. Тогда элементы 15 и 18 сигналов не выдают, а элемент 19 выдает, так же как и элементы 11 и 12 (ток КЗ протекает и по поврежденной, и по неповрежденной линиям). Сигнал с элемента 19 запускает элементы 9 и 10, а элемент 10 подает сигнал на пятый вход элемента 17. Таким образом, на все входы элемента 17 поступили сигналы, так как реле тока 7 и РИМ 8 сработаны (РНМ подает сигнал на первый вход элемента 17, поскольку К3 на второй линии), блок - контакты 24, 25 замкнуты (обе линии включены), подавая сигнал на второй вход элемента 17. В результате срабатывает выходное реле 23 и подает сигнал на отключение выключателя второй линии, после отключения которого разрываются блок-контакты 24, предотвращая отключение первой линии.

Во втором случае, если в неповрежденной фазе повредившейся второй линии есть ток, то он приблизительно равен току в неповрежденной фазе первой линии, так как сопротивления этих фаз приблизительно равны, и реле 1, и реле 4 сработаны. Сработаны и все остальные реле тока, и элемент 17 срабатывает, вторая линия отключается, токовые реле 4, 5, 6 прекращают выдавать сигналы и элемент 12 не выдает сигнал на четвертый вход элемента 16, предотвращая работу защиты на отключение первой линии.

При обрыве одной фазы на второй линии с односторонним заземлением (с другой стороны линии), например на фазе, к ТТ которой подключено реле 5 (на первой линии реле 2). Срабатывают реле 7 и РИМ 8, причем последнее подаст сигнал на элемент 16, так как мощность направлена, как при КЗ, на первой линии, что угрожает ее отключением. Отключение предотвращается благодаря тому, что реле 5 прекращает выдачу сигнала, так как переходит из сработанного состояния в обесточенное, снимая сигнал с элемента И 18, который, в свою очередь, не выдает сигнал в элемент 9. На других входах элемента 9 также нет сигналов, так как нет сигналов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 19, 20, 21. Следовательно, элемент 9 не выдает сигнал в элемент 16, блокируя работу защиты на отключение первой линии. Аналогично можно проследить поведение устройства при повреждениях на первой линии.

Таким образом, устройство обладает более высокой чувствительностью, чем другие, что предотвращает большие разрушения и приносит экономический эффект.

Устройство для защиты двух параллельных линий с отдельными выключателями, содержащее первый элемент ИЛИ и первое выходное реле, входом подключенное к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом в цепь отключения выключателя первой из двух параллельных линий, второй элемент ИЛИ и второе выходное реле, входом подключенное к выходу второго элемента ИЛИ, а выходом в цепь отключения выключателя второй линии, и для двух одноименных фаз линий по реле тока и реле направления мощности, подключенных к трансформаторам тока этих фаз, по первому и второму элементу И, первым входом подключенных к разноименным выходам реле направления мощности, вторым - к последовательно включенным контактам выключателей, а третьим - к выходу реле тока, причем выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И - к первому входу второго элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены первое, второе и третье реле тока, входами подключенные к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С первой линии, третий элемент И и третий элемент ИЛИ, входами подключенные к выходам введенных реле тока, четвертое, пятое, шестое реле тока, подключенные к трансформаторам тока соответственно фаз А, В, С второй линии, четвертый элемент И и четвертый элемент ИЛИ, подключенные к выходам введенных четвертого, пятого и шестого реле тока, первый элемент ИЛИ-НЕ, входами подключенный к выходам первого и четвертого реле тока, второй элемент ИЛИ-НЕ - к выходам второго и пятого реле тока, третий элемент ИЛИ-НЕ - к выходам третьего и шестого реле тока, пятый и шестой элементы ИЛИ, входами подключенные к выходам элементов ИЛИ-НЕ и к выходу соответственно четвертого и третьего элементов И, причем выход третьего элемента ИЛИ подключен к четвертому входу второго элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ - к четвертому входу первого элемента И, выход пятого и шестого элементов ИЛИ - к пятому входу соответственно первого и второго элементов И.