Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи от несимметричных коротких замыканий на землю

 

йатен;..., ., СА"

П И

Союз Советскик

Социалистических

Республик

695476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гэ ъ 4,.

- \ / (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено09.11.77 (2>) 2540627/24-07 (1) М g 3 с присоединением заявки ¹

Н 02 Н 3/40

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет ($3) УДК621. 316. .925(088.8)

Опубликовано 30.1282. Бюллетень ¹ 48

-Дата опубликования описания 30.12. 82 (72) Автор изобретения

В.A.Øàáàíîâ (71) Заявитель

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЦИТЫ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ

ЗАМЫКАНИЙ HA ЗЕМЛЮ

Иэобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты линии электропередач от" несимметричных коротких замыканий на землю, преимущественно в сетях на= пряжением 110-220 кВ.

Известны устройства дистанционной защиты, предназначенные для защиты от несимметричных коротких замыканий на землю, сравнивающие фазы тока нулевой последовательности и трех фазных компенсированных напряжений (1),(2 ).

Из- известных устройств наиболее и близким технической сущности является устройство для дистанционной защиты>содержащее формирователь фазных компенсированных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности, блок формирователей импульсов, избиратель особой фазы, три элемента ИЛИ и элемент И, соединенный с выходным органом. При коротких замыканиях на землю избиратель осо; бой фазы исключает из условий срабатывания компенсированное напряжение фазы, опережающей особую. При этом повышается чувствительность к переходным сопротивлениям при однофазных коротких замыканиях на землю $3j.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная в ряде случаев селективность при внеш. них двухфазных коротких замыканиях на землю в условиях расхождения по фазе ЭДС эквивалентных систем. Обусловлен этот недостаток тем, что компенсированное напряжение фазы, опережающей особую, исключается из условий срабатывания полностью. Другим недостктком известного устройства является возможность излишних срабатываний при внешних однофазных коротких замыканиях на землю через переходное сопротивление при сравнительно небольших углах между

ЭДС. Этот недостаток также связан с полным исключением компенсированного напряжения фазы, опережающей. особую, и обусловлен тем, что характеристика устройства при этом превращается в характеристику направленного реактансного реле.

Целью изобретения является повышение селективности защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее е выходной орган, формирователь ком695476

О arq (1 u )«480 Ю

О =а .Ц (Iо /u,) =<8O (Z)

oars (Х fu, ) =4eO (S)

При коротком замыкании на землю фазы A характеристика устройства в плоскости сопротивления петли..ко роткого замыкания представляет, собой в этом случае треугольник, 65 пенсированных фазных напряжений и

::напряжения, пропорционального току нулевой последовательности, к выходам которого подключен блок формирователей импульсов, три элемента

НЕ, подключенные одними входами к выходам формирователей импульсов

ja цепях компенсированных фазных

:напряжений, другими входами - к из,бирателю особой фазы, а выходамик элементу И, к одному из входов ко торого подключен также выход формирователя импульсов в цепи тока нулевой последовательности, допол,нительно введены пять расширителей импульсов и элемент И, íà t5 выходе которого включен выходной орган, причем выход выше упомянутого элемента И подключен через расшири тель импульсов к входу вновь введенного элемента И, к остальным входам gp которого также через расширители импульсов подключены выходы блока формирователей импульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства и диаграм- 25 мы напряжений/ на фиг. 2 — характеристики известного и предложенйого устройств в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания.

Устройство содержит формирователь

1 компенсированных фазных напряжений

Ц„,, U„> U и напряжения-vn 3 пропорционального току нулевой последовательности, блок формирователей 2 импульсов, избиратель 3 особой фазы, три элемента ИЛИ 4, два элемента

И 5 и 6, расширители 7 и 8 импульсов, выходной орган 9. Влок формирователей 2 преобразует синусоидальные компеисированные напряжения в . 40 прямоугольные логические сигналы 10, 11 и 12 (фиг, 1а и 16), а из тока нулевой последовательности формирует короткие импульсы 13, длительность которых увеличивается расширителем 45 на величину Р (импульс 14 на фиг. 1а и фиг. 1е).

При отсутствии сигналов A, и С на выходах избирателей 3 сигнал 15 на выходе элемента совпадения 5 5р появляется только в том случае, если в момент появления сигнала 13 одновременно присутствуют импульсы

10, 11 и 12, т.е, если одновременно выполняются условия 55 образованный прямыми A,g,C (lфиг. 2а), которые соответствуют условиям (,1 ), ((2) и(3 ). Чувствительность устройства к переходным сопротивлениям определяется прямой С и может быть неудов-. .летворительной ° Для повышения чувствительности служит избиратель 3 особой фазы. Избиратель 3 определяет по- вреждейную фазы при однофазных коротких .замыканиях. на землю и неповрежденную фазу - при двухфазных коротких замыканиях на землю. При коротком замыкании на землю фазы A (или фаэ ВС) на выходе A избирателя

3 появляется непрерывный сигнал. При этом сигнал 12, сформированный из компенсированного напряжения фазы С, не влияет на условия появления сигнала 15, т.е. из условий срабатыва ния реле исключается условие (3 ), а из характеристики исключается прямая С (фиг. 2 а) °

Чувствительность к переходным сопротивлениям возрастает. Однако такое полное исключение компенсированного напряжения фазы С может привести к недопустимому снижению селективности при внешних коротких замыканиях на землю.

В предложенном устройстве компенсированное напряжение фазы, опережаюШей особую, не исключается полностью, так как сигналы 10, 11 и 12 через расширители 8 подаются на входы дополнительного элемента И 6. Расширители 8 увеличивают длительность логических сигналов 10, 11 и 12 на величину!Д (фиг. 1 а). Так как длительность сигнала 14 равна Р, а длительность сигналов 16, 17, 18 равна о

180 + д, то одновременное присутствие сигналов 14, 16, 17 и 18 возможно только в том случае, если при расположении пучка Векторов UA О!е и 0 внутри угла 7 = 180 + d (назовем это условие — условием 4), одновременно выполняются условия

Р - - (о/ Ос} /80+с/

Область одновременного выполнения условий (4) и (5 ) в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания на землю фазы А показана на фиг. 2б. По сравнению с фиг. 2а полупрямые Л и А<, В и В> С и С2 поворачйваются ВоКруг особых точек 1> S и 5 на углы р и

0 в сторону расширения области срабатывания. Дуги СА, AB и ВС соответствуют сдвигу на угол % = 180 + Д между, напряжениями 0 и, @и 0 .

При отсутствий напряжения на выхо дах избирателя 3 сигнал 19 на выходе

695476 элемента 6 появляется (устройство срабатывает, если одновременно выполняются условия 1 — 5. При этом характеристика устройства представляет собой правильный треугольник, обра зованный прямыми А, В, С (фиг. 2а).

При коротком замыкании на землю фазы A на входе A избирателя 3 появляется непрерывный сигнал, из условий срабатывания исключается условие (3) и на выходе элемента 6 10 появляется сигнал 19, если одновременно выполняются условия 1, 2, 4 и

5. Характеристика устройства при этом образуется прямыми А, В, С, С. и дугой СА (фиг. 2в). 15

В предлагаемом устройстве время

С не исключается из характеристики по . полупрямые С„ и С поворачиваются вокруг особой точки S на углы и ф в сторону расширения области срабатывания. Чувствительность устройст.

1ва к переходным сопротивлениям при )В?г 260оопределяется положением -дуги СА, т.е. величиной .угла д . Регулиp ÿ величину(, yñTÈÂêýìè расши- 25 рителей 8 можно обеспечйть любую требуемую чувствительность. Ограничение характеристики справа дугой СА, по сравнению с известным устройством, снижает вероятность излишних срабатываний при внешних однофазных корот ких замыканиях через переходное со противление.

Данное устройство по сравнению с известным обладает высокой чувствительностью к переходным coIIpoTHB З5 лениям при однофазных коротких замыканиях в защищаемой зоне и высокой.селективностью при внешних как однофазных, так и двухфазных коротких замыканиях на землю. Такое соче- 40 тание свойств позволяет предполагать широкое использование устройст- ва в схемах дистанционных защит от коротких замыканий на землю.

Формула изобретения

Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи от несимметричных коротких заьыканий на землю, содержащее формирователь компенсированных фазных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности подклю» чений вращаемой линии, к выходам которого подключен блок формирователей импульсов, три элемента ИЛИ, подключенные одними входами к выходам формирователей импульсов в цепях компенсированных фазных напряжений, другими входами - к избирателю особой фазы, а выходами — . к элементу И, к одному иэ входов которого подключен также выход формирователя импульсов в цепи тока . нулевой последовательности и выход-. ной орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, дополнительно введены пять расширителей импульсов и элемент И,. на выходе которого включен выходной орган, причем выход выше упомянутого элемента И подключен через расширитель импульсов к входу вновь введенного элемента И, к остальным входам которого также через расширители импульсов подключены выходы блока формирователей импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 402154,кл. Н 02 Н 3/38, 1971. кл. Н 02 Н 3/38, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

513438, кл. Н 02 Н 3/40, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2457654/07, кл. Н 02 Н 3/40, 1977.

695476

Редактор О. Филиппова Техред Т.Маточка Корректор Л. Вокшан

Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

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

Заказ 10683/13

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4