Устройство для защиты воздушной линии электропередачи от обрыва проводов

(191 111 5 1 ЕТ х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский ордена Трудового. Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина(56) Авторское свидетельство СССР В 995190, кл. Н 02 Н 5/10, 1981,Авторское свидетельство СССР У 1035715, кл. Н 02 Н 5/10, 1982. ,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ОТ ОБ-. РЫВА ПРОВОДОВ, содержащее первый источник тока непромьшшенной частоты, состоящий из цепочек последовательно соединенных диодов и резисторов, присоединенных в конце линии электропередачи между каждой фазой и землей,второй источник тока непромышленной частоты, выполненный аналогично первому и присоединенный в начале линии, последовательно включенные трансформатор тока нулевой последовательности, фильтр оперативной частоты, селективный усилитель, пороговый и исполнительный органы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности защиты при обрывах фазы в питающей сети и те - нологическом пофазном отключении проводов защищаемой воздушной линии, второй источник тока непромышпенной частоты подключен к трем фазам сети,с а между его общей точкой и землей щ включен вновь введенный компенсирующий трансформатор тока, вторичная обмотка которого включена встречно- параллельно с вторичной обмоткой трансформатора тока нулевой последа- с вательности,юйИзобретение относится к защите воздушных линий напряжением 0,38 кВ от обрыва фазных проводов и может быть использовано в городских и сельских сетях, состоящих из воздушных линий, для обнаружения обрыва проводов в линиях, питающих однофазную или смешанную нагрузку с трехфазными электродвигателями, оборудованные защитой от неполнофазных режимов. Кроме того, изобретение может применятся для защиты от обрывов проводов воздушных линий с пофазным управлением, питающих осветительную нагрузку,Цель изобретения - обеспечение работоспособности защиты при обрывах фазы в питающей сети и технологическом пофазном отключении защищаемой воздушной линии. На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.Питающий трансформатор 1 с помощью коммутационного аппарата 2, выполненного из трех однополюсных автоматов или контакторов, связан с воздушной линией, в конце которой присоединен первый источник 3 тока непромышленной частоты. В начале линии установлен трансформатор 4 тока нулевой последовательности, подключенный через трансреактор 5 к блоку 6 защиты, состоящего иэ последовательно включенных фильтра оперативной частоты, селективного усилителя, порогового и исполнительного органов. К выходным зажимам коммутационного аппарата 2 присоединен второй источник 7 тока непромьшленной частоты, общая точка которого через первичную обмотку компенсирующего трансформатора 8 тока связана с землей, а вторичная обмотка включена встречно-параллельно вторичной обмотке трансформатора 4 тока.В нормальном режиме работы воздушной линии 0,38,кВ существует напряжение между каждым фазным проводом и землей, которое прикладывается к цепочкам диод-резистор источников 3 и 7 тока. Через эти цепочки протекают импульсы тока отрицательной полярности, совпадающие с напряжением той фазы, к которой подключены диоды с резисторами.Однополупериодный ток содержит помимо постоянной составляющей еще первую, вторую, четвертую и т.,ц.10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 гармоники, Первая гармоника тока равна 50 Гц, Все другие гармоники тока имеют соответственно удвоенную учетверенную и т.д. частоту тока.Токи непромышленной частоты, создаваемые цепочками диод-резистор, при одинаковых по величине резисторах образуют симметричную трехфазную систему токов непромышленной частоты как у первого, так и у второго источников тока. Следовательно, сумма мгновенных токов первого источника 3 тока, протекающих по фазным проводам воздушной линии (первичной обмотке ТТНП), и второго источника 7 тока, протекающих по первичной обмотке компенсирующего трансформатора 8 тока, равна нулю, Поэтому сигнал на непромышленной частоте, снимаемый с трансреактора 5, отсутствует. Блок защиты не срабатывает. Линия находится под напряжением.При обрыве одного или двух проводов воздушной линии электропередачи результирующий ток источника на непромышленной частоте близок к нулю. Сигнал на непромышленной частоте во вторичной обмотке трайсформатора 4 тока определяется действием двух или одной цепочки диод- резистор первого источника 3 тока, Этот сигнал проходит через транс- реактор 5 и вызывает срабатывание выходного реле блока 6 защиты и отключение коммутационного аппарата 2.При обрыве фазы в питающей сети или отключении одного или двух фазных проводов, например, при управлении наружным освещением исчезает напряжение на одном или двух проводах защищаемой линии. Следовательно нарушается симметрия токов непромышленной частоты, создаваемых первым и вторым источниками тока, В этом случае по первичной обмотке транс - реактора 5 проходит разность токов, создаваемая обоими источниками 3 и 7 тока, Так как в источниках в работе будет одинаковое число цепочек диод-резистор, то вторичные токи компенсирующего трансформатора 8 тока и трансформатора 4 тока нулевой последовательности равны. Результирующий ток, проходящий по первичной обмотке трансреактора 5, близок к нулю. Благодаря этому сигнал на оперативной частоте на выходе блока 6 защиты отсутствует. Воздушная линия2 об 873 Составитель Л,ВаськоваРедактор Г. Волкова Техред М.Пароцай Корректор Л, Пгглггпеггка Заказ 872 б/55 Тираж ьь Подписное ВНИИПИ Государственного камггтета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная, 4 находится под напряжением, снабжая электроэнергией потребители.Для уменьшения расхода энергии на создание компенсирующего тока сопротивления источника 7 тока могут быть выбраны больше сопротивлений источника 3 тока. При этом необходимо выполнить условие 1ттмп11 кттК = К Е лтт 8 ьг-2 ттнд ткттгде Ыттнп и Иг ттнп соответственно число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора тока нулевой последовательности,1 гктт " 1 г ктт - соответственночисло витков первичной и вторичнойобмоток компенсирующего трансформатора тока,Как известно оборвавшийся провод,находящийся под напряжением, всегдапредставляет опасность для людейи животных, поэтому для исключенияопасности поражения электрическимтоком необходимо отключение поврежденной линии,При неполнофазнам режиме в питающей сети или отключении одной изфаззащищаемой воздушной линии возможен обрыв фазных проводов, находящихся под напряженнем и отключенныхот источника напряжения.Если произошел обрыв фазнаго провода, находящегося. под напряжением,то нарушается равенство вторичныхтоков компенсирующего трансформатора 8 тока и трансформатора 4 тока1нулевои последовательности, Это выз.вано тем, что у источника 3 в работе находится меньшее число цепочекдиод-резистор. Таким образом, черезпервичную обмотку трансреактора 5пройдет результирующий ток, вызывающий срабатывание выходного релеблока защиты и отключение поврежденной линии.Если произошел обрыв фазногопровода отключенного от источника напряжения, то при его контакте составшимися в работе проводами онтакже оказывается пад напряжениеми является очагом электротравм. Рассмотрим два случая обрыва фазногапровода, а именно оборвавшийся провод соединен с источником 3 токаи оборвавшийся провод соединен спитающей подстанцией,О В первом случае, когда оборвавшийся провод соединен с источникам 3 тока, нарушается равенство токоЬ, создаваемых первым и вторым 5источниками тока, так как к одной из фаз линии будут подключены две цепочки диод-резистор источника 3.В результате через первичную обмотку трансреактара пройдет так непромьцгглеггггай частоты, который вызывает срабатывание выходного реле блока зашиты и отключение поврежденной линии,Ва втором случае, когда оборвавшийся провод соединен с трансформаторной падстанцней, к одной из фазлинии будут подключены две цепочкидиод-резистор второго источника 7 30тока. Так цепочки диод-резисторсвязанной с поврежденным проводом,проходит ат шнн подстанции к местуконтакта, а затем возвращается кшинам подстанции па исправному фазному проводу. Поэтому так данной З 5 цеггачкп на траггсфарматар тока нуле -вай последовательности не воздействует, Так как количество цепочек,падклгоченньгх к линии у первого ивторого источников така различно, О та условие компенсации токов, индуктируеьгьм ва вторичных обмотках ТТНП,и трансформатора 7 тока на непрамышленкой частоте нарушается, На входблока защиты приходит сигнал, вызывающий срабатывание выходногореле н отключение поврежденной линии.