Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советския Социалистических Республик(22) Заявлено 07.04.76 (21) 2346973/24-0 1) М. Кл.аН 02 Н 3 6 01 К 31/ м заявкис присоедине3) Приоритет Государственный комитет СССР(088,8) 8,02.79, Бюллетень8 евам изобретений и открытий 5) Дата опубликования описания 28.02.79 Авторыизобретен Ю. ф. Королюк, Г. И. Лысенко и ыганко(71) Заявитель ирский научно-исследовательский институт энергетик 4) СПОСОБ ФИКСАЦИИ КОРОТКОГО ЗА НА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НИЯ Изобретение относится к области релейной защиты линии электропередачи и может быть использовано для защиты линиивысокого напряжения 500 - 1150 кЬ,1 звестен способ защиты линии высокогонапряжения, основанныи на анализе электромагнитных волн, связанных с наличиемэлектромагнитного переходного процесса1. Обладая высоким быстродействием,этот способ, однако, сложен при использовании и подвержен влиянию помех, возникающих при коммутациях в сети и грозовыхразрядах. ,роме того, короткое замыканиенри этом способе может оыть зафиксировано только в начальной стадии после его возникновения.г 1 аиболее близким по технической сущности является способ фиксации короткого замыкания в дифференциально-фазнон ЫЧ-защите 21. В этом способе сравнивают фазысуммы токов прямой последовательности ичасти тока ооратной последовательностиили суммы тока прямой последовательностии части тока нулевой последовательности поконцам линии электропередачи, Этот способприменяется на линиях 220 в 5 кВ длинойдо 350 в 4 км.однако при этом способе при длине линииэлектропередачи более 400 км правильноеизмерение фаз токов по концам линии при ЗО коротком замыкании затруднено вследствие емкостной проводимости линий, Кроме того, при наличии вне зоны защиты сосредоточенной емкости (например, устройства продольной комненсации) и коротком замыкании вне зоны действия защиты возможн,". неправильная фиксация повреждения в зоне действия защиты. Наличие фильтров прямой и обратной последовательности увеличивает время работы защиты,Целью изобретения является повышение точности для длинных линий электропереЦель достигается тем, что в способе, основанном на применении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противоположные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, электромагнитные волны формируют путем вычитания фазной волны и волны нулевой последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия,На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.Устройство содержит установленные на противоположных концах линии измерительный трансформатор 1 тока, измерительный трансформатор 2 напряжения, К транс(2) где Л, - волновое сопротивление,- прямая волна электромагнитногополя,В - обратная волна электромагнитногополя,Как прямая (1), так и обратная (У) волны являются линейными функциями напряжения и тока, поэтому, измерив напряжениеи ток в какой-либо точке, можно получить спомощью равенств (1) и (2) значение прямой и обратной волн в этой точке,В транспонированных линиях электропередачи ток и напряжение можно разложитьна составляющие а, , О, Составляющая аравна разности режимного параметра фазыА и нулевой составляющей, Тогда уравнения (1) и (2) для а-составляющей перепишутся следующим образом:1 д - (а ю) + с (а ь) (3)р - (у, - и,) - Л, (, - ,), (4) 3форматору 1 тока присоединен фильтр 3 тока нулевой последовательности и блок 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности. Выход фильтра тока нулевой последовательности присоединен к олоку 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевои последовательности. К трансформатору напряжения присоединены фильтр о напряжения нулевой последовательности и блок б вычисления разносги фазного напряжения и напряжения нулевои последовательности, Выход фильтра 5 напряжения нулевои последовательности присоединен к олоку б вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевои последовательности. Выходы олоков вычисления разности токов и напряжении присоединены к сумматору 7, вычисляющему электромагнитную волну, К сумматору 1 присоединены выходы блоков 8 и э вычисления междуфазной волны двух других фаз линии. Вход блока 10 формирования пакета высокочастотных импульсов присоединен к блоку вычисления электромагнитной волны, а к выходам блока 10 формирования подключены приемопередатчик 11 и орган 12 сравнения фаз.Режим токов и напряжений на линии в нормальных условиях, а также при аварийных и эксплуатационных коммутациях может быть представлен совокупностью прямой и обратной электромагнитных волн, бегущих в противоположных направлениях вдоль линии: Прямая волна распространяется вдоль линии в положительном направлении со скоростью света, обратная - в противоположном с той же скоростью, Практически обе волны не искажаются в линиях 500 -ф1150 кВ. Поэтому замерив волны по концамучастка и передав их на противоположныйконец (а скорость распространения волнывдоль линии и скорость передачи сигналаравны), а затем, сравнив их с замереннымина этом конце, судят о наличии или отсутствии короткого замыкания на линии. Ьслиугол между волнами равен нулю (без учетапогрешности измерительной аппаратуры иблока измерения самого устройства), то короткое замыкание вне линии, в противномслучае - на линии. Измерение разностисдвига по фазе между волнами по концамлинии электропередачи и положено в основу способа фиксации короткого замыкания.Чтобы защита была оолее чуствительнои кмеждуфазным коротким замыканиям и коротким замыканиям других фаз, к значениям волни И, дооавляются мегкдуфазные волны КУ, и КУ, где К - коэффициент участия, значение которого выоираюттак, чтобы обеспечить максимальную чувствительность защиты,Коэффициент участия определяется видомзащиты: для пофазной защиты и изоирателяповрежденных фаз К=О, для защиты отвсех видов короткого замыкания Кч == (у О,б в ) 0,8),Работа устройства происходит следующим образом.Ток и напряжение защищаемой линии оттрансформатора 1 тока и трансформатора 2напряжения поступают на фильтр 3 токанулевой последовательности, фильтр 5 напряжения нулевой последовательности, блок4 вычисления разности фазного тока и токанулевой последовательности и блок б вычисления разности фазного напряжения инапряжения нулевой последовательности,4 О Ток и напряжение нулевой последовательности, выделяющиеся в фильтрах, поступают на блоки вычисления разности соответственно токов и напряжений, Токи разности, вырабатывающиеся в блоке 4, и напря 45 жения разности, вырабатывающиеся в блоке б, и разности фазных напряжений и токов двух других фаз линии от блоков 8 и 9,поступают на сумматор 7, в котором вычисляется значение прямой (обратной) волны.Это напряжение через блок 10 формирования пакета высокочастотных импульсов приположительном или отрицательном значении полуволны поступает на приемопередатчик 11 для передачи на противоположный55 конец защищаемой линии и блок 12 сравнения по фазе с сигналом, образованным напротивоположном конце линии напряжением прямой (обратной) волны. При несовпадении фаз сигналов - выработанного вместе установки защиты и полученного спротивоположного конца защищаемой линии - фиксируют короткое замыкание.Использование разности сдвига по фазедвух высокочастотных сигналов, сформиро 55 ванных напряжением прямой и обратной650149 Формула изобретения Составитель Ю, Барабанов Редактор А. Купрякова Техред А. Камышникова Корректоры Е Хмезева и 3. Тарасоваказ 2716/8 Изд.160 ПО Поиск Государственного комитета 113035, Москва, 1(-35, Тираж 865 ПодписноеССР по делам изобретений и открытий ушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова волн в качестве признака повреждения, позволяет выполнить защиту на базе существующих дифференциально-фазных защит, но с практически неограниченной длиной защищаемой линии и не работающей ложно при наличии устройств продольной компенсации на смежных участках с защищаемой линией. Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи, основанный на измерении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противоположные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксации для длинных линий электропередач высокого напряжения,электромагнитные волны формируют путемвычитания фазной волны и волны нулевой5 последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Попов И. Н. Об использовании переходных процессов и внешних источников контроля для выполнения устройств релейнойзащиты. В сб. Вопросы оптимального развития энергосистем и новые технические15 средства их защиты. М., Наука, 1970,с. 43 - 3.2. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем, М., Энергия, 1976,рис. 6 - 20.