Устройство для выбора поврежденной фазы в многофазной электрической сети переменного тока

(51) М, Кл."- Н 02 Н 2) Заявлено аявк присоединением3) Приоритет 3/20 сударстаеииьи комитетавета Миииотроа СССРпо делам изобретеиийи открытий 6.бюллетень 4 21. 310,925Эб, Я)(72) ;вторы изобретения есэюзный научно- исследэвдтедьский институт электрээнергетнки 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В ЯНОГОФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ко одну стройство может определит из поврежденньхИз известных режденной Фазы ческой сущности ту к изобретению ванное на сравне ний) с уставкой ных величин напр устройств дпя выбора поваиболее близким по технии достигаемому резупьтатво, осно (напряже чики фазвдяется устр ов сии азных содержащее да жений или токо тходь О фаз вой 5О м, что Изобретение относится к технике релейной защиты, Оно может быть использовано в устройствах репейной зашиты пиний высокого и сверхвысокого напряжения, например в односистемной дистанционной защите и при этыскании места пэвреждения на указанных линиях.Известны устройства для определения поврежденных фаз трехфазной линии, основач ные на использовании дистанционных реле 111, испопьзовании репе тока или напряжения, или реле направления мощности,Дистанционные реле наиболее целесообразно включать на фазные напряжения и ные токи, компенсированные током нулепоследовательности. Такие устройства имеют ограниченную чувствительность при коротких замыканиях через переходное сопротивпение, что приводит к каскадному действию защиты. 2Другим известным устройством являются реле направления мэщнэсти, включенные на соответствующие фазные напряжения и ток нулевой поспедовательности, При двухазных коротких замыканиях на земпю такое 25 которых соединены с входами пороговых блоков реле напряжения или тока, где производится сравнение токов или напряжений с заданной величиной (уставкой), в результатечего выбирается поврежденная Фаза, Выходомустройства явдяются выходы пороговыхблоков 1 21,Дня обеспечения правильного выбора поврежденной фазы устройство должно бытьотстроено от токов (напряжений) в неповрежденных фазах, вспедствие чего оно необладает достаточной чувствительностью,Бель изобретения - повышение чувствитепьностк устройства дпя опредедения поврежденных фазПоставленная цель достигается тев устройство дпя выбора поврежденной фазыУв многофазной эпектрической сети переменного тока, содержащее датчики фазных величин, соединенные с пороговыми бпоками,дополнительно введены соединенные поспе- Ьдоватепьно пофазно блоки выделения аварий"ных составляющих фазных величин (токовипи напряжений) и блоки формирования интегральных значений модулей аварийныхсоставляющих, причем выходы блоков выдепе 10ния соединены с датчиками фазных вепичин, а выходы блоков формирования черезблок сравнения пофазно соединены с пороговыми опоками,Аварийная составляющая тока (напряжения) представпяет собой сумму мгновенныхзначений указанных величин, взятых в моменты вращения, сдвинутые относительнодруг друга ча половину периода промышпечной частоты,20В нормальных режимах работы сети величины напряжений на выходах блоков выдепения аварийных составляющих невепики иопределяются погрешностями схемы, а прикоротких замыканиях они равны фазным величинам за вычетом токов (напряжения) внагрузочном режиме, При расчетах напряжений и токов короткого замыкания их аварийные составляющие изучают после введения30соответствующих. э,д,с, в место повреждения при условии, что все остальные источники напряжения закэрэчены.На чертеже представлена блок-схемаустройства дпя выбора поврежденной фазыв многофазчой сети переменного тока.Устройство содержит датчик 1 фазныхвеличин напряжений ипи токов, блоки 2выдепения аварийных составпяющих чапряжений ипи токов; блоки 3 формирования и запомин ания интегральных значений момупейаварийчых составляющих напряжений ипитоков, блок сравнения 4, пороговые 5 блэки.Датчики 1 представпяют собой измерительные трансформаторы, достаточная точностькоторых должна обеспечиваться во всемдиапазоне токов (напряжений)., Блоки 2 выпэпнены с пэмэщью сэгпасующэгэ трансфэрматэра и линии задержки или с пэмэщью цифровых запоминало 1 цих устройств, а блоки опредставляют собой выпрямители со сглаживающими фипьтрамн ипи цифровые интеграторы.Блок 4 выпопнен с применением известных схем выделения наибопьщего тока (напряжения) максисепекторов.Пороговые блоки 5 имеют выдержку времени на срабатывание, которая достаточнадпя фоэмирэвачия в блоках 3 требуе; ыхинтгэапьных зыачен(й токов пли чапоиж:.нииюЩ Устройство работает сцедующим образом.В нормальных режимах работы сети мгновенные значения электрических величин, подаваемые с датчиков 1 на входы бпоков 2,повторяются каждый период промышленнойчастоты, Так как напряжение на выходесогласующего трансформатора блока 2 пропорционально текущему значению тока (напряжения), а напряжение на выходе пиниизадержки блока 2 пропорционально току (напряжению) предшествующей поп овины периода,то напряжение на выходе блока 2,равноесумме указанных напряжений, близко к нулюи остальная часть схемы не приходит в действие.При коротких замыканиях мгновекчые значения электрических вепичин на выходахдатчиков 1 изменяются скачкообразно. Приэтом напряжение на выходе согласующеготрансформатора блока 2 также изменяетсябыстро, а напряжение на выходе пинии задержки блока 2 в течение половины периода промышпенной частоты остается пропорциональным току (напряжению) предществующего режима, Сумма указанных напряженийпропорциональна аварийной составляющей тока (напряжения), С выхода бпока 2 величины аварийных составляющих подаются набцоки 3, где формируются сигналы постоянного тока, вепичина которых пропорциональна средним ипи амплитудным значениям аварийчых составляющих фазных величин, С выходов блоков 3 сигнапы постоянного токапоступают на блок 4, где производится сравнение каждого из них с двумя другими,В неполнофазчых режимах отключенияфаза исключается из схемы сравнения, Если аварийная составляющая напряжения (тска) одной из фаз бопьше тех же вепичинв двух других фазах, то на выходе блока4 дпя соответствующей фазы появляетсясигнап,пропорциональный аварийной составляющей, он подается на пороговый блок 5этой фазы. На выходах блока 4 дпя двухдругих фаз сигнап в этом случае отсутствует, испи аварийная составляющая напряжения (тока) в двух фазах бопьше той жевеличины в третьей фазе, то такой сигнаппоявляется на двух соответствующих выходах блока 4, При этом сигнап в сравниваемых фазах считается большим, еспи отношение величин напряжений (токов) в них бопьше 1,3-1,5, Последнее необходимо из-завозможных погрешностей раооты эпементовсхемы 1,2,3,"к с оде",А чин гоу аэа 1 чпэ в бопьлинстщчительно бопьше, чем в поврежденных, Нагример,на ряде линий напряжением 500-750 кв указанное соотношенче в худшемслучае достигает 5-6, Поэтому рассматриваемое устройство может быть выполненос использованием напряжений или токов,При однофазных к.з. на пинии, связывающей источник питания с ненагруженнымтрансформатором, аварийные составляющиетоков поврежденной и неповрежденных фазсо стороны трансформатора равны междусобой, Однако в этом спучае достаточно вепика разница в аварийных составляющихнапряжения соответствующих фаз,Таким образом при однофазных коротких замыканиях предпагаемое устройствообеспечивает выбор одной поврежденнойфазы (в случае действия основной зашиты),при остапьных видах несимметричных повреждений - выбор двух поврежденных фаз.При трехфазных повреждениях интегральные значения аварийных составляющих всехфазных величин примернэ эдинакэвы и выбэрпэврежденнэй фазы не прэизвэдится, чтэдолжно учитываться логической схемой зашиты.При качаниях в полнофазных режимахна выходах бпоков 2 возможно появпениезначительных напряжений небапанса, связанных с измечением промышпенной частоты,поскопьку во всех фазах эти напряжения(токи) одинаковы, устройство в действиене приходит,При качаниях в неполнофазных режимахустройство также не приходит в действие,поскольку напряжение (ток отключеннойфазы может не подаваться на схему сравнения,Чувствительность пороговых блоков 5и устройства в цепом определяется погрешкостью выделения аварийных составпяюшей, связанной с разбросом параметров эпементов схемы. Погрешности устройства из-за отклонения частоты от номинапьного значения5 не учитываются, так как они одинаковы длявсех фаз.Использование бпоков выдеяения аварийныхссставпяюших напряжений токов), блоков формирования интегральных значений:,.сду пей аварийных составляющих и блока сравнения позволяет значительчо на порядок повысить чувствитепьность устройства, Время работы устройства не превышает 20 мс,формула изобретенияУстройство для выбора поврежденнойфазы в многофазной электрической сети переменного тока, содержащее датчики фазных величин, соединенные с порот овымцбпоками, отличающееся тем,что, с цепью повышения чувствитепьности,в него допопнительно введены соединенныепоследоватепьно пофазно бпоки выделенияаварийных составляющих фазных веппчип иблоки фэрмирэвания интегральных значениймодулей аварийных сэставлж щих, причемвыхэды блокэв выделения соединены с дат 30чиками фазных величин, а выхэды блоковформирования через блок сравнения пэфазнэсоединены с пэрэгэвыми блэками,Источники информации, принятые во вниЩмание при экспертизе;1. Труды ЦНИЭЛ, вып, 2, Госэнеугоизют,1954 г., стр, 62-80,2, Атабеков Г. И. "Теоретические эснэвы релейной защиты высэкэвэльтных сетей",ГЭИ, 1957 г стр. 185-295 - прототип,534824 Тираж 882 Подписное ударственного комитета Совета Министро по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5