Устройство для защиты фильтров высших гармоник

О П И С А Н И Е (и 957349ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(61) Дополнительное к авт. санд-ву 1 892571 (22) Заявлено 12, 02. 81 (21) 32 Й 5282/2 Йс прнсоелинением заявки Рй(51)М. Кл, Н 02 Н 7/16 1 ЪЦДВРстееийый ЕОмитет СССР да делам нэавретений н оирытийОпубликовано 07. 09. 82, Бюллетень33 Дата опубликования описания 07.09. 82(72) Автор изобретения К.М.Добродеев Горьковское отделение Всесоюзного государственногопроектно-изыскательского и научно-ифследортельскогоинститута "Энергосетьпроект" --;.(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФИЛЬТРОВ ВЫСШИХ ГАРМОНИК1Изобретение относится к электротехнике, конкретно к релейной защите фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций,По основному авт. св. 11 892571,известное устройство для защиты Филь 5тров высших гармоник, содержащеевходные блоки тока и напряжения,включенные соответственно на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения фильтра, пофазные пусковыеблоки, подключенные к указаннымвходным устройствам, причем аналоговые дифференциальные выходы пофазных пусковых блоков соединены черезчетцрехпозиционнцй переключательс входами сумматора, сигнал на выходе которого пропорционален токунулевой последовательности фильтравысшей гармоники, на выход суммато ора включены соединенные последовательно фильтр нижних частот и формирователь модуля, выходы формирователя модуля соединены с индикатором на 2стройки защиты и двумя реагирующими блоками, причем на выход первого реагирующего блока включен первый элемент выдержки времени, выход второ.- го реагирующего блока включен на первый вход элемента И, логические выходы пофазных пусковых блоков подключены через соединенные последовательно элемент ИЛИ и расширитель импульсов ко второму входу элемента И, выход которого через второй элемент времени соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, запрещающий вход этого элемента соединен с выхо" дом первого элемента времени, а выход - с входом исполнительного блока 111. Вследствие конечной величины напряжения небаланса на фвходе реа гирующих блоков известное устройство имеет недостаточную чувствительность в случае применения дпя фильтров, коценсаторные батареи ко 95731торых содержат повышенное число последовательных рядов,Расчет допустимого числа последовательных рядов и батареи конденсаторов по условию чувствительностиизвестного устройства защиты выполняется следующим образом,При коротком замыкании одного ряда батареи конденсаторов приращениепервой гармоники тока равно 1 О1 где 1 в - ток батареи конденсаторовЬкв предшествующем короткомузамыканию режиме, 15Первая гармоника тока небаланса 1 иб предшествующего режима, соответствующая напряжению небаланса на входе реагирующих блоков, имеет произвольную фазу, поэтому при коротком щ замыкании ряда батареи конденсаторов токи 1 в и 1 и могут оказаться в противофазе. В этом случае положительное приращение напряжения на входе реагирующих блоков может быть толь 25 ко при условии ь 1 ) 21. При других углах сдвига этих токов положительное приращение этого напряжения достигаетСя при меньших токах д 1 ., поэтому такие углы не являются расчетными.С учетом расчетного режима получаем выражение для определения тока срабатывания защиты на отключение (1, )Ь 1 ы -21 иб (2)сз отк4 35 где К 4 - коэфФициент чувствительностиДопустимый ток небаланса защитыдолжен быть меньше тока срабатыио.допвания защиты на сигнал 1 с сигисэ сигк сз Отк (3)1 1"отс 14 согл и отс где К, - коэффициент отстроенностиК - коэффициент согласованиясогл1 л ого и 1 сз,сигиИспользуя (1) - (3), получаем45п 1+1 иб.акоп,(2 4 ксоглКотс где1 ио доп1 иБ Аоп1 бкЛабораторные испытания макета из 50вестного устройства защиты показали,что достаточно реальным является небаланс 1 и 5, =053При этом, если принять величиныкоэффициентов К 4=1 5; Ксогл=11; Когсд=13 то получим и й 50. Фильтры высших гармоник на напряжений 500 кВи выше имеют более 50 последователь 94ных рядов, в этих условиях становится затруднительным обеспечение требуемой чувствительности,Цель изобретения - повышение чувствительности защиты фильтров высшихгармоник.Указанная цель достигается тем,цто в устройство для защиты фильтроввысших гармоник дополнительно введеныинерционный элемент, безынерционныйэлемент и сумматор, причем цепь изинерционного и безынерционного элементов, соединенных параллельно между собой и последовательно с сумматором, подклюцена между выходом Формирователя модуля и входом второгореагируоцего блока,На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит фильтр высшейгармоники (ФВГ) 1, трансформаторытока (ТТ) 2, трансформаторы напряжения (ТН) 3, входные устройства ч тока, входные устройства 5 напряжения,пофазные пусковые органы 6, состоящие из Физических моделей ФВГдатчиков 8 тока моделей, сумматоров9, режекторных Фильтров и дифференциаторов 10 и реагируоцих органов 11,четырехпозиционный переключатель 12,сумматор 13, фильтр 1 ч нижних частот,Формирователь 15 модуля, индикатор16 настройки защиты, реагирующие блоки 17 и 18, элементы 1 с 1 и 20 временис задержкой насрабатывания 2 логический элемент ИЛИ 21, расширитель 22,импульса, логический элемент И 23,логический элемент ЗАПРЕТ 21, исполнительный орган 25, инерционный элемент 26, безынерционный элемент 27и сумматор 28.Предлагаемое устройство работаетследующим образом, В нормальном режиме на выходе Формирователя 15 модуля существует сигнал, пропорциональный первой гармонике тока небаланса 15 . Этот сигнал через безынерционный элемент 27,(например,резистор) поступает на один из входов сумматора 28 и через инерционный элемент 26 (например, кС-интегрирующее звено) - на другойвход сумматора. Выбор коэффициентов передачи элементов 26 и 27 а также согласование полярностей выходных сигналов этих элементов с входами сумматора выполнены таким образом,что сигнал небаланса на входе реагирующего блока 18 (1,о,) примерно957349 зав Ф,(7) 5в 10 раз меньше сигнала небаланса на входе блока 17 (1 Вг) те=ОЛио сиги(5)В режиме короткого замыкания ряда батареи конденсаторов сигнал на вход блока 18 поступает через безынерционный элемент с небольшой задержкой, которая определяется постоянными времени фильтра 14 нижних частот и формирователя 15 модуля и на несколько порядков ниже постоянной времени инерционного элелмента с,д .Таким образом, в режиме короткого замыкания ряда батарей конденсаторов сигнал на входе блока 18 быстро нарастает практически до максимально возможной величины, а затем весьма медленно спадает. В этом режи В ме срабатывает пусковой блок 6 защиты и она с выдержкой времени элемента 28 срабатывает на отключение. Расчетным для выбора тока срабаты- И вания защиты на отключение также является режим, в котором первая гармоника тока- противоположна по фазеиьприращению первой гармоники тока Ьпри коротком замыкании ряда конден- М саторов. В этом режиме приращение сигнала на входе реагирующего блока 18 в начале короткого замыкания д возрастает до величины (ДРБ отк2 и ии), а затем затухает с постоянной времени сэ)дрв Оти дь 1 ивсигн)е"Р(6)цэ Введем коэффициент затухания 43С учетом (5) ток срабатывания защиты на отключениеравен СЭОтилсогЛ ОТС 1 ио сиги,доц МК моменту срабатывания защиты должна быть обеспечена необходимая чувствительностьрБ Отк - 4 Сз откр (8) Из (5) - (8) имеем расчетное выражение для и ибсиг.Допсогл отс 4 зон ),и 6. сигн. доп где 1 иб сцгН,доп =БКВыдержка времени элента 20 принимается равной 1 с по условию согласования с временем отключения предохранителя при пробое конденсатора, при этом для э =2 с в момент срабатывания защиты имеет К =1/ехр("05) =1,67. Если величины других коэффициентов и тока небаланса принять такими же, как в расчете для известного устройства: Кф=1,5"; Кщ=1,1; К =1,3; и =0 54, то йолуцим и, сиг,н.допфи й 86 Таким образом, предлагаемое реше.ние позволяет применить защиту ФВГс батареей конденсаторов, имеющей в1,7 раза больше последовательных рядов по сравнению с известным устройством, что дает возможность осуществить защиту фильтров на напряжении500 кВ.Предлагаемое устройство может най.ти широкое применение как для защиты фильтров на напряжение 500 кВ,так и для защит фильтров более низкого напряжения, для которых можно фдопускать повышенный небаланс защитыв установившемся режиме, цто упрощаетэксплуатацию защиты.Формула изобретенияУстройство для защиты фильтров выс.ших гармоник по авт. св. У 892571,отличающееся тем, цто,с целью повышения чувствительности,в него дополнительно введены инерционный элемент, безынерционный эле"мент и сумматор, причем цепь иэ инерционного и безынерционного элементов,соединенных параллельно между собойи последовательно с сумматором, подключена между выходом Формирователямодуля и входом второго реагирующегоблока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР892571, кл. Н. 02 Н 7/16, 1979ВНИИПИ Заказ 6617/15 Тираж 669 Подписноефилиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная