Устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи

о 1970539 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(23 Приоритет -Опубликовано Зц 1082. Бюллетень Мо 40Дата опубликования описания 30.10. 82 1 М. Кп.з Н 02 Н 3/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий53)УДК 621. 316.925 (088 8) Ю.И.Кедяров)- А 1 Горьковское отделение Ордена Октябрьской Р волюциивсесоюзного государственного проектно-изы кательсиогр и научно-исследовательского института энергетйтевииз систем и электрических сетей "Энергосетьпроектф(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 2 Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к устройствам для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи с проводным каналом связи.Известно устройство для продольной дифференциальной токовой защиты, содержащее два полукомплекта и соединительные провода, причем каждый полукомплект содержит комбинированный фильтр-преобразователь токов, дифференциальное реле и изолирующий трансформатор 1 3.Однако при длине соединительных проводов более 5 км не удается достичь коэффициента чувствительности равного двум.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, обеспечивающее требуемый коэффициент чувствительности при длине соединительных проводов 5 - 10 км.Это устройство содержит соедини" тельные провода и два полукомплекта, каждый иэ которых содержит подклю" ченный к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой, конецкоторой подключен к одному из зажимов соединительных проводов, промежуточный трансформатор тока, первичная обмотка которого подключенамежду входным преобразователем токов, и зажимом соединительных проводов, первая вторичная обмотка подключена к тормозной обмотке реагирующего органа, а вторая -.к последовательной цепочке из резистора иконденсатора, являющейся аналогомсоединительных проводов и соединенной с зажимом соединительных про 15 водов через рабочую обмотку реаги-,рующего органа 21.;Недостатком данйого устройстваявляется низкая чувствительность придлине защищаемых линий, превышаю 20 щей 12-15 км, обусловленная шунтирующим влиянием емкости между жилами соединительных проводов.Цель изобретения - повькаение чувствительности устройства,Указанная цель достигается тем,что в устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линииэлектропередачи, содержащее соединительные провода и два полукомплекта,каждый иэ которых содержит подключен 970539ный к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой, конец которой подключен к одному иэ зажимов соединительных проводов, промежуточный трансформатор тока,. начало первичной обмотки которого объединено с началом вторичной обмотки входного преобразователя токов, а конец под.ключен к второму зажиму, соединительных проводов, последовательную цепочку иэ резистора и конденсатора, яв-, ляющуюся аналогом линии соединительных проводов для режима внешнего короткого замыкания, один вывод которой подключен к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а второй - к первому входному зажиму рабочего блока реагирующего органа, содержащего также тормозной бялик, выход которого вместе с выходом рабочего блока подключен че" рез блок сравнения к исполнительному блоку, в каждый из полукомплектов дополнительно введены два переменныхрезистора, вторая последовательная цепочка из резистора и конденсатора; являющаяся аналогом линии соедини; тельных проводов для режима короткого замыкания в зоне действия защиты,й входной преобразователь токов снаб"жен второй дополнительной вторичной .обмоткой с отпайкой, начало второй дополнительной обмотки через первый переменный резистор подключен к концу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а конец - через второй переменный резистор к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, прйчем вторая последовательная цепочка из резистора. и конденсатора соединена с вторым выводом первой последовательной цепочки из резистора и конденсатора и с концом вторичной обмотки: промежуточного трансформатора тока, при этом первые входные зажимы рабочего и тормозного блоков соединены между собой и подключены к отпайке второй дополнительной обмотки входного преобразователя токов, а вторые входные зажимы тормозного и рабочего блоков подключены к движкам соответственно первого и второго переменного резисторов.На чсртеже представлена принципильная схема устройства.Устройство.для продольной дифференциальной токовой защиты линий 1 электропередачи с выключателями 2 и трансформаторами 3, тока выполнено по схеме на циркуляцию токов и состоит из двух одинаковых полукомплектов 4 и соединительных проводов 5.Полукомплект устройства защиты содержит входной преобразователь б токов с первичной обмоткой 7, первой вторичной обмоткой 8 и второй дополнительной вторичной обмоткой 9 сотпайкой, промежуточный трансформатор 10 тока, резисторы 11 и 12,конденсаторы 13 и 14, переменные резисторы 15 и 1 бреагирующий орган 17,5 включающий в себя рабочий блок 18,Формирующий абсолютное значение рабочего сигнала, тормозной блок 19,Формирующий абсолютное значение тормозного сигнала, блок 20 сравненияи исполнительный блок 21,Устройство защиты выполнено напричципе сравнения рабочего сигналапропорционального напряжению на зажимах соединительных проводов с тор 5 мозным сигналом, пропорциональным току в соединительных проводах. Сравнейкв осуществляется реагирующим органом 17. Рабочий сигнал снимаетсяс вторичной обмотки 9 преобразователяб токов. Для компенсации напряжения небаланса от тока циркуляции используется аналог линии соединительных проводов режима внешнего короткого замыкания, выполненный в видерезистора 11 и конденсатора 13. Точная настройка компенсации выполняется вторым переменным резистором 16.Тормозной сигнал снимается с последовательной цепочки иэ резистора 12 иконденсатора 14, подключенной к втоЗО ричной обмотке промежуточного трансформатора токаДля случаев короткого замыканияв режиме двустороннего питания с равными токами векторы напряжения на за 35 жимах соединительных проводов полукомплектов защиты равны по амплитудеи встречно направлены (уравновешены).При небольшой длине соединительныхпроводов ток в соединительных прово 4 О дах и трансФорматоре 10 отсутствует.Следовательно, отсутствует и тормозной сигнал, а защита имеет максимальную чувствительность.При данных соединительных проводахчерез первичную обмотку трансформа 45тора 10 протекает ток вследствие шунтирующего влияния емкости между жилами соединительных проводов. По аналогии с напряжением небаланса в режиме внешних коротких замыканий этотток может быть обозначен как ток небалааса в режиме корОткого замыканияв зле. действия защиты. Очевидно,чемдлиннее соединительные провода, тембольше ток небаланса, тем ниже чувст 55 вительность устройства защиты.Повышение чувствительности устройства достигается путем компенсации втормозном сигнале укаэанного тока небаланса. Для этого предназначена цебО почка из резистора 12 и конденсатора 14, расчитываемая по параметрамлинии СП в режиме короткого замыкания в зоне действия защиты при двустороннем питании. аналог линии вукаэанном режиме. Напряжение от токаформула изобретения небаланса на цепочке иэ резистора 12 и конденсатора 14 уравновешивается напряжением, снимаемым с дополнительной обмотки 9 входного преобразователя токов с помощью первого переменного резистора 15. 5К движкам переменных резисторов 15 и 16 могут быть подключены лишь реагирующие органы, обладающие высоким входным сопротивлением, например, выполненные на интегральных мик ,росхемах. 3 этом случае для сравне,ния целесообразно использовать абсолютные значения рабочего и тормозного сигналов, Формируемые соответственно блоками 18 и 19. Блок 18 под ключен к движку второго переменного резистора 16, а блок 19 - к движку первого переменного резистора 15.При превышении рабочим сигналом тормозного на выходе блока 20 сравнения появляется сигнал, вызывающий срабатывание исполнительного блока 21.Б случаях, когда защищаемая линия работает только в режиме одностороннего питания ( и отсутствия подпитки при коротком замыкании в зоне действия защиты )параметры аналога линии соединительных проводов, исполь" зуемого для компенсации тока небаланса, расчитываются для этого режима.При настройке торможения защиты .в режиме внешних коротких замыканий, с учетом погрешностей трансформаторов тока линии, для получения необходимых соотношений между рабочим и тормозным сигналами на входах блока 20 сравнения могут быть применены активные делители напряже. ния.Таким образом, путем компенсацни 40 тока небаланса в устройстве для продольной дифференциальной токовой за-. щиты при коротком замыкании в зоне ее действия, уменьшается величина тормозного сигнала, что приводит к 45 увеличению чувствительности защиты.Технико-экономические преимущества применения предлагаемого устройства заключаются в повышении ее чувствительности. 50Это, в свою очередь, расширяет область применения продольной дифференциальной защиты и способствует повышению надежности систем электроснабжения промышленных предприятий с.непрерывным технологическим процессом химические и металлургические заводы ), где недопустимы даже крат" ковременные перерывы более 0,15 с устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, содержащее соединительные провода и два полукомплекта,каждый иэ которых содержит подключенный к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой,конец которой подключен к одномуиэ зажимов соединительных проводов,промежуточный трансформатор тока, начало первичной обмотки которого объединено с началом вторичной обмоткивходного преобразователя токов,а конец подключен к второму зажимусоединительных проводов, последовательную цепочку из резистора и конденсатора - аналог линии соединительных проводов для режима внешнего короткого замыкания, один вывод которойподключен к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а второй - к первому входномузажиму рабочего блока реагирующегооргана, содержащего также тормознойблок, выход котсрого вместе с выходомрабочего блока подключен через блоксравнения к исполнительному блоку,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности,в каждый из полукомплектов дополнительно введены два переменных резистора, вторая последовательная цепочка нз резистора и конденсатора - аналог линии соединительных проводовдля режима короткого замыкания взоне действия защиты, а входной преобразователь токов снабжен второйдополнительной вторичной обмоткойс отпайкой,. начало второй допол-,нительной обмотки через первыйпеременный резистор подключенок концу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока,а конец - через второй переменныйрезистор к началу вторичной обмоткипромежуточного трансформатора тока причем вторая последовательная цепочка из резистора и конденсатора соединена с вторым выводом первой последовательной цепочки из резистора и конденсатора и с концом вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, при этом первые входные зажимы рабочего и тормозного блоков.соединены между собой и подключены к отпайке второй дополнительной обмотки входного преобразователя токов, а вторые входные зажимы тормозного и рабочего блоков подключены к движкам соответственно первого и второго переменного резисторов.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М., "Энергия", 1971,с.248-254.2. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. М.,"Энергия", 1975, рис. 8-3.кина Зака Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 405/68 ВНИИПИпо де 3035, Ч Тираж 669осударственного комам изобретений и отсква, Ж, Раушска Пета СССытийнаб., д дписное 4/5