Устройство для продольной дифференциальной защиты коротких линий электропередач с многосторонним питанием

(50 4 Н 02 Н 3/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФЗАЩИТЫ КОРОТКИХ ЛИНИЙЧ С МНОГОСТОРОННИМ ПИ союз онст- ельссистем итьпроГ,Берлянд, В.Г,Гольденбеурарий1,316.925(088.8)ководящие указания по наверке и .эксплуатации и о(72) Э. и М.И,Г (53) 62 (56) Ру р дольты линий 62, с, 3-12 циально- дифференцина линиях ке, пр ной ди фференциальн Л, - М,; феев В,1, Д высокочаст ои з ГЭИ, иффе тная типа ДЗ Доро фазнаязащит альная продоль ческие ст влениями 60, Кф 7,с отв 6 71,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ( 3011.87. Бюл, 9 44Украинское отделение Всг осударственного проектнорукторского и научно-исследовкого института энергетическихэлектрических сетей нЭнергос(54) УСТР ЙСТФЕРЕНЦИАЛ ОЙЭЛЕКТРОПЕ ДАТАНИЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейнойзащите, Дель изобретения - расширение диапазона длин защищаемых линийэлектропередач путем повышения селективности функционирования, Это достигается тем, что в цепь выходного реле каждого полукомплекта 3 введензамыкающий контакт 23 блокирующегореле 5, обмотка которого соединеначерез замыкающий контакт дифференциального реле последовательно с обмотками блокирующих реле других полукомплектов, за счет чего повышаетсяселективность несрабатывания защитыпри внешних к.з, 1 з,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к технике релейной защиты линий, в частности к фустройствам, реагирующим на фазовый сдвиг между токами по концам за 5 щищаемых линий, и предназначено для использования в качестве основной защиты от всех видов коротких замыканий воздушных или кабельных линий электропередач с многосторонним пита нием напряжением 35-220 кВ.Цель изобретения - расширение диапазона длин защищаемых линий электропередач путем повышения селективности функционирования. 15На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные схемы предлагаемого устройства соответственно по цепям переменного (фиг, 1) и оперативного постоянного (Фиг, 2) тока. 20устройство продольной дифференциальной защиты коротких линий электропередач (ЛЭП) с многосторонним питанием содержит на каждом питающем конце линии измерительные трансфор маторы 1 тока, устанавливаемые в фазах автоматического выключателя 2 ЛЭП, полукомплект 3 продольной дифференциальной защиты, вспомогательные провода 4, блокирующее реле 5 и 30 дополнительные вспомогательные провода 6, заведенные шлейфом на все питающие концы линии, В первом полу- комплекте установлен также питаемый от трансформатора 7 напряжения источ- З 5 ник 8 питания установленных во всех остальных полукомплектах блоков 9 контроля исправности дополнительных вспомогательных проводов 6, действующих на сигнал при обрыве проводов 6 40 или при их замыкании на землю. Каждый полукомплект 3 продольной дифференциальной защиты содержит цепи переменного и оперативного пос тоянного тока. Цепь переменного тока (фиг. 1) включает в себя подключенный входами к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов 1 тока комбинированный фильтр 10 составляющих тока прямой и обратной последовательностей, суммируемых геометрически с коэффициентом К преобладания последней; промежуточный трансформатор 11 с одной первичной,подключенной к выходу фильтра 11 и двумя вторичными обмотками, включенными последовательно по автотрансформатор ной схеме и содержащими различное количество витков, стабилизатор 12 напряжения, подключенный к выводам обмотки трансформатора 11, содержащей большее количество витков; дифференциальное реле 13 с тормозной токовой обмоткой и рабочей обмоткой напряжения, включенными к диагонали первого и второго диодных мостов 14, соединенных последовательно и подключенных к выводам обмотки трансформатора 11, содержащей меньшее количество витков, и изолирующий трансформатор 15 с одной первичной и двумя вторичными обмотками. Первичная обмотка изолирующего .трансформатора 15 подключена параллельно входам второго диодного моста 14. Два первых разноименных конца вторичных обмоток транс. форматора 15 подключены к вспомога-.: тельным проводам 4, два других их разноименных конца - к разделительному конденсатору 16 и к обмотке реле 17 контроля исправности вспомогательных проводов 4, которая в первом полукомплекте 3 связана с устройством 18 питания цепей контроля вспомогательных проводов 4, вход которого подключен к трансформатору 7 напряжения.К источнику оперативного постоянного тока каждого полукомплекта 3 через последовательно соединенные зад мыкающие первый контат 19 дифференциального реле 13, контакт 20 блокирующего реле 5 и контакт 21 реле 17 контроля исправности вспомогательных проводов 4 подключена обмотка выходного реле 22, контакт которого включен в цепь отключения соответствующего автоматического выключателя 2, Обмотки блокирующих реле 5-и вторые замыкающие контакты 23 дифференциальных реле 13 всех полукомплек-. тов соединены последовательно между собой с помощью дополнительных вспомогательных проводов 6 и подключены к источнику оперативного постоянного тока первогр полукомплекта 3Во всех, за исключением первого, полукомплектах блоки 9 контроля исправности дополнительных вспомогательных проводов 6 подключены параллельно цепи из последовательно включенных обмоток блокирующего реле 5 и второго замыкающего контакта 23 дифференциального реле соответствующего полукомплекта. Источник 8 питания переменного тока указанных бло 1356105ков подключен к дополнительным вспомогательным проводам 6 через раэмыкающие контакты 24 дифференциальногореле 13 первого полукомплектаУстройство работает следующимобразом.При нормальном режиме работы ЛЭП(например, с трехсторонним питанием)на выходе устройства 18 питания первого полукомплекта 3 формируется выпрямленный ток для последовательнойцепи из обмоток, реле 17 и вторичныхобмоток изолирующих трансформаторов15 всех комплектов, а на выходе источника 8 питания формирутся однофаэный переменный ток для последовательной цепи из дополнительных вспомогательных проводов 6 и иэ блоков9 контроля на втором и третьем концах линии,При неисправностях проводов 4(обрыв или металлическое замыканиемежду жилами этих проводов ) срабатывает реле 17, блокирующее цепь питания выходного реле 22, При неисправностях проводов 6 .(обрыв, замыканиемежду проводами, замыкание на землю)срабатывают блоки 9 контроля этихпроводовПри внешних к.з, вследствие того,что на одном из концов линии первичный ток сдвинут примерно на 180 отзначительно ниже сопротивления егосрабатывания и. оно размыкает своиконтакты в цепи реле 22 и в цепи,соединяющей все обмотки блокирующихреле 5, В зависимости от конкретногосоотношения величин первичных токовна двух концах линии их реле 13 могут находиться и в замкнутом, и в10 разомкнутом состоянии. Но независимоот состояния этих реле цепь блокирующих реле 5 разомкнута контактом реле 13 первого конца ЛЭП. Поэтому навсех трех концах ЛЭП цепи питания15 реле 22 разомкнуты замыкающими контактами 20 блокирующих реле 5, чем иобеспечивается селективная отстрайка защиты всех концов при внешнихк.зПри повреждении на защищаемой20 линии правильная работа защиты определяется чувствительностью реле 13При к,з, в режиме одностороннего питания чувствительность реле 13 минимальная, а напряжения на приемных2" сторонах фильтров равны О. Поэтомурабочая обмотка реле 13 с питающегоконца оказывается эашунтированнойбольшим сопротивлением, равным геометрической сумме сопротивлений к.з,30 трансформатора 15 и проводов 14 этого конца и параллельно сложенных цепей двух других концов, а сопротивление каждой из цепей определяетсясуммой сопротивлений проводов 4,35 трансформаторов 1 1 и 1 5, реле 1 3 ивходного сопротивления фильтра 10,Все эти сопротивления велики, поэтому результирующее сопротивление, измеряемое реле 13 питающего конца,40 значительно превосходит сопротивление срабатывания этого реле.Сопротивления на зажимах реле13 полукомплектов 3 с приемной стороны равны геометрической сумме со 45противлений тормозной обмотки реле13, трансформатора 11 и входного сопротивлений тормозной обмотки реле13, трансформатора 11 и входного сопротивления фильтра 10 и тоже превос 50ходят сопротивления срабатывания реле 13Поэтому реле 13 с приемныхсторон тоже срабатывает,Таким образом, как в режиме трехстороннего, так и в режиме одностороннего питания линии обеспечивается55,очеткое срабатывание всех дифферен,циальных реле при внутренних к,э,При срабатывании дифференциальных носительно токов друх других концов, напряжение на выходе фильтра 10 этого конца противоположно по Фазе напряжению фильтров с двух других концов; Таким образом, при исправных проводах 4 по ним протекает большойРток и то место на проводах, где напряжение близко к нулю, сдвинуто к концу линии с противоположной фазой напряжения фильтра, Обычно таким концом является тот, что ближе к месту внешнего к,з.Поскольку при работе стабилизаторов 12 напряжение на выходе этого фильтра всегда ниже суммы напряжений фильтров двух других концов, точка нулевого напряжения сдвинута в сторону полукомплекта с противоположной фазой, а рабочая обмотка реле 13 этого конца линии оказывается зашунтированной малым сопротивлением, равным омическому сопротивлению участка проводов 4 между комплектом 3 защиты и точкой нулевого напряжения между проводами 4. Поэтому сопротивление, измеряемое дифФеренциальным реле 13, оказывается реле 13 всех полукомплектов замыкают1356 1 С 5 ся контакты 23 этих реле в цепи питания блокирующих реле 5, вызывая их срабатывание. При этом в каждом полукомплекте образуется цепь питания выходных реле 22 через замкнутые контакты 19, 2 С и 21. При срабатывании выходных реле подается сигнал на отключение автоматических выключателей 2 всех питающих концов. 1Таким образом, за счет включения в цепь выходного реле каждого полу- комплекта замыкающего контакта блокирующего реле, обмотка которого соединена через замыкающий контакт дифференциального реле последовательно с обмотками блокирующих реле других полукомплектов, повышается селективность несрабатывания защиты при внешних к.з., что позволяет расширить диапазон длин защищаемых линий,Формула из обретения 1, Устройство для продольной диф ференциальной защиты коротких линий электропередач с многосторонним питанием, содержащее на каждом питаю- щем конце измерительные трансформаторы тока, устанавливаемые в фазах автоматического выключателя, и полу- комплект продольной дифференциальной защиты, состоящий из цепей переменного и оперативного постоянного тока, первая из которых образована вторичными обмотками трансформаторов тока, подключенными к входам комбинированного Фильтра геометрической суммы составляющих токов прямой и обратной последовательностей, выход которого функционально связан с рабочей И тормозной обмотками дифференциальыого реле и с первичной обмоткой изолирующего трансформатора, имеющего две вторичные обмотки, два первых разноименных конца которых связаны с .соединяющими все полукомплекты вспомогательными проводами, два других их разноименных конца подключены к разделительному конденсатору и к обмотке реле контроля исправностивспомогательных проводов,. которая впервом полукомплекте связана с блоком питания цепей контроля вспомогательных проводов, цепь оперативногопостоянного тока каждого полукомплекта включает источник оперативногопостоянного тока, к которому через 0 последовательно включенные замыкающие первый контакт дифференциальногореле и контакт реле контроля исправности вспомогательных проводов данного полукомплекта подключена обмотка 15 выходного реле, контакт которого включен в цепь отключения автоматического выключателя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона длин защищаемых линий электро передач путем повышения селективности функционирования, в цепь постоянного тока каждого полукомплектадополнительно введено блокирующеереле, замыкающий контакт которого 25 включен в цепь обмотки выходного реле данного полукомплекта последовательно с упомянутыми контактами этойцепи, при этом обмотки блокирующегореле и вторые замыкающие контакты 30 дифференциальных реле всех полукомплектов соединены последовательно между собой с помощью дополнительныхвспомогательных проводов и подключенык источнику оперативного постоянного З 5 тока первого полукомплекта.2. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, в каждый,за исключением первого, полукомплектдополнительно введен блок контроля ао исправности дополнительных вспомогательных проводов, подключенный параллельно упомянутой цепи изпоследовательно включенных обмотки блокирующего реле и второго замыкающего кон такта дифференциального реле, приэтом источник питания переменного тока указанных блоков расположен в первом полукомплекте и подключен к дополнительным вспомогательным проводам, 50 через размыкающие контакты дифференциального реле первого полукомплекта.1356105 Составитель В.Онучинактор М,Андрушенко Техред А.Кравчук Корректор А,Зимокосо За 4/ аушская оизволственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5804/49 Тир ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен 113035, Москва, Жж б 18 Подписноего комитета СССРй и открытий