Устройство для защиты балансного типа параллельных линий электропередач

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 11864413(51)м. к .з Н 02 Н 3/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЩИТЫ БАЛАНСНОРО ТИПА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Изобретение относится к устройствам для релейной защиты, в частностизащиты параллельных линий, и можетбыть применено на подстанциях и элек 5тростанциях.Известны поперечные дифференциальные направления защиты для ускоренного отключения повреждений наодной из параллельных линий 1, Г 23,733 и Е 43.Известна также поперечная дифференциальная токовая защита балансного типа 53Однако в данных устройствах необходимы особые блок-контакты на валах 15выключателей, а также особые накладки, требующие от дежурного персоналасравнительно частой манипуляции, упомянутые защиты могут неправильно действовать при обрывах проводов,сопровождающихся коротким замыканием, ипри каскадном отключении некоторыхвидов двойных замыканий на землю,Цель изобретения - повышение надежности, чувствительности и расширение 25области применения устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве, содержащемна каждой линии трансформаторы тока,токовые реле н реле направления мощ ности, токовые направленные балансные реле, входы которых подключены ко вторичным обмоткам трансформато-. ров тока. своей и соседней линии, реле времени и реле направления мощности к источнику оперативного питания и промежуточные реле, контакты которых включены в цепь отключения выключателей линий, первый контакт балансного реле подключен между контактом токового реле иобмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты соседней линии, а второй контакт токового балансного реле подключен между контактрм токового реле направления и обмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты своей линии.На фиг. 1 изображена принципиальная схема одной Фазы предлагаемого устройства, на Фиг. 2 - пример исполнения направленного токового баланс- ного реле Л.На подстанции А (фиг. 1) устройство содержит направленные токовые балансные реле 1 и 2. Здесь и далее нечетные элементы (фиг.1) относятся к линии С, а четные - к линии О. Кбн" такты 2 и 3 упомяйутцх балансных реле являются контактами первого типа, 864413а контакты 5 и 6 - второго типа. Контакты 7 и 8 принадлежат токовым реле,а контакты 9 и 10 - направленным релетоковых защит соответственно линий1 С и О. Выходные промежуточные реле 11и 12 принадлежат к быстродействую 5щим токовым защитам соответственнолиний С и О, а реле 13 и 14 времени - токовым направленным защитам техже линиИ. На линии С (фиг, 1) ускорение токовой защиты может происходитьили через контакт 4 первого типа,принадлежащий балансному реле 2 и включенный помимо контакта 9 реле направления между контактом 7 токовогореле и обмоткой выходного реле 11,или через контакт 5 второго типа,принадлежащий своему балансному реле 1и включенный через контакт 9 реленаправления между упомянутыми контактом 7 и обмоткой реле 11, На линии Оускорение токовой защиты выполнено 20аналогично: может происходить иличерез контакт 3 первого типа, принадлежащий балансному реле 1 и включенный помимо контакта 10 реле направления между контактом 8 токового релеи обмоткой выходного реле 12, иличерез контакт б второго типа, гринадлежащий своему балансному реле 2 ивключенный через контакт 10 реленаправления между упомянутыми контактом 8 и обмоткой реле 12. Также осуществляется предложенная защита наподстанции Б,В направленном токовом балансномреле (принципиапьная схема) Л,еговключение соответствует реле 1 (см,фиг.1).Устройство защиты балансного типаработает следующим образом.Если у балансного речуге 1 ток 12другой линии совпадает по Фазе с током 1 своей линии и превышает егопо величине, то происходит замыканиеконтакта 3 первого типа, Когда у балансного реле 1 разность тока 12 другой линии и доли противоположного по 45Фазе тока 1 своей линии превышаетпо величине ток 1, то произойдетзамыкание контакта 5 второго типа.При отсутствии в этом балансном релеодного из токов 1 или 12 не может замОкнуться ни один из его контактов,Рассмотрим следующие случаи.1, Короткое замыкание вне параллельных линий или нагрузка со стороныподстанции Б,55ТЯки обеих параллельных линийодинаковы и направлены оба на подстан -ции А от шин, а на подстанции Б - кшинам, Устройства защиты на обеихподстанциях не создают неправильногоубыстрения токовых направленных защит. Это происходит потому, что дляконтактов первого типа на обеих подстанциях ток другой линии, взятый скоэффициентом меньше единицы, меньшетока своей линии, а для контактов 65 второго типа разность тока л;.угой линии и доли совпадающего па Фазе своей линии меньше тока своеи линии и совпадает с ним по фазе, кроме того, на подстанции Б разомкнуты контакты реле направления токовых защит,контролирующие цепи ускорения,2, Как в п.1 описания работы или другие условия, причем нет тока в одной из параллельных линий, короткое замыкание с обрывом проводов или каскадное отключение двойного замыкания на землю, когда одна фаза замы кается в зоне параллельных линий, а другая - вне их зоны.Поскольку нет одного из токов, то балансные токовые направленные реле в предложенном устройстве сработать не могут и устройство не создает непранильного убыстрения токовых направленных защит.3, Короткое замыкание (к,з,) на линии О.На подстанции А токи 12,Г, 1 направлены от шин, причем ток 1 больше тока 1 . В этих условиях замыкается контакт 3 первого типа в балансном реле 1 линии С и создает правильное убыстрение токовой защиты линии О, которое не контролируется контактом 10 реле направления и потому не имеет мертвой зоны по напряжению. На линии С у балансного реле 1 контакт 5 второго типа не может сработать (замкнуться), потому, что разность между большим током 1 другой линии совпадает по фазе с током 1 . На линии О у балансного реле 2 контакт б второго типа не может сработать, потому что разность между меньшим током 1 другой линии и долей совпадающего по фазе тока 1 своей линии или совпадает по фазе с током 12, или, имея противоположную фазу, меньше токаНа подстанции Б необходимо, чтобы для поврежденной линии в этих условиях ток 1 был,направлен от шин в линию, а ток 1 - к шинам подстанции. При одностороннем питании от подстанции А и при отсутствии нагрузки на подстанции Б эти токи по неличине одинаковы, при таком же питании и наличии нагрузки на подстанции Б ток 1 немного больше 1, при двухстороннем питании ток 1 может быть больше 1 . При всех упомянутых соотношениях по величине токов 1 и 1 на подстанции Б необходимо, чтобы для поврежденной линии разность между током другой линии и долей противоположного по Фазе тока своей линии была бы по величине больше тока своей линии, а по фазе - противоположна ему. Благодаря этому на (подстанции Б и балансном реле 2 линии О замкнется контакт б второго типа, причем у балансного реле 1 линии С также замыкается контакт 5 такого же типа. Поскольку на линии С5 10 15 20 25 30 40 45 5055 60 б 5 подстанции Б разомкнут контакт 9реле направления. токовой защиты, тоускорения токовой защиты этой линиине произойдет, На линии А той же подстанции контакт 10 реле направлениязамкнут, вследствие чего замкнувшийся контакт 6 второго типа создаетправильное ускорение токовой защитылинии О. На подстанции Б контакты3 и 4 первого типа у балансных реле1 и 2 линий С и 0 не могут замкнуться, потому что токи 1 и 11 находятсяв противофазе,4. Особые случаи к,з, на линии О.а) К.з, вблизи подстанции БЕсли при этом на подстанции А не выполнено условие: ток 1 по величине больше тока 11, то сначала происходит отключение линии О на подстанции Б, а затем - каскадно на подстанции А. При этом в случае одностороннего питания от подстанции А балансное реле 1 на подстанции А замыкает свой контакт 3 первого типа и создает цепь ускоренного отключения линии О. при условии, что на линии С остается ток нагрузки. В таком режиме могут потребоваться резисторы 30 (см,фиг.2) для уменьшения слишком большого сдвига фаз между током 11 повреждения и током 1 нагрузки.б) К,з, вблизи подстанции А. При двухстороннем питании работа устройств аналогична п,4 а, но поменяются условия протекания токов относительно подстанций. При одностороннем питании от подстанции А ток 1 на линии С может быть настолько малым, что контакт 3 первого типа у баланс- ного реле в комплекте подстанции А не сработает, при отсутствии одного из токов, В таком случае предложенное устройство защиты балансного типа имеет мертвую зону,причем после срабатывания токовой отсечки линии О на подстанции А предложенное устройство каскадно обеспечивает ускоренное отключение линии 0 на подстанции Б, кроме того, по-ышение надежности из-за отсутствия особых блок-контактов на валах выключателей и особых накладок, требующих относительно частых манипуляций дежурного персонала,в) К.з. на середине линии О. В этих условиях при двухсторонне-симметричном питании от совпадающих по фазе ЭДС, а также при наличии одинаковых сопротивлений и нагрузок с обеих сторон, возможен, хотя и мало вероятен, случай, когда близок к нулю ток линии С и потому предложенное устройство отказывает в работе, но снова продолжает работать после отключения одного из выключателей линии О от токовой отсечки. Могут быть и другие исполнения балансного токового реле, удовлетворяющего требованиям данного устройства защиты балансного типа. В тех случаях, когда балансная защита устанавливается только в месте одностороннего питания параллельных линий, однофазное токовое балансное реле с возможностью срабатывания только при наличии обоих токов и с контактом первого типа целесообразно выполнить ненаправленным,Данное устройство защиты балансного типа имеет следующие преимущества перед известными: повышение надежности иэ-Эа отсутствия неправильных действий при коротких замыканиях с обрывом провода, а также при каскадном отключении двойного замыканияна землю, когда одна фаза повреждена в зоне параллельных линий, а другая - вне их зоны, повышение чувствительности из-за того, что это устройство не может ложно подействоватьпри отсутствии тока в одной из линий и срабатывает только при повреждениях в зоне параллельных линий, ускоряятоковые защиты с выдержкой времени,которые требуют меньшего коэффициента надежности для отстройки от токовсамозапуска двигателей, чем пусковыеорганы токовой защиты беэ выдержкивремени, а также известная токовая балансная защиты 51. Расширение области применения устройства 51 можно устанавливать только состороны подстанций, связанных с постоянно включенными источниками питания достаточно большой мощности, аданное устройство не требует такогоограничения,Формула изобретенияУстройство для защиты балансного типа параллельных линий электропередач, содержащее на каждой линии трансформаторы тока, токовые реле и реленаправления мощности, токовые направленные балансные реле, входы которыхподключены ко вторым обмоткам трансформаторов тока своей и соседнейлинии, реле времени обмотки которыхподключены через контакты токовогореле и реле направления мощности кисточнику оперативного питания и промежуточные реле, контакты которыхвключены в цепь отключения выключателей линий, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышениянадежности, чувствительности и расширения области применения, первыйконтакт токового балансного реле под-ключен между контактом токового релеи обмоткой выходного промежуточногореле токовой направленной защиты соседней линии, а второй контакт балансного реле подключенмежду контактомреле направления и обмоткой выходного промежуточного реле токовойнаправленной защиты своей линии.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Федосеев А.М. Основы релейнойзащиты. Госэнергоиздат, 1961, с, 244рис, 5-24, 8644132. Авторское свидетельство ССРМ 444126, кл, С 01 В 25/00, 1974,3, Авторское свидетельство СССР9 603044, кл. Н 02 Н 3/40, 1978. 4. Авторское свидетельство СССРи 192292, кл. С 01 В 25/00, 19 б 7,5, Федосеев А.М. Основы релейнойзащиты. Госэнергоиэдат, 1961, с.252,рис, 5-32А864413 Составитель В. Зимаков Техред Л, Пекарь Корректор Н. Швцдк едактор аказ 7815/78 д. 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 678 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Подписно венного комитета СССР ретений и открытий -35, Раушская наб.,