Реле направления мощности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЯО 1377 и 4 Н 02 Н 3/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь е т азСл,1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовател ский институт электроэнергетики (72) Я,С.Гельфанд, Л.С.Зисман, А,И.Левиуш Н.Н.Митрофанови В.Т.Ужегов(56) Темкина Р.В. Измерительные органы релейной защиты на интеграль ных микросхемах. М,: Энергоатомизда 1985, с. 148-152.Гельфанд Я.С., Назаров Ю.Г.и Попов И.Н. Направленная высокочастотная защита линии 400 кВ с фаз чувствительной схемой. Труды ЦНИЭЛ, М,; ГЭИ, 1954, вып. 11, с. 162-196,(54) РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ(57) Изобретение относится к элетехнике, а именно к релейной защиЦель изобретения - обеспечение учивости функционирования в полноном режиме и в цикле однофазноготоматического повторного включен Для этого в реле направления мощно ти вводят два блока 3 и 4 выделенияаварийных составляющих, каждый из которых входом соединен с выходом одного из преобразователей 1 и 2, а выходом - с одним из двух входов фазочуствительного блока 5, причем преобразователь тока 1 снабжен вторымвходом, предназначенным для подключения к цепи тока нулевой последовательности, а входы преобразователя 2напряжения предназначены для подключения к цепи трансформатора напряжения, одноименной с фазой тока, и кцепи трансформатора напряжения нулевой последовательности. При двухфазном К.З. без земли ВС реле фаз В и Сработают в сторону отключения, а креле особой фазы А при равенстве сопротивлений прямой и обратной последовательности аварийных составляющихтоков и напряжений не подводится,К реле фазы А подводятся только величины небалансов. Направление мощности, где произошло К.З фиксируют посрабатыванию двух из трех реле. 6 нл.Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защитевоздушных линий электропередачи, и может быть использовано в направлени"5 ях защиты со ступенчатой выдержкойвремени, а также в высокочастотныхзащитах.Цель изобретения - обеспечение стойчивости Функционирования в пол но-фазйом режиме и в цикле однофазного автоматического повторного включенияНа фиг. 1 представлена структурная схема реле; на фиг, 2 - структур ная схема,(а) и диаграмма работы блока выделения аварийных составляющих (б); на фиг. 3 (а,б,в) - 6 (а, б,в) - схемы замещения короткого замыкания в защищаемой линии и вектор ной диаграмме токов и напряжений,Реле направления мощности (фиг.1) содержит преобразователь 1 тока в напряжения, преобразователь 2 напряжения, подключенные к защищаемой линии, 25 блоки 3 и 4 вьделения аварийных составляющих, выход каждого из которых соединен с одним из входов фазочувствительного блока 5, а вход каждого из блоков выделения аварийных состав ляющих соединен с выходом своего преобразователя.Структурная схема и принцип работы блока 4 вьделения аварийных составляющих поясняется на фиг. 2, где 6 - линия задержки; 7 - сумматор с одним инвертируемым входом. Аварийная величина присутствует на выходе блока втечение времени задержки Тз, обеспечиваемой линией задержки 6. 40Для правильной работы блока вьделения аварийных составляющих при его выполнении по фиг. 2 время задержкй Т должно соответствовать целому чис".3лу периодов или полупериодов промьнпленной частоты. Время задержки Тк необходимо корректировать прямо пропорционально длительности периода промышленной частоты.В нормальном режиме напряжения на выходе блоков 3 и 4 выделения аварийных составляющих (Фиг. 1) равно нулю, и реле направления мощности не работает, т.е. предлагаемое реле направления мощности не реагирует на установившиеся величины нормального режима.Рассмотрим работу реле при однофазном КЗ в полнофазной схеме электропередачи. Поскольку реле реагируетна аварийные составляющие, то с учетом принципа наложения для анализаего работы, можно рассматривать(фиг. За) токи и напряжения в схеме,вызванные приложением аварийной ЭДСЕ, в месте КЗ, где Ео напряжениев месте КЗ до его возникновения. Нафиг. Зб приведена комплексная схемазамещения (для особой Фазы А) длярасчета аварийных составляющих приоднофазном КЗ, а на Фиг. 4 в - соответствующие векторные диаграммы. Каквидно из векторных диаграмм пофазныереле всех трех Фаэ работают в сторонуотключения, поскольку соответствующиетоки 1 -1 опережают одноименные наФ опряжения Фаз. При этом, чувствительность реле в особой фазе А в двараза вьппе, чем в Фазах В и С. Указанный вывод получен в предположенииравенства реактансов прямой и обратной последовательности системы и независит от места КЗ, а также от схемы нулевой последовательности.Токи и напряжения, подводимые креле для фаз В и С, соответствуютвеличинам обратной последовательности, подаваемым на реле направлениямощности обратной последовательности.Фиг. 4 иллюстрирует работу реле придвухфазном КЗ на землю. В,соответствии с комплексной схемой фиг. 4 а замещенияП од 1 ъ Вдпоскольку суммарные сопротивления схем прямой иобратной последовательности равны(Х 1=Х 2 =Х ), кроме того схема обратной последовательности шунтированасхемой нулевои последовательности(Хо) с учетом векторных диаграммФиг, 4 б,В.-По =Ш, -ЩЕ, Х 2Е ко(Х 2+ХХо)где П 2, --- - - - "41 х 2,+2 Х 01 Хт,ЕкЬ ХоХ Х 2П =11 = -----Кл 2 о Х 2+2 ХЕ ч 1напряжения симметричных составляющих в месте КЗ.Поэтому напряжение Б -Цо направлено в сторону П ,.Длятоков в реле в силу равенства сопротивлений прямой и обратной последовательности сохраняются те же соотношения.50 Напряжение, подводимое к реле особой фазы А, существенно меньше напряжения йрямой последовательности. Однако, реле всех трех фаз по-прежнемуработает в сторону отключения.При двухфазном КЗ без земли ВС реле фаз В и С работают в сторону отключения, а к реле особой фазы А приравенстве сопротивлений прямой и обратной последовательности аварийныхсоставляющих токов и напряжений неподводится К реле фазы А подводятсятолько величины небелансов. Правильно направленные мощность, где произошло КЗ, фиксируют по срабатываниюдвух из трех реле.Рассмотрим работу реле при КЗ внесимметричной сети.Первый случай возникновения однофазного КЗ на линии односторонне поставленной под напряжение двумя фазами.Для КЗ на фазе А в симметричнойсети фиг. 5 можно воспользоваться 25комплексной схемой замещения фиг.зб,положив Х =Х 1=Х= сдПри этом, Е , =1 п=; =1.Для схемы фиг. 36 введем обозначения 301 п, +1 л п,=1 вг+Хл;,=Х, ,Х й ф+1 л о Хю этогдацкл 3 1 р ц клй 31 Хц клО 31 ХО УЦл =-З 1(Х о+2 Х, );35Цв=Ц кл а 2+Цкл 1 а+Цкло =-31 х,а 2-1 Х, ах,=д 1(Х,-Х,);,Ц,=д 1(Х-Х,)Далее переходим к КЗ на фазе Ав несимметричной схеме при отключенной фазе В, Ц в=О (фиг. 56) имеем:Ц ф(Х,+2 Х,) цв =О ц,=,11(Х-Х);" З(Цв+Ц ) З 1(х 2 Х.)1 1,К реле при КЗ будут подводиться 45токи;14 1 о 21 ь 1 в 1 о 1 1 с 1 ои напряженияЦ -Ц =-11(-Х +1-Х )1 1лфзозфЦв-Цо =31(ЗХ, +-Хо)1 2313 Х, - ЗХ,),1 1Так как 4 х,хто значение коэффициента 1 при токе 1 в выражении для55Ц-Ц всегда положительно. Во всехтрех реле аварийные составляющие тока опережают аварийные составляющие напряжения (фиг. 5 в) и все три релемогут работать только в сторону отключения, но с разной чувствительностью по напряжению,Таким образом, рассмотрены все ви-.ды КЗ в цикле ОАПВ на двух оставшихся в работе фазах. Рассмотрим работуустройства при отключенной фазе Аи КЗ на В.Сначала рассматриваем схему фиг.барасчет аварийных составляющих ведется по комплексной схеме замещения(фиг. бб) для сложного вида несимметрии, где 1 одна треть тока в месте КЗ.Затем, как в предыдущем примерефиг. 5, напряжение отключенной фазыполагается равным нулю и производится переход как сделано вьппе к расчету величин для схемы фиг, бв.Для случая фиг. бв условием срабатывания всех реле направления мощности в сторону отключения является отрицательное значение коэффициентовпри токе 1 для токов, подводимых к реле неповрежденной фазы С со сторонысистемы шин 1 и 11ЗХ уХ +Х ОХ ХХфк ОВ (Х+2 Х,)Х,(Х +2 Х,) Х,где Х,=Х +Х -,; Х;-Х,Х,; .Указанные условия соблюдаются во всех практических случаях и все реле могут работать только в сторону отключения.При КЗ как в симметричном режиме так и в цикле ОАПВ на оставшихся в работе фазах реле направления мощности работает правильно. Реле отсроено от режима нагрузки и правильно работает как на поврежденной так и неповрежденной фазе. Таким образом, оно существенно повьппает устойчивость функционирования реле направления мощности.Формула изобретенияРеле направления мощности, содержащее преобразователь тока, имеющий вход для подключения к цепи трансформатора тона фазы линии электропередачи, преобразователь напряжения и фазочувствительный блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспе1377951 И 2 иа 8 чения устойчивости функционирования в полнофазном режиме и в цикле. однофазного автоматического повторного включения, дополнительно введены два5 блока выделения аварийных составляющих, каждый из которых входом соеди" нен с выходом одного из преобразователей, а его выход соединен с одним из двух входов фазочувствительного блока, причем преобразователь токаснабжен вторым входом, подключаемымк цепи тока нулевой последовательности, а входы преобразователя напряжения предназначены для подключенияк цепи трансформатора напряжения,одноименного с фазой тока, и трансформатора напряжения нулевой последовательности.