RU162402U1 - Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии - Google Patents

Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии Download PDF

Info

Publication number
RU162402U1
RU162402U1 RU2015145296/07U RU2015145296U RU162402U1 RU 162402 U1 RU162402 U1 RU 162402U1 RU 2015145296/07 U RU2015145296/07 U RU 2015145296/07U RU 2015145296 U RU2015145296 U RU 2015145296U RU 162402 U1 RU162402 U1 RU 162402U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
filter
current
analysis unit
Prior art date
Application number
RU2015145296/07U
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Иванович Нагай
Иван Владимирович Нагай
Павел Сергеевич Киреев
Сергей Владимирович Сарры
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АвтоматикаДон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АвтоматикаДон" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АвтоматикаДон"
Priority to RU2015145296/07U priority Critical patent/RU162402U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU162402U1 publication Critical patent/RU162402U1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии, содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены со входами фильтров тока прямой, обратной и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, также выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, девятый вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, десятый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра

Description

Заявляемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты трансформаторов радиальных воздушных линий, имеющих ответвления с трансформаторными подстанциями. Проблемой построения резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций является сопоставимость параметров нормальных нагрузочных режимов и допустимых режимов работы (включение трансформаторов на холостой ход, пуски и самозапуски мощных электродвигателей) с аварийными режимами при коротких замыканиях за рассматриваемыми трансформаторами.
Известно устройство резервной защиты линии с трансформаторами на ответвлениях [Патент РФ №101877], предназначенное для решения указанной проблемы и состоящее из датчиков токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчиков напряжения, включенных на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, выход фильтра тока прямой последовательности соединен с первым входом четвертой схемы сравнения фаз, выход фильтра напряжения прямой последовательности соединен со вторым входом четвертой схемы сравнения фаз, выход органа выдержки времени соединен с входом выходного органа, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, выход пятой схемы сравнения фаз соединен с пятым входом блока анализа режимов, выход четвертой схемы сравнения фаз соединен со вторым входом блока анализа режимов, выход блока анализа режимов соединен с входом органа выдержки времени, выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, выходы первой, второй, третьей схем сравнения фаз соединены с первым, третьим и седьмым входами блока анализа режимов соответственно, выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с восьмым входом блока анализа режимов, выход фильтра тока прямой последовательности соединен с четвертым входом блока анализа режимов, выход фильтра тока обратной последовательности соединен с шестым входом блока анализа режимов.
Недостатком описываемого технического решения является действие на отключение линии с одной выдержкой времени для любых видов повреждений вне зависимости от того, какой из объектов поврежден, что предполагает неселективное действие защиты или более длительное существование аварийного режима из-за необходимости согласования выдержек времени с защитами с наибольшим временем срабатывания.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций [Патент РФ 131246], содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, так же выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, шестой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, седьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, второй выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с входом логического элемента «НЕ», первый, второй, третий выходы блока анализа режимов соединены с входом первого, второго, третьего органа выдержки времени соответственно, выходы первого, второго, третьего органов выдержки времени соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход логического элемента «ИЛИ» соединен с первым входом логического элемента «И», второй вход логического элемента «И» соединен с выходом логического элемента «НЕ», выход логического элемента «И» соединен со входом выходного органа.
Недостатком описываемого технического решения является недостаточная чувствительность к симметричным коротким замыканиям за трансформаторами малой мощности при значительной нагрузке остальных более мощных трансформаторов и в режимах пуска (самозапуска) высоковольтных электродвигателей.
Задача полезной модели - повышение чувствительности, селективности защиты дальнего резервирования.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении чувствительности и селективности устройства к симметричным коротким замыканиям, происходящим на фоне максимальных нагрузочных режимов питающей линии и пусков (самозапусков) мощных электродвигателей, повышении селективности работы устройства при аварийных режимах за трансформаторами ответвительных подстанций и наличии нескольких ответвлений на линии электропередач. Это достигается тем, что в устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии, содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены со входами фильтров тока прямой, обратной и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, так же выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, девятый вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, десятый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, первый, второй и третий выходы блока анализа режимов соединены соответственно с входами первого, второго, третьего органов выдержки времени, выходы первого, второго, третьего органов выдержки времени соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами логического элемента «ИЛИ», выход фильтра тока нулевой последовательности соединен со входом порогового элемента, выход порогового элемента соединен с входом логического элемента «НЕ», выход логического элемента «НЕ» соединен со вторым входом логического элемента «И», выход логического элемента «ИЛИ» соединен с первым входом логического элемента «И», выход логического элемента «И» соединен со входом выходного органа дополнительно введены фильтр ортогональных составляющих тока и фильтр приращений ортогональных составляющих тока, выход которого соединен с седьмым входом блока анализа режимов, первый вход фильтра ортогональных составляющих тока соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, выход фильтра ортогональных составляющих тока соединен с первым входом фильтра приращений ортогональных составляющих тока и шестым входом блока анализа режимов, вторые входы фильтра ортогональных составляющих тока и фильтра приращений ортогональных составляющих тока соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности.
На фиг. 1. приведена структурная схема устройства адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций. Устройство содержит датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3, установленные во всех трех фазах А, В, С и датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6, также установленные в трех фазах А, В, С соответственно, схемы сравнения фаз (ССФ1-ССФ3) 7, 8, 9, фильтр напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, фильтр тока прямой последовательности (ФТПП) 12, фильтр ортогональных составляющих тока (ФОСТ) 13, фильтр тока обратной последовательности (ФТОП) 14 и фильтр тока нулевой последовательности (ФТНП) 15, схемы сравнения фаз (ССФ4, ССФ5) 16, 17, фильтр приращения ортогональных составляющих тока (ФПОСТ) 18, пороговый элемент (ПЭ) 19, логический элемент «НЕ» 20, блок анализа режимов (БАР) 21, первый орган выдержки времени (ОВВ1) 22, второй орган выдержки времени (ОВВ2) 23, третий орган выдержки времени (ОВВ3) 24, логический элемент «ИЛИ» 25, логический элемент «И» 26, выходной орган (ВО) 27.
Датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 включены на фазные токи всех трех фаз А, В, С линии, а их выходы соединены со входами фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 14, входами фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 и входами фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 15, датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 включены на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С линии, а их выходы соединены со входом фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и входом фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, так же выходы первого, второго, третьего датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз (ССФ1 ССФ2 ССФ3) 7, 8, 9 соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз (ССФ1 ССФ2 ССФ3) 7, 8, 9 соответственно, входы четвертой схемы сравнения фаз (ССФ4) 16 соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и выходом фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12, входы пятой схемы сравнения фаз (ССФ5) 17 соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 и выходом фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 14, первый вход фильтра ортогональных составляющих (ФОСТ) 13 соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12, а второй вход фильтра ортогональных составляющих (ФОСТ) 13 подключен к выходу фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, первый вход фильтра приращения ортогональных составляющих тока (ФПОСТ) 18 подключен к выходу фильтра ортогональных составляющих (ФОСТ) 13, а второй вход фильтра приращения ортогональных составляющих тока (ФПОСТ) 18 соединен с выходом фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, выход фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 15 соединен со входом порогового элемента (ПЭ) 19, выход которого соединен со входом логического элемента «НЕ» 20, а выход последнего подключен ко второму входу логического элемента «И» 26, первый вход которого подключен к выходу логического элемента «ИЛИ» 25, первый второй, третий входы которого соединены с выходами первого (OBB1) 22, второго (ОВВ2) 23 и третьего (ОВВ3) 24 органов выдержки времени, входы которых соответственно соединены с первым, вторым и третьим выходами блока анализа режимов (БАР) 21, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый входы блока анализа режимов (БАР) 21 соединены соответственно с выходами: первой схемы сравнения фаз (ССФ1) 7, четвертой схемы сравнения фаз (ССФ4) 15, второй схемы сравнения фаз (ССФ2) 8, фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12, пятой схемы сравнения фаз (ССФ5) 17, фильтра ортогональных составляющих (ФОСТ) 13, фильтра приращения ортогональной составляющей (ФПОСТ) 18, фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 14, третьей схемы сравнения фаз (ССФ3) 9, фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 15, выход логического элемента «И» 26 соединен с входом выходного органа (ВО) 27.
Устройство работает следующим образом: датчики напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 обеспечивают преобразование напряжения в напряжение, датчики тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 выполняют преобразование тока в напряжение. Схемы сравнения фаз (ССФ1, ССФ2, ССФ3) 7-9, подключенные к выходам датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 и датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 всех фаз, обеспечивают выделение сигналов пропорциональных аргументам фазных токов. Фильтр напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10 и фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 выделяют на выходе сигналы пропорциональные напряжениям прямой и обратной последовательностей соответственно, а фильтр тока прямой последовательности (ФТПП) 12, фильтр тока обратной последовательности (ФТОП) 14, фильтр тока нулевой последовательности (ФТНП) 15 обеспечивают выделение сигналов пропорциональных токам прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно. Схема сравнения фаз (ССФ4) 16, подключенная к выходам фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 и фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10, обеспечивает выделение сигнала пропорционального аргументу тока прямой последовательности. Схема сравнения фаз (ССФ5) 17, подключенная к выходам фильтра тока обратной последовательности (ФТОП) 14 и фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11, обеспечивает выделение сигнала, пропорционального аргументу тока обратной последовательности. Фильтр ортогональных составляющих тока (ФОСТ) 13 и фильтр приращения ортогональных составляющих тока (ФПОСТ) 18 обеспечивают выделение ортогональных составляющих тока, в данном случае активной и реактивной составляющих тока.
Блок анализа режимов (БАР) 21, подключенный к выходам схем сравнения фаз (ССФ1-ССФ5) 7, 8, 9, 15, 16, фильтров токов прямой (ФТПП) 12, обратной (ФТОП) 14 и нулевой (ФТНП) 15 последовательностей, фильтра ортогональных составляющих тока (ФОСТ) 13, фильтра приращения ортогональных составляющих тока (ФПОСТ) 18 обеспечивает комплексный анализ режима работы сети и при выявлении аварийного режима работы передает сигнал на отключение воздушной линии. При этом учитываются величины токов прямой, обратной и нулевой последовательности, величины аргументов токов всех трех фаз, прямой и обратной последовательностей, величины приращения аргументов фазных токов, величины приращения аргументов токов прямой и обратной последовательности, величины ортогональных составляющих токов и их приращения. Блок анализа режимов (БАР) 21 обеспечивает обработку параметров подводимых сигналов, а также производит расчет собственных параметров:
Figure 00000002
где φА.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательностей фазы А;
Figure 00000003
- ток прямой последовательности фазы A;
Figure 00000004
- ток обратной последовательности фазы А; φВ.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательности фазы В;
Figure 00000005
- ток прямой последовательности фазы В;
Figure 00000006
- ток обратной последовательности фазы В; φС.БАР - угол между токами прямой и обратной последовательности фазы С;
Figure 00000007
- ток прямой последовательности фазы С;
Figure 00000008
- ток обратной последовательности фазы С; и оценку выполнения соотношений:
Figure 00000009
где I1 - ток прямой последовательности; kз - коэффициент запаса; Iнг.max. - максимально возможный ток нагрузки со стороны питающей подстанции,
Figure 00000010
где I2 - ток обратной последовательности; kз - коэффициент запаса; Iнб max - ток небаланса в максимальном нагрузочном режиме,
Figure 00000011
где Ip, Ip нг max, Ia, Ia нг max - реактивная и активная составляющие тока и реактивная и активная составляющие тока в максимальном нагрузочном режиме; ΔIp, ΔIp нг max - приращение реактивной составляющей и величина приращения реактивной составляющей в максимальном нагрузочном режиме; kt0, kt(φнг, Iнг) - неизменяемый коэффициент торможения и коэффициент торможения с адаптацией к нагрузочному режиму в зависимости от аргумента φ и модуля тока нагрузки Iнг, Iуст - уставка (параметр срабатывания).
Пороговый элемент (ПЭ) 19 при появлении на его входе величины тока нулевой последовательности, большей заданной формирует на выходе логическую единицу, а в другом случае - логический ноль. При этом заданная для срабатывания величина выбирается с учетом отстройки от максимальных токов нулевой последовательности при аварийных режимах при коротких замыкания на воздушной линии и на ее ответвлениях.
Логический элемент «НЕ» 20 выполняет соответствующую логическую операцию «НЕ» над поступающим на вход логическим сигналом. Логический элемент «И» 26 обеспечивает выполнение логической операции «И» над поступающими на входы логическими сигналами. Логический элемент «ИЛИ» 25 производит соответствующую логическую операцию «ИЛИ» над группой поступающих на ее входы логических сигналов.
Органы выдержки времени (OBB1-ОВВ3) 22, 23, 24 обеспечивают набор выдержек времени для отстройки от действия основных защит или резервных защит защищаемых присоединений.
Выходной орган (ВО) 27 обеспечивает формирование выходного воздействия на коммутационные аппараты воздушной линии.
В нормальном режиме работы сети описанное устройство находится в следующем состоянии. Выходные сигналы датчиков тока (ДТ1-ДТ3) 4, 5, 6 определяются величиной нагрузочных токов линии, выходные сигналы датчиков напряжения (ДН1-ДН3) 1, 2, 3 близки к номинальным значениям и соответственно близко к номинальному значению напряжение на выходе фильтра напряжения прямой последовательности (ФНПП) 10. Выходной сигнал фильтра тока прямой последовательности (ФТПП) 12 также определяется величиной токов нагрузки. Выходные сигналы фильтров тока обратной последовательности (ФТОП) 14, напряжения обратной последовательности (ФНОП) 11 и тока нулевой последовательности (ФТНП) 14 близки к нулю и определяются только токами и напряжением небаланса. Выходные сигналы схем сравнения фаз (ССФ1-ССФ3) 7, 8, 9, а также схемы сравнения фаз (ССФ4) 16 определяются величиной аргументов нагрузочных токов. Пороговый элемент (ПЭ) 19 находится в несработанном состоянии и на его выходе присутствует логический сигнал 0. На выходе логического элемента «НЕ» 20 присутствует логический сигнал 1. Блок анализа режимов (БАР) 21 определяет область нахождения нагрузочного режима и на его выходе присутствует логический ноль. На выходе всех органов выдержки времени (ОВВ1-ОВВ3) 22, 23, 24, логических элементов «ИЛИ» 25, «И» 26 и выходного органа (ВО) 27 присутствуют логические сигналы 0.
При двухфазном коротком замыкании (КЗ) на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Δ, подключенного на ответвлении ВЛ, устройство работает следующим образом. При металлическом КЗ угол между векторами токов поврежденных фаз прямой и обратной последовательности составляет 60° в месте КЗ и для неповрежденной фазы 180°. Из-за различного сдвига составляющих токов прямой
Figure 00000012
и обратной последовательности
Figure 00000013
, обусловленного группой соединения обмоток трансформатора «звезда - треугольник», появляется дополнительный фазовый сдвиг между токами
Figure 00000012
и
Figure 00000013
всех фаз, что фиксируется схемами сравнения фаз (ССФ4, ССФ5) 16, 17 и блоком анализа режимов (БАР) 21. По уровню токов
Figure 00000012
и
Figure 00000013
блок анализа режимов (БАР) 21 определяет на стороне низшего напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и подает логический сигнал 1 на вход соответствующего органа выдержки времени (OBB1) 22, (ОВВ2) 23 или (ОВВ3) 24, обеспечивающего выдержку времени действия предлагаемого устройства, отстроенную от действия защит данного трансформатора. После набора необходимой выдержки времени на выходе органа выдержки времени (ОВВ1) 22, (ОВВ2) 23 или (ОВВ3) 24 появляется логический сигнал 1. На выходе логического элемента «ИЛИ» 25 так же появляется логический сигнал 1. Пороговый элемент (ПЭ) 19 находится в не сработанном состоянии и на его выходе присутствует логический сигнал 0. На выходе логического элемента «НЕ» 20 присутствует логический сигнал 1. В результате на входы логического элемента «И» 26 приходят два логических сигнала 1 и на его выходе так же появляется логический сигал 1, подаваемый на вход выходного органа (ВО) 27. Устройство срабатывает.
При двухфазном металлическом КЗ на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Y, подключенного на ответвлении ВЛ, блоком анализа режима (БАР) 21 фиксируется повышенный уровень тока
Figure 00000013
, повышенное положительное значение угла между напряжением и током прямой последовательности, а также повышенное отрицательное значение угла между напряжением и током обратной последовательности. По уровню токов
Figure 00000012
и
Figure 00000013
блок анализа режимов (БАР) 21 определяет на стороне низшего напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и в дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режиме двухфазного КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ, на стороне соединенной в треугольник.
При трехфазных КЗ на стороне низшего напряжения одного из трансформаторов с любой схемой соединения обмоток, подключенного на ответвлении ВЛ, блоком анализа режима (БАР) 21 фиксируется повышенное значение тока I1, повышенное положительное значение углов между фазными напряжениями Ua, Ub, Uc, U1 и фазными токами Ia, Ib, Ic, I1 соответственно. По уровню тока
Figure 00000012
определяет на стороне низшего напряжения какого трансформатора произошло короткое замыкание и в дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режимах двухфазного КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ.
На сильно нагруженных ВЛ при трехфазных КЗ за трансформаторами малой мощности по сравнению с мощностью других трансформаторов ответвительных подстанций возможны случаи недостаточной чувствительности защиты, использующей информацию о фазных токах и токах прямой последовательности. В этом случае повышение чувствительности достигается за счет использования ортогональных составляющих тока, что обеспечивается контролем ортогональных составляющих с учетом соотношений (4)-(8). Выделение ортогональных составляющих и их приращений осуществляется с помощью фильтров ортогональных составляющих (ФОСТ) 13 и приращений ортогональных составляющих (ФПОСТ) 18. При симметричных КЗ отмечается возрастание реактивной составляющей тока с одновременным снижением активной составляющей тока. Однако при наличии значительной двигательной нагрузки за трансформаторами ответвительных подстанций контроль полных величин реактивной и активной составляющих может не дать эффект по критерию чувствительности защиты. В данном случае используется информация о приращениях реактивной и активной составляющих с контролем соотношения (6). При значительной нагрузке и возможных пусках электродвигателей необходимая чувствительность достигается путем контроля сигналов реактивной и активной составляющих на основании соотношений (7) и (8). В этом случае контролируемый сигнал представляет разность реактивной и активной составляющей тока с учетом неизменного коэффициента торможения kt0 и коэффициента торможения с адаптацией к нагрузочному режиму kt(φнг, Iнг) в зависимости от аргумента φнг и модуля тока нагрузки Iнг. Торможение эффективно в режимах автоматического повторного включения нагрузки, пуска (самозапуска) электродвигателей, в аварийных режимах при симметричных КЗ, что позволяет обеспечить требуемую чувствительность в последнем случае и эффективную отстройку от допустимых режимов.
При возникновении «сетевых» замыканий (одновременного обрыва одной из фаз ответвительного участка линии и замыкания на землю оборванной фазы со стороны трансформатора ответвительной подстанции) блоком анализа режимов (БАР) 21 фиксируется повышенный уровень тока нулевой последовательности, превышающий максимально возможный уровень тока небланаса фильтра тока нулевой последовательности (ФТНП) 15 в рабочих режимах. Блок анализа режимов (БАР) 21 подает логический сигнал 1 на вход органа выдержки времени с соответствующей поврежденному ответвлению выдержкой времени (OBB1) 22, (ОВВ2) 23 или (ОВВ3) 24. При этом пороговый элемент (ПЭ) 19 не срабатывает и логический элемент «НЕ» не формирует блокирующий сигнал на втором входе логического элемента «И» 26. В дальнейшем действие устройства аналогично его работе в режимах КЗ за одним из трансформаторов, подключенном на ответвлении ВЛ.
При двухфазных или трехфазных КЗ на линии блок анализа режима выявляет значительный уровень тока I1, превышающий его максимальный уровень при КЗ на стороне низшего напряжения наиболее мощного из трансформаторов, подключенных на ответвлениях ВЛ. На всех выходах блока анализа режимов (БАР) 21 присутствует логический сигнал 0. Устройство не срабатывает.
При однофазном КЗ, что возможно только на ВЛ, происходит срабатывание порогового элемента (ПЭ) 19. На выходе логического элемента «НЕ» 20 появляется логический сигнал 0, который подается на вход логического элемента И 26. Таким образом, даже при условии выдачи БАР 21 логического сигнала 1 по одному из своих каналов и срабатывании одного из органов выдержки времени (OBB1) 22, (ОВВ2) 23 или (ОВВ3) 24 на выходе логического элемента «И» 26 будет присутствовать логический сигнал 0 и устройство не сработает.
Таким образом, использование в заявляемом устройстве контроля модулей и аргументов трех фаз, многофазных схем сравнения фазовых соотношений токов прямой и обратной последовательностей и их аварийных составляющих (приращений), тока нулевой последовательности, ортогональных составляющих токов (реактивной и активной составляющей токов) и их приращений позволяет повысить степень распознаваемости аварийных режимов на фоне нагрузочных режимов и особенной на сильно нагруженных линиях и при наличии мощной двигательной нагрузки за трансформаторами, выявлять «сетевые» замыкания, а использование нескольких выдержек времени позволяет повысить селективность и быстродействие защит при коротких замыканиях за трансформаторами разновеликой мощности ответвительных подстанций и наличии нескольких ответвлений на линии электропередач.

Claims (1)

  1. Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии, содержащее датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены со входами фильтров тока прямой, обратной и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз А, В, С, выходы которых соединены со входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, также выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, девятый вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, десятый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, первый, второй и третий выходы блока анализа режимов соединены соответственно с входами первого, второго, третьего органов выдержки времени, выходы первого, второго, третьего органов выдержки времени соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами логического элемента «ИЛИ», выход фильтра тока нулевой последовательности соединен со входом порогового элемента, выход порогового элемента соединен со входом логического элемента «НЕ», выход логического элемента «НЕ» соединен с вторым входом логического элемента «И», выход логического элемента «ИЛИ» соединен с первым входом логического элемента «И», выход логического элемента «И» соединен с входом выходного органа, отличающееся тем, что дополнительно введены фильтр ортогональных составляющих тока и фильтр приращений ортогональных составляющих тока, выход которого соединен с седьмым входом блока анализа режимов, первый вход фильтра ортогональных составляющих тока соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, выход фильтра ортогональных составляющих тока соединен с первым входом фильтра приращений ортогональных составляющих тока и шестым входом блока анализа режимов, вторые входы фильтра ортогональных составляющих тока и фильтра приращений ортогональных составляющих тока соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности.
    Figure 00000001
RU2015145296/07U 2015-10-21 2015-10-21 Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии RU162402U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145296/07U RU162402U1 (ru) 2015-10-21 2015-10-21 Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145296/07U RU162402U1 (ru) 2015-10-21 2015-10-21 Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU162402U1 true RU162402U1 (ru) 2016-06-10

Family

ID=56115915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145296/07U RU162402U1 (ru) 2015-10-21 2015-10-21 Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU162402U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710023C2 (ru) * 2018-05-22 2019-12-24 АНО "Университет" Способ защиты силового трансформатора тяговых подстанций переменного тока от внутренних повреждений
RU2744937C1 (ru) * 2020-06-15 2021-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Устройство защиты от внутренних повреждений силовых трансформаторов

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2710023C2 (ru) * 2018-05-22 2019-12-24 АНО "Университет" Способ защиты силового трансформатора тяговых подстанций переменного тока от внутренних повреждений
RU2744937C1 (ru) * 2020-06-15 2021-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Устройство защиты от внутренних повреждений силовых трансформаторов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farhadi et al. Protection of multi-terminal and distributed DC systems: Design challenges and techniques
Meghwani et al. A non-unit protection scheme for DC microgrid based on local measurements
US9588535B2 (en) Resetting a motor controller for power system protection
US9680388B2 (en) System and method for starting a variable frequency drive with reduced arc flash risk
Satpathi et al. Directional protection scheme for MVDC shipboard power system
RU2447565C1 (ru) Способ автоматического включения резервного электропитания потребителей и устройство для его осуществления
EP3402061A1 (en) Ac-dc converting device and control method for same
Liu et al. Protection of microgrids with high amounts of renewables: Challenges and solutions
US20130286513A1 (en) Subtransient Current Suppression
RU162402U1 (ru) Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов на ответвлениях воздушной линии
Allahdadi et al. Protection of converter-interfaced microgrids using modified short-time correlation transform
Alluhaidan et al. Modeling and protection for low-voltage DC microgrids riding through short circuiting
US20210091558A1 (en) Sectionalizing sequence order
Cuzner et al. DC zonal electrical system fault isolation and reconfiguration
CN112564067A (zh) 一种基于暂态电流变化的直流输电线路保护方法及系统
RU165412U1 (ru) Устройство адаптивной многопараметрической резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций воздушной линии
Bai et al. Fault detection and localization in a ring bus DC microgrid using current derivatives
Dahiwale et al. Review on fault management in hybrid microgrid
RU131246U1 (ru) Устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций
Qi et al. DC distribution protection—Analysis, solutions, and example implementations
US11588322B2 (en) Fault detection for a solid state power converter
US9407083B1 (en) Combined subtransient current suppression and overvoltage transient protection
Mazlumi et al. DC microgrid protection in the presence of the photovoltaic and energy storage systems
Bui et al. Staged fault tests to validate a fast protection system of low-voltage DC microgrids
JP3132814B2 (ja) 半導体電力変換システム

Legal Events

Date Code Title Description
QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170515

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20171022