RU190076U1 - Устройство релейной защиты кабелей и воздушных линий от коротких замыканий - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно к релейной защите линий электропередач. Применяется для защиты городских и сельских сетей от коротких замыканий. Органом выявления коротких замыканий является ненаправленная дистанционная защита с логической частью в виде реле направления мощности, промежуточных реле, позволяющие точно определять линию, где произошло повреждение и, соответственно, производить отключение именно тех выключателей, через которые получают питание поврежденные линии. Заявленное устройство может быть установлено на любых линиях фидера без нарушения селективной работы защит других линий фидера.Заявленное устройство позволяет выполнить полную защиту длины линии без использования дорогостоящих ВЧ и оптоволоконных связей (Фиг. 9).Технический результат от установки устройства - повышение качества зашиты от междуфазных замыканий в линии, возможность совместной селективной работы с другими защитами линий без каких-либо корректировок в уставок в защитах этих линий.Разработка может быть использована при проектировании так называемых «умных» подстанций.

Description

Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно к устройствам релейной защиты кабелей и линий электропередач. Применяется для защиты городских и сельских линий от коротких замыканий.

Термины и определения.

ЗУ (заявленное устройство) - предлагаемое в заявке устройство релейной защиты кабелей и воздушных линий от коротких замыканий.

Стандартная токовая защита - двухступенчатая токовая защита, выполненная в соответствии с ПУЭ, п. 3.2.93, первая ступень токовая отсечка, вторая максимальная токовая защита с зависимой или независимой выдержкой времени.

Сети с односторонним питанием - сеть, состоящая из линий электропередачи, подстанций, распределительных устройств, имеющая один внешний источник электроснабжения.

Сети с двухсторонним питанием - сеть, состоящая из линий электропередачи, подстанций, распределительных устройств, имеющая два или более внешних источников электроснабжения.

ТП - трансформаторная подстанция.

В - высоковольтный выключатель.

Ячейка выключателя - механическая конструкция внутри ТП, в которой расположены высоковольтный выключатель В, разъединители, аппаратура управления, защиты, сигнализации.

Фидер - последовательное соединение линий электропередачи. Последовательное соединение линий электропередачи производится при помощи коммутационных аппаратов (высоковольтных выключателей) на ТП, РУ.

ТТ - трансформатор тока.

РУ - распределительное устройство

ТН - трансформатор напряжения.

ДЗ - реле дистанционной защиты.

Зона работы (действия) защиты - это максимальная длина защиты линии от места установки ДЗ до точки КЗ на этой линии, при которой ДЗ срабатывает.

Стандартная направленная ДЗ - это направленная дистанционная защита с тремя направленными в одну сторону зонами работы.

Прямое направление тока - это когда первичный ток, втекающий из шин ТП, РУ в линию. При этом первичный ток, втекает в вывод Л1 трансформатора тока, питающего цепи релейной защиты, и совпадает по фазе в пределах погрешности с вторичным током, вытекающим из зажима И1 трансформатора тока.

Обратное направление тока - это когда первичный ток, втекающий из линии в шины ТП, РУ. При этом первичный ток, втекает в вывод Л2 трансформатора тока, питающего цепи релейной зашиты, и совпадает по фазе в пределах погрешности с вторичным током, вытекающим из зажима И2 трансформатора тока.

РМа, РМв, РМс - реле направления мощности, замыкают свои нормально открытые контакты при прямом протекании тока в защищаемую линию и одновременно размыкают свои нормально закрытые контакты. При обратном направлении тока нормально открытые контакты остаются разомкнутыми, а нормально закрытые остаются замкнутыми

МТЗ - максимальная токовая защита

ТО - токовая отсечка.

Ступень селективности по времени - разница между временами действия защит двух смежных участков.

РП - реле промежуточные.

Провод - проводник электрического тока, заключенный в изоляционную оболочку.

Уставка - заранее установленная величина на релейном аппарате, при которой аппарат защиты замыкает выходные контакты или размыкает их.

ПУЭ - Правила устройства электроустановок, изд. 7

КЗ - короткое замыкание.

Защита с относительной селективностью – защита, работающая с выдержками времени. Самая большая выдержка времени вблизи источников питания. По направлению к концу фидера они убывают на величину ступени селективности Δt.

Катушка реле - часть электромагнитного механизма, притягивающего якорь при подаче на катушку реле напряжения. При притягивании с помощью якоря замыкаются нормально открытые контакты.

Катушка отключения выключателя - электромагнит, при подаче напряжения на который силовые контакты выключателя размыкаются.

Накладка - механический переключатель ввода или вывода из работы устройств защиты.

Двухполюсный автоматический выключатель - коммутационный аппарат, имеющий ручное включение и автоматическое отключение при коротких замыканиях в цепях, расположенных за выключателем по отношению к источнику питания.

Устройство оперативного питания - устройство для питания цепей защиты, автоматики, вторичных устройств, сигнализации, в качестве источника могут применяться трансформаторы собственных нужд электроустановок, трансформаторы тока, напряжения, аккумуляторы, источники бесперебойного питания.

Ступени органов защиты - это органы защиты, срабатывающие в соответствии с выставленными в каждом из них уставками по величинам тока, напряжения, сопротивлений, времени, объединенные в конструкции единого устройства.

ЭС1,2 - источники электроснабжения.

Уровень техники.

Прототипом защиты является стандартная токовая защита, выполненная в соответствии с требованиями ПУЭ, глава 3.2. В соответствии с п. 3.2.93 защита должна быть двухступенчатой. Первая ступень - токовая отсечка, вторая - максимальная токовая защита с зависимой или независимой характеристикой выдержки времени. Максимальная токовая защита имеет недостатки, отмеченные в труде Н.В. Чернобровова «Релейная защита», глава 4, раздел 4-10. Цитата:

«К недостаткам максимальной токовой защиты относятся:

А) большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания, в то время как именно вблизи шин электростанции по условию устойчивости необходимо быстрое отключение КЗ;

Б) недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей и значительными токами нагрузки».

По токовой отсечке (Н.В. Чернобровов «Релейная защита», глава 5, раздел 5-8), цитата:

«Недостатком мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной действия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием сопротивления в месте повреждения и изменений режима системы, однако, не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах».

Рекомендации по устранению указанных недостатков приведены в ПУЭ, п. 3.2.94. «Если ненаправленная или направленная токовая ступенчатая защита не обеспечивает требуемых быстродействия и селективности, допускается предусматривать следующие виды защит:

1. Дистанционную в простейшем исполнении;

2. Поперечную дифференциальную токовую защиту (для сдвоенных кабельных линий);

3. Продольную дифференциальную защиту для коротких участков линий: при необходимости прокладки специального кабеля только для продольной дифференциальной защиты длина его должна быть не более 3 км».

Достоинства дистанционных защит (Н.В. Чернобровов «Релейная защита», глава 11, раздел 11-16. Цитата:

«1. Селективность действия в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.

2. Малые выдержки времени в начале защищаемого участка, которые обеспечиваются первой зоной, охватывающей 85-90% защищаемой линии, что необходимо по условиям устойчивости, требующим быстрого отключения повреждений вблизи шин электростанции и мощных узловых подстанций.

3. Значительно большая чувствительность при КЗ и лучшая отстройка от нагрузки и качаний по сравнению с токовыми и максимальными защитами».

Принцип работы простейшей стандартной дистанционной защиты показан на функциональной схеме фиг. 1.

В данном примере работы простейшей дистанционной защиты сеть имеет питание только с одной стороны (ЭС1) и состоит из 7-ми линий (Фиг. 1). Линии Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6, Л7 отделены от источника питания выключателем В1 и объединяются с сетью на трансформаторных подстанциях ТП 1,2 через высоковольтные выключатели В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, В9, В10. Релейные отсеки всех высоковольтных выключателей имеют в своем составе комплекты ДЗ. Комплекты ДЗ настроены на срабатывание 1, 2 и 3 ступеней защит только при направлении тока КЗ из шин в защищаемую линию. Таким образом, защиту линий в сети приведенной на Фиг. 1 выполняют только ДЗ В1, ДЗ В3, ДЗ В4, ДЗ В5, ДЗ В7, ДЗ В8, ДЗ В9. Комплекты ДЗ В2, ДЗ В6, ДЗ В10 из-за направления тока КЗ при одностороннем питании из защищаемой линии в шины в защите линий не участвуют.

1-я ступень ДЗ В1, ДЗ ВЗ, ДЗ В7 ДЗ В4, ДЗ В5, ДЗ В8, ДЗ В9 срабатывает практически мгновенно. Зона ее действия составляет приблизительно 0,85-0,9 длины линии. Зоны работы защиты 1-й и защиты отображена отрезками: для выключателя В1 - АВ, для выключателя В3 - ГЕ, для выключателя В7 -ЖИ.

2-я ступень срабатывает с выдержкой времени. Зона ее действия превышает длину защищаемой линии и заходит в следующую линию.

Такой алгоритм работы 2 ступени защиты выбран по следующим причинам:

1. 2-я ступень защищает участок линии, не защищенный первой зоны защиты. Для линии 1 это ВГ, для линии 2 - ЕЖ, для линии 3 - ИК.

2. 2-я ступень не производит отключений на следующей по направлению тока КЗ линии, так как время ее срабатывания больше, чем время срабатывания 1 ступени защиты следующей линии, а зона срабатывания короче. Это участки ГД - для 2-й ступени защиты линии 1, ЖЗ - для 2-й ступени защиты линии

3-я ступень резервирует защиты присоединений отходящих от шин последующей после защищаемой линии подстанции. Она имеет большую, чем 1-я и 2-я ступени и большую выдержку времени. Зона ее работы показана для ДЗ В1 отрезком АЕ, для ДЗ В3 отрезком ГИ.

Примеры:

1. При КЗ в точке M1 запускаются 2-я и 3-я ступени ДЗ В1, а также 1-я, 2-я и 3-я ступени ДЗ выключателя В3. Выключатель В3 отключит 1-я ступень ДЗ В3, работающая быстрее, чем 2-я и 3-я ступени ДЗ В1, а также быстрее 2-я и 3-я ступени ДЗ В3. Работа защиты правильна.

2. При КЗ в точке М2 запускаются 2, 3 ступени ДЗ В3. Выключатель В3 отключит 2-я ступень ДЗ В3, работающая быстрее 3-я ступень ДЗ В3. Работа защиты правильна. Выводы: максимальное время работы ДЗ для всей защищаемой зоны равно по величине времени срабатывания 3-й ступени независимо от места установки защиты в составе фидера. Расчет величин времени ступеней селективности приведен, например, в журнале Новости Электротехники №3 (39) 2006. В соответствии с приведенными расчетами ступень селективности не может быть, менее 0,25 сек. В проектной практике обычно применяется 0,3 сек. То есть максимальное время срабатывания ДЗ для всей зоны работы составляет 0+0,3+0,3=0,6 сек.

Для сравнения рассмотрим стандартную токовую защиту. Селективность МТЗ достигается тем, что самое большое время срабатывания выставляется около источника питания, далее уставка по времени уменьшается на каждом присоединении на величину Δt. На каждой подстанции имеются входные, секционные, отходящие выключатели. Все имеют свои защиты. На одну проходную подстанцию для организации защит расходуется минимум 3-й ступени селективности. Сюда входят защита ввода, защита секционного выключателя и защита отходящей линии. Примем минимально возможную ступень селективности 0,3 секунды, получаем расход времени на одну подстанцию 3*0,3=0,9 секунды. При подключении к источнику питания нескольких последовательно соединенных ТП выдержка времени может достигать достаточно больших значений. Например, при подключении четырех ТП выдержка времени в начале фидера около источника питания составит не менее 4 сек. Это значительно медленнее, чем время срабатывания ДЗ.

Токовая отсечка. В соответствии с ПУЭ, п. 3.2.26 зона работы ТО линии определена коэффициентом чувствительности 1,2 в месте установки защиты в наиболее благоприятном по условию чувствительности режиме, то есть зона ее защиты может составлять всего 20% от длины защищаемой линии. Чувствительность ДЗ определена ПУЭ, п. 3.2.21 без учета резервирования 1,5, при наличии 3-й ступени 1,25.

При всех преимуществах ДЗ в части быстродействия и чувствительности по экономическим причинам часто нет возможности установить комплекты ДЗ сразу на всех линиях фидера, сети, системы. Приемлемым решением с экономической точки зрения может стать не одновременная, а поочередная замена действующих защит линий. Однако, при совместной установке ДЗ и стандартных защит, например, защит с ДЗ на линии 2 и стандартных защит с ТО и МТЗ на линиях 1 и 3, возникает проблема согласования работы этих защит. В ДЗ для обеспечения защиты всей длины своей линии необходимо заходить 2-й и 3-й ступенями в зону защит следующей по направлению тока КЗ за ней линию (Фиг 2).

Например, при КЗ в точке M1 при несрабатывании ТО В7 (повышенное сопротивление из-за дугового замыкания, уменьшение количества генерирующих мощностей по аварийным причинам, превышении зоны работы ТО), большом времени срабатывания МТЗ В7 и срабатывании 2-й ступени ДЗ В3 произойдет отключение В3, что оставит без

напряжения всю ТП2. Аналогично при КЗ в точке М2 отключение В3 произведет 3-я ступень ДЗ В3. В обоих случаях эти отключения неправильные.

Таким образом необходимо создать устройство, которое обеспечит надежную совместную работу существующих стандартных токовых защит и быстродействующих дистанционных защит

Техническая задача.

Задача, на решение которой направлено техническое решение заключается в расширении арсенала технических средств релейной защиты. Задача достигается путем создания конструкции в виде отдельного ящика, в котором устанавливается ненаправленное реле дистанционной защиты, реле направления мощности, промежуточные реле, механический переключатель (накладка) с двумя положениями, набор клеммных зажимов. Аппараты, соединяются проводами. По результатам измерений в цепях тока и напряжения осуществляется, либо не осуществляется пуск органов релейной защиты.

Сущность технического решения поясняется изображениями на фиг. 1-12.

Фиг. 1 - Зоны работы защит с направленными ДЗ в сетях с односторонним питанием сети.

Фиг. 2 - Зоны работы защит при совмещении направленных ДЗ на линии Л2 и стандартных токовых защит на линиях Л1, Л3 для сети с односторонним питанием.

Фиг. 3 - Схема заявленного устройства.

Фиг. 4 -. Сеть с наличием секций.

Фиг. 5 - Зоны работы защит заявленного устройства на линии Л2 при совместной установке со стандартными токовыми защитами на линиях Л1, Л3 в сетях с односторонним питанием.

Фиг. 6 - Зоны работы защит заявленного устройства на линии Л2 при совместной установке со стандартными токовыми защитами на линиях Л1, Л3 в сетях с двухсторонним питанием.

Фиг. 7 - Подключения к ЗУ, вариант СВ

Фиг. 8 - Подключения к ЗУ, вариант Ввод.

Фиг. 9 - Подключения к ЗУ, вариант Линия.

Фиг. 10 - Схема подключения заявленного устройства к цепям тока и напряжения при трехфазном исполнении токовых цепей.

Фиг. 11 - Схема подключения заявленного устройства к цепям тока и напряжения при двухфазном исполнении токовых цепей.

Фиг. 12 - Внешний вид устройства.

Раскрытие сущности.

Заявленное устройство обеспечивает улучшение технических характеристик существующих защит, таких как сохранение высокого быстродействия, присущее дистанционным защитам, возможность совместной работы реле дистанционного принципа действия со стандартными токовыми защитами без нарушения селективности между ними, резервирование работы ТО смежных присоединений, оснащенных стандартными токовыми защитами, а также возможность организации совместной между собой работы нескольких заявленных устройств ЗУ с целью создания новых возможностей по организации защит линий. Для решения этой задачи предлагается устройство релейной защиты от коротких замыканий кабелей и воздушных линий (Фиг. 3)

1. Высокое быстродействие заявленного устройства ЗУ выражается в том, что максимальное время срабатывания стандартной направленной ДЗ, о которой говорилось выше, с учетом времени срабатывания 3-й ступени составляет 2Δt=0,6 сек. Максимальное время срабатывания заявленного устройства с учетом времени срабатывания 3-й ступени

составляет не более Δt=0,3 сек. Это говорит о сохранении в заявленном устройстве ЗУ высокого быстродействия, присущее защитам дистанционного принципа действия.

2. Возможность совместной работы со стандартными токовыми защитами, резервирование работы ТО смежных присоединений, выражается в следующем: На Фиг. 4 изображен участок электросети. Предположим устройством ЗУ оснащен только секционный выключатель СВ. Остальные защиты на выключателях В1,2,3,4,5,6, 7,8,9,10 установлены стандартные токовые защиты. Ставим в ЗУ на механический переключатель Н в 1-2 и этим вводим в работу реле РП4. Ввод в работу РП4 - это ввод в работу ненаправленной токовой защиты (отсечки). При КЗ на 2 секции шин в точке М5 и включенном СВ ток КЗ протекает от ЭС1 через СВ к ЭС2. При достаточности тока срабатывает 1-я ступень ненаправленного ДЗ. Замыкание контактов 1-й ступени приводит к срабатыванию РП4. Контакты реле РП4 произведут отключение СВ. Отключение правильное, поскольку произошло замыкание на секции.

При включенном СВ и КЗ в точке М3 на линии 4, положении механического переключателя Н по-прежнему в положении 1-2 ток к месту КЗ подтекает по линии Л1 и по линии Л2 через СВ. В ЗУ срабатывают 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ. Ток от ЭС2 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л2, то есть из линии в шины. При этом направлении тока контакты реле направления мощности останутся замкнутыми, и через сработанные замкнувшиеся контакты реле РП2 срабатывает реле РП5. Контакты реле РП5 подадут напряжение на выход В3. Пример реализации наличия напряжения на В3 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 7А, вариант СВ. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное реле, данном случае РП - В8 от напряжения на выходе В3.

При включенном СВ и КЗ в точке М4 на линии 6, положении механического переключателя Н по-прежнему в положении 1-2 ток к месту КЗ подтекает по линии Л1 и по линии Л2 через СВ. В ЗУ срабатывают 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ. Ток от ЭС2 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л1, то есть из шин в линию. При этом направлении тока контакты реле направления мощности останутся, и через сработанные замкнувшиеся контакты реле РП1 срабатывает реле РП3. Контакты реле РП3 подадут напряжение на выход В1. Пример реализации наличия напряжения на В1 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 7Б, вариант СВ. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное реле, в данном случае РП - В10 от напряжения на выходе В1.

При установке ЗУ только на В4 (Фиг. 4) и со стандартными токовыми защитами, на остальных присоединениях, устанавливаем Н в ЗУ в положение 1-3. При КЗ на линии 4 в точке М3 и отключенном СВ 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ внутри ЗУ. Ток в В4 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л2, то есть из линии в шины. Это значит, что реле направления мощности останутся несработанными замкнутыми и через сработанные замкнувшиеся контакты РП2 сработает реле РП5. Через контакты реле РП5 будет выдано напряжение на вывод В3. Пример реализации наличия напряжения на В3 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 8А, вариант В. Сработает защита на отключение той

линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное, в данном случае реле РП - В8 от напряжения на выходе В3.

Возможность организации совместной между собой работы устройств с целью создания новых возможностей.

При установке двух заявленных устройств: одно в начале и другое конце линии достигается без использования дорогостоящих средств ВЧ-связи и оптоволоконной связи защита всей длины линии. Для решения этой задачи предлагается устройство релейной защиты от коротких замыканий кабелей и воздушных линий (Фиг. 3)

Например, при установке двух заявленных устройств ЗУ только на одной линии Л2 (Фиг. 5) и сохранении стандартных токовых защит МТЗ и ТО линиях Л1 и Л3. Переключатель Н установлен в положение 1-3. При КЗ в точке M1 запускаются ТО В7, МТЗ В7, а также 3-я ступень ЗУ В6. Отключение выключателя В7 произведет либо ТО В7, либо, если ТО В7 не сработает по указанным выше причинам 3-я ступень ЗУ В6 через срабатывание РП5 и подачи напряжения на В3, так как они имеют меньшее время срабатывания по сравнению с МТЗ В7. В обоих случаях отключение правильное. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное реле от напряжения на выходе В3. Подключение ЗУ показано на Фиг. 9, вариант Л.

Технический результат.

Технический результат - повышение качества защиты от междуфазных замыканий в линии: сохранение высокого быстродействия, присущих дистанционным защитам в сочетании с возможностью совместной работы со стандартными токовыми защитами без нарушения селективности с работами этих защит, резервирование работы ТО смежных присоединений, возможность организации совместной между собой работы устройств с целью создания новых возможностей по организации защит.

Технический результат достигается за счет конструкции в виде отдельного ящика. Внутри ящика устанавливаются релейные аппараты. Устройство получает питание от внешнего по отношению к заявленному устройству оперативного питания через двухполюсный автоматический выключатель, расположенный внутри заявленного устройства. Устройство релейной защиты кабелей и воздушных линий от коротких замыканий, характеризуется тем, что включает в себя шкаф с шарнирно открывающейся дверцей, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых выходных контактов 1-й, 2-й и 3-й ступеней реле ненаправленной дистанционной защиты, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С и цепь из параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С, концы нормально открытых выходных контактов 1-й ступени ненаправленного реле ДЗ подключены к контакту 1 механического переключателя Н, который может замыкать цепи 1-2 или 1-3, при положении переключателя 1-2 создается электрическая цепь путем объединения проводником контакта 2 переключателя Н и первого контакта катушки четвертого промежуточного реле, второй конец катушки четвертого промежуточного реле подключается ко второму выходному контакту двухполюсного выключателя, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых

контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы, вторые концы параллельно соединенных нормально открытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С подключаются к катушке первого промежуточного реле, второй конец катушки первого промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы, вторые концы параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С подключаются к катушке второго промежуточного реле, второй конец катушки второго промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, выход 2-й ступени ненаправленного ДЗ подключается к контакту 3 механического переключателя Н и нормально открытому контакту первого промежуточного реле, второй конец нормально открытого контакта первого промежуточного реле подключается к катушке третьего промежуточного реле, второй конец катушки третьего промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, выход 3-й ступени ненаправленного ДЗ подключается к нормально открытому контакту второго промежуточного реле, второй конец нормально открытого контакта второго промежуточного реле подключается к катушке пятого промежуточного реле, второй конец катушки пятого промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, контакты третьего и пятого промежуточных реле с одной стороны подключены к первому выходному контакту двухполюсного выключателя, второй конец третьего реле образует выход с маркировкой В3, второй конец пятого реле образует выход с маркировкой В1.

быть переведена в режим ненаправленной отсечки.

Пример осуществления.

Полезная модель изготавливается в виде шкафа с открывающейся при помощи шарнирного соединения дверцей, внутри которого устанавливаются аппараты релейной защиты. Релейные аппараты внутри заявленного устройства объединены при помощи проводов. Входными цепями ЗУ являются цепи питания 220 В от внешнего по отношению к ЗУ источника оперативного тока, измерительные цепи тока и напряжения. Выходными сигналами являются релейные контакты в цепь отключения и выходное напряжение для создания цепей отключения на других присоединениях РУ, ТП.

На Фиг. 7, 8, 9 изображены рекомендуемые варианты организации отключающих сигналов и напряжений в защиты других присоединений РУ. На схеме Фиг. 10, 11 показаны способы подключения заявленного устройства к существующим цепям тока и напряжения. На фиг. 12 приведен внешний вид устройства. Рекомендуемая аппаратура, не входящая в состав заявленного устройства, служащие для передачи команд к выключателям ТП, РУ прокладываются от заявленного устройства в цепи выключателей отходящих линии по существующей технологии монтажа автоматической частотной разгрузки схем АЧР, ЛЗШ, УРОВ.

Описание работы устройства.

Работа устройства ЗУ на линиях с односторонним питанием (Фиг. 4).

промежуточное реле, в данном случае РП - В10 от напряжения на выходе В1.

При установке ЗУ только на В4 (Фиг. 4) и со стандартными токовыми защитами, на остальных присоединениях, устанавливаем Н в ЗУ в положение 1-3. При КЗ на линии 4 в

точке М3 и отключенном СВ 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ внутри ЗУ. Ток в В4 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л2, то есть из линии в шины. Это значит, что реле направления мощности останутся несработанными замкнутыми и через сработанные замкнувшиеся контакты РП2 сработает реле РП5. Через контакты реле РП5 будет выдано напряжение на вывод В3. Пример реализации наличия напряжения на В3 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 8А. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное, в данном случае реле РП - В8 от напряжения на выходе В3.

Работа защиты на линиях с 2 сторонним питанием (Фиг. 4).

На Фиг. 4 изображен участок электросети. Предположим устройством ЗУ оснащен только секционный выключатель СВ. Остальные защиты на выключателях В1,2,3,4,5,6, 7,8,9,10 установлены стандартные токовые защиты. Ставим в ЗУ на механический переключатель Н в 1-2 и этим вводим в работу реле РП4. Ввод в работу РП4 - это ввод в работу ненаправленной токовой защиты (отсечки). При КЗ на 2 секции шин в точке М5 и включенном СВ ток КЗ протекает от ЭС1 через СВ к ЭС2. При достаточности тока срабатывает 1-я ступень ненаправленного ДЗ. Замыкание контактов 1-й ступени приводит к срабатыванию РП4. Контакты реле РП4 произведут отключение СВ. Отключение правильное, поскольку произошло замыкание на секции.

При включенном СВ и КЗ в точке М3 на линии 4, положении механического переключателя Н по-прежнему в положении 1-2 ток к месту КЗ подтекает по линии Л1 и по линии Л2 через СВ. В ЗУ срабатывают 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ. Ток от ЭС2 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л2, то есть из линии в шины. При этом направлении тока контакты реле направления мощности останутся замкнутыми, и через сработанные замкнувшиеся контакты реле РП2 срабатывает реле РП5. Контакты реле РП5 подадут напряжение на выход В3. Пример реализации наличия напряжения на В3 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 7А. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное реле, данном случае РП - В8 от напряжения на выходе В3.

При включенном СВ и КЗ в точке М4 на линии 6, положении механического переключателя Н по-прежнему в положении 1-2 ток к месту КЗ подтекает по линии Л1 и по линии Л2 через СВ. В ЗУ срабатывают 2-я и 3-я ступени ненаправленного ДЗ. Ток от ЭС2 будет втекать в трансформатор тока со стороны Л1, то есть из шин в линию. При этом направлении тока контакты реле направления мощности останутся, и через сработанные замкнувшиеся контакты реле РП1 срабатывает реле РП3. Контакты реле РП3 подадут напряжение на выход В1. Пример реализации наличия напряжения на В1 показан на рекомендуемой схеме подключения ЗУ к защитам других присоединений РУ, ТП, Фиг. 7Б. Сработает защита на отключение той линии, где произошло срабатывание реле тока МТЗ и одновременно замкнуло свои контакты промежуточное реле, в данном случае РП-В10 от напряжения на выходе В1.

Claims (3)

1. Устройство релейной защиты кабелей и воздушных линий от коротких замыканий, характеризуется тем, что включает в себя шкаф с шарнирно открывающейся дверцей, орган выявления междуфазных замыканий в виде ненаправленного реле дистанционной защиты в количестве минимум одно реле, реле направления мощности в виде реле направления мощности в количестве минимум одно реле, реле промежуточные в количестве минимум пять реле, механического переключателя в количестве минимум один переключатель, автоматический двухполюсный выключатель в количестве минимум один выключатель, набор клеммных зажимов в количестве как минимум один набор клеммных зажимов, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых выходных контактов 1-й, 2-й и 3-й ступеней реле ненаправленной дистанционной защиты, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С и цепь из параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С, концы нормально открытых выходных контактов 1-й ступени ненаправленного реле ДЗ подключены к контакту 1 механического переключателя Н, который может замыкать цепи 1-2 или 1-3, при положении переключателя 1-2 создается электрическая цепь путем объединения проводником контакта 2 переключателя Н и первого контакта катушки четвертого промежуточного реле, второй конец катушки четвертого промежуточного реле подключается ко второму выходному контакту двухполюсного выключателя, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально открытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы, вторые концы параллельно соединенных нормально открытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С подключаются к катушке первого промежуточного реле, второй конец катушки первого промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, к первому выходному контакту двухполюсного выключателя подключается цепь из параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы, вторые концы параллельно соединенных нормально закрытых контактов реле направления мощности фазы А, фазы В, фазы С подключаются к катушке второго промежуточного реле, второй конец катушки второго промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, выход 2-й ступени ненаправленного ДЗ подключается к контакту 3 механического переключателя Н и нормально открытому контакту первого промежуточного реле, второй конец нормально открытого контакта первого промежуточного реле подключается к катушке третьего промежуточного реле, второй конец катушки третьего промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, выход 3-й ступени ненаправленного ДЗ подключается к нормально открытому контакту второго промежуточного реле, второй конец нормально открытого контакта второго промежуточного реле подключается к катушке пятого промежуточного реле, второй конец катушки пятого промежуточного реле подключается ко второму контакту двухполюсного автоматического выключателя, контакты третьего и пятого промежуточных реле с одной стороны подключены к первому выходному контакту двухполюсного выключателя, второй конец третьего реле образует выход с маркировкой В3, второй конец пятого реле образует выход с маркировкой В1.

2. Устройство защиты кабельных и воздушных линий по п. 1, отличающееся тем, что 1-я и 2-я ступени ненаправленного реле дистанционной защиты при помощи реле направления мощности организуют выходные управляющие сигналы на отключение выключателей при направлении тока из шин в линию, а 3-я ступень ненаправленного реле дистанционной защиты при помощи реле направления мощности организуют выходные управляющие сигналы на отключение выключателей при направлении тока из линии в шины, то есть в направлении, противоположном по отношению к 1-й и 2-й ступеням.

3. Устройство защиты кабельных и воздушных линий по п. 1, отличающееся тем, что при помощи механического переключателя 1-я ступень ненаправленной токовой защиты может быть переведена в режим ненаправленной отсечки.

Images