RU19339U1 - Устройство направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Устройство направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, содержащее трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линии включены на разность токов одноименных фаз, отличающееся тем, что введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, объединенные одноименными выводами, соединенными с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазным выводом одной фазы, кроме того, вторичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока подключена параллельно перв�

Description

Известно устройство для направленной дифференциальной защиты параллельных линий трёхфазной электрической установки, содержащее трансформаторы тока, подключенные в каждую фазу каждой линии в рассечку фаз силовой цепи, токовое реле и реле направления мощности по одному на каждую сразу 1.

Недостатком известного устройства является сложность, из-за наличия в каждой фазе токового реле и реле направления мощности, и, как следствие, значительная потребляемая мощность по цепям переменного тока защиты. Другим недостатком известного устройства является наличие мёртвой зоны по напряжению у реле направления мощности и, как следствие, снижение чувствительности защиты при близких коротких замыканиях.

снижение потребляемой мощности и повышение чувствительности защиты по всей длине защищаемых линий.

В первом варианте устройства технический результат достигается за счёт того, что в устройство направленной дифференциальной защиты двух трёхфазных параллельных линий , содержащем трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линий включены на разность токов одноименных фаз, введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, объединённые одноимёнными выводами, соединёнными с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазным выводом одной фазы, кроме того вторичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока подключена параллельно первичной обмотке насыщающегося трансформатора тока, при этом первичная и вторичная обмотки каждого из промежуточных трансформаторов тока соединены между собой согласно

последовательно, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока, расположенная на одном из крайних стержней магнитопровода, подключена к первому входу исполнительного органа, образованного крайними выводами последовательной цепи из выводов переменного тока выпрямительного моста и размыкающих контактов поляризованного реле, шунтирующих последовательно соединённые первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, к выводам постоянного тока выпрямительного моста подключены соединённые встречно последовательно рабочая и тормозная обмотки поляризованного реле, вторые обмотки реле направления мощности первой и второй линий образуют последовательную цепь, крайние выводы которой формируют второй вход исполнительного органа, подключённый к выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения, первая, вторая и третья первичные обмотки которого соединены между собой одноимёнными выводами и соединены с вторичными обмотками соответствующих фаз трехфазного основного трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены с соответствующими фазными выводами шин подстанции, к которым подключены первая и вторая линии, при этом, замыкающие контакты реле направления мощности первой и второй линии включены в цепь отключения первой и второй линий, соответственно, а направление включение первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при ассиметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при ассиметричном режиме работы второй линии.

В частном случае реализации устройства последовательно в цепи первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения включены конденсаторы, образующие резонансные контуры с

индуктивностями первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения, настроенные на частоту 50гц.

Первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока могут быть выполнены с одинаковым числом витков, при этом первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения также выполнены с одинаковым числом витков.

Первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока могут быть выполнены с разным числом витков, при этом первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнены также с разным числом витков, а отношение чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения одинаково.

Целесообразно также последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности, включить замыкающие контакты поляризованного реле.

Каждый промежуточный трансформатор тока может быть выполнен в виде автотрансформатора и/или с возможностью регулирования коэффициента трансформации.

В первом варианте устройства наличие промежуточных трансформаторов дополнительно повышает чувствительность защиты за счет снижения рабочих точек на кривых намагничивания трансформаторов тока и снижения тока небаланса.

Во втором варианте технический результат достигается за счет того, что в устройство направленной дифференциальной защиты двух трёхфазных параллельных линий , содержащее трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных

обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линий включены на разность токов одноименных фаз, отличающееся тем, что введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, одноимённые выводы которых соединены с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазными выводами одной фазы, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока выполнена из двух одинаковых секций, расположенных на соответствующих крайних стержнях магнитопровода и соединенных согласно между собой, насыщающийся трансформатор тока содержит, по крайней мере, одну тормозную обмотку, состоящую из двух одинаковых секций, расположенных на соответствующих крайних стержнях магнитопровода и соединенных встречно - последовательно, и включенную последовательно в цепь первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока подключена к первому входу исполнительного органа, образованного крайними выводами последовательной цепи из выводов переменного тока выпрямительного моста и размыкающих контактов поляризованного реле, шунтирующих последовательно соединённые первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, к выводам постоянного тока выпрямительного моста подключены соединённые встречно последовательно рабочая и тормозная обмотки поляризованного реле,

вторые обмотки реле направления мощности первой и второй линий образуют последовательную цепь, крайние выводы которой формируют второй вход исполнительного органа, подключённый к выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения, первая, вторая и третья первичные обмотки которого соединены между собой одноимёнными выводами и соединены с вторичными обмотками соответствующих фаз трехфазного основного трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены с соответствующими фазными выводами шин подстанции, к которым подключены первая и вторая линии, при этом, замыкающие контакты реле направления мощности первой и второй линии включены в цепь отключения первой и второй линий, соответственно, а направление включение первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при ассиметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при ассиметричном режиме работы второй линии.

В частном случае реализации последовательно в цепи первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения могут быть включены конденсаторы, образующие резонансные контуры с индуктивностями первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения, настроенные на частоту 50гц.

Первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока могут быть выполнены с одинаковым числом витков, при этом первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения также выполнены с одинаковым числом витков.

Первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока могут быть выполнены с разным числом витков при этом первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения также выполнены с

разным числом витков, а отношение чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения одинаково.

Целесообразно последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности включить замыкающие контакты поляризованного реле.

Тормозная обмотка может быть выполнена с возможностью изменения числа витков.

Насыщающийся трансформатор тока в частном случае содержит одну тормозную обмотку, при этом одноименные выводы первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока объединены в общую точку и соединены с общей точкой вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий через упомянутую тормозную обмотку..

Насыщающийся трансформатор тока может содержать три дополнительных тормозных обмотки, каждая из которых включена последовательно в цепь первичной обмотки соответствующей (разы насыщающегося трансформатора тока.

Другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока во втором варианте устройства могут быть соединены с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока, вторичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока подключена параллельно первичной обмотке насыщающегося трансформатора тока, при этом первичная и вторичная обмотки каждого из промежуточных трансформаторов тока соединены между собой согласно последовательно,

только одно электромагнитное токовое реле и два реле направления мощности. В качестве информации о напряжении на шинах подстанции используется сигнал, характеризующий результирующую сумму фазных напряжений, полученный с помощью промежуточного трансформатора напряжения, в котором устраняется мёртвая зона по напряжению ,за счёт применения разного числи витков обмоток и резонансных контуров, таким образом достигается технический результат.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 и 3 представлена принципиальная электрическая схема примера выполнения устройства, в соответствии со вторым вариантом полезной модели. На фиг 2 представлена схема подключения первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока электромагнитного токового реле к трансформаторам тока первой и второй линий через промежуточный трансформатор тока, в соответствии с первым вариантом устройства и одним из частных случаев выполнения второго варианта устройства. На фиг. 4 представлены схемы цепей отключения первой линии (фиг 4а) и второй линии (фиг.4б), а также схема управления контактами промежуточного реле, которые обеспечивают отключение защиты при обрыве фазы в одной из линий (фиг.4 в).

На фиг.1 изображены: шины подстанции. А, В, и С, к которым подключены первая и вторая параллельные линии 1 и 2. В рассечку фаз А1, В1 и С1 силовой цепи линии 1 включены первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока 3,4.5 первой линии. В рассечку фаз А2, В2 ,С2 силовой цепи линии 2 включены первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока 6,7,8 второй линии. Вторичные обмотки трансформаторов тока 3, 4, 5 соединены параллельно с вторичными обмотками трансформаторов тока 6,7,8, соответственно. Направление включения первичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линии одинаково, Концы вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 4, 5 объединены и соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформаторов тока 6,7, 8, соединенных их началами, через тормозную обмотку 47 насыщающегося

трансформатора тока 9. Начала первичных обмоток 10, 11 и 12 насыщающегося трансформатора тока 9 соединены с началами вторичных обмоток трансформаторов тока 3, 4, и 5, соответственно, и с концами вторичных обмоток трансформаторов тока 6,7 и 8, соответственно, а их концы объединены и соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформаторов тока 3,4 и 5 и 6,7 и 8 через тормозную обмотку 47. В первом варианте устройства концы обмоток 10, 11 и 12 соединены с общим выводом вторичных обмоток трансформаторов тока 3-8 непосредственно. Вторичная обмотка 13 насыщающегося трансформатора тока может быть выполнена с возможностью регулирования чисел витков и имеет выводы 14, 15. Насыщающий трансформатор тока входит в состав электромагнитного токового реле, в состав которого также входит исполнительный орган 16, первый вход которого подключён к выводам 14, 15 вторичной обмотки трансформатора 9. Второй вход исполнительного органа 16 соединён с выводами 50, 51 выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36, первичные обмотки которого соединены через трёхфазный основной трансформатор напряжения 40 с фазными выводами 17, 18, 19 шин А, В, С подстанции.

В первом варианте полезной модели и в одном из частных случаев выполнения второго варианта полезной модели первичные обмотки 10-12 подключены к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока 3-8 через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов 54 - 56. При этом вторичные обмотки промежуточных трансформаторов 54-56 включены между началами соответствующих первичных обмоток 10-12 насыщающегося трансформатора тока 9 и объединенными выводами первичных обмоток трансформаторов тока 3-8 линий 1, 2. В первом варианте устройства объединенные выводы первичных обмоток трансформаторов тока 3-8 соединены с общим выводом первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока 9 непосредственно, а во втором - через тормозную обмотку 47. При этом первичная и

вторичная обмотки промежуточных трансформаторов соединены между собой разноименными выводами. Обмотки промежуточных трансформаторов тока могут быть соединены по автотрансформаторной схеме и выполнены с промежуточными отводами.

На фиг.З изображены исполнительный орган 16, промежуточный трансформатор напряжения 36 и трёхфазный основной трансформатор напряжения 40. Исполнительный орган 16 содержит: выпрямительный мост 20, один из выводов переменного тока которого соединён с выводом 14 вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока, а другой его вывод переменного тока соединён через размыкающие контакты 25 поляризованного реле с выводом 15 вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока. Положительный вывод выпрямительного моста соединён с полярным выводом рабочей обмотки 21 поляризованного реле, неполярный вывод которой соединён с неполярным выводом тормозной обмотки 22 поляризованного реле. Полярный вывод тормозной обмотки 22 соединён с отрицательным выводом выпрямительного моста 20, параллельно выводам постоянного тока которого включён конденсатор 23. Последовательно в цепь рабочей и тормозной обмоток 21, 22 может быть включён переменный резистор 24. В состав исполнительного органа входят реле направления мощности первой линии с первой и второй обмотками 26, 27, соответственно, и с замыкающими контактами 31 (см. фиг.4а), а также реле направления мощности второй линии с первой и второй обмотками 28, 29, соответственно, и с замыкающими контактами 34 (см. фиг.4б). Полярные выводы обмоток 26, 28 соединены с соответствующими выводами размыкающих контактов 25 поляризованного реле, а их неполярные выводы соединены между собой. Полярный вывод обмотки 29 соединён с неполярным выводом обмотки 27, полярный вывод обмотки 27 и неполярный вывод обмотки 29 формируют второй вход исполнительного органа и соединены с выводами 50, 51, соответственно, выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36. Замыкающие контакты 31 реле

направления мощности первой линии включены в цепь отключения первой линии (фиг.4а), в которую в одном из частных случаев выполнения полезной модели могут быть включены замыкающие контакты 30 поляризованного реле, а также размыкающие контакты 32 реле направления мощности второй линии и размыкающие контакты 62 промежуточного реле. Замыкающие контакты 34 реле направления мощности второй линии включены в цепь отключения второй линии (фиг.46), в которую могут также быть включены замыкающие контакты 33 поляризованного реле, а также размыкающие контакты 35 реле направления мощности второй линии и размыкающие контакты 63 промежуточного реле. Промежуточный трансформатор напряжения 36 содержит первичные обмотки 37, 38, 39, которые можно, в частном случае, выполнить регулируемыми и выходную обмотку с выводами 50, 51. Концы обмоток 37, 38. 39 объединены, и их общий вывод соединён с общим выводом вторичных обмоток трансформатора 40, первичные обмотки которого подключены к фазным выводам 17,18, 19 шин А, В, С подстанции. Начала обмоток 37, 38, 39 связаны с фазными выводами соответствующих вторичных обмоток трансформатора 40. В частном случае последовательно с каждой из первичных обмоток 37, 38, 39 может быть включен переменный резистор 41, 42, 43, соответственно, и конденсатор 44, 45, 46, соответственно. Ёмкости конденсаторов подобраны таким образом, что конденсаторы совместно с индуктивностями соответствующих обмоток 37, 38, 39 образуют резонансный контур, настроенный на частоту 50Гц. Последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности 27, 29 могут быть включены замыкающие контакты 53 поляризованного реле.

Первичные обмотки 10, 11,12 могут быть выполнены как с одинаковыми, так и с разными числами витков. Первичные обмотки 37, 38. 39 могут быть выполнены как с одинаковыми, так и с разными числами витков, при этом отношение чисел витков первичных обмоток 10,11,12 насыщающегося трансформатора тока к числам витков

соответствующих первичных обмоток 37, 38, 39 промежуточного трансформатора напряжения одинаково.

Насыщающийся трансформатор тока 9 для всех вариантов полезной модели выполнен на трехстержневом сердечнике, на среднем стержне которого расположены первичные обмотки 10-12, которые могут быть выполнены как с разными, так и с одинаковыми числами витков. Для второго варианта устройства вторичная обмотка 17 выполнена в виде двух полу обмоток, каждая из которых расположена на соответствующем крайнем стержне сердечника насыщающегося трансформатора тока, которые соединены согласно между собой. Для второго варианта устройства насыщающийся трансформатор тока 9 содержит также тормозную обмотку, выполненную в виде двух полу обмоток, каждая из которых расположена на соответствующем крайнем стержне насыщающегося трансформатора тока, которые соединены встречно последовательно между собой. В качестве насыщающегося трансформатора тока для второго варианта устройства в частном случае может быть применен трансформатор, конструкция которого приведена в (3).

В устройстве соответствующему первому варианту реализации полезной модели может быть применен насыщающийся трансформатор тока, конструкция которого представлена в (2). На одном из крайних стержней сердечника магнитопровода трансформатора 9 первого варианта устройства расположена вторичная обмотка, а на его среднем стержне и другом крайнем стержне расположены две секции короткозамкнутой обмотки, в цепь которой включено переменное сопротивление.

В качестве поляризованного реле можно использовать поляризованное реле, конструкция которого описана в 4.

представленное в 5. Вместо двух реле направления мощности можно применить одно реле направления мощности двустороннего действия, например, реле типа РБМ-271, 278 9. Промежуточные трансформаторы напряжения могут быть выполнены в соответствии с 6

Элементы, используемые в полезной модели, могут быть выполнены также на интегральных микросхемах и на основе цифровой обработке сигналов 7, 8.

На фиг 4в представлена схема подключения обмоток реле времени и промежуточного реле, обеспечивающих вывод защиты при наличии неисправностей (например обрыв фазного провода) в одной из линий 1, 2. Схема в соответствии с фиг.4в содержит подключенные к источнику постоянного напряжения первую последовательную цепь из замыкающих контактов 57 токового реле и обмотки 59 реле времени, вторую последовательную цепь из замыкающих контактов 60 реле времени и обмотки 61 промежуточного реле. Параллельно замыкающим контактам 60 подключена цепь из последовательно соединенных кнопки 64 возврата и замыкающих контактов 58 промежуточного реле.

Направленная дифференциальная защита двух параллельных линий реализуется следующим образом. При включении в сеть электроустановки в проводах фаз А1, В1, С1 и А2, В2, С2 её параллельных линий 1, 2 и в первичных обмотках трансформаторов тока 3-8 протекают первичные фазные токи 1а1, 1в1,1с1 первой линии 1 и Ia2,1в2, Ic2 - второй линии 2, которые преобразуются в трансформаторах тока 3-8 во вторичные фазные токи ia1, ia1, id первой и ia2,1в2, ic2 второй линий, соответственно. Геометрические разности токов ia1 и ia2, is1 и в2 и id и ic2 образуют трёхфазную последовательность токов Га, Гв, Гс, которая поступает в первичные обмотки 10, 11 и 12 насыщающегося трансформатора тока 9, на вторичной обмотке 13 которого формируется напряжение, величина и направление которого определяются величиной и направлением результирующего магнитного потока, созданного токами Га, Гв, Гс, то есть геометрической суммой произведений упомянутых токов на числа

витков соответствующих обмоток. Напряжение от обмотки 13 поступает через размыкающие контакты 25 поляризованного реле на вход (выводы переменного тока) выпрямительного моста 20. Через, подключенную к его выходу (выводам постоянного тока) цепь из последовательно соединённых переменного резистора 24 и рабочей и тормозной обмоток 21, 22 протекает постоянный ток, при превышении величины которого заданного порогового уровня размыкающие контакты 25 поляризованного реле размыкаются, и ток от обмотки 13 замыкается через выпрямительный мост 20 и включённые относительно друг друга встречно последовательно первые обмотки 26, 28 реле направления мощности первой и второй линий. Одновременно замыкаются замыкающие контакты 30 и 33 поляризованного реле, подготавливающие цепи отключения первой и второй линий к срабатыванию и замыкающие контакты 53, подключающие вторые обмотки 27, 29 реле направления мощности к выходной обмотке трансформатора 36. Через согласно последовательно включённые вторые обмотки 27, 29 реле направления мощности первой и второй линий протекает ток от выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения 36. При превышении геометрической суммы токов первой и второй обмоток одного из реле направления мощности заданного порогового уровня замыкаются его замыкающие контакты 31, 33, соответственно, и размыкаются его размыкающие контакты 32,35, соответственно, что приводит к подаче оперативного напряжения к цепи отключения соответствующей линии и отключению соответствующей линии, при этом подача оперативного напряжения к цепи отключения другой линии блокируется. При наличии неисправности хотя бы в одной из линий 1, 2, не сопровождаемых короткими замыканиями, например, обрыв фазы, срабатывает токовое реле контроля исправности линий при этом замыкаются его замыкающие контакты 57 и подключают обмотку реле времени к источнику напряжения. Через заданный промежуток времени замыкаются замыкающие контакты 60 реле времени, подключая обмотку 61 к источнику напряжения. При этом размыкаются размыкающие контакты

62, 63 и блокируют работу защиты. Одновременно замыкаются замыкающие контакты 58, подавая питание на обмотку 61 через кнопку возврата 64 по цепи параллельной контактам 60.

Изменением числа витков обмотки 13 и сопротивления переменного резистора 24 можно снизить ток небаланса и осуществлять настройку схемы на срабатывание поляризованного реле при определённой степени асимметрии в линиях. Переменными резисторами 41-43 осуществляется настройка схемы на отсутствие тока небаланса, а так же уровня (порога) срабатывания реле направления мощности. Конденсатор 23 обеспечивает устойчивое срабатывания поляризованного реле, сглаживая колебания напряжения на выходе выпрямительного моста 20. Конденсаторы 44, 45, 46 обеспечивают надёжное срабатывание реле направления мощности при снижении напряжения на шинах подстанции за счёт запасённой энергии в конденсаторах и индуктивностях резонансных контуров, образованных обмотками 37, 38, 39 промежуточного трансформатора напряжения и упомянутыми конденсаторами.

При нормальном симметричном режиме работы подключённой к первой и второй линиям электрической установки и отсутствии короткого замыкания в одной из линий первичные и, соответственно, вторичные фазные токи первой и второй линий являются симметричными трёхфазными последовательностями. Поэтому при равенстве чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока 9 результирующий магнитный поток, созданный этими токами в сердечнике трансформатора 9 равен нулю. Соответственно, равны нулю напряжение на его вторичной обмотке 13 и однонаправленный ток в выходной цепи выпрямительного моста 20. Ток через рабочую и тормозную обмотки 21, 22 поляризованного реле равен нулю, его размыкающие контакты 25 шунтируют первые обмотки 26,28 реле направления мощности, ток через которые равен нулю. Кроме того, замыкающие контакты 53 поляризованного реле разомкнуты, и ток через вторые обмотки реле направления мощности не протекает. Поэтому

размыкающие контакты 31 и 34 разомкнуты, оперативное напряжение на цепи отключения первой и второй линии не поступает и не происходит их отключение. При разном числе витков первичных обмоток в насыщающемся трансформаторе тока 9 результирующий магнитный поток в его сердечнике отличен от нуля, однако, величина определяемого им однонаправленного тока, протекающего по рабочей и тормозной обмоткам 21, 22 может быть ограничена переменным резистором 24 до величины, при которой не происходит срабатывания поляризованного реле и отключения первой и второй линий.

При возникновении короткого замыкания в одной из защищаемых параллельных линий баланс первичных и, соответственно, вторичных фазных токов в этой линии нарушится, что приведёт к созданию в сердечнике насыщающегося трансформатора тока током нулевой последовательности этой линии магнитного потока, при этом магнитный поток в сердечнике насыщающегося трансформатора, наведённый токами другой линии, либо отсутствует либо значительно ниже магнитного потока, наведённого токами повреждённой линии. Вследствие чего однонаправленный ток, протекающий через рабочую и тормозную обмотки поляризованного реле, превысит порог срабатывания, что приведёт к размыканию его размыкающих контактов 25 и замыканию замыкающих контактов 53, 30, 33. Через обмотки 26, 28 протекает ток, направление которого относительно напряжения на шинах подстанции определяется линией, в которой возникло короткое замыкание. Так как вторичные обмотки трансформаторов тока первой и второй линий включены встречно относительно друг друга, направление тока через обмотки 26, 28, обусловленное ассиметричным режимом одной из линий противоположно направлению тока, обусловленного ассиметричным режимом работы другой линии. Направление тока в выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения не зависит от линии, в которой произошло короткое замыкание, поэтому, учитывая, что обмотки 26, 28 включены встречно, а обмотки 27,29 согласно относительно друг друга, при возникновении короткого

(2. $У

замыкания в первой линии 1 токи через обмотки 26, 27 действуют в одном направлении, обеспечивающем замыкание его замыкающих контактов 31 и размыкание его размыкающих контактов 35. Это приводит к отключению первой линии 1 и блокировки цепи отключения второй линии 2. При возникновении короткого замыкания во второй линии 2 меняется направление тока через обмотки 26, 28. В одном направлении действуют токи, протекающие через обмотки 28, 29. В результате чего замыкаются контакты 34 и размыкаются контакты 32 реле направления мощности второй линии, что приводит к отключению второй линии и блокировки цепи отключения первой линии. Таким образом, реализуется направленная дифференциальная защита двух параллельных линий.

При функционировании полезной модели, выполненной в соответствии с первым вариантом, содержащей промежуточные трансформаторы 54 - 56, на первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока 9 поступают как токи вторичных обмоток трансформаторов тока 3-8, протекающие через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока, так и совпадающие с ними по фазе токи вторичных обмоток этих же промежуточных трансформаторов, что позволяет уменьшить токи намагничивания трансформаторов тока и, соответственно, предотвратить насыщение их магнитопроводов при максимальных значениях токов короткого замыкания, протекающих через их первичные обмотки.

При применении варианта устройства, насыщающиеся трансформаторы тока электромагнитных токовых реле которого содержат тормозную обмотку (вариант 2), ток, протекающий через тормозную обмотку, создаёт в крайних стержнях сердечника магнитопровода тормозные потоки, которые увеличивают магнитные сопротивления крайних стержней. Этим достигается автоматическое загрубление электромагнитного реле при внешнем коротком замыкании, что предотвращает ложные срабатывания, при этом отпадает

необходимость настройки защиты на большие токи небаланса, что в конечном итоге повышает чувствительность защиты.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1.ЧЕРНОБРОВОЕ Н. В. Релейная защита, Москва, Энергия, 1971, с.254-264.

2.ОВЧИННИКОВ В.В. Реле РНТ в схемах дисрференциальных защит, Москва, Энергия, 1973, с.27,28.

3.АЛЕКСЕЕВ B.C. и др. Реле защиты, Москва, Энергия, 1976, с.253 - 255.

4.Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и подстанций (под редакцией МУСАЭЛЯНА Э.С.), Москва, «Энергоатомиздат, 1989, с.88 - 89.

5.АЛЕКСЕЕВ B.C. и др. Реле защиты, Москва, Энергия, 1976, с.118-122.

6.ФОКИН Г. Г. и др. Панели дистанционных защит ПЗ-2/1 и ПЗ-2/2, Москва, Энергия, 1975,с.22-24.

7.ЛИНТ Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах, Москва, Энергоатомиздат, 1990.

8.ШНЕЕРСОН Э.М. Дистанционные защиты, Москва, Энергоатомиздат, 1986, с. 174-245,

9.ЧЕРНОБРОВОВ Н. В. Релейная защита, Москва, Энергия, 1971, с 64.

С.М. Шинкаренко А.С. Шинкаренко

Claims (16)

1. Устройство направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, содержащее трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы вторичных обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линии включены на разность токов одноименных фаз, отличающееся тем, что введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, объединенные одноименными выводами, соединенными с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазным выводом одной фазы, кроме того, вторичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока подключена параллельно первичной обмотке насыщающегося трансформатора тока, при этом первичная и вторичная обмотки каждого из промежуточных трансформаторов тока соединены между собой согласно последовательно, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока, расположенная на одном из крайних стержней магнитопровода, подключена к первому входу исполнительного органа, образованного крайними выводами последовательной цепи из выводов переменного тока выпрямительного моста и размыкающих контактов поляризованного реле, шунтирующих последовательно соединенные первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, к выводам постоянного тока выпрямительного моста подключены соединенные встречно-последовательно рабочая и тормозная обмотки поляризованного реле, вторые обмотки реле направления мощности первой и второй линий образуют последовательную цепь, крайние выводы которой формируют второй вход исполнительного органа, подключенный к выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения, первая, вторая и третья первичные обмотки которого соединены между собой одноименными выводами и соединены с вторичными обмотками соответствующих фаз трехфазного основного трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены с соответствующими фазными выводами шин подстанции, к которым подключены первая и вторая линии, при этом, замыкающие контакты реле направления мощности первой и второй линии включены в цепь отключения первой и второй линий, соответственно, а направление включения первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при асимметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при асимметричном режиме работы второй линии.

2. Устройство направленной дифференциальной защиты по п.1, отличающееся тем, что последовательно в цепи первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения включены конденсаторы, образующие резонансные контуры с индуктивностями первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения, настроенные на частоту 50 Гц.

3. Устройство направленной защиты по п.1 или 2, отличающееся тем, что первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнены с одинаковым числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнены с одинаковым числом витков.

4. Устройство направленной защиты по п.1 или 2, отличающееся тем, что первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнены с разным числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнены с разным числом витков, при этом отношение чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения одинаково.

5. Устройство направленной защиты по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности, включены замыкающие контакты поляризованного реле.

6. Устройство направленной защиты по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что каждый промежуточный трансформатор тока выполнен в виде автотрансформатора.

7. Устройство для токовой защиты по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что каждый промежуточный трансформатор тока выполнен с возможностью регулирования коэффициента трансформации.

8. Устройство направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий, содержащее трансформаторы тока по три на каждую линию, первичные обмотки которых подключены в каждой линии в рассечки соответствующих фаз силовой цепи, а вторичные обмотки трансформаторов тока каждой линии соединены по схеме звезда, при этом общие и фазные выводы обмоток трансформаторов тока первой линии соединены с выводами вторичных обмоток соответствующих фаз трансформаторов тока второй линии таким образом, что вторичные обмотки соответствующих фаз трансформаторов тока первой и второй линий включены на разность токов одноименных фаз, отличающееся тем, что введены электромагнитное токовое реле с насыщающимся трансформатором тока и исполнительным органом, содержащим выпрямительный мост, поляризованное реле, реле направления мощности первой линии и реле направления мощности второй линии, и промежуточный трансформатор напряжения с первой, второй и третьей первичными и с выходной обмотками, на среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора тока расположены три первичные обмотки, одноименные выводы которых соединены с общими выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий, каждый с фазными выводами одной фазы, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока выполнена из двух одинаковых секций, расположенных на соответствующих крайних стержнях магнитопровода и соединенных согласно между собой, насыщающийся трансформатор тока содержит, по крайней мере, одну тормозную обмотку, состоящую из двух одинаковых секций, расположенных на соответствующих крайних стержнях магнитопровода и соединенных встречно-последовательно, и включенную последовательно в цепь первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока, вторичная обмотка насыщающегося трансформатора тока подключена к первому входу исполнительного органа, образованного крайними выводами последовательной цепи из выводов переменного тока выпрямительного моста и размыкающих контактов поляризованного реле, шунтирующих последовательно соединенные первые обмотки реле направления мощности первой и второй линий, к выводам постоянного тока выпрямительного моста подключены соединенные встречно-последовательно рабочая и тормозная обмотки поляризованного реле, вторые обмотки реле направления мощности первой и второй линий образуют последовательную цепь, крайние выводы которой формируют второй вход исполнительного органа, подключенный к выходной обмотке промежуточного трансформатора напряжения, первая, вторая и третья первичные обмотки которого соединены между собой одноименными выводами и соединены с вторичными обмотками соответствующих фаз трехфазного основного трансформатора напряжения, первичные обмотки которого соединены с соответствующими фазными выводами шин подстанции, к которым подключены первая и вторая линии, при этом замыкающие контакты реле направления мощности первой и второй линии включены в цепь отключения первой и второй линий соответственно, а направление включения первой и второй обмоток реле направления мощности первой и второй линий относительно вторичной обмотки насыщающегося трансформатора тока и относительно выходной обмотки промежуточного трансформатора напряжения обеспечивает замыкание контактов реле направления мощности первой линии при асимметричном режиме работы первой линии и замыкание контактов реле направления мощности второй линии при асимметричном режиме работы второй линии.

9. Устройство направленной дифференциальной защиты по п.8, отличающееся тем, что последовательно в цепи первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения включены конденсаторы, образующие резонансные контуры с индуктивностями первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения, настроенные на частоту 50 гц.

10. Устройство направленной защиты по п.8 или 9, отличающееся тем, что первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнены с одинаковым числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнены с одинаковым числом витков.

11. Устройство направленной защиты по п.8 или 9, отличающееся тем, что первичные обмотки насыщающегося трансформатора тока выполнены с разным числом витков и первичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения выполнены с разным числом витков, при этом отношение чисел витков первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока к числам витков соответствующих первичных обмоток промежуточного трансформатора напряжения одинаково.

12. Устройство направленной защиты по любому из пп.8-11, отличающееся тем, что последовательно в последовательную цепь, образованную вторыми обмотками реле направления мощности включены замыкающие контакты поляризованного реле.

13. Устройство для токовой направленной защиты по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что тормозная обмотка выполнена с возможностью изменения числа витков.

14. Устройство для токовой направленной защиты по любому из пп.8-14, отличающееся тем, что насыщающийся трансформатор тока содержит одну тормозную обмотку, при этом одноименные выводы первичных обмоток насыщающегося трансформатора тока объединены в общую точку и соединены с общей точкой вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий через упомянутую тормозную обмотку.

15. Устройство для токовой направленной защиты по любому из пп.8-14, отличающееся тем, что насыщающийся трансформатор тока содержит три дополнительных тормозных обмотки, каждая из которых включена последовательно в цепь первичной обмотки соответствующей фазы насыщающегося трансформатора тока.

16. Устройство для токовой направленной защиты по любому из пп.8-15, отличающееся тем, что другие выводы упомянутых обмоток насыщающегося трансформатора тока соединены с разными фазными выводами вторичных обмоток трансформаторов тока первой и второй линий через первичные обмотки соответствующих промежуточных трансформаторов тока, вторичная обмотка каждого промежуточного трансформатора тока подключена параллельно первичной обмотке насыщающегося трансформатора тока, при этом первичная и вторичная обмотки каждого из промежуточных трансформаторов тока соединены между собой согласно последовательно.