RU2311711C1

RU2311711C1 - Method for building and adjusting current cutoff

Info

Publication number: RU2311711C1
Application number: RU2006129713/09A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Шмойлов (RU); Анатолий Васильевич Шмойлов
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2007-11-27

Abstract

FIELD: relay protection of electrical network lines shorted out by parallel or by-pass links.

SUBSTANCE: proposed method includes addition of currents through sensors at end of interest of line under protection to currents through sensors at closest ends of other parallel and by-pass links of electrical network shorting out line under protection; connection of relay measuring element to sum of mentioned currents; measurement of these currents and their comparison with rated setting for desired period of time, whereupon potential operating signal is produced for disconnecting current flowing through current sensor of line under protection to short-circuited point by means of circuit-opening device at mentioned end of line under protection.

EFFECT: enhanced sensitivity of time-delay current cutoff for lines shorted out by parallel or by-pass links.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к релейной защите линий электрических сетей и может быть использовано для построения более чувствительной токовой отсечки с выдержкой времени для линий, шунтированных параллельными или обходными связями.The invention relates to relay protection of lines of electrical networks and can be used to build a more sensitive current cutoff with time delay for lines shunted by parallel or bypass connections.

Известен выбранный в качестве прототипа способ построения и настройки второй ступени или отсечки с выдержкой времени для линий, например, ступенчатой токовой защиты нулевой последовательности (СТЗНП) [1. Руководящие указания по релейной защите. Вып.12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчеты. - М.: Энергия, 1980. - 88 с., 2. Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 520 с.], состоящий в том, что на каждом конце защищаемой линии к трансформаторам тока подключается релейный измерительный орган (ИО) с разрешением действия в направлении защищаемой линии. Уставка каждого ИО отстраивается от максимального тока помехи, протекающего через измерительный орган (ИО): при коротких замыканиях (КЗ) на противоположных выводах (сторонах) предыдущих в направлении действия защиты трансформаторов и автотрансформаторов относительно вывода (стороны), которым каждый из них подключен к одному из противоположных концов защищаемой линии относительно конца расположения аппаратуры отсечки; при КЗ на предыдущих линиях в условиях согласования по чувствительности с быстродействующими защитами этих линий; при анормальных (асинхронных и неполнофазных) режимах на защищаемой и предыдущих линиях. Обязательно проверяется чувствительность при минимальных токах через ИО при КЗ на противоположных концах защищаемой линии относительно конца - места размещения аппаратуры.Known as a prototype is known a method of constructing and adjusting a second stage or cut-off with time delay for lines, for example, step-by-step current protection of zero sequence (STZNP) [1. Guidelines for relay protection. Issue 12. Zero-sequence current protection against earth faults of 110-500 kV lines. The calculations. - M .: Energy, 1980. - 88 p., 2. Fedoseev A.M. Relay protection of electric power systems. Relay protection of networks. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 520 p.], Which consists in the fact that at each end of the protected line to the current transformers is connected a relay measuring body (IO) with resolution in the direction of the protected line. The setting of each EUT is set off from the maximum interference current flowing through the measuring body (EUT): in case of short circuits (SC) on the opposite terminals (sides) of the previous ones in the direction of protection of the transformers and autotransformers relative to the terminal (side) with which each of them is connected to one from opposite ends of the protected line relative to the end of the location of the cutoff equipment; in case of short circuit on previous lines in conditions of coordination of sensitivity with high-speed protection of these lines; during abnormal (asynchronous and in-phase) modes on the protected and previous lines. Be sure to check the sensitivity at minimum currents through the IO with a short circuit at the opposite ends of the protected line relative to the end - the location of the equipment.

Так как область действия ИО отсечки с выдержкой времени распространяется на предыдущие элементы сети, с быстродействующими каналами релейной защиты которых производится согласование по чувствительности названной отсечки, то, чтобы обеспечить более раннее (селективное) срабатывание названных быстродействующих каналов при КЗ на предыдущих элементах сети, но в области действия (ОД) ИО рассматриваемой отсечки с выдержкой времени, для действия последней предусматривается задержка на время, называемое ступенью селективности.Since the scope of the delayed cutoff IO extends to the previous network elements, with the high-speed relay protection channels of which the sensitivity of the said cut-off is matched, it is necessary to provide earlier (selective) operation of the above-mentioned high-speed channels during short-circuit on the previous network elements, but in the area of action (OD) of the AI of the considered cut-off with a time delay, for the action of the latter there is a time delay called the selectivity level.

Чувствительность токовых релейных защит зависит от ряда факторов: режима источников, режима нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов, вида КЗ, вида фиксируемого тока (фазный ток, ток симметричных составляющих, функция фазных токов и симметричных составляющих), коммутационных состояний сети и особенно от коммутационного состояния параллельных и обходных связей, шунтирующих защищаемую линию. Последнее может обусловить недостаточную чувствительность при ряде сочетаний перечисленных факторов. Так, вследствие шунтирования параллельными линиями и обходными связями защищаемой линии ток КЗ на пинии, протекающий через токовую защиту, реагирующей на индивидуальный ток защищаемой линии, может сильно уменьшиться и коэффициент чувствительности не достигнет требуемого минимально-возможного уровня.The sensitivity of current relay protection depends on a number of factors: the source mode, the neutral mode of transformers and autotransformers, the type of short circuit, the type of fixed current (phase current, current of symmetrical components, the function of phase currents and symmetrical components), the switching states of the network and especially the switching state of parallel and bypass connections shunting the protected line. The latter may cause a lack of sensitivity in a number of combinations of these factors. So, due to shunting of the protected line by parallel lines and bypasses of the protected line, the short-circuit current at the pins flowing through the current protection, reacting to the individual current of the protected line, can greatly decrease and the sensitivity coefficient will not reach the required minimum possible level.

Существующий способ построения и настройки описанной отсечки с выдержкой времени характеризуется следующими операциями: подключением релейного измерительного органа к датчику тока на интересующем конце защищаемой линии электрической сети, измерением и сравнением измеренного тока в области действия ИО с расчетной уставкой в течение заданного времени (ступени селективности). По истечении этого времени формируется потенциальный сигнал срабатывания для отключения коммутационным аппаратом на указанном конце защищаемой линии тока, протекающего через датчик тока к месту короткого замыкания на линии, и таким образом выполняется функция, возложенная на отсечку с выдержкой времени. Данный способ построения и настройки токовой отсечки с выдержкой времени с возможной недостаточной чувствительностью рассматривается прототипом предлагаемого способа.The existing method for constructing and adjusting the described cut-off with a time delay is characterized by the following operations: connecting a relay measuring body to a current sensor at the end of the line to be protected by the electric network, measuring and comparing the measured current in the operating region of the EUT with the calculated setting for a given time (selectivity level). After this time, a potential response signal is generated for switching off by the switching device at the indicated end of the protected current line flowing through the current sensor to the place of a short circuit on the line, and thus the function assigned to the time delay cut-off is performed. This method of constructing and adjusting the current cut-off with a time delay with possible insufficient sensitivity is considered a prototype of the proposed method.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение минимальной чувствительности токовой отсечки с выдержкой времени для случаев шунтирования защищаемой линии параллельными линиями и обходными связями электрической сети.The objective of the invention is to increase the minimum sensitivity of the current cutoff with time delay for cases of shunting of the protected line by parallel lines and bypass connections of the electrical network.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе построения и настройки токовой отсечки с выдержкой времени так же, как в прототипе, подключают релейный измерительный орган к датчику тока на интересующем конце защищаемой линии электрической сети, измеряют и сравнивают ток датчика при коротком замыкании в области действия измерительного органа с расчетной уставкой в течение заданного времени и получают после этого потенциальный сигнал срабатывания для отключения коммутационным аппаратом на указанном конце защищаемой линии тока, протекающего через датчик тока к месту короткого замыкания.The problem is solved due to the fact that in the method of constructing and setting the current cut-off with a time delay, in the same way as in the prototype, the relay measuring organ is connected to the current sensor at the interesting end of the protected line of the electric network, the sensor current is measured and compared with a short circuit in the region actions of the measuring body with the calculated setting for a predetermined time and then receive a potential response signal for switching off the switching device at the indicated end of the protected current line, flowing through a current sensor to a short circuit location.

Согласно изобретению суммируют токи датчиков на интересующем конце защищаемой линии с токами датчиков ближайших концов других параллельных и обходных связей электрической сети, шунтирующих защищаемую линию, подключают релейный измерительный орган на сумму указанных токов, измеряют и сравнивают полученную сумму токов с расчетной уставкой в течение заданного времени, и получают после этого потенциальный сигнал срабатывания для отключения коммутационным аппаратом на указанном конце защищаемой линии тока, протекающего через датчик тока защищаемой линии к месту короткого замыкания.According to the invention, the sensor currents at the interesting end of the protected line are summed up with the sensor currents of the nearest ends of other parallel and bypass connections of the electric network bypassing the protected line, the relay measuring organ is connected for the sum of the indicated currents, the obtained sum of currents is measured and compared with the calculated setting for a given time, and then receive a potential response signal for switching off the switching device at the indicated end of the protected current line flowing through the sensor then and the protected line to the place of the short circuit.

Суммирование с током защищаемого объекта токов параллельных и обходных связей обусловливает эффект изобретения. Суммирование приводит к количественному преобразованию суммарного тока по сравнению с током только защищаемого объекта, причем это преобразование является неоднозначным. По мере движения точки КЗ вдоль пространства защищаемого объекта от конца, где расположен датчик тока, к противоположным концам токи параллельных и обходных связей или добавляемые токи сначала направлены противоположно току поврежденной линии и уменьшают его, затем названный эффект снижается так, что при КЗ в некоторой точке этого пространства добавляемые токи становятся равными нулю, а далее по мере продвижения точки КЗ к противоположным концам защищаемой линии снова возрастают по величине, но теперь они совпадают по знаку с током защищаемой линии. По сравнению с использованием только тока защищаемой линии кривая суммарного тока с добавляемыми токами параллельных и обходных связей при КЗ вдоль защищаемой линии выравнивается, т.е. заметно менее изменяется при КЗ в разных местах защищаемой линии. Таким образом, при КЗ в начале защищаемой линии суммарный ток уменьшается, а при КЗ в конце линии, наоборот, увеличивается по сравнению с током самой защищаемой линии. При этом наибольшее увеличение суммарных токов по сравнению с током самой защищаемой линии имеет место при КЗ на противоположных концах защищаемой линии. Последнее является необходимым фактором повышения чувствительности отсечки с выдержкой времени линий. Степень описанного выравнивания и увеличения тока через отсечку с выдержкой времени определяется добавляемыми токами, которые зависят от ряда вышеуказанных факторов: мощности и режима источников, коммутационных состояний сети, видов КЗ и др.The summation with the current of the protected object of the currents of parallel and bypass connections determines the effect of the invention. Summation leads to a quantitative conversion of the total current compared with the current of only the protected object, and this conversion is ambiguous. As the short-circuit point moves along the space of the protected object from the end where the current sensor is located, to the opposite ends, the currents of parallel and bypass connections or added currents are first directed opposite to the current of the damaged line and reduce it, then the named effect decreases so that with a short-circuit at some point of this space, the added currents become equal to zero, and then, as the KZ point moves to the opposite ends of the protected line, they again increase in magnitude, but now they coincide in sign with the current device aboard the line. Compared to using only the current of the protected line, the total current curve with the added currents of parallel and bypass connections during short-circuit along the protected line is equalized, i.e. noticeably less changes with short circuit in different places of the protected line. Thus, with a short circuit at the beginning of the protected line, the total current decreases, and with a short circuit at the end of the line, on the contrary, increases compared to the current of the protected line itself. In this case, the greatest increase in the total currents in comparison with the current of the protected line itself occurs with short-circuit at opposite ends of the protected line. The latter is a necessary factor in increasing the cutoff sensitivity with time delay of the lines. The degree of described equalization and increase in the current through the cut-off with a time delay is determined by the added currents, which depend on a number of the above factors: power and source mode, switching states of the network, types of short circuit, etc.

Уставка обычной отсечки с выдержкой времени, реагирующей только на ток защищаемой линии выбирается по ряду условий: отстройка от максимального тока КЗ на противоположных выводах предыдущих трансформаторных элементов, от максимального тока асинхронного или неполнофазного режима защищаемой и предыдущих линий путем увеличения тока на 30%; согласование по чувствительности с быстродействующими каналами защит предыдущих линий путем увеличения на 10% максимального тока, протекающего по защищаемой линии при КЗ на предыдущих линиях в условиях, когда быстродействующие защиты последних находятся на грани срабатывания. Выбирается для установки на аппаратуре уставка тока по условию, при котором она является наибольшей.The setpoint of the usual cut-off with a time delay that responds only to the current of the protected line is selected according to a number of conditions: detuning from the maximum short-circuit current at the opposite terminals of the previous transformer elements, from the maximum current of the asynchronous or in-phase mode of the protected and previous lines by increasing the current by 30%; sensitivity matching with high-speed protection channels of previous lines by increasing by 10% the maximum current flowing along a protected line during short circuit on previous lines under conditions when the high-speed protection of the latter is on the verge of tripping. A current setting is selected for installation on the equipment under the condition that it is the largest.

Эти рекомендации применимы и для уставки отсечки с выдержкой времени, реагирующей на максимальный суммарный ток с добавлением токов параллельных и обходных связей при КЗ в указанных условиях и расчетных точках области действия ИО отсечки с выдержкой времени. Так как эти значения больше значений тока только защищаемого объекта при существующих индивидуальном построении и настройке отсечки с выдержкой времени, уставка при учете токов параллельных и обходных связей будет больше.These recommendations are also applicable to the cut-off setting with a time delay that responds to the maximum total current with the addition of parallel and bypass currents during short-circuit under the specified conditions and design points of the operating time of the cutoff IO. Since these values are greater than the current values of the protected object only with the existing individual construction and adjustment of the cut-off with time delay, the setting when taking into account the currents of parallel and bypass connections will be greater.

Максимальные и минимальные значения токов при КЗ вдоль пространства защищаемой линии объекта при построении и настройке отсечки по предлагаемому и существующему способам являются противоположными. Так, при выборе уставки (ток должен быть максимальным) по существующему способу все шунтирующие связи отключаются, а в предлагаемом способе, наоборот, включаются. В случае проверки чувствительности требуется минимальный ток. В существующем способе все параллельные и обходные связи должны быть включены, по предлагаемому способу - отключены. Поэтому минимальные значения кривой суммарного тока по предлагаемому способу будут существенно больше и резко изменяться, т.к. в минимальном режиме источников сети параллельные и обходные связи должны быть разорваны (самый неблагоприятный случай по минимальности токов в предлагаемом способе). Но такая топология шунтирующих параллельных и обходных связей неизбежно приводит, с одной стороны, к резкому изменению измеряемых токов при КЗ вдоль пространства защищаемого объекта (как при построении отсечки по существующему способу), а именно к увеличению токов через отсечку при КЗ на головных участках пространства защищаемого объекта (параллельные и обходные связи отключены), а с другой стороны, к незначительному уменьшению всех значений токов через отсечку только за счет минимального режима источников. Минимальные значения токов при КЗ вдоль пространства защищаемого объекта при построении и настройке отсечки по существующему способу будут реализовываться, наоборот, при всех включенных параллельных и обходных связях, но токи этих связей не суммируются с током защищаемого объекта. Поэтому токи через отсечку будут небольшими. Таким образом, проверка минимальной чувствительности отсечки с выдержкой времени при КЗ на противоположных концах линии (в наиболее неблагоприятных местах) показывает: при реагировании отсечки с выдержкой времени на суммарный ток защищаемой линии, параллельных и обходных связей отношение тока через отсечку к уставке (коэффициент чувствительности) значительно больше, чем в случае отсечки, реагирующей на ток только защищаемой линии. В наибольшей степени увеличение коэффициента чувствительности отсечки с выдержкой времени, реагирующей на суммарный ток защищаемой линии, параллельных и обходных связей, по сравнению с аналогичной отсечкой, но реагирующей только на ток защищаемой линии, имеет место при наличии большой подпитки (мощного источника) на противоположных концах защищаемой линии. В качестве названного источника подпитки может быть мощная многоагрегатная электростанция или мощные автотрансформаторы при использовании для построения защит в качестве параметра реагирования тока нулевой последовательности.The maximum and minimum values of currents during short-circuit along the space of the protected line of the object during construction and adjustment of the cutoff according to the proposed and existing methods are opposite. So, when choosing the setpoint (the current must be maximum) according to the existing method, all bypass connections are disconnected, and in the proposed method, on the contrary, they are turned on. In the case of sensitivity testing, a minimum current is required. In the existing method, all parallel and bypass communications must be enabled, according to the proposed method, disabled. Therefore, the minimum values of the total current curve according to the proposed method will be significantly larger and change sharply, because in the minimum mode of network sources, parallel and bypass connections should be broken (the most unfavorable case is the minimum currents in the proposed method). But such a topology of shunting parallel and bypass connections inevitably leads, on the one hand, to a sharp change in the measured currents during short-circuit along the space of the protected object (as when constructing a cut-off according to the existing method), namely to an increase in currents through the cut-off during short-circuit on the head sections of the space to be protected object (parallel and bypass connections are disabled), and on the other hand, to a slight decrease in all values of the currents through the cutoff only due to the minimum source mode. The minimum values of currents during short-circuit along the space of the protected object during construction and adjustment of the cut-off according to the existing method will be realized, on the contrary, with all parallel and bypass connections turned on, but the currents of these connections are not summed with the current of the protected object. Therefore, the currents through the cutoff will be small. Thus, checking the minimum sensitivity of the cut-off with time delay during short-circuit at opposite ends of the line (in the most unfavorable places) shows: when the cut-off with time delay reacts to the total current of the protected line, parallel and bypass connections, the ratio of the current through the cut-off to the setpoint (sensitivity coefficient) significantly more than in the case of a cut-off that responds to the current of only the protected line. To the greatest extent, an increase in the sensitivity coefficient of the cut-off with a delay time that responds to the total current of the protected line, parallel and bypass connections, compared to a similar cut-off, but reacts only to the current of the protected line, occurs when there is a large feed (powerful source) at opposite ends protected line. As the named source of recharge can be a powerful multi-unit power plant or powerful autotransformers when used to build protections as a response parameter of the zero-sequence current.

Далее предлагаемый способ поясняется примером с чертежами: фиг.1, где представлены схема электрической сети и структура построения токовой отсечки с выдержкой времени на одном из концов защищаемой линии, шунтированной одной параллельной линией и одной обходной связью, также предыдущие элементы в направлении действия названной отсечки, и фиг.2, на которой показаны кривые утроенных токов нулевой последовательности, протекающие через токовую отсечку с выдержкой времени защищаемой линии при КЗ на этой и предыдущей линиях, также уставки при существующем индивидуальном (штрихпунктирная графика) и предлагаемом (сплошная графика) способе построении и настройки токовой отсечки без выдержки времени.Further, the proposed method is illustrated by an example with the drawings: Fig. 1, which shows a diagram of the electric network and the structure of constructing a current cut-off with time delay at one end of the protected line, shunted by one parallel line and one bypass connection, also the previous elements in the direction of action of the said cut-off, and figure 2, which shows the curves of triple currents of the zero sequence, flowing through the current cut-off with the time delay of the protected line at short circuit on this and previous lines, also the settings at existing individual (dash-and-dot graphics) and proposed (solid graphics) method for constructing and adjusting the current cutoff without time delay.

На фиг.1 показан фрагмент высоковольтной электрической сети, состоящий из двухконцевых линий: защищаемой 1, параллельной 2, образующих обходную связь 3 и 4, шин 5 и 6 двух подстанций, шины 7 промежуточной подстанции обходной связи, источников 8 и 9, соответственно через двухконцевые линии 10 и 11 присоединенных к шинам 5 и 6 подстанций сети. В составе сети могут быть также многоконцевые линии, двухобмоточные и многообмоточные трансформаторы и автотрансформаторы, другие компоненты. В рассечку линий фиг.1 на каждом их конце включены коммутационные аппараты и датчики высоковольтного тока, однако показаны только те, которые упоминаются в описании. Так, на фиг.1 показан датчик тока 12 (Д1) защищаемой линии 1, который через последовательно связанные сумматор 13 (СУ), измерительный орган 14 (ИО) и элемент выдержки времени 15 (ВВ) подключен к коммутационному аппарату 16, отключающему этот конец линии 1 при КЗ на ней. Датчики тока 17 (Д2) параллельной линии 2 и 18 (Д3) на линии 3 обходной связи включены в рассечки линий 2 и 3, присоединенных к шине 5. Выходы этих датчиков подключены к сумматору 13 (СУ) и добавляют токи параллельной и обходной связей к току датчика 12 защищаемой линии 1. В схему сети входят также предыдущие элементы: автотрансформатор 19, который через коммутационный аппарат 20 подключен к шине 6, две параллельные линии 21 и 22 между шинами 6 и 23, причем линия 21 подключена через коммутационный аппарат 24 к шине 6. Шина 23 через линию 25 соединена с источником 26. Коммутационный аппарат 16 и датчик 12 (Д1) защищаемой линии 1, а также датчики 17 (Д2) параллельной линии 2 и 18 (Д3) линии 3, входящей в обходную связь, размещены на территориально близких концах линий 1, 2, 3, присоединенных к шине 5. Другие концы линий 1 и 2 и один конец линии 4 соединены с шиной 6. Концы линий 3 и 4 обходной связи подсоединены к шине 7 промежуточной подстанции. Через включенные в рассечки на концах линий коммутационный аппарат 16 и датчики 12 (Д1), 17 (Д2) и 18 (Д3) посредством шины 5 объединяются линии 1, 2, 3: через датчик 12 с коммутационным аппаратом 16, а через последний с линией 1, через датчик 17 с линией 2, через датчик 18 с линией 3. Выходы датчиков тока 12 (Д1), 17 (Д2) и 18 (Д3) соединены через сумматор 13 (СУ) с релейным измерительным органом 14 (ИО), выход последнего через элемент выдержки времени 15 (ВВ) подключен на вход коммутационного аппарата 16 защищаемой линии 1.Figure 1 shows a fragment of a high-voltage electric network, consisting of double-ended lines: protected 1, parallel 2, forming a bypass connection 3 and 4, bus 5 and 6 of two substations, bus 7 of an intermediate substation bypass connection, sources 8 and 9, respectively, through the two-terminal lines 10 and 11 connected to buses 5 and 6 of the network substations. The network may also include multi-terminal lines, double-winding and multi-winding transformers and autotransformers, other components. In the dissection of the lines of FIG. 1, switching devices and high-voltage current sensors are included at each end, however, only those mentioned in the description are shown. So, figure 1 shows the current sensor 12 (D1) of the protected line 1, which is connected through a serially connected adder 13 (SU), a measuring body 14 (IO) and a time delay element 15 (BB) to a switching device 16 that disconnects this end line 1 with a short circuit on it. Current sensors 17 (D2) of parallel line 2 and 18 (D3) on bypass line 3 are included in the cut-outs of lines 2 and 3 connected to bus 5. The outputs of these sensors are connected to adder 13 (CS) and add parallel and bypass currents to the current sensor 12 of the protected line 1. The network also includes the previous elements: an autotransformer 19, which is connected to the bus 6 through the switching device 20, two parallel lines 21 and 22 between the buses 6 and 23, and the line 21 is connected through the switching device 24 to the bus 6. Bus 23 through line 25 is connected to a source 26. K the switching device 16 and the sensor 12 (D1) of the protected line 1, as well as the sensors 17 (D2) of the parallel line 2 and 18 (D3) of the line 3 included in the bypass connection, are located at the geographically close ends of the lines 1, 2, 3 connected to bus 5. The other ends of lines 1 and 2 and one end of line 4 are connected to bus 6. The ends of lines 3 and 4 of the bypass connection are connected to bus 7 of the intermediate substation. Through the cut-outs at the ends of the lines, the switching apparatus 16 and the sensors 12 (D1), 17 (D2) and 18 (D3) connect lines 1, 2, 3 through the bus 5: through the sensor 12 with the switching apparatus 16, and through the last with the line 1, through a sensor 17 with a line 2, through a sensor 18 with a line 3. The outputs of the current sensors 12 (D1), 17 (D2) and 18 (D3) are connected through an adder 13 (SU) with a relay measuring body 14 (IO), the output the latter through the time delay element 15 (BB) is connected to the input of the switching apparatus 16 of the protected line 1.

Функционирование варианта реализации предлагаемого способа по фиг.1 осуществляется следующим образом. В трехфазной симметричной электрической сети, показанной на фиг.1 в однофазном изображении, источники 8, 9 и 26 (трехфазные синхронные генераторы) вырабатывают трехфазную электрическую мощность, которая соответственно по линиям 10, 11 и 25 поступает в сеть. Мощность в рабочих режимах распределяется на нагрузки и автотрансформатор 19, подключенные к сети (нагрузки на фиг.1 не показаны). Все представленные на фиг.1 линии являются двухконцевыми. На каждом конце линий установлены трехфазные коммутационные аппараты (выключатели), способные отключать линию от сети у конца, где расположены. На фиг.1 показаны только три коммутационных аппарата: 16, который отключает линию 1 от шин 5, 20, которым подключается автотрансформатор 19 к шине 6 и 24, которым линия 21 подключается к шине 6. Датчики высоковольтного тока 12 (Д1), 17 (Д2) и 18 (Д3) соответственно на защищаемой 1, параллельной 2 и входящей в обходную связь линии 3 преобразуют первичные высоковольтные токи во вторичные безопасные. Вторичные токи поступают на входы сумматора 13 (СУ), где они суммируются и поступают на вход релейного измерительного органа 14 (ИО), который, если сумма превышает уставку, срабатывает и подает сигнал на элемент выдержки времени 15 (ВВ), который через заданное время вырабатывает потенциальный сигнал для отключения коммутационного аппарата 16. В противном случае отсечка не работает и находится в состоянии ожидания.The functioning of the implementation of the proposed method according to figure 1 is as follows. In the three-phase symmetrical electric network shown in Fig. 1 in a single-phase image, sources 8, 9 and 26 (three-phase synchronous generators) generate three-phase electric power, which, respectively, is supplied through the lines 10, 11 and 25 to the network. The power in operating modes is distributed to the loads and the autotransformer 19 connected to the network (loads in figure 1 are not shown). All lines shown in FIG. 1 are double-ended. At each end of the lines, three-phase switching devices (switches) are installed, capable of disconnecting the line from the network at the end where they are located. Figure 1 shows only three switching devices: 16, which disconnects line 1 from buses 5, 20, which connects the autotransformer 19 to bus 6 and 24, which connects line 21 to bus 6. High-voltage current sensors 12 (D1), 17 ( D2) and 18 (D3), respectively, on protected 1, parallel 2 and included in the bypass communication line 3, convert the primary high-voltage currents to secondary safe. Secondary currents are supplied to the inputs of the adder 13 (SU), where they are summed up and fed to the input of the relay measuring body 14 (IO), which, if the sum exceeds the setpoint, is triggered and gives a signal to the time delay element 15 (BB), which after a specified time generates a potential signal to turn off the switching device 16. Otherwise, the cutoff does not work and is in a standby state.

На фиг.2 представлены кривые токов через ИО при КЗ вдоль защищаемой 1 и предыдущей 21 линий как зависимости от длины L_л или сопротивления прямой последовательности Z_л короткозамкнутой цепи от места установки отсечки у выключателя 16 в направлении ее действия до места КЗ на защищаемой линии и от шины 6 до места КЗ на предыдущей линии. Кривые максимальных (нижний индекс «а») и минимальных (нижний индекс «и») даны для токов через аппаратуру левого конца защищаемой линии 1 (коммутационный аппарат 16) при КЗ вдоль этой линии в направлении ее правого конца и далее вдоль предыдущей линии 21 (дополнительный нижний индекс 16 в обозначениях). Также даны максимальные и минимальные токи через аппаратуру левого конца предыдущей линии 21 (коммутационный аппарат 24 и дополнительный нижний индекс 24 в обозначениях). В результате имеют место следующие изменяющиеся токи, уставки и другие величины:Figure 2 shows the curves of the currents through the EUT in the short circuit along the protected 1 and the previous 21 lines as a function of the length L _l or the resistance of the direct sequence Z _{l of the} short-circuited circuit from the installation location of the cut-off at the switch 16 in the direction of its action to the location of the short circuit on the protected line and from bus 6 to the short circuit point on the previous line. The curves of maximum (subscript “a”) and minimum (subscript “i”) are given for currents through the equipment of the left end of the protected line 1 (switching device 16) with short circuit along this line in the direction of its right end and further along the previous line 21 ( additional subscript 16 in the notation). Also given the maximum and minimum currents through the equipment of the left end of the previous line 21 (switching device 24 and an additional subscript 24 in the notation). As a result, the following changing currents, settings, and other quantities take place:

- при использовании в защите токов шунтирующих защищаемую линию параллельных и обходных связей (сплошные линии, наличие дополнительного нижнего индекса «р» в обозначениях токов):- when using in the protection of currents shunting the protected line of parallel and bypass connections (solid lines, the presence of an additional lower index "p" in the designations of currents):

I_16pа - максимальная величина тока в ИО защищаемой линии 1 (через выключатель 16) при всех включенных шунтирующих параллельных и обходных связях,I _16pa - the maximum value of the current in the EUT of the protected line 1 (through switch 16) with all shunting parallel and bypass connections turned on,

I_ри - минимальная величина тока через ИО защищаемой линии 1 (через выключатель 16) при отключенных шунтирующих параллельных и обходных связях,I _ri - the minimum value of the current through the EUT of the protected line 1 (through the switch 16) when disconnected bypass parallel and bypass connections,

- уставка отсечки с выдержкой времени линии 1 с учетом шунтирующих параллельных и обходных связей,

- cut-off setting with time delay of line 1 taking into account shunting parallel and bypass connections,

Z_л и L_л - сопротивление (Ом) и длина (км) от места размещения аппаратуры отсечки с выдержкой времени до места КЗ на защищаемой линии 1, также от начала предыдущей линии 21 (у выключателя 24) до места КЗ на данной линии,Z _l and L _l - resistance (Ohm) and length (km) from the location of the cut-off equipment with time delay to the fault location on protected line 1, also from the beginning of the previous line 21 (at switch 24) to the fault location on this line,

I_24a - величина тока в ИО предыдущей линии 21 (через выключатель 24) в тех же условиях, что и максимальная величина тока в ИО защищаемой линии 1 (через выключатель 16), т.е. при всех включенных шунтирующих параллельных и обходных связях относительно защищаемой линии 1,I _24a is the current value in the EUT of the previous line 21 (through the switch 24) under the same conditions as the maximum current in the EUT of the protected line 1 (through the switch 16), i.e. with all enabled bypass parallel and bypass connections relative to the protected line 1,

- уставка отсечки без выдержки времени на предыдущей линии 21;

- cut-off setting without time delay on the previous line 21;

- при неиспользовании токов шунтирующих параллельных и обходных связей (штрихпунктирные линии при отсутствии какого-либо дополнительного нижнего индекса):- when not using currents of shunting parallel and bypass connections (dash-dotted lines in the absence of any additional lower index):

I_16a - максимальная величина тока через ИО защищаемой линии 1 (через выключатель 16) при всех отключенных шунтирующих параллельных и обходных связях,I _16a - the maximum current through the EUT of the protected line 1 (through the switch 16) with all disconnected bypass parallel and bypass connections,

I_16и - минимальная величина тока в ИО защищаемой линии 1 (через выключатель 16) при включенных шунтирующих параллельных и обходных связях,I _16and - the minimum current value in the EUT of the protected line 1 (through switch 16) when the shunt parallel and bypass connections are on,

- уставка отсечки с выдержкой времени линии 1 без использования токов шунтирующих параллельных и обходных связей.

- cut-off setting with time delay of line 1 without using shunt parallel and bypass currents.

Кривые токов (фиг.2) при КЗ вдоль защищаемой линии Л1 построены для двух сочетаний факторов, обусловливающих максимально и минимально наблюдаемые значения токов. Уставки отсечки с выдержкой времени, представленные на фиг.2, по предлагаемому способу суммирования с током защищаемой линии токов шунтирующих параллельных и обходных связей

и по существующему способу

определяются по одним и тем же рекомендациям [1] по ряду названных ранее условий, в том числе по условию согласования по чувствительности с уставками быстродействующих защит предыдущих линий, в частности, с отсечкой без выдержки времени предыдущей линии 21 (уставка

).The current curves (Fig. 2) for a fault along the protected line L1 are constructed for two combinations of factors that determine the maximum and minimum observed values of currents. The cut-off time delay shown in figure 2, according to the proposed method of summing with the current of the protected line of currents of shunting parallel and bypass connections

and according to the existing method

are determined by the same recommendations [1] according to a number of the previously mentioned conditions, including the condition of matching sensitivity with the settings of high-speed protection of the previous lines, in particular, with a cut-off without delay of the previous line 21 (setting

)

Отличие состоит только в том, что по предлагаемому способу используется суммарный ток, протекающий как по защищаемой линии, так и по шунтирующим параллельным и обходным связям, а по способу прототипа - только ток, протекающий только по защищаемой линии. В обоих случаях расчетные токи увеличиваются на 10%, что и составляет уставки соответственно

и

. Определение расчетных токов и уставок

и

наглядно показано на фиг.2. Из точки пересечения кривой тока I_24a предыдущей линии 21 при КЗ на ней с уставкой отсечки без выдерки времени этой линии

опускаются вертикальные линии до пересечения с кривыми токов защищаемой линии: суммарному току I_16ра (сплошная кривая) по предлагаемому способу и индивидуальному току I_16a (штрихпунктирная кривая) по существующему способу. В точках пересечения образуются расчетные величины этих токов, которые затем увеличиваются на 10% для получения уставок. Эти увеличенные значения (уставки) на фиг.2 показаны соответственно сплошной и штрихпунктирной линиями. Из фиг.2 также видно, что минимальный коэффициент чувствительности (отношение минимального тока при КЗ на противоположном конце защищаемой линии, т.е. значения кривых токов I_16ри и I_16и соответственно к полученным уставкам

и

) дает значения больше единицы (несколько больше 1, 3) при построении и настройке отсечки с выдержкой времени по предложенному способу и заметно меньше единицы - по существующему способу.The difference lies only in the fact that the proposed method uses the total current flowing both through the protected line, and through the shunt parallel and bypass connections, and in the prototype method - only the current flowing only along the protected line. In both cases, the rated currents increase by 10%, which makes the settings, respectively

and

. Determination of rated currents and settings

and

clearly shown in figure 2. From the point of intersection of the current curve I _{24a of the} previous line 21 when there is a short circuit on it with a cut-off setting without pulling the time of this line

vertical lines are dropped to the intersection with the current curves of the protected line: the total current I _16p (solid curve) according to the proposed method and the individual current I _16a (dash-dot curve) according to the existing method. At the intersection points, the calculated values of these currents are formed, which then increase by 10% to obtain the settings. These increased values (settings) in FIG. 2 are shown by solid and dash-dotted lines, respectively. Figure 2 also shows that the minimum sensitivity coefficient (the ratio of the minimum current during short-circuit at the opposite end of the protected line, i.e. the values of the current curves I _16ri and I _16i, respectively, to the obtained settings

and

) gives values greater than unity (somewhat greater than 1, 3) when constructing and adjusting the cut-off with a time delay according to the proposed method and noticeably less than unity - according to the existing method.

Увеличение минимального коэффициента чувствительности отсечки с выдержкой времени линии по предложенному способу по сравнению с чувствительностью аналогичной отсечки по существующему способу имеет место всегда, но чем больше подпитка на противоположных концах линии, тем этот эффект выше и практически более значим, т.е. коэффициент чувствительности более существенно больше единицы.An increase in the minimum cutoff sensitivity coefficient with the time delay of the line according to the proposed method compared to the sensitivity of a similar cut-off according to the existing method always takes place, but the more recharge at the opposite ends of the line, the higher and practically more significant, i.e. sensitivity coefficient is more significantly greater than unity.

Предложенный способ построения и настройки токовой отсечки с выдержкой времени может быть применен для разных защищаемых линий электрических сетей, шунтированных параллельными и обходными связями. Применение изобретения не только увеличивает минимальную чувствительность отсечки с выдержкой времени, но также при этом возрастают помехоустойчивость и надежность действия защиты, т.к. сигналы, на которые реагирует ИО, больше по сравнению со случаем построения и настройки защиты по существующему индивидуальному способу. При этом имеет место как технический, так и экономический эффект предлагаемого способа построения и настройки отсечки с выдержкой времени за счет снижения количества отказов.The proposed method for constructing and adjusting the current cutoff with a time delay can be applied to different protected lines of electric networks, shunted by parallel and bypass connections. The application of the invention not only increases the minimum sensitivity of the cut-off with a time delay, but also increases the noise immunity and reliability of the protection, because the signals to which the EUT reacts are larger compared to the case of building and setting up protection according to the existing individual method. At the same time, there is both a technical and an economic effect of the proposed method for constructing and adjusting a cut-off with a time delay by reducing the number of failures.

Claims

A method of constructing and adjusting the current cut-off with a time delay by connecting a relay measuring body to a current sensor at the end of the line to be protected by an electric measurement network and comparing the sensor current during a short circuit in the area of the measuring body with the calculated setting for a given time and receiving a potential signal after that tripping for switching off by the switching device at the indicated end of the protected current line flowing through the current sensor to the place of short circuit I, characterized in that the sensor currents at the interesting end of the protected line are summed up with the sensor currents of the nearest ends of other parallel and bypass connections of the electric network bypassing the protected line, a relay measuring organ is connected for the sum of the indicated currents, the obtained sum of currents is measured and compared with the calculated setting in for a predetermined time and then receive a potential response signal for switching off the switching device at the indicated end of the protected current line flowing through the sensor eye of the protected line to the place of the short circuit.