SU1379860A1

SU1379860A1 - Устройство дистанционной защиты трехфазных сетей от однофазных коротких замыканий на землю

Info

Publication number: SU1379860A1
Application number: SU864064444A
Authority: SU
Inventors: Виталий Алексеевич Шабанов; Антанас-Саулюс Самюэлио Саухатас
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт; Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1988-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электроэнергетике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретени - повышение селективности при внешних коротких замыкани х . В услови х расхождени по фазе эквивалентных ЭДС определ ют активные и реактивные составл ющие трех сопротивлений . Каждое из них пропорционально отношению компенсированного фазного напр жени к току нулевой последовательности. Затем фиксируют одновременное нахождение найденных активных и реактивных сопротивлений в заданной области комплексной плоскости сопротивлени . 2 ил. «е (Л

Description

СА 00 00 О5

Изобретение относитс к электроэнергетике , а именно к релейной защите трехфазных линий электропередач от несимметричных коротких замыканий

Цель изобретени повышение се лективности при внешних коротких замыкани х на землю.

На фиг.1 представлена структурна схема устройства; на фиг.2 - харак- теристика (область срабатывани ) устройства в комплексной плоскости сопротивлер1и петли коротког о замыкани при однофазном замьп ании на землю фазы А.

Устройство содержит блок 1 формировани компенсированных фазных напр жений и блок 2 формирова)1и напр жени , пропорционального току нулевой последовательности, фазоповорот- ные блоки 3 соединены с блоками 4 формировани активной и реактивной составл юи1,их сопротивлени , на выходе которых включены квадраторы 5,соединенные с одним из входов умножите- лей 6, к другим входам которых подключен блок 7 опорного напр же}П1 , сумматоры 8, соединенные с логическим блоком И 9,

Устройство работает следующим об- разом.

Блок 1 формировани компенсирован- }1ых данных напр жешш вл етс входным блоком. его входы поступают фазные напр жени ид , Ug и Uc, фазные токи 1д , Ig и 1с. и ток нулевой последовательности, а на выходах формируютс компенсированные напр же-

. . . / I

ни и

А

и и. согласно выражениФазоповоротные блоки 3 формируют на выходах напр жени , IL , U и IJo , пропорциональные соответственно напр жени м Од , 0 , 0 и и , но сдвинутые относительно них на 90 эл. град., т.е. напр жени на выходах первого, второго, треаьего и четвертого фазоповоротных блоков 3 описываютс соответственно уравнени ми

(3)

(4)

90

где е - оператор сдвига напр жени .

Синусоидальные напр жени 0 и и сдвинуты относительно друг друга на 90 эл.град., т.е. мгновенные значени напр жений Ид и 0 вл ютс ортогональными составл ющими компенсированного фазного напр жени U.

Аналогично напр жени U. и Оп . uJ ;,| Л , I а о -- с u о вл ютс ортогональными составл ющими напр жений Ug, и и тока нулевой последовательности 1о соответственно.

Блоки 4 формировани активных и реактивных составл ющих сопротивлени формируют выходные напр жени (сигналы), обозначим их через и Х согласно выражени м:

и. , ui + ul Jo

и. ид - Z(I, + kl J; UB з - Z.,(I, + klj; Ьс U - Zy(l + kij,

(1)

где Zj - сопротивление уставки;

k - коэффициент компенсации.

На вход блока 3 формировани нап- , пропорционального току нуле- Q вой последовательности, поступает ток нулево1( последовательности (, , а на выходе формируетс напр жение U ,про-- порционаиьное току нулевой последовательности 55

(2)

где n - коэффициент пропорциональное и .

X.

(5)

где индекс ф (фаза) должен быть заменен на А, В или С дл первого, второго и третьего блоков 4 формировани активных и реактивных составл ющих сопротивлеш1Я соответственно.

Напр жени (сигналы) Кд и Х, К и В с ч с| вычисл емые по выражени м (5), пропорциональные ортогональным составл ющим (активной R и реактивной Хс ) отношений 0 /U , Ug /Ui, и U(; / Jo соответственно, или с учетом выражени (2) - ортогональным составл ющим комплексных сопротивлений Z , 7.3 и Zc, соответствующих отношени м - С

соответственно, т.е. комплексные ротивлени

и

и.

г. -I - г. ;

,, .

принимают вид

. + JX, ; Z R

JX.

(7)

Каждый из сигналов R., через квадратор 5 поступает на первый вход умножителей 6, на другой вход которых поступает опорное напр жение U отрицательной пол рности с выхода блока 7 опорного напр жени . При этом напр жение U на выходе умножителей 6 равно

Ц

0/7

R

f

или

Ux

-ПН,

(8) (У)

где

t(f

п - коэффициент, пропорциональный величине опорного напр жени Don на выходе блока 7 опорного напр жени ; ф - наименование фазы. Напр жение Uc, с выхода умножите лей 6 и напр жени (сигналы) Х с вторых выходов блоков 4 формировани активных и реактивных составл ющих сопротивлени поступают на вхо ы сумматоров 8, который из напр жени

и,

f

вычитает напр жение

напр жение 8 равно

и.

Ц

«

на выходе

-nR - Х„

tcf - - л

с выходов сумматоров 8 вA й и Ugj; подаютс логического блока У..

На выходе логического блока 9 (на выходе устройства) по вл етс сигнал (устройство срабатывает , если одновременно на всех трех входах по вл ютс положительные напр жени U ,

т.е., как это следует из (Ю), если одновременно выполн ютс неравенства ,1

nR,

ХдЛО,nR + Х 10;

nR -1- .(II)

При отсутствии коротких замыканий на землю отсутствует ток нулевой пос- ледовательности „ на выходе устройства , отсутствуют напр жени U.

и

и„

и устройство не работает.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-

55

При коротких замыкани х на землю в линии электропередачи протекают токи нулевой последовательности. При этом на входах устройства присутствуют все входные величины. Однако дл срабатывани устройства необходимо, чтобы одновременно выполн лись неравенства (П). Рассмотрим услови выполнени неравенства (П), т.е. услови срабатывани устройства, в комплексной плоскости сопротивлени .

Граничные линии неравенства (ll) в комплексных плоскост х сопротивлений 2,д, Zg nZc. по (7) при представл ют собой симметричные параболы с вершиной, расположенной в начале координат, причем ветви парабол направлены в сторону отрицательных значений X.

В комплексной плоскости сопротивлени петли короткого замыкани вершины парабол будут располагатьс в особых точках, а параболы, соответствующие второму и третьему неравенствам (11 ), повернутс .вокруг вершин соответственно против и по часовой стрелке на 1 20 .

Областью срабатывани устройства будет область, ограниченна описанными трем параболами и показанна на фиг.2 штриховкой.

Дл сравнени на фиг.2 пунктирной линией показана область срабатывани . известного устройства, ограниченна пр мыми лини ми и, в частном случае, представл юща правильный треугольник .

Известно, что угол селективности, т.е. предельные углы расхождени эквивалентных ЭДС, при котором дистанционна защита правильно функционирует , не может быть меньше углов fnpeA. и Лр ед ,которые образованы пр мой 10 и касательной к граничной линии 11. Из фиг.2 видно, что селективность предлагаемого устройства вьш1е, чем известного, причем при замыкани х через переходное сопротивление, при удалении точки 2л от пр мой 10,селективность защиты в отличие от известного устройства дополнительно повышаетс вследствие увеличени кривизны кривой 11 по мере удалени от точки 12. У известного устройства гранична лини 11 имеет вид пр мой 13, проход щей через точку 12 (показана пунктиром на фиг,12). При этом при

внешних замыкани х через переходное сопротивление углы селективности « известного устройства (углы между пр мой 10 и пр мой 13) меньше, т.е. селективность хуже, чем у предлагаемого устройства. Таким образом, при положительном значении коэффициента пропорциональности п повышаетс селективность защиты.

Путем изменени величины коэффициента пропорциональности п в выражении (у) можно регулировать кривизну граничных линий на фиг.2, а следовательно и селективность защиты.

При отрицательном коэффициенте п в выражении (У) измен етс направление ветвей параболы в плоскости 7.д, Zg , Lf и повышаетс чувствительност устройства при коротких замыкани х через переходное сопротивление.

Claims

Формула изобретени Устройство дистанционной защиты

трехфазных сетей от однофазных корот-25тинной составл ющих сопротивлени ,

Ktrx замыканий на землю, содержащеепервые выходы которых через квадратоблок формировани компенсированныхры подключены к первым входам соот-

фазных напр жений трех фаз с вьшода-ветствующих умножителей, вторые вхо-

ми дл подключени к защищаемой се-ды которых подключены к выходу блока

ти, блок формировани напр жени ,про зоопорного напр жени , а выходы - к

порционального току нулевой последовательности , с выходами дл подключени к защищаемой сети и логический блок И, отличающеес тем, что, с целью повьшени селективности при внещних коротких замыкани х на землю, оно дополнительно содержит чеОл

iiL 1л

.

Тс

1в

98606

тыре фазоповоротных блока, три блока формировани активных и реактивных составл ющих сопротивлени , три квадратора , три умножител , три сумматора и блок опорного напр жени ,причем выходы блока формировани компенсированных фазных напр жений подключены непосредственно к первым входам соот-

1Q ветствующих блоков формировани активных и реактивных составл ющих сопротивлени , а через соответствующие фазоповоротные блоки - к вторым входам соответствующих блоков формирова ни активных и реактивных составл ющих сопротивлени , выход блока формировани напр жени , пропорционального току нулевой последовательности, подклю чен непосредственно к третьим

20 входам всех трех блоков формировани активной и реактивной составл ющих сопротивлени и через фазоповоротный блок - к четвертым входам всех трех блоков формировани активной и реак-

первым входам соответствующих сумматоров , вторые входы которых подключены к вторым выходам соответствующих блоков формировани активной и реактивной составл ющих сопротивлени , а выходы подключены к соответствующим входам логического блока И.

Л7

Фие,