SU1417094A1 - Способ выбора поврежденных фаз при несимметричных коротких замыкани х в сет х с заземленной нейтралью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике , и может быть использовано, например , в устройствах однофазного автоматического повторного включени . Целью изоб Fe Fr ретени   вл етс  повышение надежности функционировани . Измер ют составл ющие пр мой и обратной последовательностей электрической величины / , выделенные с помощью трехфазных фильтров пр мой 1 и обратной 2 последовательностей. С помощью фильтров аварийных составл ющих 3, 4 и 5 выдел ют аварийные составл ющие пр мой последовательности дл  каждой из трех фаз. В блоке элементов сравнени  9 анализируютс  угловые соотношени  между обратной и аварийной составл ющими пр мой последовательности дл  одноименных фаз. В блоке 10 сравниваютс  угловые соотношени  между одноименными обратной и инвертированной аварийной составл ющими пр мой последовательности с помощью инверторов 6-8. При этом считают поврежденной данную ф,азу, если выполн етс  условие - (/ 2/// i,XP, или две другие , если выполн етс  условие -a(arg( ) р. В качестве, контролируемой электрической величины F может быть использовано либо фазное напр жение, либо фазный ток поврежденного элемента, либо их линейна  комбинаци . 3 з. п. ф-лы, 3 ил. 9 & СО о со 4

Description

FA

ее -

с/ -

.в

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использовано, нагфимер, в устройствах одно(})азного автоматического повторного вклю чени .

Целью Haov jpeTeHHn  вл етс  повьпиение надежности функционировани .

На фиг. 1 приведены комплексные схемы замещени  дл  аварийных составл ющих при однофазном (а) и двухфазном к.з. на землю (в) и без земли (б) (где (){, -f/T - - напр жение особой фазы в точке к.з. в предшествующем нагрузочном режиме; П;, Ui - пассивные четырехполюсники, замещающие участки линии соответственно слева и справа от точки к.з. в схеме замещени  г -й (/-О, 1,2) последовательности; Rn, - соответственно переходное сопротивление- (сопротивление дуги) и сопротивление заземлени ); на фиг. 2 -- вентерные диаграммы значений отнощени  /2A// V npH различных видах к.з.; на фиг. функциональна  схема устрой- ства, реализующего предлагаемый способ.

Предлагаемый способ основан на том, что в соответствии со схемами замещени  (фиг. 1) составленными дл  особой фазы (например, фазы А), справедливы следую- щие соотношени  между аварийными состав- л ющими токов пр мой Г и обратной /I, последовательностей в месте к.з. (точка К): при к.з. одной фазы (А) на землю (фиг. 1а)

:«),;«)

/ км

/к« /./к

;0°;

при к.з. между двум  фазами (ВС) (фиг. 16)

;гал) ,:fie)

над

/«А //«,Д

при к.з. двух фаз (ВС) на землю (фиг. ;ei4) ; ,-,i Zo

:fte) /

Kl - TflA

//K«

2„4-2;

J

180°-fe, где ZMI , Zoj,

(3)

- сопротивлени  схемы замещени  соответственно об рат- ной и нулевой последовательностей относительно точки к.з.

В выражении (3) в -- небольшой дополнительный угол, учитывающий различные углы полного солротивлени  Zit и Zoa. (с учетом переходных сопротивлений Rn и ). При прин тии чисто реактивной схемы замещени  сети и наличии только общего переходного сопротивлени  заземлени  R (т. е. в схеме на фиг. 1в) имеем Z2i./J:2t, . В этом случае максимальное значение угла (ZoE) - arg(Z2i+ 4-Zc)arctd -3/. (9/ 1+Л-п(Х.+Х.,)| будет при (2i -f ,. что при A oi/A 2i X(ii/A ii; 0,5 (наихудший реально возможный с.чучай) составит 0макс ---30,0°. При сов 1адении схем замещени  пр мой и обратной последовательностей ( дл  элементов сети), что характерно .при к.з. дл  сетей сверхвысокого напр жени  (СЕН), вь(рзжени  (i) -(3) справедливы

с

0 5 20

2-5

30

35

40

45

50

55

и дл  отнон1ен и  аварийных составл ющих токов пр мой /f и обратной /а последовательностей в месте у тановки защиты, т. е. ()-(О/.и), , В, С. Учи- тыва , что в нормальном режиме работы сети у(овень несимметрии токов мал, т. е. /2 ж/о , можно считать, что в режиме

к.з. , и ( (/V/..).

Таким образом, аргумент отношени  тока обратной последовательности /2, к аварийной составл ющей тока пр мой последовательности месте установки защиты дл  особой фазы I (, В, С) близок к нулю при однофазном к.з. на землю и к 180° при двухфазных к.з. на землю или без .земли. Аргумент отнон1ени  (/2// ) дл  неособых фаз (неповрежденных при однофазном и поврежденных при двухфазных к.з.) отличаетс  от значений, приведенных в выражени х (1)--(3) на угол +120° и -120° дл  соответственно опережаюп ей и отстающей фаз. Из векторных диаграмм значений отношени  (/2А/ Л ) при различных видах к.з., приведенных Hd фиг. 2, следует, что угол селективной работы равёТ 60°. Учитыва , что в выражении (3) угол ,0° можно четко вы вить поврежденную при однофазном к.з. фазу по выполнению услови 

(/t,y/rXP (4)

и пару поврежденных при двухфазных к.з. на землю или без земли фаз по выполнению услови .

180°-a arg(/2,-//u } 180°+p,(5)

где а, р - углы, удовлетвор ющие условию |виаксК(а4-РХбО°.

Аварийные составл ющие напр жений пр мой и обратной последовательностей в месте установки защиты пропорциональны токам соответствующих последовательностей в месте к.з. и, следовательно, токам в месте установки защиты, т. е. Uji -ZiX X/Sr (2, -Z2./2,.

Так как схемы замещени  пр мой последовательности дл  аварийной составл ющей и обратной последовательности можно считать одинаковыми при к.з. в сет х СВН, коэффициенты пропорциональности Zi и Z2 равны и выражени  (1) - (3) справедливы .также и дл  отнощени  электрических величин ., представл ющих собой линейные комбинации соответственно из аварийных составл ющих тока и напр жени  пр мой по- следовательности и их составл ющих тока и напр жени  обратной последовательности, т. е. .

/2,/7,,()2,-/2,-ZKOM) /

. /()ZKO..).(6)

Устройство, реализующее способ (фиг. 3), . содержит трехфазные фильтры пр мой 1 и обратной 2 последовательностей конт,роли- руемой электрической величины , (У, U- -/ZKO.W, первый 3, второй 4 и третий 5 фильтры аварийной составл ющей, входы которых

подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам фильтра 1 пр мой последовательности, первый 6, второй 7 и третий 8 инверторы, входы которых подключены к выходам соответствующих фильтров 3, 4 и 5 аварийной составл ющей, М первый 9 и второй 10 блоки элементов сравнени  фаз. Первые три входа первого и второго блоков 9 и 10 элементов сравнени  фаз подключены к выходам фильтра 2 обратной последовательности, вторые три входа - соответственно к входам и выходам инверторов 6-8. Выходы первого 9 и второго 10 блоков  вл ютс  указател ми соответственно поврежденной фазы при однофазных к.з. на землю и пары поврежденных фаз при двухфазных к.з. на землю и без земли.

Инверторы 6-8 введены дл  возможности использовани  в устройстве однотипных элементов сравнени  фаз в блоках 9 и 10, так как условие (5) эквивалентно условию

(-/2,//i r)P.

Устройство работает следующим образом .

При возникновении к.з. в сети на выходах трехфазных фильтров пр мой 1 и обратной 2 последовательностей по вл ютс  сигналы, пропорционал ьные значени м составл ющих пр мой /1, и обратной Fzi (, В, С) последовательностей контролируе. элект- рической величины / (, U, U-/ZKOM).

В фильтрах 3, 4 и 5 аварийной составл ющей осуществл етс  выделение аварийной составл ющей пр мой последовательности в соответствии с выражением

(8)

«) г«)

где ГУ/, Г,- -значени  составл ющих пр мой последовательности . контроли- руе.мой величины F в месте установки устройства соответственно в режиме к.з. и в предшествующем нормальном режиме- .

При однофазном к.з. на землю, например, фазы А угол между аварийной составл ю.- щей пр мой и составл ющей обратной последовательностей величины F дл  поврежденной фазы (А) близок к нулю, что приводит к срабатыванию соответствующего элемента сравнени  фаз блока 9 и по влению сигнала на его выходе, указывающего наименование поврежденной фазы (А). При двухфазных к.з. на землю или без земли (например, фаз В и С) аргумент отнощени  неповрежденной фазы () близок к 180°, следовательно, угол между составл ющей обратной /2/ и инвертирована .JU„ и Ггл)

НОИ аварийной составл ющей пр мой последовательностей дл  данной фазы (А) близок к нулю, что приводит к срабатыванию соответствующего элемента сравнени  фаз блока 10 и по влению на его выходе сигнала.

10

указывающего наименование napiji поврежденных фаз (ВС).

При необходимости отличать режим двухфазного к.з. на землю от режима замыкании

5 между двум  фазами {без зем. 1и) с.юдуст при по влении сигнала на одном из выходов блока 10 контролировать наличие в сети тока (напр жени ) пулевой последовательности , присутствие которого означает режим двухфазного к.з. на землю.

Таким образом, использование дл  выбора поврежденных фаз угловых cooTHonie- ний между состав. 1 юп1.ей обратной и аварийной составл юн ей пр мой последовательностей контролируемой электрической

15 величины позвол ет исключить вли ние составл ющих нагрузочного режима на результаты функционировани , что способствует повышению надежности функционировани . Возможность четкого определени  поврежденных фаз по угловым COOTHOIHCHH20  м между составл ющей обратной и аварий ной составл ющей пр мой последовательностей контролируемой электрической величин1 1 позвол ет упростить способ выбора поврежденных фаз за сче.т сокращени  числа конт25 ролируемых параметров. В отличие от способа-прототипа в предлагаемом способе в качестве контролируемой электрической величины могут быть использованы как фазное напр жение, так и фазный ток поврежденного элемента сети, а также линейные

30 комбинации фазных напр жени  и тока без из.менени  избирательных свойств способа

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   . Способ выбора поврежденных фаз при несимметричных коротких замыкани х

   35 в сет х с зазем.ченной нейтралью, основанный на измерении в аварийном режиме составл ющих пр мой и обратной последовательностей контролируемой электрической величины дл  каждой из трех фаз, сравнении

   дл с заданным значением угла между двум  соответствующими одной фазе электрическими величинами, первой из которых  вл етс  составл юща  обратной последовательности контролируемой электрической величины, и выборе поврежденных фаз по

   45 результата.м сравнени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности функционировани , дополнительно измер ют и фиксируют значение составл ющей пр мой последовательности контролируе.мой электрической величины дл  каждой из трех фаз

   50 в доаварийном режи.ме и в качестве второй сравниваемой электрической величины используют аварийную составл ющую пр мой последовательности, получаемую как разность между составл ющи.ми пр .мой последовательности контролируемой электрической величины в аварийном и доаварийном режимах, при этом считают поврежденной данную фазу, если выполн етс  условие

   - (A,,// i ХР,

   55

   HJ)H две другие фазы, если выполн етс  условие

   , 180°-a arg(fi,y/, К180° + р, где F-2i - составл юща  обратной последовательности контролируемой вели- ,дз чины F фазы L ((/4, В, С); - аварийна  составл юща  пр мой последовательности контролируемой величины F фазы i (, В, С а углы аир удовлетвор ют условию

   (
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве контролируемой электоической

   величины используют фазное напр жение поврежденного элемента сети.
3. 3.Способ по. п. 1, отличающийс  тем, что в качестве контролируемой электрической величины используют фазный ток поврежденного элемента сети.
4. 4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве контролируемой электрической величины используют компенсированное напр жение ty,-/,ZK.)M (. В, С), где („ /,- фазные напр жение и ток поврежденного элемента сети; ZKOM - заданное сопротивление компенсации.

   /уЛ

   уАU

   1 -iJl

   -I -

   I

   (j Cp Zw/// € // ,1 n H.

   фиг. 1

   ud

   КСА