SU428494A1 - Односистемное направленное реле сопротивления - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике релейной защиты, а именно к устройства.м дл  дистанционных защит высоковольтных линий электропередачи.

Известно од носистемное направленное реле сопротивлени , реагирующее на межл|уфаЗ|Ные короткие замыкани  в трехфазной сети, содержащее схему формировани  характеристик , на выход которых через схему сравнени  абсолютных значений электрических величин включен реагирующий орган.

Основным недостатком известного односистемного направленного сопротивлени   вл етс  то, что оно плохо отстроено от нагрузки , его применение ограничено олносительпо длины линии и величины передаваемой мощности .

С целью лучщей отстройки от тока нагрузки тречдлагаемое реле сопротивлени  снабжено трехфазными ферромагнитными преобразовател ми тока -и напр жени , однофазные выходы которых подключены через фильтры к выходам формирователей характеристик на 150 и 50 гц.

С целью использовани  одного, реагирующего органа при трех- и двухфазных повреждени х в предла1гаемом реле к выходу схем сравнени  150 гц подключены последовательно соединенные резистор и диод и параллельно этой ветви диод и реагирующий орган, к которому непосредственно подключен выход схемы сравнени  50 гц.

На фиг. 1 Представлена принципиальна  схема предлагаемого реле сопротивлени ; на фиг. 2 - кривые изменени  напр жений, подводимых к схемам сравнени , в зависимости от удаленности точки короткого замыкани  вдоль линии; на фиг. 3 - характеристики срабатывани  реле сопротивлени .

Реле содержит ферромагнитный преобразователь 1 тока, представл ющий собой трехфазщ|ую группу из трех однофазных трансформаторов с насыщенными сердечниками, первичные обмотки которого соединены в зигзаг (фиг. 1) и подключены к трансформаторам тока, соединенным в звезду и ферромагнит; ный преобразователь 2 напр жени , собранный по схеме утроител  частоты Спинелли, первичные обмотки которого соеди1не ы в звезду и подключены к щинным трансформаторам на1пр жени .

Вторичные обмотки каждого преобразовател  / (2) соединены в разомкнутый треугольник .

Реле содержит две схемы 3 п 4 сравнени , из которых схема 3 включена на циркул цию токов и сравнивает напр жени , сформированные на частоте 150 гц, а схема 4 - на равновесие напр жений и сравнивает напр жени , сформированные на частоте 50 гц, причем

каждый промежуточный трансформатор 5 напр жени  схемы формироваии  характеристик 150 гц подключен к выходу соответствующего преобразовател  / (2) через контур, состо щий из последовательно соединенных дроссел  6 и конденсатора 7 и настроенный на резонанс напр жений при частоте 150 гц, к KJOторому подключен промежуточ1ный трансформатор 5 напр жени  схемы формиравани  характеристик 50 гц через контур, состо щий из последовательно соединенных дроссел  9 и конденсатора 10 и Настроенный на резонанс напр жений при частоте 50 гц.

Промежуточные трансформаторы 5 и S выполнены с малыми эквивалентными зазорами дл  |уменьщени  вли ни  апериодических слагающих на работу реле в переходных режимах .

Реле снабжено также двум  фазоповоротными схемами .//, которые служат дл  регулировки углов максимальной чувствительности , и двум  резисторами 12 в цеп х фильтров . Резисторы 12 иеобходимы дл  уменьшени  -вли ни  «а работу реле переходных процессов , которые возникают в самих цеп х реле.

Селекци  выходных напр жений схем сравнени  3, 4 осуществлена с помощью схемы, котора  содержит подключенную к выходу схемы 3 сравнени  последовательную цепь из реагирующего органа 13 и диода 14 с пол рностью включени , соответств|ующей положительному направлению тока в реагирующем органе 13, и параллельно включенную ей цепь из последовательно соединенных резистора 16, сопротивление которого равно сопротивлению реагирующего органа 13, и диода 16, пропускающего ток тормозной стороны. Выход схемы 4 сравнени  подключен «епосредственио iK реагирующему органу 13. Ферромагнитный преобразователь I тока служит дл  .преобразовани  трехфазной системы токов в однофазную систему напр жений, а ферромагнитный преобразователь 2 напр жени  - дл  преобразовани  трехфазной системы напр жений в однофазную.

Преобразование частоты и числа .фаз в преобразовател х / и 2 происходит благодар  эффекту насыщени  стали сердечников однофазных трансформаторов. Протекающие по первичным обмотка.м преобразовател  / тока с малым числом витков синусоидальные токи навод т в каждом однофазном трансформаторе несин|усоидальные напр жени , которые содержат нечетные гармоники. В режиме симметричной нагрузки или трехфазного металлического замыкани  в первичной сети на выходе преобразовател  1 имеютс  в основном третьи гармоники напр жений. После геометрического суммировани  на вторичной стороне преобразовател  / все гармоники напр жений , кроме третьих и кратных ей, отсутствуют в силу свойств трехфазной системы. Ток тройной частоты, протекающий во вторичной

цепи преобразовател  /, бл,изок по форме к синусоиде.

При двухфазном коротком замыкании в одном из сердечников преобразовател  1 действует намагничивающа  сила, в два раза Оолыща  и противоположна  по направлению намагничивающим силам в двух других сердечниках . В этом случае на выходе преобразовател  / напр жение будет содержать нечетные гармоники, определ ющей из которых  вл етс  гармоника напр жени  основной частоты .

В режиме симметричной нагрузки или трехфазного металлического замыкани  в первич5 ной сети к ферромагнитному преобразователю 2 напр жени  приложена симметрична  трехфазна  система напр жений. Фазные напр жени  будут искажены и содержат высщие гармоними. Линейные токи близки к оинусоидальныМ (в силу свойств трехфазных систем в токах нет третьих гармоник, а п тые невелики), а в вы.одном напр жении нет основной гармоники, fcOTb только треть  (дев тыми можно пренебречь).

При несимметричных повреждени х в первичной сети к ферромагнитному преобразователю 2 напр жени  приложена несимметрична  система напр жений. В этом случае сердечники преобразовател  2 будут насыщены

0 неодинаково, .и в выходном напр жении будут присутствовать, в основном, перва  и треть  гармонические составл ющие.

Таким образом, при симметричных режимах рабочей частотой будет частота 150 гц.

5 Схема 3 сравнени  осуществл ет сравнение электрических величин, сформированных па частоте 150 гц. При двухфазных корот1к;их замыкани х сравнение электрических величин осуществл етс  на частоте 50 гц с помощью

0 схемы 4 сравнени .

Дл  улучшени  формы кривой напр жени  150 гц между промежуточным трансформатором 5 и соответствующим преобразователем / (2) включен LC-контур (6 и 7),  вл ющийс  полосовым фильтром 150 гц. Этот контур образует также с индуктивностью трансформатора 5 фильтр нижних частот типа т с частотой бесконечного затухани  150 гц, к которому подключен промежуточный трансформа ° тор S схемы формировани  характеристик 50 гц через LC-контур (9 и 10),  вл ющийс  полосовым фильтром 50 гц.

На фиг. 2 показан характер изменени  величин , подводимых к схемам сравнени , в за5 висимости от удаленности точки короткого замыкани  вдоль линии дл  угла максималь- . ной Ч|увствительности, когда напр жени  складываютс  алгебраически. . При трехфазном коротком замыкании на

0 вторичных обмотках трансформаторов 5 формируют1с : напр жени  17 в зависимости от линейного значени  напр жени , подводимого к ферромагнитному .преобразователю 2 напр жени , и напр жение 18 в зависимости от

5 значени  тока, протекающего по первичным

обмоткам преобразовател  1 тока. Точка 19  вл етс  границей срабатывани  реле. С помощью трансформаторов 8 формируетс  напр жение 20 в зависимости от тока, протекающего по обмоткам преобразовател  тока / при двухфазном повреждении, и напр жени  21 в зависимости от напр жени  между новреждениыми фазам,и.

При двухфазном коротком замыкании на вторичных обмотках промежуточных трансформаторов 5 будут присутствовать напр жени 

22,пропорциональные третьим гармоникам на выходе преобразовател  1 тока, и напр жени 

23,пропорциональные третьей гармонике на выходе преобразовател  2. Причем напр жение третьей гармоники на выходе преобразовател  1 тока при двухфазном коротком замыкании мен етс  по фазе на 180°.

При двухфазном коротком замыкании в конце зоны на выходе схемы 4 сравнени  по витс  напр жение положительного знака, а на выходе схемы 3 сра внени  - напр жение отрицательного знака.

Однако диод 14 не нропустит этот ток через реа1ГИ1рую:щнй орган 13. Тормозной тож пройдет через обходн|ую цепь, состо щую из резистора 15 и диода 16.

При двухфазном коротком замыкании «за спиной вблизи шин на выходе схемы 3 сравнени  150 гц может по витьс  напр жение положительного знака. Однако это не приведет к срабатыванию реле, так как к реагирующему органу 13 будет приложено значительно большее напр жение отрицательного знака схемы 4 сравнени .

Характеристики срабатывани  односистемного направленного сопротивлени  показаны на фиг. 3.

iflpH симметричных трехфазных замыкани х граничной линией срабатывани  реле  вл етс  трехлвпест1К01ва  роза 24, а при двухфазных коротких замыкани х - окружность 25. Трехлепесткова  роза 24 практически обеспечивает направленность действи  реле. При необходимости (.например, дл  лучшей отстройки от

качаний) два лепестка могут быть отрезаны с помощью однофазного реле напр жени  мощности.

Предмет изобретени 

15

Claims (2)

1.Односистемное направленное реле сопротивлени , реагирующее на междуфазные короткие замыкани  в трехфазной сети, содержащее схему форм1ирОБани  характеристик,

на выход которых через схему сравнени  абсолютных значений электрических величин включен реагирующий орган, отличающеес  тем, что, с целью Л|учщей отстройки от тока нагрузки, оно снабжено трехфазными ферромагнитными преобразовател ми тока и напр жени , однофазные выходы которых подключены через фильтры к выходам формирователей характеристик на 150 и 50 гц.

2.Односистемное направленное реле сопротивлени  по п. 1, отличающеес  тем, что.

с целью использовани  одного реагирующего органа при трех- и двухфазных повреждени х, к выходу схем сравнени  150 гц подключены последовательно соединенные резистор и диод и параллельно этой ветви диод и реагирующий орган, к которому подключен непосредственно выход схемы сравнени  50 гц.

fPue.J

Фиг.з