RU2811565C1 - Способ цифровой дистанционной защиты линии электропередачи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты воздушных линий электропередачи, основанным на дистанционном принципе. Технический результат заключается в обеспечении функционирования дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания. Согласно изобретению при разрешении действия дистанционной защиты производят отключения от дистанционной защиты входов, обеспечивающих подачу мгновенных значений напряжения при неисправности в цепях напряжения, вычисляют по мгновенным значениям тока фаз, а также информации о параметрах источников по концам линии электропередачи, обходных связей линии электропередачи и самой линии электропередачи, мгновенные значения напряжений фаз, подают вычисленные мгновенные значения напряжений фаз на входы дистанционной защиты для обеспечения ее функционирования при коротком замыкании. 5 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), основанным на дистанционном принципе.

Неисправности в измерительных цепях напряжения, подводимых к устройствам релейной защиты (обрывы, короткие замыкания), могут приводить как к отказу, так и к излишнему срабатыванию определенных функций защиты, связанных с измерением напряжения. В частности, обрыв цепей напряжения во многих случаях, особенно при протекании токов нагрузки ВЛЭП, приводит к срабатыванию отдельных ступеней дистанционной защиты, воспринимающей исчезновение напряжения, как короткое замыкание (К3) на ВЛЭП вблизи места установки защиты.

Известен способ контроля вторичной цепи измерительного трансформатора в электроэнергетической системе [Патент РФ на изобретение № 2469342, МПК G01R 31/06, опубл. 10.12.2012 Бюл. № 34], в которой измерительный трансформатор соединен с компонентом электроэнергетической системы, включающий этапы, на которых: обнаруживают возмущения сигнала от измерительного трансформатора с помощью защитного интеллектуального электронного устройства (ИЭУ), которое подключено к вторичной цепи измерительного трансформатора и защищает компонент электроэнергетической системы; и определяют, произошла ли неисправность во вторичной цепи измерительного трансформатора, в соответствии с результатом обнаружения нарушения режима работы, полученным от защитного ИЭУ, и другим результатом обнаружения нарушения, полученным по меньшей мере от одного другого защитного ИЭУ, при этом указанные другие защитные ИЭУ являются защитными ИЭУ, подключенными к другим вторичным цепям измерительного трансформатора или к вторичным цепям другого измерительного трансформатора, соединенного с указанным компонентом электроэнергетической системы, а защитные ИЭУ, подключенные к другим измерительным трансформаторам, соединенным с другими компонентами электроэнергетической системы, подключены к той же электрической шине, с которой соединен указанный компонент электроэнергетической системы.

Известный способ позволяет только определить неисправность во вторичной цепи измерительного трансформатора напряжения, но не позволяет обеспечить правильное функционирование дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Известен способ, реализованный в устройстве адаптивной дистанционной защиты линии электропередачи [Патент РФ на полезную модель №166909, МПК H02H 7/26, G01R 31/08, опубл. 10.12.2016 Бюл. № 34]. Микропроцессорное устройство релейной защиты на переменном и постоянном оперативном токе для воздушных линий 110-220 кВ, содержит трансформаторы тока (по числу фаз), трансформатор тока нулевой последовательности, трансформаторы напряжения (по числу фаз), трансформаторы напряжения разомкнутого треугольника, преобразователи ток-напряжение (по числу трансформаторов тока), преобразователи напряжение-напряжение (по числу трансформаторов напряжения), модуль питания, первую ступень дистанционной защиты, вторую ступень дистанционной защиты, третью ступень дистанционной защиты, блокировку при качаниях, схему «ИЛИ», блокировку при неисправностях цепей напряжения, схему «И», блок отключения выключателя, причем трансформаторы тока и напряжения соединены с первыми входами преобразователей ток-напряжение и напряжение-напряжение соответственно, блокировки при качаниях, блокировки при неисправностях цепей напряжения, а вторые входы - с первым выходом модуля питания, первые выходы первой ступени дистанционной защиты, второй ступени дистанционной защиты и третьей ступени дистанционной защиты соединены с входами схемы «ИЛИ», выход которой соединен с первым входом схемы «И», выход блокировки при качаниях соединен с вторым входом схемы «И», выход блокировки при неисправностях цепей напряжения соединен с третьим входом схемы «И», выход схемы «И» соединен с входом блока отключения выключателя.

Согласно предложению для повышения чувствительности защиты, для исключения мертвой зоны при близких трехфазных коротких замыканиях, для упрощения процедуры расчета уставок защиты вводятся блоки расчета отношения мощности для каждой из ступеней защиты, причем первый выход преобразователей ток-напряжение и напряжение-напряжение соединен с входом блока расчета отношения мощности, а выходы блоков расчета отношения мощности соединены с соответствующими входами ступеней защит.

В состав устройства, реализующего способ адаптивной дистанционной защиты линии электропередачи, входит блокировка при неисправностях цепей напряжения. Поэтому известный способ позволяет определить неисправность во вторичной цепи измерительного трансформатора напряжения, но не позволяет обеспечить правильное функционирование дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ фиксации неисправности в цепях напряжения цифровой релейной защиты [Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. - М.: Энергоатомиздат, 2007. с. 476-479].

В основу функционирования способа фиксации неисправности в цепях напряжения цифровой релейной защиты положено принципиальное отличие режима повреждения цепей напряжения от режима КЗ, заключающееся в том, что возникновение К3 сопровождается скачкообразным изменением тока, измеряемого защитой.

Способ фиксации неисправности в цепях напряжения цифровой дистанционной защиты, в котором по мгновенным фазным значениям тока и напряжения рассчитывают действующие значения фазных токов и напряжений, а также действующее значение напряжения обратной последовательности, проверяют исполнение следующих условий: превышение порога по приращению любого из действующих значений фазных токов в заданном временном интервале; нахождение максимального из действующих значений фазных токов ниже порога, соответствующего максимальному действующему значению рабочего тока; нахождение минимального из действующих значений фазных токов выше порога, соответствующего минимальному действующему значению тока функционирования дистанционной защиты; одновременное снижение трех действующих значений фазных напряжения ниже порога, соответствующего обрыву трех фаз; превышение действующим значением напряжения обратной последовательности порога, соответствующего несимметричному повреждению цепей напряжения, связанному с обрывом одной или двух фаз,

причем при выявлении скачкообразного повышения хотя бы одного из действующих значений фазных токов, а также превышения действующим значением одного из фазных токов с определенным запасом действующего значения тока в максимальном режиме нагрузки разрешают действие дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, блокируют дистанционную защиту и сигнализируют о неисправности в цепях напряжения при превышении порога действующим значением напряжения обратной последовательности или одновременном снижении порога действующими значениями трех фаз напряжения в сочетании с превышением действующими значениями фазных токов минимального действующего значения тока функционирования дистанционной защиты, сигналы блокирования и сигнализации о неисправности в цепях напряжения удерживают до восстановления симметрии напряжения или отключения линии электропередачи.

Способ-прототип позволяет определить неисправность во вторичной цепи измерительного трансформатора напряжения, разрешить действие дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, но не позволяет обеспечить правильное функционирование дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Обеспечение правильного функционирования цифровой дистанционной защиты при повреждениях во вторичной цепи измерительного трансформатора напряжения может быть достигнуто за счет использования информации о мгновенных значениях токов и дополнительной информации.

Для наиболее общего случая ВЛЭП с двухсторонним питанием (фиг. 1) в качестве такой дополнительной информации выступают значения модулей ЭДС ǀ Е _{s 1}ǀ и ǀ Е _{s 2}ǀ по концам ВЛЭП, комплексные сопротивления источников, а также параметры ВЛЭП и обходных связей. В ходе вычислений требуется переход от действующих к комплексным значениям токов и напряжений. Поясним процесс восстановления мгновенных значений фазных напряжений примером расчетов.

На фиг. 1 изображены схема замещения ВЛЭП в режиме КЗ (фиг. 1а), а также векторные диаграммы (фиг. 1б, в), характеризующие соотношения токов и напряжений. Здесь введены следующие обозначения: Е _{s 1}, Е _{s 2}, Z _{s 1}, Z _{s 2} – ЭДС и собственные сопротивления источников по концам ВЛЭП; U _н , I _н – напряжение и ток нагрузки; U , I – напряжение и ток в месте установки защиты; U _ав , I _ав – чистоаварийные напряжение и ток, U _ав = U _н – U , I _ав = I – I _н ; U _{к_н} – напряжение в точке КЗ; Z _L – сопротивление ВЛЭП; L – длина ВЛЭП; n – относительное расстояние до места повреждения; Z _обх – комплексное сопротивление обходных связей.

Отметим, что значения модулей токов ǀ I ǀ, ǀ I _н ǀ (фиг. 1б, в) могут быть определены по данным их мгновенных значений. Фазовый угол между напряжением U и током I неизвестен.

В зависимости от режима функционирования ВЛЭП, связанного с прямой или обратной передачей мощности (фиг. 2 а, б) при КЗ характерны два варианта распределения токов и напряжений (фиг. 2 в, г). Однако расчеты для обоих случаев аналогичны, поэтому в дальнейших пояснениях остановимся на варианте (фиг. 1б).

Реализуем поэтапный расчет параметров токов и напряжений, включающий:

1. Определение углов α₁, α₂, δ треугольника ∆АВС (фиг. 1 б).

Стороны треугольника ∆АВС соответствуют значениям

ǀАСǀ = ǀ Е _{s 1}ǀ, ǀВСǀ = ǀ Е _{s 2}ǀ, ǀАВǀ = ǀ U _d ǀ = ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ,

где с учетом параллельно включенных сопротивлений Z _L и Z _обх имеем

Z _sum = [ Z _{s 1} + Z _{s 2} + Z _L ⋅ Z _обх / ( Z _L + Z _обх )], I _{н_экв} = I _н / ǀ K _i ǀ, K _i = Z _обх / ( Z _L + Z _обх ),

причем при Z _обх >> Z _L коэффициент ǀ K _i ǀ = 1.

Расчет углов α₁, α₂, δ выполним с использованием теоремы косинусов, из которой (фиг. 1 б) следует

α ₁ = arccos [(ǀАВǀ² + ǀАСǀ² − ǀВСǀ²) / (2⋅ǀАВǀ⋅ǀАСǀ)] =

arccos [(ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ² + ǀ Е _{s 1}ǀ² − ǀ Е _{s 2}ǀ²) / (2⋅ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ⋅ǀ Е _{s 1}ǀ)];

α ₂ = arccos [(ǀАВǀ² + ǀВСǀ² − ǀАСǀ²) / (2⋅ǀАВǀ⋅ǀАСǀ)] =

arccos [(ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ² + ǀ Е _{s 2}ǀ² − ǀ Е _{s 1}ǀ²) / (2⋅ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ⋅ǀ Е _{s 2}ǀ)];

δ = 180° − α₁ − α₂ или δ = arccos [(ǀ Е _{s 1}ǀ² + ǀ Е _{s 2}ǀ² − ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ²) / (2⋅ǀ Е _{s 1}ǀ⋅ǀ Е _{s 2}ǀ)].

2. Вычисление угла β треугольника ΔВСD (фиг. 3).

Определим длину отрезка ǀВDǀ с учетом параллельного включения сопротивлений Z _L и Z _обх

ǀВDǀ = ǀАВǀ⋅ǀ K _z ǀ = ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ⋅ǀ K _z ǀ,

где ǀ K _z ǀ = ǀ[ Z _{s 2} + Z _L ⋅ Z _обх / ( Z _L + Z _обх )] / [ Z _{s 1} + Z _{s 2} + Z _L ⋅ Z _обх / ( Z _L + Z _обх )]ǀ.

Определяем длину отрезка ǀСDǀ по теореме косинусов, соответствующую модулю напряжения ǀ U _н ǀ в доаварийном режиме. Ввиду повреждения цепей напряжения, напряжение ǀ U _н ǀ подлежит расчету

ǀ U _н ǀ = ǀСDǀ = sqrt (ǀВDǀ² + ǀВCǀ² − 2⋅ǀВDǀ⋅ǀВCǀ⋅сos α ₂) =

= sqrt (ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ²⋅ǀ K _z ǀ² + ǀ Е _{s 2}ǀ² − 2⋅ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ⋅ǀ K _z ǀ⋅ǀ Е _{s 2}ǀ⋅сos α ₂),

где sqrt (⋅) – функция квадратного корня.

Таким образом, по теореме косинусов угол β треугольника ∆ВСD равен

β = arccos [(ǀСDǀ² + ǀВCǀ² − ǀВDǀ²) / (2⋅ǀСDǀ⋅ǀВCǀ)] =

=arccos [(ǀ U _н ǀ² +ǀ Е _{s 2}ǀ² − ǀ Z _sum ⋅ I _{н_экв} ǀ²⋅ǀ K _z ǀ²) / (2⋅ǀ U _н ǀ⋅ǀ Е _{s 2}ǀ)].

3. Расчет комплексного вектора тока I с учетом соотношения фаз векторной диаграммы (фиг. 4). Выберем прямую, соединяющую точки В и С, в качестве опорной, относительно которой будет производиться вычисление углов.

Исходя из соотношений векторов (фиг. 4), угол υ можно определить следующим образом

Выполним расчет угла λ в соответствии с выражением

Определим вектор тока нагрузки I _н , как

В последнем выражении принято, что угол вектора U _d равен нулю, поскольку именно от этого вектора производится отсчет угла λ. Отметим, что на векторной диаграмме (фиг. 4) ток I _н изображен отстающим от вектора напряжения U _d , поэтому угол λ определяется выражением (*).

Произведем расчет вектора тока нагрузки I _н с учетом векторной диаграммы (фиг. 4). Воспользуемся модульным значением ǀ I _н ǀ, которое может быть получено в результате цифровой обработки мгновенных значений тока а доаварийном режиме, тогда

I _н = ǀ I _н ǀ⋅exp [j⋅(υ – λ)].

Учитывая соотношение векторов токов I и I _н (фиг. 4), определим вектор

I = ǀ I ǀ⋅exp [j⋅(υ –λ − ϕ)].

Отметим, что приведенные выше математические выкладки были сформированы для прямой последовательности, таким образом были получены токи прямой последовательности I ₁ и I _{н 1}.

4. Расчет токов обратной и нулевой последовательностей.

Считаем, что по результатам цифровой обработки мгновенных значений токов КЗ и доаварийном получаем модули токов ǀ I ₁ǀ, ǀ I ₂ǀ, ǀ I ₀ǀ и ǀ I _{н 1}ǀ, ǀ I _{н 2}ǀ, ǀ I _{н 0}ǀ, а также соотношение фазовых углов между указанными токами: ф _1,2, ф _1,0, ф _{н 1,2}, ф _{н 1,0}. Тогда для векторов токов обратной и нулевой последовательностей можно записать

I ₂ = ǀ I ₂ǀ⋅exp [j⋅(ф _1,2 + ψ)]; I ₀ = ǀ I ₀ǀ⋅exp [j⋅(ф _1,0 + ψ)];

I _{н 2} = ǀ I _{н 2}ǀ⋅exp [j⋅(ф _{н 1,2}+ ψ')]; I _{н 0} = ǀ I _{н 0}ǀ⋅exp [j⋅(ф _{н 1,0} + ψ')],

где ψ = (υ – λ – ϕ) – аргумент тока I ₁, ψ' = (υ – λ) – аргумент тока I _{н 1}.

5. Вычисление фазных токов и симметричных составляющих чистоаварийных токов.

I _а = I ₀ + I ₁ + I ₂; I _b = I ₀ + a ²⋅ I ₁ + a⋅ I ₂; I _c = I ₀ + a⋅ I ₁ + a ²⋅ I ₂;

I _на = I _{н 0} + I _{н 1} + I _{н 2}; I _{н b} = I _{н 0} + a ²⋅ I _{н 1} + a⋅ I _{н 2}; I _{н c} = I _{н 0} + a⋅ I _{н 1} + a ²⋅ I _{н 2};

I _{ав 1} = I ₁ – I _{н 1}; I _{ав 2} = I ₂ – I _{н 2}; I _{ав 0} = I ₀ – I _{н 0}.

6. Определение симметричных составляющих чистоаварийных напряжений.

Рассчитываем коэффициенты токораспределения для симметричных составляющих: прямой последовательности: K _{i 1} = Z _{обх 1} / ( Z _{обх 1} + Z _{L 1}), при больших Z _{обх 1}>> Z _{L 1}, K _{i 1} = 1;

обратной последовательности: K _{i 2} = Z _{обх 2} / ( Z _{обх 2} + Z _{L 2}), при больших Z _{обх 2}>> Z _{L 2}, K _{i 2} = 1;

нулевой последовательности: K _{i 0} = Z _{обх 0} / ( Z _{обх 0} + Z _{L 0}), при больших Z _{обх 0}>> Z _{L 0}, K _{i 0} = 1;

По полученным коэффициентам токораспределения симметричных составляющих и сопротивлениям системы со стороны места установки защиты (фиг. 1а) вычисляем чистоаварийные напряжения

U _{ав 1} = Z _{s 11}⋅ K _{i 1}⋅ I _{ав 1}; U _{ав 2} = Z _{s 12}⋅ K _{i 2}⋅ I _{ав 2}; U _{ав 0} = Z _{s 10}⋅ K _{i 0}⋅ I _{ав 0}.

7. Расчет симметричных и фазных составляющих напряжений.

U ₁ = U _{н 1} + U _{ав 1}; U ₂ = U _{ав 2}; U ₀ = U _{ав 0}.

U _а = U ₀ + U ₁ + U ₂; U _b = U ₀ + a ²⋅ U ₁ + a⋅ U ₂; U _c = U ₀ + a⋅ U ₁ + a ²⋅ U ₂.

Таким образом, в результате реализации этапов 1 - 7 получены комплексные значения фазных напряжений. По комплексным значениям вычисляются мгновенные значения, необходимые для восстановления нормального функционирования дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Задача изобретения состоит в разработке способа дистанционной защиты, обеспечивающего правильное функционирование дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Поставленная задача достигается способом цифровой дистанционной защиты линии электропередачи, в котором по мгновенным фазным значениям тока и напряжения рассчитывают действующие значения фазных токов и напряжений, а также действующее значение напряжения обратной последовательности, проверяют исполнение следующих условий: превышение порога по приращению любого из действующих значений фазных токов в заданном временном интервале; нахождение максимального из действующих значений фазных токов ниже порога, соответствующего максимальному действующему значению рабочего тока; нахождение минимального из действующих значений фазных токов выше порога, соответствующего минимальному действующему значению тока функционирования дистанционной защиты; одновременное снижение трех действующих значений фазных напряжения ниже порога, соответствующего обрыву трех фаз; превышение действующим значением напряжения обратной последовательности порога, соответствующего несимметричному повреждению цепей напряжения, связанному с обрывом одной или двух фаз, причем при выявлении скачкообразного повышения хотя бы одного из действующих значений фазных токов, а также превышения действующим значением одного из фазных токов с определенным запасом действующего значения тока в максимальном режиме нагрузки разрешают действие дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, блокируют дистанционную защиту и сигнализируют о неисправности в цепях напряжения при превышении порога действующим значением напряжения обратной последовательности или одновременном снижении порога действующими значениями трех фаз напряжения в сочетании с превышением действующими значениями фазных токов минимального действующего значения тока функционирования дистанционной защиты, сигналы блокирования и сигнализации о неисправности в цепях напряжения удерживают до восстановления симметрии напряжения или отключения линии электропередачи.

Согласно предложения при разрешении действия дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, производят отключения от дистанционной защиты входов, обеспечивающих подачу мгновенных значений напряжения при неисправности в цепях напряжения, вычисляют по мгновенным значениям тока фаз, а также информации о параметрах источников по концам линии электропередачи, обходных связей линии электропередачи и самой линии электропередачи, мгновенные значения напряжений фаз, подают вычисленные мгновенные значения напряжений фаз на входы дистанционной защиты для обеспечения ее функционирования при коротком замыкании.

На фиг. 1 представлены схема замещения поврежденной ВЛЭП с двухстороннем питании (фиг. 1а) в режиме КЗ, а также векторные диаграммы (фиг. 1 б, в), характеризующие распределение токов и напряжений.

На фиг. 2 изображены векторные диаграммы токов и напряжений при КЗ на ВЛЭП, в различных режимах передачи мощности.

На фиг. 3 приведена векторная диаграмма напряжений, поясняющая выполнение расчетов.

На фиг. 4 приведена векторная диаграмма напряжений и токов, поясняющая выполнение расчетов.

На фиг. 5 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ цифровой дистанционной защиты линии электропередачи.

Воздушная линия электропередачи (фиг. 1) имеет длину L и соединяет шины 5 и 6 двух систем 1 и 2, системы имеют соответствующие собственные сопротивления 3 и 4. На ВЛЭП показано КЗ в точке 9, а также сопротивления ВЛЭП слева 7 и справа 8 от места КЗ. Между шинами 5 и 6 помимо ВЛЭП существуют обходные связи с общим комплексным сопротивлением Z _обх (10).

Устройство, реализующее способ дистанционной защиты (фи. 5), содержит: вычислители действующих значений напряжения 11 и тока 12; блоки пусковых органов по напряжению 13 и току 14; блок логики 15; вычислитель 16; коммутатор 17; дистанционную защиту 18.

Способ цифровой дистанционной защиты линии электропередачи реализуется следующим образом.

На вход устройства (фиг. 5) поступают мгновенные значения токов и напряжений фаз. Мгновенные значения токов фаз поступают на входы дистанционной защиты 18, вычислителя 16 и вычислителя действующих значений тока 12. Мгновенные значения напряжений фаз поступают на входы коммутатора 17 и вычислителя действующих значений напряжения 11.

На основе мгновенных значений вычислители 11 и 12 производят расчет действующих значений соответственно напряжений и токов фаз, которые подаются на блоки пусковых органов по напряжению 13 и току 14. Функционирование пусковых органов по напряжению 13 и току 14 аналогично способу прототипу [Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. -М.: Энергоатомиздат, 2007. с. 476 – 479.]

Пусковые органы по току (блок 14) достаточно чувствительны и выявляют скачкообразные повышения токов фаз во всем диапазоне возможных токов КЗ. При запуске хотя бы одного из пусковых органов, фиксирующих резкое возрастание тока фазы во времени, с выхода блока 14 выдается сигнал на вход блока логики 15 длительностью приблизительно 10 секунд (с запасом по отношению к возможной длительности существования КЗ), при этом:

- запрещается блокировка дистанционной защиты 18;

- выдается сигнал с выхода блока логики 15 на вычислитель 16 для расчета мгновенных значений напряжения фаз;

- выдается сигнал с блока логики 15 на коммутатор 17 для подключения выходов вычислителя 16 мгновенных значений напряжения фаз ко входам дистанционной защиты 18;

- выдается сигнал с блока логики 15 на дистанционную защиту 18 для обеспечения ее нормального функционирования в режиме КЗ.

В состав блока 14 также входят пусковые органы, реагирующие на превышение с определенным запасом тока в режиме максимальной нагрузки. При таком превышении также формируется сигнал с выходов блока 14 и блока логики 15 на деблокирование дистанционной защиты 18 и обеспечение ее нормальное функционирование с учетом задействования вычислителя 16 и коммутатора 17.

Дополнительно в состав блока 14 входит пусковой орган, контролирующий минимальный уровень протекания тока. Такой пусковой орган необходим для предотвращения возникновения блокирующих сигналов при отключенном выключателе ВЛЭП, когда отсутствие напряжения на входе дистанционной защиты будет восприниматься как неисправность. При этом сигнал с выхода блока 14 также выдается на вход блока логики 15.

При «несимметричном» обрыве цепей напряжения возникает напряжение обратной последовательности и задействуется соответствующий пусковой орган блока 13. Его действие через блок логики на блокирование дистанционной защиты 18 осуществляется только при условии, если:

- рабочий ток ВЛЭП превышает минимальные порог, составляющий 5% от номинального тока (блок 14);

- отсутствует срабатывание пусковых органов, связанных со скачком одного из фазных токов (блок 14);

- фазные токи имеют значения, меньше значения максимального тока в режиме нагрузки (блок 14).

При трехфазном обрыве цепей напряжения несимметрия напряжения отсутствует. Поэтому в состав блока 13 входит пусковой орган, который реагирует на одновременное снижение напряжения трех фаз ниже порога (близкого к нулевому значению) с последующей выдачей блокирующего сигнала через блок логики 15.

Следует отметить, что блокирующий сингал с выхода блока логики самоудерживается до восстановления симметрии напряжения или же отключения ВЛЭП (исчезновения тока на входах блока 14). Самоудержание необходимо во избежание снятия блокирующего сигнала с дистанционной защиты 18 при скачкообразном изменении тока, вызванным, например, коммутацией нагрузки в сети.

В условиях КЗ при срабатывании пусковых органов по току блока 14, а также выдачи сигнала деблокирования дистанционной защиты 18 блоком 15 логики, запускается поэтапный расчет вычислителем 16 мгновенных значений напряжения по мгновенным значениям тока, поступающим на входы вычислителя 16.

Перед началом функционирования устройства (фиг. 5), реализующего способ цифровой дистанционной защиты, через вход вычислителя 16 загружаются параметры, необходимые для проведения расчетов мгновенных значений напряжения, в число которых входят: модули ЭДС и комплексные сопротивления источников по концам ВЛЭП; значения комплексных сопротивлений ВЛЭП и ее обходных связей; комплексные значения коэффициентов токораспределения и распределения сопротивлений и другие параметры.

Вычислитель 16 производит расчеты (например, по приведенным выше математическим выражениям), в результате которых формируются мгновенные значения напряжений фаз и поступают с выходов вычислителя 16 на входы коммутатора 17. По управляющему сигналу (сигналу деблокирования дистанционной защиты 18) коммутатор 17 подключает выходы вычислителя 16 вычисленных мгновенных значений напряжений фаз ко входам дистанционной защиты 18, тем самым обеспечивая ее функционирование при КЗ в условиях неисправностей во вторичной цепи измерительного трансформатора напряжения.

Таким образом, подачей вычисленных мгновенных значений напряжений фаз с выходов вычислителя 16 на входы дистанционной защиты 18 достигается задача изобретения - обеспечение правильного функционирования дистанционной защиты при неисправности в цепях напряжения в условиях короткого замыкания.

Claims (1)

1. Способ цифровой дистанционной защиты линии электропередачи, в котором по мгновенным фазным значениям тока и напряжения рассчитывают действующие значения фазных токов и напряжений, а также действующее значение напряжения обратной последовательности, проверяют исполнение следующих условий: превышение порога по приращению любого из действующих значений фазных токов в заданном временном интервале; нахождение максимального из действующих значений фазных токов ниже порога, соответствующего максимальному действующему значению рабочего тока; нахождение минимального из действующих значений фазных токов выше порога, соответствующего минимальному действующему значению тока функционирования дистанционной защиты; одновременное снижение трех действующих значений фазных напряжений ниже порога, соответствующего обрыву трех фаз; превышение действующим значением напряжения обратной последовательности порога, соответствующего несимметричному повреждению цепей напряжения, связанному с обрывом одной или двух фаз, причем при выявлении скачкообразного повышения хотя бы одного из действующих значений фазных токов, а также превышения действующим значением одного из фазных токов с определенным запасом действующего значения тока в максимальном режиме нагрузки разрешают действие дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, блокируют дистанционную защиту и сигнализируют о неисправности в цепях напряжения при превышении порога действующим значением напряжения обратной последовательности или одновременном снижении порога действующими значениями трех фаз напряжения в сочетании с превышением действующими значениями фазных токов минимального действующего значения тока функционирования дистанционной защиты, сигналы блокирования и сигнализации о неисправности в цепях напряжения удерживают до восстановления симметрии напряжения или отключения линии электропередачи, отличающийся тем, что при разрешении действия дистанционной защиты на время, соответствующее длительности существования короткого замыкания, производят отключения от дистанционной защиты входов, обеспечивающих подачу мгновенных значений напряжения при неисправности в цепях напряжения, вычисляют по мгновенным значениям тока фаз, а также информации о параметрах источников по концам линии электропередачи, обходных связей линии электропередачи и самой линии электропередачи, мгновенные значения напряжений фаз, подают вычисленные мгновенные значения напряжений фаз на входы дистанционной защиты для обеспечения ее функционирования при коротком замыкании.