SU1374324A1

SU1374324A1 - Устройство дл выбора поврежденных фаз в трехфазной электрической сети переменного тока

Info

Publication number: SU1374324A1
Application number: SU864122175A
Authority: SU
Inventors: Сергей Яковлевич Петров; Дмитрий Романович Любарский
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-02-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к релейной защите . Цель изобретени - повышение надежности функционировани устройства путем определени вида КЗ., Устройство содержит преобразователи 4-6, подключенные к измерительным входам 1-3, блок компенсации фазных токов (БКФТ) 7, блоки выделени аварийных составл ющих (БВАС) 8-10, блоки формировани модулей аварийных составл ющих ,(БФМАС) 11-13, логические ключи 14- 16, компараторы 17-22 и блок определени вида КЗ (БОВКЗ) 23. При КЗ мгновенное значение электрических величин на выходах преобразователей 4-6 и выходе БКФТ 7 измен етс скачкообразно , а на выходе БВАС 8-10 некоторое врем этот сигнал сохран етс . Далее в БФМАС 11-13 формируетс нап-. р жение посто нного тока, величина которого пропорциональна значени м соответствующих аварийных составл ющих токов. Напр жение с выходов Бда1АС 11-13 через открытые логические ключи 14-16 поступает на входы компараторов 17-22, на выходах которых формируетс напр жение, соответствующее виду КЗ, которое поступает в БОВКЗ 23. 2 ип. (Л

Description

-@at-J

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл релейной защиты.

Цель изобретени - повышение надежности функционировани устройства путем, определени вида короткого замьжани (КЗ).

На фиг.1 приведена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - знаки напр жений на выходах компараторов устройства при различных видах однофазных и двухфазных КЗ,

Устройство содержит измерительные входы 1-3 фазных токов и подключенные к ним пофазно преобразователи 4-6 фазных токов, выходы которых подключены к блоку 7 компенсации фазных токов током нулевой последовательности. Выходы блока 7 пофазно соединены с входами блоков 8-10 вьщелени аварийных составл ющих, выходы которых подключены к входам блоков 11-13 формировани модулей аварийных составл ющих .соответственно, выходы которых пофазно соединены через логические ключи 14-16 с входами компараторов 17-22, Выход блока 11 через ключ 14 подключен к первым входам первого 17 и четвертого 20 компараторов и к вторым входам второго.18 и шестого 22 компараторов . Выход блока 12 через ключ 15 подключен к первым входам второго 18 и п того 21 компараторов и к вторым входам третьего 19 и четвертого 20 компараторов. Выход блока 13 через ключ 16 подключен к первым входам третьего 19 и шестого 22 компараторов и к вторым входам первого 17 и п того 21 компараторов.

Выходы компараторов 17-22 подключены к входам логического блока 23 определени вида КЗ; фазные 24-26 и междуфазные 27-29 выходы которого вл ютс выходами устройства,

Фазные выходы 24-26 через первые входы элементов ИЛИ 30-32 соответственно подключены к управл ющим входам ключей 14-16, Вторые входы 33-35 указанных элементов ИЛИ вл ютс логи- ческими входами устройства, К этим входам подключаютс сигналы от реле положени Отключено соответствующих фазных выключателей защищаемой линии электропередачи (не показаны).

Измерительные преобразователи 4-6 фазных токов обеспечивают на своих выходах напр жени , пропорциональные фазным токам во всем диапазоне их

5

0

5

0

5

0

5

изменени . В блоке 7, вьшолненном в виде суммирующего устройства, осуществл етс компенсаци фазных токов 1 током нулевой последовательности ID, поэтому на пофазных выходах блока 7 имеют место напр жени , пропорциональные компенсированным фазным токам I срВ соответствии с выражением , Ч 3-1о Ири этом в блоке 7 предусматриваетс возможность регулировани коэффициента компенсации k ,

Блоки 8-10 вьщелени аварийных составл ющих представл ют собой известную схему, в которой суммируютс ее входное напр жение с выходным напр жением инерционного звена, подключенного к входу этого блока и выполненного или в виде полуволновой линии задержки, или в виде полосового фильтра . Инерционное звено настроено так, что в установившемс режиме промышленной частоты напр жение на его выходе равно по величине и противоположно по фазе входному напр жению, поэтому при сложении этих напр жений в установивщемс режиме на выходах блоков 8-10 выходкой сигнал отсутствует .

Блоки 11-13 представл ют собой выпр мители- со сглаживающими или ин- тегрирующими звень ми.

Каждый из логических ключей 14-16 открыт, т.е. пропускает на выход подключенную к его входам величину, пока отсутствует сигнал на управл ющем входе ключа. Когда по вл етс сигнал на управл ющем входе какого-либо ключа , то соответствующа аварийна составл юща тока исключаетс из работы устройства.

Знаки напр жений t., - U на выходах компараторов 17-22 соответственно определ ютс знаками следующих .разностей: П. k-1 ; и„ 1„- k-I,

А

с. VV k-I,; U,Igгде 1д,1„ ,1 U-I,- U, - k-I, ,,,. -A -B -c величины фазных аварийных составл ющих токов; k - посто нный коэффициент .

Логический блок 23 определени вида КЗ представл ет собой сочетание логических элементов, которые, реализу определенные логические функции со знаками сигналов U - на выходах компараторов 17-22, позвол ют определить вид КЗ. При однофазных КЗ по вл етс сигнал на соответствующих фазных выходах 24-26, а при двухфазных КЗ - на соответствующих меж- дуфазныХ выходах 27-29 логического блока 23 определени вида КЗ.

Устройство работает следуюпщм образом .

При КЗ мгновенное значение электрических величин на выходах преобране определен и может быть как положительным , так и отрицательным ( Учет определенных сочетаний знаков

и.и

т.е. реализаци определенных логических функций, позвол ет судить о виде КЗ.

Так, дл фиксации например, замыкани фазы А на землю достаточно

зователей 4-6, а также на выходе реализовать следующую логическую

ка 7 (т.е. на входах блоков 8-10) измен етс скачкообразно, а другое (на выходе инерционного звена) за счет запоминающих свойств инерционного звена в течение некоторого вре- мени, определ емого параметрами звена , сохран ет значение, пропорциональное доаварийному току. Таким образом , сумма указанных двух напр жефункцию: У д и и и . и.

В этом случае сигнал на выходе ( Y .) логического блока определени вида КЗ по вл етс (т:. е. фиксируе 15 с замыкание фазы А на землю) р т случае, если имеют место положите ные напр жени U и U (на выхода компараторов 17 и 20) и отсутств положительные (или имеютс отриц

ний, пропорциональна соответствующей jg тельные) напр жени и„ и U (на выхо30

следующие функции:

Y . Y --с

фазной аварийной составл ющей тока, в режиме КЗ скачкообразно по вл етс на выходах блоков 8-10 и в течение некоторого времени сохран етс . В блоках 11-13 формируютс напр жени по с-25 ции: Y « то нного тока, величины которых про- порциональны значени м соответствующих аварийных составл юпщх токов. Напр жени с выходов блоков 11-13 через открытые логические ключи 14-16 поступают на входы компараторов 17-22, на выходах которых формируютс напр жени и - и , соответствующие виду КЗ.

В случае однофазных КЗ на землю аварийна составл юща тока поврежденной фазы, как показывают исследовани дл сетей высокого и сверхвысокого напр жени , в наихудших по чувствительности экстремальных услови х не менее чем в k 1,2-1,3 раза пре- вьшает аварийные составл ющие токов неповрежденных фаз, которые равны между собой.

При двухфазных КЗ и двухфазных КЗ на землю аварийные составл ю1Щ1е токов поврежденных фаз, хот в общем случае и не равны между собой, но также не менее чем в k 1,2-1,3 раза превьшают аварийную составл ющую тока неповрежденной фазы.

В таблице на фиг.2 приведены знаки напр жений на выходах компараторов 17-22 предлагаемого устройства при различных видах однофазных и двуфазных КЗ. При этом в общем случае двухфазных КЗ знак выходных напр жений компараторов, к которым подвод тс сигналы от поврежденных фаз.

дах компараторов 18 и 22).

Аналогично дл определени других видов однофазных замыканий в логическом блоке реализуютс следующие функсигнал на выги

1

5 - ходе 25 блока 23; Y

сигнал на выходе 26 блока 23.

Дл определени двухфазных замыканий в логическом блоке реализуютс

Y„

у Y + Y J, ,

е , Ад ft е

V Y,, Y,,- Y,.Y.

В общей случае дл двухфазных КЗ с

учетом возможности переходо однофазных КЗ в двухфазные КЗ на землю в логическом блоке реализуютс следующие функции: л нал на выходе 27 блока 23} Ygp Y + + Yg Yj. - сигнал на выходе 28 блока 23; Y,

Y + А.

-СА И ВЫХО .- де 29 блока 23. 4и

В случае неполнофазного режима се ти , когда одна из фаз линии электропередачи , например фаза А, отключена, от реле положени Отключено отклю- дс ченной фазы на логический вход 33 устройства а следовательно, и на управ л ющий вход логического ключа 14 через элемент ИЛИ 30 поступает сигнал, в результате действи которого исключаетс вли ние на работу устройства цепи отключенной фазы.

При КЗ на лини х электропередачи высокого и сверхвысокого напр жени , в том числе и при переходах однофазных КЗ в двухфазные КЗ на землю, могут возникать интенсивные и длительные переходные процессы в лини х электропередачи, а также в пофазных цеп х выделени аварийных составл 50

55

реализовать следующую логическую

функцию: У д и и и . и.

В этом случае сигнал на выходе 24 (Y .) логического блока определени вида КЗ по вл етс (т:. е. фиксирует- с замыкание фазы А на землю) р том случае, если имеют место положительные напр жени U и U (на выходах компараторов 17 и 20) и отсутствуют положительные (или имеютс отрицаg тельные) напр жени и„ и U (на выхо0

следующие функции:

Y . Y --с

5 ции: Y «

дах компараторов 18 и 22).

1

5 - ходе 25 блока 23; Y

сигнал на выходе 26 блока 23.

Y„

у Y + Y J, ,

е , Ад ft е

V Y,, Y,,- Y,.Y.

В общей случае дл двухфазных КЗ с

5 ции: Y «

Y + А.

-СА И ВЫХО .- де 29 блока 23. 4и

При КЗ на лини х электропередачи высокого и сверхвысокого напр жени , в том числе и при переходах однофазных КЗ в двухфазные КЗ на землю, могут возникать интенсивные и длительные переходные процессы в лини х электропередачи, а также в пофазных цеп х выделени аварийных составл 0

5

ющих тока предлагаемого устройства. Такие переходные процессы в цепи выделени аварийной составл юр1,ей первой поврежденной фазы, котора фиксируетс по влением сигнала на выходе 24 (д) блока 23, могли бы привести или к неправильному определению последней замкнувшейс фазы, или к

замедлению при определении этой фазы, Q той компараторы и логический блок оппоэтому вли ние переходного процесса в цепи первой поврежденной фазы А на работу устройства исключаетс логическим ключом 14, на управл ющий вход которого в этом случае поступает сигнал через второй вход элемента ИЛИ 30 с выхода 24 (Y) блока 23. Таким образом, предлагаемое устройство на основе сравнени величин аварийных составл юпщх фазных токов позвол ет без использовани сложных Фзшкциональных блоков только на оснб- ве логических операций вы вл ть одну поврежденную фазу при однофазных замыкани х, обе поврежденные фазы при остальных видах несимметричных КЗ, а также правильно функционирует при неполнофазных режимах и переходных одних видов повреждений в другие.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл выбора поврежденных фах в трехфазной электрической сети переменного тока с выключател ми, содержащее измерительные преобразователи фазньк токов, выходы которых через общий блок компенсации пофазно подсоединены к последовательно соединенным блокам выделени аварийных

составл югцих и блокам формировани модул аварийной составл ющей, и три компаратора, отличающеес тем, что, с целью повьшени надежности функционировани путем определе-- НИН вида короткого замыкани , оно дополнительно содержит три ключа, три элемента ИЛИ, четвертьй, п тьй, щес

0

5

0

5

ределени вида короткого замыкани , при этом выход блока формировани модул аварийной составл ющей первой фазы подключен через ключ к первым входам первого и четвертого компараторов и к вторым входам второго и шестого компараторов, выход блока формировани модул аварийной составл ющей второй фазы- подключен через ключ к первым входам второго и п того компараторов и к вторым входам третьего и четвертого компараторов, выход блока формировани модул аварийной составл ющей третьей фазы подключен через ключ к первым входам третьего и шестого компараторов и к вторым входам первого и п того компараторов , выходы компараторов подключены к входам логического блока определени вида короткого замыкани , фазные выходы которого через первые входы Элементов ИЛИ подключены к уп- равл ю1 1;им входам ключей соответствующей фазы, к вторым входам элементов ИЛИ подключены выходы реле положени Отключено выключател соответствующей фазы, а фазные и междуфазные выходь логического блока определени вчда короткого замыкани вл ютс одновременно выходами устройства.

Cs4