УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ОРГАН ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ И КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ ПОДСТАНЦИЙ, ПОДКЛЮЧЕННЫХ К ОТВЕТВЛЕНИЯМ ОТ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ, ВХОДЯЩИЙ В СОСТАВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ

Полезная модель относится к электротехнике и электроэнергетике и может использоваться в распределительных и межсистемных сетях электроэнергетических систем для обеспечения дальнего резервирования релейных защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям от воздушной линии электропередачи с двухсторонним питанием (ВЛ).
Актуальность задачи дальнего резервирования объясняется возможностью отказа в срабатывании релейной защиты элементов подстанций (в частности, при потере оперативного тока) или отказа в отключении выключателей на стороне высшего напряжения подстанций, а при отсутствии последнего - отказа во включении короткозамыкателей или устройств передачи отключающего сигнала.
Задача дальнего резервирования достаточно успешно решена для линий электропередачи с односторонним питанием, особенно с учетом характеристик и параметров срабатывания современных цифровых защит.
Для линий электропередачи с двухсторонним питанием выполнение требования о необходимости дальнего резервирования защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям, затруднено необходимостью согласования с защитами смежных линий электропередачи.
Решение задачи дальнего резервирования усложняется, если токи короткого замыкания (КЗ) и нагрузки близки по уровню. На линиях электропередачи с двухсторонним питанием односторонние замеры сопротивления до точки КЗ значительно увеличиваются за счет подпитки от источника питания противоположного конца линии. При этом согласование уставок защит ВЛ с защитами смежных элементов загрубляет параметры срабатывания, что приводит к недостаточной чувствительности по дальнему резервированию.
В соответствии с информационными письмами (ИП-1-96(Э) от 30.09.96 г. и др.) Департамента науки и техники РАО «ЕЭС России» в последние годы увеличилось число отказов основных защит или коммутационных аппаратов (короткозамыкателей, отделителей, выключателей), особенно на тупиковых подстанциях и, соответственно, число повреждений силовых трансформаторов.
Как показал опыт эксплуатации, применение новых разработок устройств и мероприятий по обеспечению дальнего резервирования (ДР), а также мероприятий на самих тупиковых подстанциях, не обеспечивает надежности отключения повреждений и, как следствие, не исключает возможности возникновения аварий с большими капитальными затратами на восстановительный ремонт.
Известно устройство резервной защиты линии с трансформаторами на ответвлениях [А.с. 1134082 СССР]. Указанное устройство содержит преобразователь тока в постоянное напряжение, к выходу которого подключена управляемая линия задержки, схему сравнения, к входу которой подключены выходы преобразователя тока в постоянное напряжение и управляемой линии задержки, блок логики, подключенный к выходу схемы сравнения, и выходной орган, подключенный к выходу блока логики через элемент времени.
Недостатком устройства является его неработоспособность при симметричных (трехфазных) КЗ.
Известно также устройство адаптивной резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций. Патент на полезную модель 131246 РФ, МПК H 02H 3/08 (2006.01) / Нагай В.И., Нагай И.В., Киреев П.С., Сарры С.В., Литаш Б.С., Богдан В.А. - Заявл. 05.03.2013; Опубл. 10.08.2013, Бюл. №22. (Патентообладатель: Открытое акционерное общество энергетики и электрификации Кубани (ОАО "Кубаньэнерго") (RU)).
Устройство содержит датчики токов всех трех фаз линии, выходы которых соединены с входами фильтров тока обратной, прямой и нулевой последовательностей, датчики напряжения, включенные на фазные напряжения всех трех фаз A, B, C, выходы которых соединены с входами фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей, также выходы первого, второго, третьего датчиков тока соединены с первыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз соответственно, а выходы первого, второго, третьего датчиков напряжения соединены со вторыми входами первой, второй, третьей схем сравнения фаз, входы четвертой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения прямой последовательности и выходом фильтра тока прямой последовательности, входы пятой схемы сравнения фаз соединены с выходом фильтра напряжения обратной последовательности и выходом фильтра тока обратной последовательности, первый вход блока анализа режимов соединен с выходом первой схемы сравнения фаз, второй вход блока анализа режимов соединен с выходом четвертой схемы сравнения фаз, третий вход блока анализа режимов соединен с выходом второй схемы сравнения фаз, четвертый вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока прямой последовательности, пятый вход блока анализа режимов соединен с выходом пятой схемы сравнения фаз, шестой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока обратной последовательности, седьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом третьей схемы сравнения фаз, восьмой вход блока анализа режимов соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, первый выход блока анализа режимов соединен с входом первого органа выдержки времени, отличающееся тем, что дополнительно введены второй и третий органы выдержки времени, пороговый элемент, логический элемент «И», логический элемент «ИЛИ», логический элемент «НЕ», второй выход блока анализа режимов соединен с входом второго органа выдержки времени, третий выход блока анализа режимов соединен с входом третьего органа выдержки времени, выходы первого, второго, третьего органов выдержки времени соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами логического элемента «ИЛИ», второй выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с входом порогового элемента, выход порогового элемента соединен с входом логического элемента «НЕ», выход логического элемента «НЕ» соединен с вторым входом логического элемента «И», выход логического элемента «ИЛИ» соединен с первым входом логического элемента «И», выход логического элемента «И» соединен с входом выходного органа.
Данное устройство эффективно функционирует при одностороннем питании линии с ответвлениями. При двухстороннем питании в ряде случаев оно обеспечивает каскадное отключение линии при КЗ за трансформаторами, подключенными к ответвлениям. Это является недостатком устройства. По указанной причине данное устройство может выполнять функцию резервного пускового органа устройства дальнего резервирования релейных защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является орган дальнего резервирования, входящий в состав устройства дифференциально-фазной защиты линии электропередачи с двухсторонним питанием (ДФЗ) и дальнего резервирования релейных защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям [Патент 2498471 РФ. Устройство дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи с двухсторонним питанием и дальнего резервирования релейных защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям / С.Л Кужеков, С.С. Кужеков, А.А. Дегтярев, Н.Н. Куров, Г.Г. Ольшанский, А.Д. Трясцин. - Опубл. 2013, Бюл. №31].
На вход указанного органа через устройства сопряжения подключены выходы группы трансформаторов тока и трансформатора напряжения своего конца линии электропередачи и выход органа сравнения фаз.
Орган выполнен с возможностью вычислять ортогональные составляющие отношений выходных напряжений трансформатора напряжения к соответствующим вторичным токам группы трансформаторов тока своего конца линии электропередачи, сравнивать указанные составляющие с заданными значениями, выявлять максимальный из токов фаз линии электропередачи или их разностей и сравнивать указанные токи с заданными значениями, представлять результаты сравнения с заданными значениями всех вышеуказанных величин, а также выходной сигнал органа сравнения фаз в виде логических переменных, реализовывать логическую операцию ИЛИ для всех указанных выше логических переменных, а также логическую операцию И для переменных, полученных после выполнения логической операции ИЛИ и преобразования выходного сигнала органа сравнения фаз в логическую переменную, выполнять операцию выдержки времени для логической переменной, полученной после выполнения логической операции И, причем по логической переменной, полученной после выполнения операции выдержки времени, формировать выходной дискретный сигнал органа дальнего резервирования, выход которого является выходом органа в целом.
Недостатком органа-прототипа является его недостаточная чувствительность к КЗ за трансформаторами малой мощности, подключенными к ответвлениям от ВЛ, и невысокая отстроенность от токов пуска/самозапуска мощных электродвигателей нагрузки, питающихся от ответвительных подстанций. Это объясняется тем, что при наличии транзита по ВЛ орган сравнения фаз ДФЗ может не срабатывать, так как бестоковая пауза сигнала на выходах высокочастотных приемников может не превышать значение угла блокировки, запрещая тем самым отключение ВЛ при КЗ за трансформаторами. Кроме того, значения токов пуска/самозапуска мощных электродвигателей нагрузки, питающихся от ответвительных подстанций, могут превышать значения токов КЗ за маломощными трансформаторами указанных подстанций, что обусловливает необходимость загрубления органа дальнего резервирования. Однако загрубление органа приводит к его несрабатыванию при КЗ за трансформаторами, подключенными к ответвлениям от ВЛ.
Задача, положенная в основу полезной модели, заключается в повышении чувствительности органа дальнего резервирования релейных защит и коммутационных аппаратов подстанций, подключенных к ответвлениям от ВЛ, к коротким замыканиям на сторонах низшего напряжения указанных подстанций за счет использования дополнительной информации о сдвиге фаз между токами по питающим концам ВЛ, имеющейся в ДФЗ.
Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в предотвращении повреждений трансформаторов и другого электротехнического оборудования трансформаторных подстанций, подключенных к ответвлениям от линии электропередачи, при КЗ на стороне низшего напряжения силовых трансформаторов. Такие повреждения могут иметь катастрофические последствия (взрыв, пожар, повреждение находящегося вблизи оборудования и др.) в следующих случаях:
- отказ устройств релейной защиты подстанций (в частности, по причине потери оперативного тока);
- отказ в отключении выключателя на стороне высшего напряжения подстанции;
- отказ во включении короткозамыкателя или устройства передачи отключающего сигнала при отсутствии выключателя на стороне высшего напряжения подстанции.
Благодаря использованию информации о сдвиге фаз между токами по питающим концам ВЛ обеспечивается высокая чувствительность усовершенствованного органа сравнения фаз, реагирующего на указанный сдвиг фаз и полное сопротивление до точки КЗ,
Поставленная задача решается путем использования усовершенствованного органа дальнего резервирования, являющегося элементом устройства дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи с двухсторонним питанием. На вход указанного органа через устройства сопряжения подключены выходы группы трансформаторов тока, трансформатора напряжения и выход высокочастотного приемника своего конца линии электропередачи. Орган выполнен с возможностью вычислять минимальные значения отношений выходных напряжений трансформатора напряжения к соответствующим вторичным токам группы трансформаторов тока своего конца линии электропередачи и формировать выходной сигнал, причем выход органа дальнего резервирования подключен к цепям отключения силового выключателя своего конца линии электропередачи.
Усовершенствование органа заключается в том, что в его состав дополнительно введено реле с торможением, рабочий вход которого подключен к выходу высокочастотного приемника своего конца линии электропередачи, тормозной вход подключен к выходу элемента, вычисляющего минимальное значение отношения выходных напряжений трансформатора напряжения к соответствующим вторичным токам группы трансформаторов тока своего конца линии электропередачи, а выход реле с торможением через элемент выдержки времени соединен с выходом органа дальнего резервирования. В состав органа дополнительно введен элемент контроля приращения углов сдвига токов относительно напряжений на входе полукомплекта защиты, выход которого подключен ко входу цепей пуска высокочастотного передатчика полукомплекта дифференциально-фазной высокочастотной защиты.
На фиг. 1 приведена принципиальная однолинейная электрическая схема линии электропередачи с двухсторонним питанием, имеющей ответвления, и устройства дифференциально-фазной высокочастотной защиты с усовершенствованным органом дальнего резервирования. На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства дифференциально-фазной высокочастотной защиты с усовершенствованным органом дальнего резервирования. На втором конце линии установлен такой же полукомплект устройства дифференциально-фазной высокочастотной защиты с усовершенствованным органом дальнего резервирования. На фиг. 3 приведена  функциональная схема усовершенствованного органа дальнего резервирования, установленного в полукомплекте устройства дифференциально-фазной высокочастотной защиты на первом конце защищаемой линии.
В соответствии с фиг. 1 к питающим электроэнергетическим системам 1 (С1) и 2 (С2) через силовые выключатели 3 (В1), 4 (В2), группы трансформаторы тока 5 (ТТ1), 6 (ТТ2) и высокочастотные заградители 7 (З1), 8 (З2) подключена защищаемая линия электропередачи 9 (ВЛ), с трансформаторными подстанциями на ответвлениях 10 (ПС1) и 11 (ПС2). Трансформатор напряжения 12 (ТН1), 13 (ТН2) и группы трансформаторов тока 5 (ТТ1), 6 (ТТ2) являются источниками информации для защиты линии электропередачи. Высокочастотные заградители 7 (З1), 8 (З2), конденсаторы связи 14 (КС1), 15 (КС2) и фильтры присоединения 16 (ФП1), 17 (ФП2) являются элементами высокочастотной обработки линии электропередачи. Выходы высокочастотных передатчиков 18 (ПД1), 19 (ПД2) и входы высокочастотных приемников 20 (ПР1), 21 (ПР2) подключены, соответственно, к фильтрам присоединения 16 (ФП1), 17 (ФП2). К входам полукомплектов защиты 22 (ПК1) и 23 (ПК2) подключены, соответственно, выходы групп трансформаторов тока 5 (ТТ1), 6 (ТТ2) и трансформаторов напряжения 12 (ТН1), 13 (ТН2), а также выходы приемников 20 (ПР1), 21 (ПР2). Выходы полукомплектов защиты 22 (ПК1) и 23 ПК2), соответственно, подключены к входам высокочастотных передатчиков 18 (ПД1), 19 (ПД2) и цепям отключения без выдержки времени силовых выключателей 3 (В1), 4 (В2) своих концов линии электропередачи.
В состав первого полукомплекта устройства защиты (фиг. 2) входят чувствительный пусковой орган высокочастотного передатчика 24 (ПО11) и орган манипуляции высокочастотного передатчика 25 (ОМ1), выходы которых подключены к входам высокочастотного передатчика 18 (ПД1), а входы подключены к выходу группы трансформаторов тока 5 (ТТ1). Кроме того, в состав полукомплекта входят грубый пусковой орган 26 (ПО12), подготавливающий цепи отключения защиты, вход которого подключен к выходу группы трансформаторов тока 5 (ТТ1), пусковой орган 27 (БПО1), блокирующий действие защиты при коротких замыканиях за трансформаторами подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенными к ответвлениям, орган сравнения фаз 28 (ОСФ1), вход которого подключен к выходу высокочастотного приемника 20 (ПР1). Выходы пускового органа 26 (ПО12) и пускового органа 27 (БПО1), подготавливающего цепи отключения защиты, подключены к входам первого логического элемента 29 (И11), а выходы указанного элемента и органа сравнения фаз 28 (ОСФ1) подключены к входам второго логического элемента 30 (И12), выход которого подключен к цепям отключения без выдержки времени силового выключателя 3 (В1).
AB
BC
CA
На вход усовершенствованного органа дальнего резервирования 31 (УОДР1) через блок вторичных преобразователей 32 (БВП) подключены выходы группы трансформаторов тока 5 (ТТ1) и трансформатора напряжения 12 (ТН1) своего конца линии электропередачи и выход высокочастотного приемника 20 (ПР1). Усовершенствованный орган дальнего резервирования 31 (УОДР1), функциональная схема которого приведена на фиг. 3, представляет собой дополнительный орган сравнения фаз токов по концам линии с двухсторонним питанием с торможением по сопротивлению, измеряемому на входе органа 44 (ДОСФТ). Блок вторичных преобразователей 32 (БВП), входящий в состав устройства ДФЗ, подключен к выходам ТТ1 (5) и ТН1 (12) и формирует векторы первой гармоники токов и напряжений  Выходы 32 (БВП) подключены ко входам формирователей разностных токов и напряжений 34-39. В элементах 34-36 и 37-39 формируются, соответственно, разностные токи и напряжения. Элементы 40 (Z), 41 (Z), 42 (Z), подключенные к выходам элементов 34-39, вычисляют сопротивления на входах 44 (ДОСФТ). Минимальное из указанных сопротивлений с помощью мини-селектора 43 (MIN) подается на вход ДОСФТ (44). Выход указанного органа через элемент выдержки времени 45 (Δt) и выходной орган 46 (ВО) подключен к цепям отключения силового выключателя 3 (В1) своего конца линии электропередачи.
В состав усовершенствованного органа дальнего резервирования 31 (УОДР1) дополнительно введен элемент 47 (ДПО ВЧ П1) контроля приращения углов сдвига токов относительно напряжений на входе полукомплекта защиты, выход которого подключен к цепям пуска высокочастотного передатчика 18 (ПД1), а ко входу этого элемента подключены выходы блока вторичных преобразователей 32 (БВП1) полукомплекта ДФЗ 22 (ПК1).
Аналогично выполнен второй полукомплект, установленный на противоположном конце линии электропередачи и действующий на отключение с выдержкой времени силового выключателя 4 (В2).
Элементы, входящие в состав полукомплектов предлагаемого устройства защиты, могут быть выполнены в микропроцессорных устройствах дифференциально-фазной высокочастотной защиты линий электропередачи, выпускаемых различными фирмами России (ООО НПП «ЭКРА», ООО НПП «Бреслер», ЗАО «РАДИУС Автоматика» и др.), а также за рубежом.
Удобно проводить анализ работы устройства в четырех характерных режимах:
- исправное состояние линии электропередачи, т.е. повреждения на защищаемой линии отсутствуют;
- внешнее (по отношению к устройству защиты) КЗ;
- КЗ на защищаемой линии;
- КЗ за трансформатором, подключенным к ответвлению от линии.
Устройство с предлагаемым органом работает следующим образом.
Работа устройства в исправном состоянии защищаемой линии. Элементы полукомплекта защиты, установленного на первом конце линии, функционируют следующим образом. Пусковой орган высокочастотного передатчика 24 (ПО11) и орган манипуляции 25 (ОМ1) высокочастотного передатчика 18 (ПД1), а также пусковой орган 26 (ПО12), подготавливающий цепи отключения защиты, находятся в несработанном состоянии, так как токи в фазах линии недостаточны для их срабатывания. Орган манипуляции 25 (ОМ1) высокочастотного передатчика 18 (ПД1) не осуществляет манипуляцию высокочастотного сигнала, на выходе приемника 20 (ПР1) сигнал отсутствует. Орган сравнения фаз 28 (ОСФ1) находится в несработанном состоянии.
Параметры срабатывания пускового органа 27 (БПО1), блокирующего действие защиты при коротких замыканиях за трансформаторами подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенными к ответвлениям, выбираются таким образом, чтобы он не срабатывал при КЗ за силовыми трансформаторами подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенными к ответвлениям от линии электропередачи. Поэтому в нормальном режиме пусковой орган 27 (БПО1) не срабатывает. Орган дальнего резервирования 31 (УОДР1) также находится в несработанном состоянии, так как его пусковые элементы не срабатывают. Сигналы на отключение без выдержки времени и с выдержкой времени силового выключателя 3 (B1) отсутствуют.
Аналогичным образом функционируют элементы полукомплекта защиты, установленного на втором конце линии.
Работа устройства при внешних КЗ. В случае внешнего КЗ (например, короткое замыкание в точке К1, фиг. 1) элементы полукомплекта защиты, установленного на первом конце линии электропередачи, функционируют следующим образом. Срабатывают пусковой орган 24 (ПО11) высокочастотного передатчика и орган манипуляции высокочастотного передатчика 25 (ОМ1), а также пусковой орган 26 (ПО12), подготавливающий цепи отключения защиты, пусковой орган 27 (БПО1), блокирующий действие защиты при коротких замыканиях за трансформаторами, подключенными к ответвлениям, и пусковые элементы органа дальнего резервирования 31 (УОДР1). Высокочастотный передатчик 18 (ПД1) генерирует высокочастотный сигнал. Из-за сдвига по фазе между векторами токов по концам линии на угол, близкий к 180°, в сигнале на выходе приемника 20 (ПР1) отсутствует бестоковая пауза, превышающая угол блокировки защиты. В результате орган сравнения фаз 28 (ОСФ1) не срабатывает, блокируя действие дифференциально-фазной защиты. По указанной причине на выходах логического элемента 30 (И12) не возникает сигнал на отключение силового выключателя 3 (В1). Орган дальнего резервирования 31 (УОДР1) также не срабатывает, хотя его пусковые элементы находятся в состоянии логической единицы. Неправильное срабатывание органа исключается выбором выдержки времени.
Аналогичным образом функционируют элементы полукомплекта защиты, установленного на втором конце линии.
При КЗ в зоне действия защиты (например, короткое замыкание в точке К2) срабатывают пусковой орган высокочастотного передатчика 24 (ПО11) и орган манипуляции 25 (ОМ1) высокочастотного передатчика 18 (ПД1), а также пусковой орган 26 (ПО12), подготавливающий цепи отключения защиты, пусковой орган 27 (БПО1), блокирующий действие защиты при коротких замыканиях за трансформаторами, подключенными к ответвлениям, и пусковые элементы органа дальнего резервирования 31 (УОДР1). Высокочастотный передатчик 18 (ПД1) генерирует высокочастотный сигнал. Из-за совпадения по фазе векторов токов по концам линии в сигнале на выходе приемника 20 (ПР1) имеется бестоковая пауза, превышающая угол блокировки защиты. Орган сравнения фаз 28 (ОСФ1) срабатывает, фиксируя факт возникновения КЗ в зоне действия дифференциально-фазной защиты линии. На выходах логических элементов 29 (И11) и 30 (И12) появляется логический сигнал «1». Силовой выключатель 3 (В1) отключается без выдержки времени.
Хотя пусковые элементы органа дальнего резервирования 31 (УОДР1) и орган сравнения фаз 28 (ОСФ1) срабатывают, сигнал на выходе органа дальнего резервирования может появиться только по истечению выдержки времени, которая превышает время отключения линии электропередачи устройством дифференциально-фазной высокочастотной защиты. Таким образом, орган дальнего резервирования 31 (УОДР1) не участвует в отключении без выдержки времени силового выключателя 3 (В1).
Аналогичным образом функционируют элементы полукомплекта защиты, установленного на втором конце линии, т.е. с действием на отключение силового выключателя 4 (В2).
При КЗ за силовым трансформатором подстанции, подключенной к ответвлению от линии электропередачи, например, в точке КЗ, срабатывают пусковой орган 24 (ПО11) высокочастотного передатчика 18 (ПД1) и орган манипуляции 25 (ОМ1) высокочастотного передатчика 18 (ПД1). Высокочастотный передатчик 18 (ПД1) генерирует манипулированный высокочастотный сигнал. Из-за совпадения по фазе векторов токов по концам линии в сигнале на выходе приемника 20 (ПР1) имеется бестоковая пауза, превышающая угол блокировки защиты. Орган сравнения фаз 28 (ОСФ1) срабатывает, фиксируя факт возникновения КЗ в зоне действия защиты линии.
Пусковой орган 27 (БПО1), блокирующий действие защиты при коротких замыканиях за трансформаторами подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенными к ответвлениям, не срабатывает, так как параметры его срабатывания выбираются таким образом, чтобы он блокировал действие дифференциально-фазной защиты линии электропередачи при КЗ за трансформаторами подстанций, подключенных к ответвлениям от защищаемой ВЛ. По указанной причине на выходе логических элементов 29 (И11) и 30 (И12) логический сигнал «1» отсутствует. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линии электропередачи не действует на отключение без выдержки времени силового выключателя 3 (В1).
Дополнительный орган сравнения фаз 44 (ДОСФТ) срабатывает и с выдержкой времени действует на отключение выключателя 3 (В1) своего конца ВЛ.
В случае КЗ за маломощным силовым трансформатором штатные пусковые органы ДФЗ могут не сработать и не осуществить пуск ВЧ передатчиков по питающим концам ВЛ. В этом случае срабатывание элемента 47 (ДПО ВЧ П1) контроля приращения углов сдвига токов относительно напряжений на входе полукомплекта защиты обеспечивает пуск ВЧ передатчиков и срабатывание дополнительного органа сравнения фаз токов по концам линии с двухсторонним питанием с торможением по сопротивлению 44 (ДОСФТ). Происходит набор выдержки времени на срабатывание органа дальнего резервирования 31 (УОДР1). Если КЗ не было отключено ранее выключателем трансформатора подстанции 10 (ПС1) или 11 (ПС2), подключенного к ответвлению от линии электропередачи (вследствие отказа в срабатывании штатных защит элементов подстанции, потери оперативного тока на подстанции или отказа выключателя на стороне высшего напряжения подстанции в отключении, отказа во включении короткозамыкателя или устройства передачи отключающего сигнала), то после истечения выдержки времени на срабатывание на выходе органа дальнего резервирования 31 (УОДР1) появляется сигнал на отключение выключателя 3 (В1) с выдержкой времени.
Аналогичным образом функционируют элементы полукомплекта защиты, установленного на противоположном конце линии, действуя с выдержкой времени на отключение силового выключателя 4 (В2).
Таким образом, наличие усовершенствованных органов дальнего резервирования позволяет обеспечить отключение линии с выдержкой времени при КЗ за силовыми трансформаторами подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенных к ответвлениям от линии электропередачи, сопровождающимися отказами в срабатывании релейной защиты элементов указанных подстанций, потерей оперативного тока на подстанции или отказом в отключении выключателей на стороне высшего напряжения указанных подстанций, а при отсутствии последних - отказом во включении короткозамыкателей или устройств передачи отключающего сигнала.
Параметры срабатывания органа дальнего резервирования 31 (УОДР1), а также его выдержки времени выбираются по условиям согласования с резервными защитами трансформаторов подстанций 10 (ПС1) и 11 (ПС2), подключенных к ответвлениям от линии, и чувствительности. Благодаря использованию сигналов с выходов высокочастотных приемников дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи 20 (ПР1) и 21 (ПР2) орган дальнего резервирования 31 (УОДР1) не требует отстройки от токов асинхронного режима и внешних КЗ. Это обстоятельство позволяет значительно повысить чувствительность указанного органа.
Орган дальнего резервирования 31 (УОДР1) и аналогичный установленный в другом полукомплекте ДФЗ, реализуют функции реле сдвига фаз токов по концам ВЛ с торможением по сопротивлению до точки КЗ. Параметры срабатывания указанных реле должны выбираться таким образом, чтобы орган дальнего резервирования надежно срабатывал при КЗ на стороне низшего напряжения силовых трансформаторов подстанций, подключенных к ответвлениям от линии электропередачи.
Предлагаемое устройство обладает следующей совокупностью свойств, которую не имеет ни одно из известных устройств того же назначения:
1. Обеспечение с выдержкой времени отключения ВЛ в качестве защиты дальнего резервирования при отказах в срабатывании релейной защиты элементов подстанций, подключенных к ответвлениям от линии (в частности, при потере оперативного тока на подстанциях), или отказах в отключении выключателей на стороне высшего напряжения указанных подстанций, а при отсутствии выключателей - отказа во включении короткозамыкателей или устройств передачи отключающих сигналов;
2. Высокая чувствительность органа дальнего резервирования, что объясняется отсутствием необходимости согласования ее параметров срабатывания с защитами смежных элементов по отношению к данной линии электропередачи, что обеспечивается благодаря фиксации факта наличия КЗ на линии или в цепях ответвлений органами сравнения фаз дифференциально-фазной высокочастотной защиты.
Высокая чувствительность органа дальнего резервирования объясняется также совместным действием дополнительного органа сравнения фаз ДОСФТ и элемента 47 (ДПО ВЧ П1) контроля приращения углов сдвига токов относительно напряжений на входе полукомплекта защиты, чем обеспечивается реагирование на КЗ на стороне низшего напряжения маломощных ответвительных трансформаторов.
3. Отсутствие необходимости отстройки защиты дальнего резервирования от токов асинхронного режима, протекающих по линии электропередачи, что обеспечивается органом сравнения фаз дифференциально-фазной высокочастотной защиты.
4. Отсутствие необходимости отстройки защиты дальнего резервирования от токов внешних (по отношению к дифференциально-фазной высокочастотной защите) КЗ, что обеспечивается органом сравнения фаз дифференциально-фазной высокочастотной защиты.
5. По сравнению с прототипом более высокая чувствительность, что обусловлено повышенной отстроенностью от токов нагрузочных режимов благодаря использованию двух параметров: продолжительность бестоковой паузы на выходе высокочастотного приемника в сочетании с торможением по значению замеренного сопротивления линии.
6. Невысокая стоимость, так как используемые в настоящее время устройства дальнего резервирования представляют собой отдельные шкафы с микропроцессорными терминалами. Предлагаемый орган представляет собой программный комплекс, входящий в состав микропроцессорной дифференциально-фазной высокочастотной защиты и для его реализации не требуются дополнительные электромагнитные, электронные и прочие компоненты.
Указанная совокупность свойств объясняется эффектом совместного использования высокочастотной дифференциально-фазной защиты и органа дальнего резервирования.