ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ С НЕСИММЕТРИЧНЫМИ ТОКОПРОВОДАМИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ
С НЕСИММЕТРИЧНЫМИ ТОКОПРОВОДАМИ
Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано в технике релейной защиты.
Известен измерительный орган для токовой защиты (SU 1086494 A2, МПК 5 Н02Н3/08, опубл. 15.04.1984), содержащий три геркона, установленные в магнитном поле шинопровода. Один из них снабжен отградуированной подвижной зубчатой рейкой, поворотной частью с визиром и стопорным винтом. Один конец рейки неподвижно закреплен на пластине, а другой установлен с возможностью перемещения и фиксации относительно шинопровода в пазах поворотной части, сцепленной, например, с фланцем опорного изолятора шинопровода. Пластина выполнена с продольными прорезями по числу герконов с возможностью горизонтального перемещения по ней герконов.
Этот измерительный орган для горизонтального расположенных токопроводов обладает существенным недостатком - не имеет регулировки тока срабатывания путем перемещения геркона в вертикальной плоскости, что ограничивает точность регулирования.
Известен измерительный орган для релейной защиты элементов энергосистем (KZ 15216.А, МПК7 Н02Н3/08, опубл. 15.12.2004), содержащий немагнитные штанги со шкалами, герконы, установленные на пластине и расположенные в магнитном поле токопровода, две крепежные планки с хомутами, для каждой фазы два опорных изолятора, разъемный кожух, состоящий из передней части со шкалой и задней части, имеющей пазы, отверстия, и крепежные петли, стержень с резьбой и контргайкой, платформу с ползунами и отверстием с резьбой. Изоляторы прикреплены к первой крепежной планке и выполнены с возможностью прикрепления к ним проводников фаз, находящихся между гирляндами изоляторов портала. Планки закреплены хомутами к опорам портала. Немагнитные штанги установлены на второй крепежной планке. Разъемный кожух крепежными петлями прикреплен к немагнитным штагам. Пластина фиксирующими винтами прикреплена к платформе. Стержень с резьбой вставлен в отверстия задней части кожуха и отверстие платформы. Ползуны платформы вставлены в пазы задней части кожуха.
Этот измерительный орган невозможно использовать для элементов энергосистем с несимметричными трехфазными токопроводами, так как он не имеет приспособлений для крепления вблизи токопроводов, а также не может быть жестко зафиксирован в расчетной точке.
В настоящее время не известны измерительные органы для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами.
Задачей изобретения является разработка измерительного органа для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами.
Поставленная задача решена за счет того, что измерительный орган для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами содержит две группы герконов, расположенных в магнитном поле токопровода. Каждая группа герконов размещена с возможностью перемещения и фиксации на своей пластине, которая размещена с возможностью перемещения и фиксации на своей крепежной планке, на которую нанесена шкала. Крепежные планки прикреплены к опоре воздушной линии электропередач хомутами, тягами, установленными параллельно опоре и тросами с талрепами. При этом каждая группа герконов содержит не менее шести герконов. Каждый геркон размещен в отдельном корпусе на пластине геркона, на которую нанесена градуировка. Пластина геркона прикреплена к платформе с возможность поворота относительно продольной оси геркона. В платформе выполнен сквозной канал с резьбой, в который вставлен стержень, снабженный резьбой и ручкой с контргайкой. Ползун прикреплен к платформе, которая выполнена с возможностью перемещения внутри корпуса по пазам, выполненным вдоль его боковых сторон. Передняя часть корпуса снабжена шкалой и прямоугольным окошком.
Предлагаемый измерительный орган для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами фаз А, В и С построен так, что перемещение герконов осуществляют как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях относительно токопровода. Заявляемая конструкция позволяет изменять угол между горизонтальной плоскостью и продольной осью герконов, не снимая корпус с каждого геркона, что облегчает монтаж и эксплуатацию устройства.
Таким образом, предлагаемый измерительный орган предназначен для решения задачи построения релейной защиты линии с несимметричными токопроводами, например, фильтра тока нулевой последовательности для защиты от коротких замыканий на землю, когда геркон используют как измерительный и реагирующий орган.
На фиг. 1 приведен главный вид измерительного органа для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение планки, вид сверху.
На фиг. 3 приведен разрез корпуса геркона.
На фиг. 4 представлен вид сверху пластины с герконами.
Измерительный орган для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами фаз А, В, С жестко установлен на опоре 1 (фиг. 1) воздушной линии (например, для ВЛ 110-220 кВ). К опоре 1 с помощью первого и второго хомутов 2 и 3 прикреплены первая и вторая крепежные планки 4 и 5, на каждую из которых нанесена шкала. Крепежные планки 4 и 5 которые зафиксированы первой и второй тягами 6 и 7, установленными параллельно опоре 1, первым и вторым тросами 8 и 9 с помощью первого, второго, третьего и четвертого талрепа 10, 11, 12 и 13. На первую и вторую крепежные планки 4 и 5 с помощью болтов 14 (фиг. 2) с возможностью перемещения и фиксации прикреплены первая и вторая пластины 15 и 16 (фиг. 1), к которым прикреплены с возможностью перемещения и фиксации первая и вторая группы герконов 17 и 18. Каждая группа герконов содержит не менее шести герконов для резервирования и повышения надежности систем релейной защиты. Каждый из группы герконов 17 и 18, например, геркон 19 (фиг. 2) размещен в своем корпусе 20 и соединен с помощью губок 21 с пластиной 22 геркона, на которую нанесена градуировка. Пластина 22 геркона с помощью фиксирующих винтов 23 прикреплена к платформе 24 с возможностью поворота относительно продольной оси геркона. В платформе 24 выполнен сквозной канал с резьбой, в который вставлен стержень 25 с резьбой. Ползун 26 (фиг. 3) прикреплен к платформе 24 с возможностью перемещения внутри корпуса 20. К первой и второй пластине 15 и 16 (фиг. 1) прикреплены направляющие 27 (фиг. 3), к которым с помощью зажимов 28 прикреплен корпус 20. В верхней части корпуса 20 выполнены шкала 29 и прямоугольное окошко 30. Внутри корпуса 20 вдоль боковых его сторон выполнены два паза 31 (фиг. 2) для перемещения по ним платформы 24. Стержень 25 с резьбой снабжен ручкой 32 с контргайкой 33.
В качестве геркона 19 для первой и второй группы герконов 17 и 18 могут быть использованы герконы типа КЭМ-1. Корпус 20 с пазами 31, первая 4 и вторая 5 крепежные планки, первая 15 и вторая 16 пластины, стержень 25 с резьбой, ручка 32, платформа 24, ползун 26, зажимы 28, губки 21, пластина 22 геркона, направляющие 27 выполнены из немагнитного материала, например, дюралюминия. Первый 2 и второй 3 хомут, первый 8 и второй 9 тросы, четыре талрепа 10, 11, 12, 13, две тяги 6, 7, болты 14, контргайка 33 и фиксирующие винты 23 выполнены из немагнитного материала, например, нержавеющей стали. Опора 1 стандартная железобетонная.
А
1
В измерительном органе для релейной защиты линии с несимметричными токопроводами ток срабатывания регулируют следующим образом. Расположение, например, одного геркона 19 из группы 17 на пластине 15, изменяют вдоль длины крепежной планки 5 со шкалой (фиг. 1) при помощи болтов 14 (фиг. 2). Перемещение геркона 19 на пластине 15 влево или вправо относительно токопровода фазы А осуществляют перемещением платформы 24 по стержню 25 с резьбой на расстояние l. Количественная оценка перемещения отображается на шкале 29 передней части корпуса 20 (фиг. 3). Изменение расстояния h между токопроводом и герконом 19 в вертикальной плоскости достигается изменением положения корпуса 20 и фиксацией его с помощью зажимов 28. Угол γ между горизонтальной плоскостью и продольной осью геркона 19 изменяют ручкой 32 (фиг.2), при повороте которой стержень 25 перемещает платформу 24 с резьбой. Количественная оценка изменения угла γ отображается градуировкой на пластине 21 через окошко 30. Положение всех герконов на второй пластине 16 регулируют аналогично относительно токопроводов фаз В и С.
Если геркон 19 (фиг.1) установлен в плоскости, перпендикулярной параллельно расположенным фазам А, В и С воздушной линии, так, что точка М в зазоре между его контактами находится от них на расстояниях ,  и , больших минимально допустимых по технике безопасности, тогда, в соответствии с законом Био - Савара - Лапласа, индукция  магнитного поля, созданного токами фаз ,  и , действующая в точке М вдоль продольной оси геркона 19:
(1)
где ,  и  - индукции магнитных полей в точке М от токов ,  и ;
,  и  - углы между продольной осью геркона 19 и индукциями ,  и ;
- магнитная проницаемость воздуха.
Геркон 19 выполняет функции фильтра токов нулевой последовательности, если реагирует на токи нулевой последовательности:
,
тогда из (1):
(2)
Для использования заявляемого измерительного органа в качестве фильтра тока нулевой последовательности необходимо:
1) чтобы геркон 19 был установлен на окружности с центром в точке О радиусом
,
где  - расстояние между фазами А и В;
- расстояние между фазами В и С,
- расстояние по вертикали от фазы А до В (фиг. 1);
2) продольная ось геркона 19 должна совпадать с касательной к этой окружности.
Например, для железобетонной промежуточной одноцепной опоры ВЛ 220кВ при расположение фаз м, м, м геркон 19 устанавливают на расстоянии R=4,2 м при соблюдении условия (2) м, м, м,  (при м, м, м, , , ).