УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВКИ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ В НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в устройствах дистанционной защиты (ДЗ) объектов электроэнергетики, в частности, линий электропередачи (ЛЭП) и оборудования.
Известно устройство для дистанционной защиты сети, содержащее блокировку при качаниях (БК), блокировку при неисправности в цепях напряжения (БНН) и блок реле сопротивления (БРС), включающий промежуточные трансформаторы напряжения, промежуточные трансформаторы тока, измерительные органы сопротивления фаз и первый элемент ИЛИ, входы которых предназначены для подключения к защищаемой сети, элемент И с тремя входами, первый вход которого подключен к выходу БРС, второй вход - к выходу БК и к первому входу блока выявления первоочередности срабатывания на основе триггера-арбитра, третий вход - к выходу блока выявления первоочередности срабатывания, а выход БНН через элемент выдержки времени на срабатывание подключен к второму входу блока выявления первоочередности срабатывания [SU 1480005, Н02Н 3/40, 1989].
Недостатком устройства является относительно низкая надежность, обусловленная возможностью ложного срабатывания блока реле сопротивления, например, при нагрузочных режимах работы энергосистемы.
Известно устройство релейной защиты на переменном и постоянном оперативном токе для воздушных линий 110-220 кВ [RU 2017301, С2, Н02Н 3/40, 30.07.1994], содержащее блокировку при качаниях и блок реле сопротивления, включающий промежуточные трансформаторы тока и промежуточные трансформаторы напряжения, входы которых предназначены для подключения к фазам защищаемой сети, а выходы подключены к измерительным органам сопротивления фаз, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока реле сопротивления, элемент И с тремя входами, первый вход которого подключен к выходу блока реле сопротивления, второй вход - к выходу блокировки при качаниях, а выход элемента И является выходом защиты, измерительный орган напряжения обратной последовательности, входы которого подключены к выходам промежуточных трансформаторов напряжения, входы введенного второго элемента ИЛИ подключены к выходу измерительного органа напряжения обратной последовательности и к выходу блока реле сопротивления, выход второго элемента ИЛИ через вновь введенный элемент выдержки времени на срабатывание подключен к первому входу блока выявления первоочередности срабатывания, выход блокировки при качаниях подключен к второму входу блока выявления первоочередности срабатывания, выход которого предназначен для сигнализации неисправности в цепях напряжения и защиты, и подключен к третьему входу элемента И.
Недостатком устройства является относительно низкая надежность, обусловленная возможностью ложного срабатывания устройств дистанционной защиты в нагрузочных режимах в определенных схемно-режимных ситуациях, в частности, при работе в симметричных полнофазных нагрузочных режимах работы энергосистем, когда пусковой орган должен обеспечить срабатывание защиты в режимах короткого замыкания в конце зоны резервирования защиты, но, в то же время, пусковой орган должен обеспечить несрабатывание дистанционной защиты в нормальных и переходных эксплуатационных режимах.
Задачей полезной модели является создание устройства блокировки дистанционной защиты, обладающего повышенной точностью и надежностью, при которых исключается их срабатывание в симметричных полнофазных нагрузочных режимах работы энергосистем, когда пусковой орган должен обеспечить срабатывание защиты в режимах короткого замыкания в конце зоны резервирования защиты, но, в то же время, пусковой орган должен обеспечить несрабатывание дистанционной защиты в нормальных и переходных эксплуатационных режимах.
Требуемый технический результат заключается в снижении рисков неправильной работы устройств дистанционной защиты симметричных полнофазных нагрузочных режимах работы энергосистем.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее элемент ИЛИ и первый элемент И, согласно полезной модели, введены первый блок задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй элемент И, второй блок задержки, третий блок задержки, вход которого соединен с выходом второго блока задержки и с первым входом второго элемента И, а выход соединен с первым входом первого элемента И, выход которого через первый элемент НЕ соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, блок формирования сигнала блокировки дистанционной зашиты, вход которого через второй элемент НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ, четвертый блок задержки, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого выполнен с возможностью подачи через третий элемент НЕ сигнала пуска пускового органа по приращению тока прямой последовательности, первый элемент сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по приращению тока прямой последовательности с уставкой пускового органа по приращению тока прямой последовательности, выход которого соединен со входом первого блока задержки, второй элемент сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по положительному приращению тока обратной последовательности с уставкой пускового органа по положительному приращению тока обратной последовательности, выход которого соединен со входом второго блока задержки, и третий элемент сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по отрицательному приращению тока обратной последовательности с уставкой пускового органа по отрицательному приращению тока обратной последовательности, выход которого соединен со входом четвертого блока задержки.
На чертеже представлена электрическая схема устройства блокировки дистанционной защиты в нагрузочных режимах работы энергосистем
На чертеже обозначены:
1 - элемент ИЛИ;
2 - первый элемент И;
3 - первый блок задержки;
4 - второй элемент И;
5 - второй блок задержки;
6 - третий блок задержки;
7 - первый элемент НЕ;
8 - блок формирования сигнала блокировки дистанционной защиты;
9 - второй элемент НЕ;
10 - четвертый блок задержки;
11 - третий элемент НЕ;
12, 13, 14 - первый, второй и третий элементы сравнения, соответственно.
Устройство блокировки дистанционной защиты в нагрузочных режимах работы энергосистем содержит элемент ИЛИ 1, первый элемент И 2. первый блок 3 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 1, второй элемент И 4, второй блок 5 задержки и третий блок 6 задержки, вход которого соединен с выходом второго блока 5 задержки и с первым входом второго элемента И 4, а выход соединен с первым входом первого элемента И 2, выход которого через первый элемент НЕ 7 соединен со вторым входом второго элемента И 4, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 1. Кроме того, устройство блокировки дистанционной защиты в нагрузочных режимах работы энергосистем содержит также блок 8 формирования сигнала блокировки дистанционной защиты, вход которого через второй элемент НЕ соединен с выходом элемента ИЛИ 1, четвертый блок 10 задержки, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И 2, третий вход которого выполнен с возможностью подачи через третий элемент НЕ сигнала пуска пускового органа по приращению тока прямой последовательности, первый элемент 12 сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по приращению тока прямой последовательности с уставкой пускового органа по приращению тока прямой последовательности, выход которого соединен со входом первого блока 3 задержки. Помимо указанного, устройство блокировки дистанционной защиты в нагрузочных режимах работы энергосистем содержит второй элемент 13 сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по положительному приращению тока обратной последовательности с уставкой пускового органа по положительному приращению тока обратной последовательности, выход которого соединен со входом второго блока 5 задержки, и третий элемент 14 сравнения, выполненный с возможностью сравнения сигнала пускового органа по отрицательному приращению тока обратной последовательности с уставкой пускового органа по отрицательному приращению тока обратной последовательности, выход которого соединен со входом четвертого блока 10 задержки.
Работает устройство блокировки дистанционной защиты в нагрузочных режимах работы энергосистем следующим образом.
ст
БЛ.
В устройстве при выработке сигнала блокировки дистанционной защиты, который формируется блоком 8, учитываются текущие значения приращения тока прямой и обратной последовательности с вводом в работу на время, равное выдержке времени Т срабатывания ступени дистанционной защиты и ступени селективности ΔT. Кроме того, учитывается текущее значение отрицательного приращения токов обратной последовательности для блокировки срабатывания в режимах снижения тока обратной последовательности. Например, при отключении междуфазного короткого замыкания в зоне чувствительности пусковой орган и последующим набросом мощности с попаданием годографа сопротивлений в характеристику срабатывания блокировки из работы выводится пусковой орган на время Т Разблокировка производится при срабатывании пускового органа по приращению токов прямой и обратной последовательности. В режиме трехфазного короткого замыкания в первоначальный момент времени имеется приращение тока обратной последовательности. Для исключения срабатывания при трехфазных коротких замыканиях данный токовый орган благодаря использованию третьего блока задержки 6 не блокирует пусковой орган на время, в течение которого контролируется срабатывание пускового органа по отрицательному приращению тока обратной последовательности.
Величина ΔT выбирается меньшей, чем время отключения выключателя и время действия релейной защиты на смежном элементе. Немаловажным фактором является время, за которое годограф сопротивления переместится в зону срабатывания дистанционной защиты после возникшего наброса мощности. Такое время может составлять от десятков мс до нескольких секунд. Исходя из вышеперечисленных факторов при проведении испытаний опытного образца дистанционной защиты величина ΔT принята равной 70 мс.
Таким образом, в устройстве обеспечивается требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности и надежности работы, поскольку исключается срабатывание в симметричных полнофазных нагрузочных режимах работы энергосистем, когда пусковой орган должен обеспечить срабатывание защиты в режимах короткого замыкания в конце зоны резервирования защиты, но, в то же время, пусковой орган должен обеспечить несрабатывание дистанционной защиты в нормальных и переходных эксплуатационных режимах.