Способ защиты линии 35 кВ

(51) 02 Н 3/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ селективно без выдержки времени последний поврежднный участок линии, посылкой высокочастотного сигнала с головы линии, разрешающего действие его защиты, если одновременно фиксируется меньшее количество высокочастотных сигналов отличающихся между собой по частоте, то осуществляется селективное отключение без выдержки времени следующих участков линии по направлению к голове линии, посылкой с головы линии закодированных высокочастотных сигналов,разрешающих действие их защит, если фиксируются один высокочастотный сигнал, то осуществляется отключение без выдержки времени головного выключателя, действием е защиты, которое достигается введением в каждый комплект защиты линии схем управления высокочастотной частью защиты и выключателем (43-48), обеспечивающей кратковременный пуск генератора высокой частоты при срабатывании защиты и посылку его по высокочастотному каналу в голову линии, а также прим и реализацию закодированного высокочастотного сигнала, посылаемого с головы линии для осуществления отключения выключателя, а в головную защиту схему определителя поврежднного участка линии (41, 42), осуществляющего эту функцию по количеству одновременно возникающих высокочастотных сигналов,а также производящий посылку закодированных сигналов в комплекты защит поврежднных участков линии,разрешающих их действие.(72) Анисимов Юрий Васильевич Рожков Виталий Игоревич(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан(56) Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М. Энергоатомиздат, 1998.-с.251-255(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ 35 КВ(57) Изобретение относится к области энергетики, в частности к автоматическим устройствам, предназначенным для защиты линий 35 кВ. Технической задачей изобретения является расширение функциональной возможности способа,которая заключается в способности защищать линию, состоящую из нескольких участков и отключать селективно без выдержки времени любой поврежднный участок, которая достигается путм контроля количества одновременно возникающих высокочастотных сигналов, отличающихся по частоте, в голове линии 35 кВ, которые передаются по высокочастотному каналу при срабатывании защит без выдержки времени подстанций 35/10 кВ и если одновременно будет зафиксировано количество сигналов, равное количеству защит,установленных на данной линии, то отключается 20597 Изобретение относится к области энергетики, в частности к автоматическим устройствам,предназначенным для защиты линий 35 кВ. Известен способ токовой направленной защиты линии 35 кВ (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М. Высш. шк., 1991. - с. 192-198), который заключается в контроле тока и направления мощности короткого замыкания в начале линии или е участка. Отключение линии или участка осуществляется если срабатывает пусковой орган защиты, реагирующий на ток короткого замыкания, а мощность короткого замыкания направлена от шин в линию. Недостатком этого способа является использование ступенчатого принципа согласования защит по времени, согласно которому выдержка времени защит участков линии увеличивается по направлению к шинам питающей подстанции, что усугубляет последствия коротких замыканий. Известен способ защиты без выдержки времени подстанции (Патент РК 50582, 16.10.2006, бюл.10), который заключается в контроле количества одновременно возникающих бросков тока короткого замыкания в контролируемых точках подстанции,по результатам которого осуществляется селективное отключение без выдержки времени поврежднного элемента подстанции. Однако этот способ не может быть использован для защиты линии 35 кВ состоящей из нескольких участков, из-за большой протяжнности кабеля,который необходим для связи датчиков тока с головной защитой линии 35 кВ. Известен способ токовой направленной защиты с высокочастотной блокировкой принятый за прототип (Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М. Энергоатомиздат, 1998. -с.251-255), который заключается в контроле величины тока и направления мощности короткого замыкания по концам защищаемой линии и если направления мощности положительны, то есть от шин в линию,то происходит е отключение без выдержки времени с обеих сторон, если на одном из концов линии направление мощности короткого замыкания не соответствует положительному направлению(направлена к шинам подстанции), то этот комплект защиты подат по высокочастотному каналу блокирующий сигнал в комплект защиты противоположного конца линии, у которого направление мощности короткого замыкания положительна,осуществляя запрет действия защиты на отключение. Однако этот способ получил реализацию для защиты одиночных линий и поэтому не предусматривает е действие при коротком замыкании на смежном участке. Технической задачей изобретения является расширение функциональной возможности способа,которая заключается в способности защищать линию, состоящую из нескольких участков и отключать селективно без выдержки времени любой поврежднный участок, которая достигается путм контроля количества одновременно возникающих 2 высокочастотных сигналов, отличающихся по частоте, в голове линии 35 кВ, которые передаются по высокочастотному каналу при срабатывании защит без выдержки времени подстанций 35/10 кВ и если одновременно будет зафиксировано количество сигналов, равное количеству защит,установленных на данной линии, то отключается селективно без выдержки времени последний поврежднный участок линии, посылкой высокочастотного сигнала с головы линии, разрешающего действие его защиты, если одновременно фиксируется меньшее количество высокочастотных сигналов отличающихся между собой по частоте, то осуществляется селективное отключение без выдержки времени следующих участков линии по направлению к голове линии, посылкой с головы линии закодированных высокочастотных сигналов,разрешающих действие их защит, если фиксируются один высокочастотный сигнал, то осуществляется отключение без выдержки времени головного выключателя, действием ее защиты. Сущность способа поясняется чертежами, где представлены (фиг. 1) функциональная схема способа, (фиг. 2) схема управления высокочастотной частью защиты и высоковольтным выключателем и (фиг.3) схема определителя поврежднного участка линии 35 кВ. Первичная схема содержит шины 35 кВ питающих подстанций 1, 2, высоковольтные выключатели 3-10, силовые трансформаторы 11-14, высокочастотные заградители 15, 16. Ко вторичным цепям относятся, схемы соединения трансформаторов тока 17-22, токовые защиты головных участков линии 23, 24, токовые защиты подстанций 35/10 кВ 25-28, генераторы высокой частоты 29-34, примники высокой частоты 35-40,определители поврежднного участка линии 41, 42,схемы управления высокочастотной частью защиты и высоковольтным выключателем 43-48. Определитель поврежднного участка линии содержит полосовые фильтры 49-51, дешифратор 52, исполнительные элементы 53-55, элементы НЕ 56, 57, логические элементы И 58-61. Схема управления высокочастотной частью защиты и высоковольтным выключателем включает в себя двухпозиционное реле 1 с контактами 1.1 -1.4, реле времени КТ с контактом КТ 1,промежуточное реле 2 с контактами 2.1 -2.2, электромагнит отключения , контакты пускового органа защиты КА и органа направления мощности , вспомогательные контакты привода выключателя -3. Рассмотрим работу функциональных схем способа на примере линии 35 кВ с двухсторонним питанием, к которой подключены две двухтрансформаторные подстанции 35/10 кВ. Реализация способа предусматривает установку на подстанциях 35/10 кВ комплектов защит,обеспечивающих селективное отключение без выдержки времени коротких замыканий, которые возникают на подстанции, а также на шинах 35 кВ и примыкающих к ним участках линии 35 кВ. 20597 Поскольку линия 35 кВ с двухсторонним питанием, то предусматривается установка органов направления мощности, токовые цепи которых включены в схемы соединения трансформаторов тока шин 35 кВ. Предположим, что произошло короткое замыкание на линии 35 кВ в точке К 1. В этом случае срабатывают защиты 28, 26 и 23 в схемах управления которых замыкаются контакты КА пусковых органов защиты и органов направления мощности, осуществляя одновременный пуск генераторов высокой частоты 29, 31 и 33 и подачу питания на первую катушку двухпозиционного реле 1. Реле срабатывает и своим контактом 1.3 отключает генератор высокой частоты, обеспечивая кратковременную подачу высокочастотных сигналов в канал связи, а контактом 1.4 запускает реле времени КТ, которое осуществляет возврат схемы в исходное состояние после действия защиты. Возникшие одновременно высокочастотные сигналы, отличающиеся по частоте, с генераторов высокой частоты 29, 31 и 33 по высокочастотному каналу поступают в примник высокой частоты 35 головной защиты и в схему определителя поврежднного участка линии 35 кВ сначала на полосовые фильтры 49-51, затем в дешифратор 52, а с него на исполнительные элементы 53-55. Поскольку поступило одновременно три разных по частоте сигнала, то, соответственно, срабатывают три исполнительных элемента, с которых сигналы подаются на вход элемента И 58. На выходе этого элемента появляется сигнал, который запускает генератор высокой частоты 29, вырабатывающий высокочастотный сигнал, на который настроен только примник высокой частоты 39. Поступивший в примник высокой частоты 39 сигнал преобразуется в напряжение и податся на катушку промежуточного реле 2, реле срабатывает и замыкает свой контакт 2.2 в цепи питания электромагнита отключениявыключателя 5,который отключается без выдержки времени. Одновременно с этим замыкается контакт промежуточного реле 2.1 в цепи питания второй катушки промежуточного реле 1. Реле срабатывает, возвращаясь в исходное состояние, при котором замыкается контакт 1.1 и размыкается контакт 1.2. В таком состоянии схема готова к новым действиям. Схемы управления высокочастотной частью и высоковольтными выключателями защит 26 и 23 возвращаются в исходное состояние при срабатывании реле времени КТ,выдержка времени которого должна быть больше времени действия защит. При коротком замыкании в точке К 2 срабатывают защиты 26 и 23, которые запускают генераторы высокой частоты 31 и 29. Вырабатываемые ими сигналы разной частоты поступают в примник высокой частоты 35 головной защиты,затем в полосовые фильтры 49, 50, которые настроены на частоты генераторов высокой частоты 31 и 29. Далее, сигналы, преобразованные в напряжение подаются на исполнительные элементы 53, 54, с которых сигналы подаются на вход логического элемента И 60, с выхода элемента И 60 сигнал податся на один вход элемента И 59. Поскольку высокочастотный сигнал с генератора 33 не поступает в примник высокой частоты 35,следовательно,на выходе исполнительного элемента 55 сигнала не будет, тогда появится сигнал на выходе элемента НЕ 56, который податся на второй вход элемента И 59. Наличие двух сигналов на входе элемента И 59 приводит к появлению сигнала на выходе этого элемента, который запускает генератор высокой частоты 29 вырабатывающий высокочастотный сигнал, на который настроен только примник высокой частоты 37. Поступивший в примник высокой частоты 37 сигнал преобразуется в напря-жение и податся на катушку промежуточного реле 2,которое срабатывает и своими контактами 2.2 замыкает цепь питания электромагнита отключениявыключателя 4. Выключатель 4 селективно отключается без выдержки времени. При коротком замыкании в точке К 3 срабатывает защита в голове линии 23. Она запускает генератор высокой частоты 29. Вырабатываемый им сигнал высокой частоты поступает в примник высокой частоты 35 далее в полосовой фильтр 51,который настроен на заданную частоту, а затем на исполнительный элемент 55, с которого сигнал податся на один вход логического элемента И 61. Поскольку на выходах исполнительных элементов 53, 54 сигнал отсутствует, то будет также отсутствовать сигнал на выходе элемента И 60, но появится сигнал на выходе элемента НЕ 57, который податся на второй вход элемента И 61. В результате на его выходе появится сигнал, который податся на промежуточное реле 2. Оно срабатывает и своим контактом 2.2 замыкает цепь питания электромагнита отключениявыключателя 3. Выключатель 3 отключается селективно без выдержки времени. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ защиты линии 35 кВ, заключающийся в контроле величины тока и направления мощности короткого замыкания, осуществляющий селективность действия комплектов защит посредством токов высокой частоты, отличающийся тем, что контролируют количество одновременно возникающих высокочастотных сигналов, отличающихся по частоте в голове лини 35 кВ, которые передаются по высокочастотному каналу при срабатывании защит без выдержки времени подстанций 35/10 кВ и, если одновременно будет зафиксировано количество сигналов, равное количеству защит,установленных на данной линии, то отключается селективно без выдержки времени последний поврежденный участок линии посылкой высокочастотного сигнала с головы линии,разрешающего действие его защиты, если одновременно фиксируется меньшее количество высокочастотных сигналов, отличающихся между собой по частоте, то осуществляется селективное отключение без выдержки времени следующих 3 20597 поврежднных участков по направлению к голове линии, посылкой с головы линии закодированных высокочастотных сигналов, разрешающих действие их защит, если фиксируется один высокочастотный сигнал, то осуществляется отключение выключателя головного участка линии действием е защиты,которое достигается введением в каждый комплект защиты линии схемы управления высокочастотной частью защиты и выключателем, обеспечивающей кратковременный пуск генератора высокой частоты при срабатывании защиты и посылку его по высокочастотному каналу в голову линии, а также прим и реализацию закодированного высокочастотного сигнала, посылаемого с головы линии для осуществления отключения выключателя, а в головную защиту - схему определителя поврежденного участка линии, осуществляющего эту функцию по количеству одновременно возникающих высокочастотных сигналов, а также производящего посылку закодированных сигналов в комплекты защит поврежднных участков, разрешающих их действие.