CC BY
21
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАЛ1ЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
1973
Том 202
ТРЕХФАЗНЫЙ ОДНОСИСТЕМНЫЙ ОРГАН НАПРАВЛЕНИЯ
МОЩНОСТИ
А. Н. БУРНАШЕВ, Н. В. ЛИСЕЦКИИ (Представлена кафедрой . электрических систем и сетей)
Одним из возможных способов усовершенствования защиты параллельных линий является, по нашему мнению, -создание односистемной направленной защиты на ферромагнитных преобразователях tok-i (ФТП) и напряжения (ФПН), реагирующей на все виды повреждений. В качестве таких преобразователей используются утроители частоты Спинелли, подключаемые ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока (PITT) и напряжения (ИТН). Применение ферромагнитных преобразователей (ФП) позволяет упростить схему защиты, снизить требования, предъявляемые к ИТТ, обеспечить одинаковую чувствительность защиты к различным видам повреждений [1].
Для создания односистемной направленной защиты параллельных линий на ФП необходим соответствующий орган направления мощности. То обстоятельство, что напряжение на выходе ФП в общем случае существенно несинусоидально, исключает возможность использования для реализации органа направления мощности таких принципов, как индукционный, время-импульсный и др.
Исследования, проведенные в лаборатории кафедры электрических станций Томского политехнического института, показали, что одним из приемлемых является принцип сравнения абсолютных значений двух
электрических величин Ех и Е2, сформированных из напряжений, снимаемых "с выходов ФПТ и ФПН [2, 3]:
Ех = кх С\ир) + к20{(1)
Е> = к^О\ир) — цр),
где к, — комплексные постоянные коэффициенты, выбираемые в соответствии с требуемым углом максимальной чувствительности (фм. ч);
&(ир) — выходное напряжение ФПН, являющееся нелинейной функцией напряжения, подведенного к реле (Up); пр) — выходное напряжение ФПТ, являющееся нелинейной функцией тока, протекающего по первичным обмоткам ФПТ (/,).
Напряжение на выходе схемы сравнения
^ш« = { I ¿1 | — I ¿2 I } — > (2)
где Кф — коэффициент формы. 8
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что' использование схемы сравнения в сочетании с ФП дает возможность получить орган направления мощности, который удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к устройствам указанного типа [4] и, кроме того, обладает некоторыми преимуществами по сравнению с ними. Назовем основные:
а) простота схемы реле я, следовательно, более высокая его надежность;
б) меньшие габаритные размеры, вес и стоимость (ФП, используемые в схеме, являются весьма дешевыми и технологичными элементами);
в) меньшее потребление мощности по сравнению с электромеханическими реле (мощность, потребляемая ¡реле, составляет примерно 40 ва; для сравнения укажем, что только одно реле РБМ-171/1 потребляет 50 ва, а РБМ-178—100 ва);
г) низкий уровень рабочих токов и напряжений в схеме.
Таким образом, можно сказать, что реле мощности на ФП соединяет в себе преимущества, обеспечиваемые, во-первых, самими ФП и, во-вторых, использованием полупроводниковых элементов [1, 2, 3, 4]. На рис. 1 показана схема органа направления мощности на ФП. На схеме Тр 1 и Тр2 — промежуточные трансформаторы с воздушным зазором. Тр1 подключен на выход ФПН, а Тр2 — на выход ФПТ, собранных по схеме с циркулирующими токами.
13 реле используется схема сравнения абсолютных значений двух электрических величин с согласным включением выпрямительных групп (с циркулирующими токами) без буферных сопротивлений нл стороне выпрямленного тока, как обеспечивающая малое замедление без использования сложных устройств для сглаживания выпрямленных токов [2].
В качестве сглаживающего устройства используется фильтр, состоящий из двух частей: резонансного фильтра — шунта второй гармоники и конденсатора, включенного параллельно входу нуль-индикатора. Нуль-индикаторы выполнены в виде двухкаскадных усилителей постоянного тока на германиевых триодах, на выход которых включены поляризованные реле РП-7 (на схеме показан один нуль-индикатор, на самом же деле их два, так как рассматривается реле двухстороннего действия).
Как известно, одно из основных требований, предъявляемых к органам направления мощности, заключается в тола, что напряжение, до-
Рис. 1. Схема односистемного органа направления мощности на ФП
статочное для его срабатывания, должно быть как можно меньшим [4]. Для первого опытного образца реле эта величина составляет 1,5 вольта, т. е. несколько больше, чем у лучших современных конструкций. Однако такая чувствительность реле по напряжению не является пределом и может быть повышена. Рассматриваемое реле правильно работает при любых видах междуфазных повреждений и любых углах
= ир1р, соответствующих коротким замыканиям на одной из двух защищаемых параллельных линий. Имеется принципиальная возможность создания реле, реагирующего также и на однофазные короткие зам ыкания.
Вид угловых характеристик зависит от режима защищаемой сети. В случае симметричных режимов угловая характеристика имеет вид, показанный на рис. 2, а. Из шести секторов, каждому из которых соответствует угол 60°, «рабочими» являются два, один из которых находится в первом, а другой — в третьем квадрантах. Подбором величины сопротивления реле может быть настроено на работу с требуемым углом максимальной чувствительности.
Рис, 2. а) угловая характеристика органа направлении мощности для симметричных режимов; б) то же для несимметричных режимов
На рис. 2,6 показана угловая характеристика реле для несимметричного режима (двухфазное короткое замыкание). Она подобна соответствующим характеристикам 'существующих реле [4]. Опыты показали, что реле правильно работает при любом сочетании поврежденные
Рис. 3. а) зависимость иср=/(фр), б) вольт-амперная характеристика
вольт-амперная характеристика реле. Время срабатывания реле составляет примерно 15 мсек при пятикратном токе.
Выводы
1. Использование ФП в сочетании со схемой сравнения дает возможность получить односистемное реле направления мощности, реагирующее на все виды повреждения.
2. По своим техническим характеристикам реле соответствует основным требованиям, предъявляемым к органам направления мощности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н. В. Лисецкий, В. И. Худ угу ев. Дифференциальная защита генераторов и функциональными преобразователями. — Труды Восточно-Сибирского технологического института. Выпуск III, т. IV. Улан-Удэ, 1968.
2. Ю. А. Гаевенко. Новые реле защиты на полупроводниках. Государственное издательство технической литературы УССР, Киев, 1962.
3. Ю. Г. Назаров. Фазочувствительная схема как орган направления мощности. — «Электричество», 1956, № И.
4. А. М. Федосеев. Основы релейной защиты. Госэнергоиздат, 1961.
