автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Дифференциальная защита сборных шин сверхвысокго напряжения с повышенной чувствительностью и быстродействием

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

рГЕ ОД

~ 5 СЕН /394 11а Г1Равах РУкописи

ФУРАШОВ Владимир Сергеевич

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА СБОРНЫХ ШИН СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ И БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ

Специальность'Об. 14.02 — электрические станции

(электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управлением ими.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург—1994 г.

Работа выполнена на кафедре «Электрические станции» Санкт-Петербургского Государственного Технического университета.

Научный руководитель — доктор технических паук, ирофсссо|

Г. М. Павлов.

Научный консультант — кандидат технических наук, старши:

научный сотрудник М. Г. Линт

Официальные оппоненты—доктор технических наук, ирофессо

В. К. Ванин,

кандидат технических наук, доцент А. А. Никитин

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовател!

ский институт релестроения, г. Чебоксарь

Защита состоится Но"! О 1994 г. в зале заседаний

Ученого Совета Санкт-Петербургского технического университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан »_"_1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

А. И. Таджибае;

'ЖАЛ ХЛРАЯТЕгмОТГЛВ""1:

¿пцшьиияу тсш. ¿окше эдергоскетея! с^звпы кзвду со-«хегатзяередач. напряжением 500 кВ и более, кстсрке тдг-л^-гагг::;: к сссрным заяам соответствующих глпряяений. Улучше-г-::о ссг2о?.ш* параметров ватаг хинкй к сборных шин способствуй узтойчивоеги -и надехасетп * яараиех.кой работы энергосистем. Это обуславливает квсткио требсвгшия к техническое езвераенсгву основных релейных задкт (?3), 2 частности к такггм пиргмс-трь»«, кг»: б:..--тро;о^стке, чувствительность, селективность

Ъ "те-ч^егг-5;;:;^;: праэтгж ведутся щггегснвные рьйоты пс со-?3 сборках =ин, однако выпускаемая серийно па-*ехь згофсрс-.'гикальной зазлты дш ($8© ггиз ЗДЭ20:6 во многом не ■¿-сстветстзует з^укззашыи требованиям. Недостатки зтей панели ("• стко стълыю кевкоокое быстро действие, недоста-

точная стотрейи. от токов небаланса) обуславливает необходимость дальнейших кослодоЕанай по разработке технически более совэрпеп- -ней ЗЗШ, что и определяет актуальность данной работы.

Доха работы. Дкссергациоян&ч работа выполнена с целью соз-даякя методов и средств технического еовериенствования ЛЗШ, в маетности, качественного улучшения таких основных параметров гка: ч;.7ьотв1:тельйость и быстродействие.' Зля достижения поставленной цели ре вались еяедушие задачи:

1) исследование функционирования »известных ЛЗШ в невор- . шдыш и аварийных режимах работы сборных вин;'

2) анализ упомянутых режимов работы сборяьк пин и разработка новых гриншшов обработка дифференциального и тормозного ' сигналов ЛЗШ для соверЕенствоважш яринштов ее действие; ■

3) создание устройства зашггы на -повременной ыикрозлект-ронкой базе;

4) Номплекгззыэ испытания разработанной ЛЗШ.

Ь5этодц иссясдзвагша. фи решении поставленных задач были использованы аналитические "методы, положения теории электрических цепей, методы математического к физического шделирсва-нкя, теория рзлейкьж уетройстз, экспериментальные исследования в лабораторных условиях, натурные испытания на действующи об-ье:-сте.

Каучназ Котика. '

1. Получены результаты исследований принципа действия ! ззстаых уатройсгв"Д5а применительно к условиям ' ре£о?ы сбор] шн напряжением 500 кВ и выше, на основании которых, показана ] лесос'Зраэностъ применения всемя-импульсных принципов обрабе дифференциального и горюзного сигналов для построения ДЗЩ.

2. Разработана структурная схема и математическая ьвд ЛЗШ, содержащая два'измерительных ДБа измерительных органа (: пала): время-импульсный с временем срабатывания около пер» промысленной частоты и быстродействующий время-импульсный' ка с временем срабатывания 2-3 мс. На основе анализа работы мате ткческой моде-., л показана возможность реализации защиты с ексо чувствительностью ц быстродействием.

3. В результате исследований, влияния на ДЗШ переходного ка небаланса при внешних коротких замыканиях (КЗ), вызваны применением трансформаторов тока (ТТ) различных конструкци разлитых сочетаниях, определены расчетные рекимы работы гас; с учетом елияния входных ТТ.

Практическая цзыкость.

1. Разработан измерительный орган ДЗШ с быстродействием более 12 ыс. 'Образцы шкафов Д31П типа Ш32303 с такими измерите ными органам прошли опытную эксплуатацию на действую подстанциях ИЗО "Самаразнерго" и Московского злектропреобразо тельного комплекса. Шкаф подготовлен к серийному производству Чебоксарском злекроашаратном заводе.

2. Выработаны рекомендации по возможности подключения к ТТ классов напряжения до 1150 кВ различных конструкций -и различных сочетаниях.

3. Разработан комплекс программ для цифрового модедиро ния работы измерительного органа ДЗШ. .

•4. Предложен время-импульсный канал ДЗШ использован такав при разработке дифференциальны* залит генераторов и си ровного компенсатора.

Реализация результатов работ Теоретические и прак ческие результаты, полученные в диссертационной работе, испс зованы при разработке пкафов типов Ш2101 и Ш2103 защиты авгот нсформаторов для защиты ошиновок всех сторон автотрансфорыатс Шкафы серийно выпускаются на Чебоксарском электроаппаратном воде. Результаты работы использованы также при разработке пае защиты шин • напряжением 500-1150 кВ типа ШЭ3203 образцы коте изготовлены во БНМР и установлены в эксплуатацию на подстав "Азот-500", подстанции 500 кВ Волжской ГЭС км. а II Ленина

— о —

"Самараэнерго" и подстанции "Белый Расг" Мосэнерго. С 1993 г. тачато серийное производство шкафов во БШШР.

На. згетгту няосяеся:

1. Новый алгоритм динамического торможения ДЗШ, ' позволяго-ций существенно повысить чувствительность заийты и алгоритм гостроения двухканальной ДЗШ, обладавдий повышенным быстро-¡ействием и улучшенной отстройкой от токов небаланса

2. Результаты исследований токов небаланса ДЗШ, возникающих при работе сборных шн сверхвысокого напряжения с ТТ различии конструкций.

3. Результаты испытаний ДЗШ при различных типах КЗ и при аботе с ТТ различных конструкций.

йщюба^а рггягйА Основные резудь^-^ы диссертационной ра-оты докладывались и обсуадались на заседаниях научно-техни-еской комиссии ГКНТ СССР по разработке предложений о создании и недрении новых устройств релейной защты в энергосистемах в 981 и 1984 г. г., на научно - технической конференции молодых ченых ВНЖР-ЧЭАЗ-ЧГУ в 1984 г. , на конференции посвященной 5-летию ВНЖР в 1986 г. , на Всесоюзной научно-технической кон-зрекции "Современная релейная зашита электроэнергетических сбъ-ктов" (Чебоксары, 1991 г.), на заседаниях научно-технической экции отдела аппаратуры РЗ БНИИР, на заседаниях кафедры "Элек-ические аппараты" .Чувашского госуниверсйгета. •

Пуаяктгдюг. По результатам проведенной работы опубликовано 5 печатных работ, в том числе 5 авторских свидетельств.

Структура и свези ргйгт Диссертация состоит из введения, гтырех глав, заключения, списка литературы га 63 наименований, зех приложений. Общий объем диссертации 177 с., включая 108 с. сковного текста, 58 с. рисунков и таблиц я 11 с. приложений.

СЩ^рЕЕгшгЭ {С&ОЗД.

Во введении отражены актуальность проблемы, научная новиз-I, практическая ценность работы и обозначен круг вопросов, осматриваемых в диссертации.

В первой гваве дан анализ современного состояния и твиден-^ й развития современных защит сборных шин сверхвысокого напря-ния. V

Наиболее существенным факторе;;, определяющим требования к Ш, является необходимость обеспечения правильной работы с ТТ зличных конструкций (большинство известных ДЗШ предназначены я подключения к насыпщдашея ТТ (ЕГТ), • ииепцим замкнутый шг-топровод). Дая присоединения к шинам вьеокого и сверхвысокого ■

напряжений в настоящее время разработаны и применяются ТТ, обеспечивайте ыеныже погрешности переходного режима: одноступенчатые линейные ТТ о зазорами в магшггопроЕоде (ЛГТ), многоступенчатые ТТ с зазорами в магнитопроводах каскадов и емкостной компенсацией тока намагничивания (ЛТТК). Необходимости обеспечения селективности ДЗШ, подключенной к ТТ различнш конструкций, в значительной степени ограничивает возможное« применения некоторых .принципов ее выполнения. Например, защита, в основу которой положэн принцип подавления тока небаланса путе! введения большого сопротивления в дифференциальную цепь, может применяться только с одноступенчатыми ТТ, имеющими замкнуты! магнитопровод. *..:ф$еренцнально-фазная завита допускает подключение как к од} зступенчатым, так и к каскадным ТТ с замкнутым! магнитопроводами,. ко при определенных ограничениях на их характеристики.

Применение ЛТТК совместно с ТГ других конструкций может привести к появлению тока небаланса специфической формы, при наличии в энергосистеме протяженных линий электропередач.

На основе анализа современных ДЗШ, разработанных отечественными и иностранными фирмами- выявлена тенденция к применению I защите шин нескольких измерительных органов, выполненных на разных принципах и обеспечивающих более качественные параметры защиты. ■

Вторая гпгл . посвящена вопросу повышения селективности I устойчивости функционирования ДЗШ. При КЗ в зоне действия зашзда сопрововдакдемс;.. появлением значительной и продолжительной апериодической составлявшей, ДЗП1 должна сработать с возможно меньшим временем.уже в первом периоде переходного процесса. В случаг внешнего КЗ, должна быть обеспечена отстройка от переходных токов небаланса. Применение* ДЗШ в качестве завдты ошновга обуславливает необходимость в токе срабатывания меньше номинального, обеспечив при этом несрабатывание при обрыве токовых цепе!

За основу построения защиты шин (рис.1) принят дифференциальный принцип с торможением в сочетании с "дополнительно! отстройкой, использующей., отличительные признаки формы дифференциального тока при внутренних и внешних повреждениях:

- при внесшем КЗ ток небаланса запаздывает ' относительнс входных токов на время, необходимое дата насыщения ТТ, а при КЗ з зоне действия ДЗШ дифференциальный ток возникает одновременно с входными токами; • . ' „

- различие в частотных свойствах выпрямленных дифференциальных токов при внешних и внутренних КЗ. "

Ic"Si и

Чеяг

Piic. t Стр~£ггярная> ске.та430

ift i

К

s , SS Y^Û.

S Ъо Im

/be 2. Трр/юмар xapojcwspaemum 43М tf го/юл

Так как насыщение ТТ происходит за счет намагничивания апериодической слагающей первичного тока, то ток небаланса имеет частоту следования близкую к 50 Гц. При КЗ в зоне действия защиты частота следования импульсов выпрямленного дифференциального" тока, по мере затухания апериодической слагающей в первичном токе, приближается к 100 Гц.

В схеме рис. 1 тормозной сигнал представляет собой падение напряжения на резисторах Нет и йгг, которое пропорционально суше >¿0дулей токоз всех присоединений. В дифференциальную цепь включен резистор падение напряжения на котором пропорционально дифференциальному току.

Тормозная характеристика (рис. 2) ДЗШ имеет два участка -горизонтальный и наклонный. Зависимость 1д»"£Х 1т) можно записать в виде:

^ _]1до, при 1т < 1то

А "идо + Кт(1т - 1то), при 1т > 1то (1) где 1до - начальный ток срабатывания, 1то - начальный ток торможения, 1т - тормозной ток, равный полусумме действующих значений токов присоединений, Кг - коэффициент торможения, численно равный отношению приращений дифференциального и тормозного токов.

Тормозной сигнал должен достигать максимального значения. одновременно с входными токами и иметь достаточно малую пульсацию. Для этого в тормозной цепи используется сглаживающее звено АД, реализуемое с помощью. активного амплитудного детектора с малой постоянной времени на заряд и большй (около 50 мс) постоянной времени на разряд.

Структурная схема ДЗШ имеет два канала отключения - быстродействующий и время-импульсный, работа, которых основана на использовании вышеуказанных- отличительных признаков. Из временных диаграмм (рис.3) следует, что быстродействующий канал обеспечивает отстройку от внешних КЗ при выполнении условия:

< Ъвг +дЪктШ ^

где 1в-1, Ьвг- времена задержи на срабатывание элементов Ш и В2,дЬктт - минимальна допустимая разность времен "между срабатыванием компараторов К1 и К2 при внешнем КЗ. Зри КЗ в защищаемой зоне условие срабатывания имеет вид:

Ш > Ъвг +дЬкшх где 1кшах - максимально допустимая разность времен между срабатыванием компараторов К1 и К2 при КЗ в зоне действия защиты. Данный канал реагирует на очередность появления сигналов на выходах К1 и К2. Цри внешнем КЗ должно быть обеспечено гарантированное опережение а срабатывании К1 на время не менее а.Ьт1 п.

'Л-i'ra

"я

»гг

% %/ ц

Щ /20 Wo t

-7

£

i 11 f i i i 11 11

ППППП

K:i4\ А

iO z> SO 40

,LP

n n_

in п n n n „ ;

U.J,__ i 4

LW

X

п П П n

3) * 5)

Рис.3. Диаграммы psSombt А5.!'J

n)-короткий ъамыяание, ф-Знешмге fzapomnos В zoae ЯгастЗая ьаяыхамое

Р0Л

fJS>

POt

з Uo

2 11

Omzfi.

¡n

■tOc

С иг но/!

cSpuSautu нггяпрсВнэсги

РО-реагиршщий opiQtf

Рис. У. Структурная схема ABis с отстройкой am оорыВа и,&пей тока.

./чагазоз круге;; агргдкй фрснт тока небаг^ксн КЗ

-«злаю принять !-:."л;«кг срабатывания К2 совпадаем с ккоднтоы насьшг-сяг знескэао-льткого ТТ. Исследования показали, что учс-тои лределько возысюяоа остаточной индукшгд высоковольтного ТТ, а га.-;-.? с учетом дрздеяьно воэиожюй постоянной времени затухали? апорногичэсчсй слагшэ* тока КЗ Т -0,3с, время Ьз составляет с-ксло 2,5 ¡.¡о. Тогда уваак» обеспечения отстройки -/.гаэла име-

ото уела вне Бьно^ибтсгг при ек-»« 1,5.«, что дас-глгалггг кс^рсч возможно шныцей уставка по 1с л, которая дешка гьЛппссмя вггкг-дд из условия обеспечения кесрагатнгаш'Д К1 о? гягк-гяча.'лно возможного погрузочного ре зама.

При внз21'.-м КЗ, сопровоадавгекйх аграхедеи п ьЗ в зон;: действия, данньй !-гнал оказывается блокированным, пезтеьу £ схеме ЦЗШ пред/смотрен время-яшулгеный какал, сохранявши селк-тявность в течение всего времени переходного ггс-зсса. Алгорит» срабатывания какала и«еаг вид записанный з понатиях временно!" Нулевой алгебры:

Г - (ас-2од-5кз.-0од-Взк:-Сз5)-0вь^ 2ыдзржи времени Ьзвги ьвзвыбраны исхода из . услошл сэзпадэш сигналов .при КЗ в зоне действия защиты. . При этом частота следования ¡шпульсоз близка к 100 Гц (рис.3). Елл обеспечения устой здзогс срабатывания канала на выходе компаратора КЗ необходим обеспечить минимальную длительность импульсов:

ьи - -Т/2 - ьазг -Выдержка. времени элемента ВЗ долкна Находиться з предела 1ву<.Т/2. При выполнении этих условий будет обеспечен устойчивая работа время-импульсного канала йЗШ, Длительность ю. пульсов, вызывающих срабатывание канала принята 0,003с, чз повьзает помехоустойчивость зашиты. Б условиях срабатывания на выходе компаратора КЗ имеет место следующие соотносение меле амплитудой 1рм выходного тока 1р рабочей цепи, постоянным токе 1смз, определяем уставку канала по начальному току срабатьа; ¿5ия, и средним значением тока 1тц на выходе тормозной цепи: 1рм « 1/со£^ги/Т) (1тц + 1С.Ч4.3) Учитызая, что значения 1рм,- 1тц, 1сщсвязаны с первичны: текзми 1д, 1т, 1до линейными Зависимостями, получены слэдуюе выражения, определяющие .параметры 1до, Кг тормозной характ рпстию: £32;

_ Тспз .

Кт _ гктт!_ тр

5 ТП р, Ктц - масштабные коэффициенты рабочей и тормозной гей соответственно.

Из данных зависимостей следует,- что для получения нез?.-зимой регулировки уставок по 1до и Кт необходимо изменять 1см. г йц соответственно.

Как правило, уставка по току срабатывания ДЗШ выбирается яыпе номинального тока наиболее мощного присоединения. Во мно-л это обусловлено необходимостью отстройга от"обрыва во етс-чных токовых цепях ТТ. Использование аль^-тной избыточности в волнительной части позволяет построить схему ДЗШ нечувстви-льную к обрыву соединительного провода во вторичных цепях ТТ. руктурная схема такого устройства, разработанная под руко-дством профессора Полякова В. Е. приведена на рис. 4. Данная, зма позволяет также обеспечить несрабатывание ДЗЩ при появле-и сигнала ложного срабатывания на выходе реагирующего органа 5ой из фаз.

В третьей гласа проводится анализ поведения ДЗП (рис. 1) к внешних КЗ. Рассмотрено влияние ТТ различных конструкций на к небаланса в переходных режимах внешнего КЗ и разработаны ме-приятия по улучшению селективности зашит Для ДЭШ целесообра-н анализ токов небаланса для следующих возможных сочетаний ТТ: Г ка Есех присоединениях, НГТ и ЛТТ, ЛТТК со стороны отходясжх кий и ЛТТ со стороны автотрансформаторов. Анаглз токов неба-яса производился с учетом влияния входных выравнивающих ТТ ДЗШ

Ирк работе ДЗШ с НГТ возможно глубокое чг-льшенке бысско-яьгных ТТ поврежденного присоединения при внешних КЗ, что прк-йит к появлению тока небаланса, имеющего вид одкополярных им-льсов, следувэдх с частотой 50 Гц и соизмеримых по величине с ком поврежденного присоединения. Однако наличие входных ТТ и рмирование дифференциального и тормозного сигналов внутри ДЗ'Л, иеодит к появлению в токе небаланса значительных отрицательных о отношению к полярности принужденной апериодической сяа/'аю-й) полуволн, что момвт привести к локному срабатыванию вре--импульсного канала ДЗШ. В условиях глубокого насыщения сер-чнива, высоковольтный ТТ перейденного присоединения мало кажает отрицательные полуволны, а высоковольтные ТТ остальных »соединений правильно трансформируют первичные токя, однага одоке ТТ этих присоединений, благодаря тему, -ттэ та собствен-

зая постоянная времени вторичной цепи Г' соизмерима с постояннс времени затухания апериодической слагающей тока КЗ, в значите^ ной мере поглащают апериодическую составляющую первичного тоге что является причиной появления в токе небаланса отрицательш полуволн. Несрабатывание время-импульсного канала ДЗШ додж-обеспечиваться правильным ЕЫбором коэффициента торможения, коте рый выбирается исходя из отстройки от отрицательной (меньше!' полуволны тока небаланса Для этого необходимо выполнение уеде зия:

1тц + icm.3 > 1рм где 1рм - амшгтда меньшей полуволны-выходного тока рабочей це пи. Характерная форма тока небаланда, возникающая на входе ак тивного выпрямителя рабочей цепи приведена на рис. 5а. Так ка ■формирование дифференциального и тормозного токов осуществляете внутри защиты, то на величину тока небаланса оказывает влияни сопротивление 1?д, включенное в дифференциальную цепь. Исследова яяе влияния сопротивления Ид производилось на математической мо дели ДЗШ с помощью ЯШ. Зависимость отношения амплитуды меньше полуволны тока небаланса к амплитуде большей полуволны от велич кы сопротивления дифференциальной цепи приведена на рис.6. Тор козная величина формируется из большей полуволны, поэтому пр Кт> 1м—/ будет обеспечено несрабатывание время-импульсного ка нала за счет превышения тормозным сигналом амплитуды меньшей по луволнн тока небаланса*

При кратности внешнего КЗ, соответствующей предельной, < учетом остаточного потокосцепдения первый импульс тока небаланс; может появиться через время насыщения ts< -2,5мс. Условия дл: возникновения значительного «остаточного потокосцепления могу возникнуть в режиме внешнего КЗ после неуспешного АПВ. Однако i реальных условиях нагрузка ТТ значительно меньше предельной. Поэтому ts< находится в пределах от 3 до 18 мс. Время ts¿ насыщения во втором периоде определяется- только отрицательной полуволной тока КЗ и не зависит от tst. Для того, чтобы сближение первого и второго импульсов тока небаланса не привело к излишнему срабатыванию время-импульсного.канала, необходима выбирать егс коэффициент торможения с учетом устазгаг tBEiэлемента задержки нг возврат ВВ2. Если ts2- ta < tEBi, то коэффициент торможения защиты должен обеспечивать уровень сравнения на входе компараторе КЗ, превышающий амплитуду 1м первого импульса тока небаланса. Учитывая, что 1м снижается при увеличении tst(np« ta>10 мс), е качестве расчетного по условию несрабатывания время-импульсногс канала можно принять tsi - tsz - tEBi, откуда, полагая первичный

ч

iO-

№ ' 0,1-

m

»

«»t а)

45-

«4

го «о во го до *г» ло f

ftWVtJ

f

- Н-

—m-»,

Глт-Í #7

OS" ф

аз в/

Peas.- Тек H*ëofiQHcaIBiif а - глч&кое: на сыщ еииеНТТ, б-ИТТ и ЛТТ (¿fes тсыще

J/TT) & —ЛГГК и ЛТТ.

Рос 6. /heчетная

характеристик.

1,г,

tn+

lel

i*-

§

¿7=íí¿U

/W

Omca.

—¿TUr

Puc-T Динамически гйрмохение

У О-усилитель ограничите*?. Ф<4ТС-фор»иро£еит>ель ЗидздэеренцuQ/tó-HOZÛ и rnofifto^mz/f сигнала.

ток незатухающим в виде смешенной синусоиды, ' подучено условие несрабатывания время-импульсного канала.

Лтгжл - СВ&Щ5юЬн)№*Ксп)

Полагая, что максимальное значение Кем соответствует затуханию апериодической слагающей в' конце периода Кем е'^при Тс - 0,3 с получим Ктпип - 0,54-

^ Таким образом для отстройки от тока небаланса в рассмотренном режиме при выборе параметров реальной тормозной характеристики достаточно принять 1до > 0,541ком, Кт > 0,54, 1то - 1ном.

Причиной появления токов небаланса при работе ДЗШ с сочетанием НТТ к НГГ является неидентичность трансформации ими апериодической слагающей тока внешнего КЗ, вызванная большой разницей в собственных постоянных времени данных типов ТТ. Эта разница обусловлена тек, что магнитная проницаемость НТТ значительно гыае магнитной проницаемости ЛГТ, благодаря наличию в магнитоп-ровоце последнего воздушного зазора. Необходимо таете учитывать поглощение апериодических слагающих слагающих тока внешнего КЗ еходныкя ТТ ДЗШ.

Полагая, что токи намагничивания НТТ к входного ТТ со стороны НТТ равны нулю, получаем предельный случай, когда ток небаланса достигает своего максимального значения

1иё — (-олтт + Ссг ' , тде1мп, 1ог - токи намагничивания ЛГТ к входного ТТ, установленного со стороны ЛГТ. Б защиту поступает однополярный ток небаланса (рис.50), который может привести к срабатыванию компараторов К2 и КЗ. Благодаря наличию в схеме время-импульсного канала ограничителя длительности, условия для его срабатывания в данном режиме могут только ка переднем фронте тска небаланса, когда возможно появление на выходе компаратора КЗ двух импульсов длительностью менее 5 мо с паузой мелщу ними менее 7 мс. Для пропорциональной тормозной характеристики Получено выражение для расчета минимального значения коэффициента торможения для данного режима_, / / _1/г

(¿Ыштьггр + йгп) ВСПСоЬ _ тлт'+т'лтг-т,) ? .—I- 4.

Ъг'е~Уг'лтг ___ТАггтеГгК'_

для тока небаланса рис. 55 получаем Кип! п=0,68. Таким образом, для отстройки ДЗЫ от тока небаланса ъ рассмотренном режиме

- 1G -

принять U'i > 0/v : 0,63, ¡тс - Ihom. Я";: том •:;.i-;c;r.'io ксмпар^гсрл-КЗ, не цриг-сдярзе :: ср--

гл с;;? .тег?, что А.-;хельиссть язуэ на "'.коле ОД '•рев:-с;.'лг; зре;я Тгв .

i.'iu Работе 232 с ЛГГп :г ЛТ? вс-зшхно пеззг«:»:» тока небага:;.;';, содержало слагатаге ч'лтот (р'лс./*-'}. .'Лжы csspx-зызс:-:ого каяря.-.ктач чзегз сгтэзиг». с аро?ялен;:^и „гжтйда эл-гкт- ■

что мсж'Г тиг^лв з тска клрогксго зачыка-

;п:я гп^рзгойггаск-сс гг 1;-эр;юд;гаеских слагаются которые

•с:<г-<а:сгся ЛПК и не искалоктся J2T. ' Как показали исследования'. г?лбс.тэе эффективны/ • c-nceet'cv подззгзк^я такого тока небаланс? г_'лпетсл г.клмчение на Ехсда;:, связанных с ЛТТ' частотных сл:^.-:?ог, частотяаг характеркетжз .сотсрых близка л частотнсй харак-„ТЛЯ. Применен!!? т^кпс фильтров. позволяет сгл-сеп-г есзшжнссть' кз^т^го- срабетнзанкя ЛЗП. Т,.^ удучггяия отстройка ,7.ТЛ or токов secaz-itica иелгсссб-разно np;ass2T5 схему динамкеокого тсрмохе-ия (р;:с.7). Вачаа>-::«Л участок тормозной: хгракхеркста-а! задается' с помета усяааге-лд-сграна'игеля УО. csc'i: газффяанэнг передача звеньев - актэграторз' а ус5Штедя-огран*л!г.г:ел2.' ^пез^тся неегдлько 'меныпич ед;гницы, что обус-газлизаег яегодкул гаьсенса-«йэ кз выходз сугшатора. Ер:'. Ки уо < Гл. ад, гд- 7л у; - суммарный гэдзйишепт ' передач-! гсггэгратсра-и усялате-дз-с; ранэтителл, Кц аз - козфЕяцйгнт передачи ашлзггтдяого дэтрктсра. _ -егдегнзя характеристика ДШ с данной схемой .л-аунчэскзгс! име-

ет наклон ка нгпз.аном у Гтя язго, чтобы харак-

теристика ггм-да гержоктаагьа- •нзчзгзкай ;-:;-сбхолаю

принять Гл уо - Ки зл. 3 карманном. релап паботы гормоздоП сигнал с гыхедз аипди-г7д?огг ~эг?кггсра екемдгнелреззз сягкздсм с выхода уСИЛКТ9ЛЯ.~0ГраНИЧгГГ-?Л.'..

При знеакем" 1-3 скачек тормезьегэ тока выг¿зет увеличения тока срабатизаниз и з иг»»гн? зр^менк, благодаря ;шер;;ион-

нкм csciftsrsaa реального :-п;тсго;гр7:сс.с-га звена, будет обеспечено максш«ельнсе- торжзгенкв, . так кзй скачок тордазяого-- тога - под-ность» передается на торизме»! -вход peanfpyjesero органа. FO. Шэ-тсму если е ЛЗ;Л в поргьге периода возникаем переходльй ток аеба-лзнса, то дйиамкчееетл гормезаая хараг-ггоркотж^а" обеспечивает отстройку зашрга 'Шетепен?" тек комг"нсацнн за выходе усилите-ля-огракичигехч раст-зт к Д1шг.'«1чес:с1г ?ор?^сзная характеристика скй^зз-бтся вправо, позызая чувствительность завиты. При этем ди-нзмическаа тор»2знал хгра-П'ерисги'л переходит в статическую, а тек небаланса снжкается до установившегося значения. При вкберэ

- -

ч. íiht обеспечивается авгом?.тическая отстройка ТШ с: токов : .Оалакса б терние всего времен« переходного процесса. •

В четвертой главе рассмотрена реализация S32Í на базе и; тегралъных микросхем, приведены результаты лабораторного лабор; тарного моделирования переходных процессов, результаты испытан; опытного образца защиты ка электродинамической 'модели электрод pi-л?чк 1150 кВ. Каждая фаза аежти содержит измерительную чао время-кмпугьзныг и быстродействующий • каналы отключения. Вривед-ны схемы узлов защиты и выражения, связывающие парау-этра злеме; toe схемы с параметрами математической юдеж ДЗШ. С целью гр> дэтьращ?Еин излишних срабатываний рассмотрены возможности рвзл зации функционального контроля (ФК) и разработана схема СИ, к; торгя разрешает отключение при условии, что в течение времен: необходимого для срабатывания произошло срабатывание хотя бы о: кого иг реагирую;®»: органов трех фаз ЛЗШ и появился днфферен» альньй ток кулеьой последовательности пр:: КЗ ка oiiSo пр:

И502Д0 сра,';г7ывакие двух реагируют: органов при междуфагных К

Елл проьырк»: отстройки ДЗШ от токоб небаланса при внешн; КЗ. г тага« для проверки быстродействия ДЗШ при КЗ в so¡ действия были проверены испытания опытного образца Л-32 с помощ фкзичс-ской модели, состоящей к s источника, »годелкрувдгго г.ер: хедкый ток с апериодической слагающей. Б' гачестве - модели 'о; нзетупенчатых ?Т .¡касса 500 кВ использовались ?Т с замкнут! шгнга-опроведем, нагрузка которых выбиралась исходя из полк, погрешности 30» кгл ICS при максимальном токе внешнего КЗ. Ц опыте внешнего КЗ с уетавглыи 1до»1,2теом, Кт - 1,2, 1то «■ Iко, токе равном 201ном. постоянной Бремени затухания 300 мс сраОат: ваний газиты не наблюдалось. При этом недельный ТТ° устанавл валоя только в одном кз плеч защиты и обтекался суммарным то:; КЗ. Испытания проводились с нулевым к . максимальным остаточн: потокосцеплением.

Еа этих мэ уставках были проведены опыты одностороннего : б зоне при погрешности модельного ТТ 10% в установившемся рек ме. Замедление Д2Ш по Бремя-импульсного каналу в наихудших уел Виях составило около 100 мс, а быстродействие защиты в целом о: ределялось в данном режиме быстродействующим каналом и состава около 3 мс.

Во ВНКИЭ на электродинамической модели электропереда 1150 кБ, содержащей аналоговую модель JTTTK, были проведе: ' всесторонние испытания опытного образца ДЗШ при Енешнкх и вну рекких КЗ. Испытания подтвердили эффективность применения ДЗС входными фильтрами, аппроксимирующими частотную характеристи

НТК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные я практические результаты, полученные в : работе, заключаются в еле душем:

1.- Предложен время-импульсный канал ДЗШ с временем срабатывания, меньшим периода промышленной частоты. Обосновано применение ' предложенного алгоритма для зашиты шин сверхвысокого напряжения. Усовершенствован быстродействующий канал ДЗШ, позволяющий повысить селективность и устойчивость функционирования ДЗШ в целом. -

2. Разработана математическая.модель и программа для цифрового моделирования ДЗШ на ЭШ, позволяющие проводить исследования и расчеты в переходных режимах, ' с.помощью которых проведен анализ поведения ДЗШ в основных режимах работы, показывающий воздааность реализации защиты с высокой чувствительностью и быстродействием.

3. Проведен анализ устройств, блокирующих ЛЗШ при обрыве цепей тока. '

. 4_ Проведен анализ влияния на. ДЗШ тока небаланса, вызванного сочетанием линейного и насвдаюодегося трансформаторов тока а учетом влияния входных трансформаторов тока защган. Показано, что переходный ток небаланса, вызванный сочетанием трансформаторов тока с зазором в магнитопроведе и трансформаторов тока с se раз резным магнитопроводом является расчетным для обоих канатов защиты.

5. Проведен анализ; влияния на ДЗШ тока небаланса, вызван-юго влиянием насышзисжя тран^форматороз тока с учетом влия-шя входных трансформаторов тока защиты. Показано, что переход-гый ток небаланса, - вызванный насыщением высоковольтного трансформатора тока одного плеча- защиты и поглощением апериоди-госких слагающих тока . внешнего короткого замыкания входными тзансфоршгорами тгока остальных плеч;, защита может привести к и лишнему срабатывании время-импульсного, канала ДЗШ- ■

6. - Показано, что при сочетании каскадного трансформатора ока о емкостной компенсацией с линейными трансформаторами тока ри наличии ггримыкаших к шинам протяженных линий электропередач возможно излишнее срабатывание ДЗШ от переходных токов не-аланса, содержащих значительные высокочастотные периодические латающие; Эффективной мерой сшякния данного тока небаланса вля&тся применение на входах ДЗШ фильтров с частотной характе-истикой, аппрсксимярувдей частотную характеристику каскадного рансформатора тока с емкостной компенсацией.

. - 16 -

7. Получены выражения и обоснованы численные значения нижнего предела уставок ДЗШ по условию отстройки от переходных токов небаланса.

' 8. Предложено динамическое торможение, позволяющее повысить чувствительность ДЗЕ

9. Разработано устройство ДЗШ на ба^е интегральных микросхем с включающее быстродействующий и время-импульсный каналы к систему функционального контроля. Проведены испытания ДЗШ в переходных режимах в лабораторных условиях, на электродинамической модели энергосистемы ИБО кВ и на действующей подстанции. Шкаф защиты установлен в эксплуатацию о действием на отключение. .

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Надель Л. А., Линт М. Г., Мурашов Е С.. Комплектные устройства защиты для энергетики. , Разработка аппаратуры и комплектных устройств защиты для трансформаторов. Основные защиты для трансформаторов с высшим напряжением 1150 кЕ Заключительный отчет по НИР. Инв. N Б806878, 1979 г. '

2. Надель JL А., Линт Ы. Г., Фурашов Е С. Комплекс защит автотрансформаторов сверхвысокого напряжения. 1984 г., выпуск 5 (114), е. 11-12.

3. Дмитренко А. Ы. , Линт М. Г., Фурашов; В. С. Современные устройства дифференциальной защиты сборных шк высокого и. сверхвысокого напряжения. Электротехническая промышленность. Серия 07. Аппараты низкого напряжения. Обзорная информация, йк-формзлектро, 1987 г.

5. Дмитренко А. М., Линт М. Г. , Мурашов Е С. Епияние преобразующей части на поведение время-импульсной дифференциальной защиты шин при внешних коротких замыканиях. Оптимизация и автоматизация систем электроснабжения. - Ыелшузовский сборник научных трудов. Чебоксары, 1987 г. , с. 16-22. .

5. А. с. К 1001280. Реле дифференциальной защиты шин. / Линт Ы.Г., фурашов ЕС. - Опубл. в БИ N 8, 1983 г.

7. А с. N 1141497. Устройство для дифференциальной защиты шин с торможением. / Линт М. Г. , Мурашов Е С., Дмитренко А. iL -Опубл. в БИ N 7, 1985 г.

8. A. c. К 1205219. Устройство для дифференциальной запиты шин с торможением. / Дмитренко А. М., Линт М. Г., фурашов Е С. -Опубл. в БИ N 2, 1985 г. • .

9. A.c. N 14511794.' Устройство для контроля токовых цепей дифференциальной зашиты. / Линт iL Г. , йурашов ЕС. - Опубл. б БИ N £, 1985 г.