Файл: Сапир Е.Д. Лекция по курсу Релейная защита электрических систем. Высокочастотные защиты линий электропередачи.pdf

Величина тока в обмотке реле ПР зависит от угла сдвига ф между векторами сравниваемых вторичных токов транс­ форматоров тока на концах защищаемой линии. Эта зависи­ мость дается фазной характеристикой защиты, показанной на фиг. 6. Из фиг. б следует, ‘что током срабатывания реле ПР

Фиг. 6. Фазная характеристика диф ференциально-фазной высокочастотной защиты.

можно регулировать предельные углы между токами на кон­ цах линии, при которых защита срабатывает (зона срабаты­ вания) или блокируется (зона блокировки). Принятая в оте­ чественной дифференциально-фазной защите зона блокировки

составляет +45 -г- +60°.

По принципу своего действия дифференциально-фазная защита не реагирует на качания в системе, так как при этом токи на обоих концах линии имеют знаки, соответствующие внешним коротким замыканиям. Недействие дифференциаль-

16

Применение фильтров симметричных составляющих в вы­ сокочастотных защитах позволяет в значительной мере сокра­ тить количество используемых реле и упростить конструктив­ ное исполнение защит. В отечественных высокочастотных за­ щитах применяются два типа фильтров симметричных состав­ ляющих обратной последовательности — активно-емкостный и трансформаторный. Первый из указанных фильтров исполь­ зуется в фильтровой направленной высокочастотной защите типа ПЗ-164, а второй — в дифференциально-фазной защите типа ДФЗ-2.

Для выполнения фильтров напряжения или тока обратной последовательности могут быть использованы как фазные напряжения и токи системы, так и соответствующие междуфазные напряжения и разности фазных токов. Использование междуфазных напряжений или токов более удобно потому, что в них не содержатся составляющие нулевой последова­ тельности. Из указанных выше двух фильтров составляющих обратной последовательности междуфазные напряжения или токи используются в активно-емкостном фильтре, а фазные— в трансформаторном фильтре.

Возможность выполнения схем фильтров следует из самой теории симметричных составляющих токов и напряжений. Выражение для составляющих напряжений обратной после­ довательности U2, определяемых через междуфазные напря­ жения, имеет, например, следующий вид:

«>2 = у (С/дв + а’£/жс +^сд),

18

холостого хода). Соотношения между численными значениями

сопротивлений фильтра принимаются следующими:

Л. = ^; X, = R,; Я,-

Из фиг. 8а следует, что в первом случае при принятых со­ отношениях между сопротивлениями Х2, и R2 напряже­

ние на выходе фильтра равно нулю, так как точки т и п на потенциальной диаграмме совпадают.

Во втором случае, т. е. при подведении к фильтру симмет­

ричной системы обратной последовательности напряжение Отп на выходе фильтра определяется как основание тп рав­ нобедренного треугольника Uzb тп (U2b m=*U2B п) с углом при

вершине, равным 120°. В соответствии с фиг. 86 напряжение Отн при этом равно:

^=1,5/Г UlAe^\

При подведении к первичным зажимам фильтра напряжения, содержащего слагающие как положительной, так и отрица­ тельной последовательностей, напряжение на выходных зажи­ мах может’’ быть получено методом наложения двух рассмот­ ренных режимов и оказывается равным напряжению Umn,

получающемуся при подведении к фильтру только напряже­

ния обратной последовательности, так как для первого слу­ чая напряжение Umn=Q.

Схема трансформаторного фильтра тока обратной после­ довательности, применяемого в дифференциально-фазной за­ щите типа ДФЗ-2, приведена на фиг. 9. Фильтр состоит из трансформатора Т с воздушным зазором в его сердечнике и

взаимоиндукции Хм между каждой из первичных обмоток трансформатора Т и его вторичной обмоткой, определяемое

20

отношением э.д.с. вторичной обмотки к току в первичной, чис­

Фиг. 9. Схема трансформаторного фильтра тока обратной последова­ тельности и векторные диаграммы э.д.с. на его выходе от токов прямой последовательности (а), от токов обратной последовательности (б) и от токов нулевой последовательности (в).

мотке на сопротивление Хм, а по фазе эта э.д.с. будет сдви­ нута на 90° относительно тока в 1первичной обмотке.

Э.д.с. и ^отл на выходных зажимах фильтра соответственно от токов прямой, обратной и нулевой после­ довательностей на основании сказанного выше и учитывая, что /2——1 могут быть определены из следующих выражений:

=/■4»+^ {Я+Дл/37^ =0,

21

Eimn— liA-^R—(Лв + ^с) у/?+(Лс-/»в)/^- =

ъа 4/?+/2д|/?-/уз w 4—2/ja/? •

0 О r у 0

£отя = Ця-2/.у ЧЧ4-/о)/ ^ = 0-

Из изложенного следует, что только симметричныесостав-

ляющие токов обратной последовательности вызывают появ­

ление э.д.с. на выходных зажимах фильтра. Векторные диа­

граммы фиг. 9 иллюстрируют полученные выражения для

э.д.с. Ё1тп> Ё,тя и Ёйтп.

В дифференциально-фазной защите типа ДФЗ-2 рассмот­ ренный трансформаторный фильтр тока обратной последова­

тельности используется как основной элемент пускового ор­

гана. В этой же защите для манипуляции высокочастотным

С такого фильтра можно, следовательно, снимать напряже­ ние при всех видах несимметричных и симметричных повреж­ дениях, что обеспечивает манипуляцию высокочастотным пе­ редатчиком и действие защиты при всех видах коротких за­

мыканий.

симметричных коротких замыканиях она пускается от одно­ го реле, реагирующего на напряжение обратной последова­ тельности. В связи с этим защита не реагирует на качания,

возникшие в симметричной трехфазной сетц.

22