186205. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés többfázisú rendszerben zárlatok fázishelyes érzékelésére, főleg távolsági védelmek ébresztésére
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés többfázisú rendszerben zárlatok fázishelyes érzékelésére, főleg távolsági védelmek ébresztésére. A nagyfeszültségű villamos energiarendszerekben fellépő rövidzárlatokat a berendezés károsodásának csökkentése és az ép részek további zavartalan üzemének biztosítása érdekében a másodperc tört része alatt le kell választani. Ezen feladat mérési és logikai részét végzik a zárlatvédelmek. A zárlatvédelmek jó működéséhez általában szükség van olyan berendezésre, amely megállapítja, hogy zárlat van, az milyen fajta és milyen fázisú, tehát megfelelő fáziskiválasztást biztosit. E célra ismert megoldások túláramrelét, feszültséggel reteszelt túláramrelét, impedanciarelét, eltolt középpontú impedanciarelét, kettőskor karakterisztikájú impcdanciarelét, elliptikus karakterisztikájú impedanciarelét, illetve extrapolált feszültségű szorzatrelét alkalmaznak. A nagyfeszültségű földelt csillagpontú hálózatra a túláramrelé általában nem megfelelő, mivel az üzemi és a zárlati áram nem mindig különböztethető meg egymástól kellő biztonsággal. A többi, lényegében impedancia jellegű relé a gyakorlati esetek jelentős részében megfelelő, azonban speciális esetekben nem adnak kielégítő megoldást, tehát általános alkalmazásuk nem mindig valósítható meg. Ennek oka egyrészt az üzemi és a zárlatos állapotban érzékelhető impedanciák gyakran közel azonos értéke, másrészt az egyfázisú földzárlatoknál, a zárlat által nem érintett ép fázisokban fellépő, terhelési és zárlati okokra visszavezethető épfázisú hibaáramok zavaró jelensége, végül az adott helyen üzemelő védelem körüli hálózati alakzat gyakran szélsőséges mértékben szükségessé váló változtatása. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a fenti hibák kiküszöbölését, illetve problémák általános megoldását szolgáltatja. A találmány tehát kapcsolási elrendezés többfázisú rendszerben zárlatok fázishelyes érzékelésére, főleg távolsági védelmek ébresztésére, amely kapcsolási elrendezés túláramelemeket tartalmaz, és az jellemzi, hogy az egyes fázisokhoz csatlakozó túláramelemei, zérussorrendü túlárameleme, a fázisfeszültségek és.fázisáramok közötti fázisszöget érzékelő elemei, a fázisfeszültségek és a zérussorrendü áram közötti fázisszöget érzékelő elemei és a vonalifeszültségek és vonaliáramok közötti fázisszöget érzékelő elemei vannak, a túláramelemek, a zérussorrendű túláramelem és a fázisszöget érzékelő elemek kimenetére logikai hálózat van csatlakoztatva, amely logikai hálózat kimenetei képezik a kapcsolási elrendezés kimeneteit. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a többfázisú rendszerekben előforduló zárlat típusok meghatározására ad egy általános megoldást. Mivel a fellépő zárlat típusát a kapcsolási elrendezés kimenete pontosan jelzi, a szokásos megoldásoknál a hálózat topológiájától és terhelési viszonyaitól függő bonyolult beállítás-számítási eljárások és az ismert védelmeknél szokásos kiegészítő megoldások elmaradhatnak. Ha a többfázisú rendszer olyan, hogy a túláramelemek nem képesek különbséget tenni a zárlatos és az ép állapot között, a találmány olyan kialakítású, hogy az egyes fázisokhoz csatlakozó reaktanciaelemei is vannak, melyeknek kimenetei szintén a logikai hálózathoz vannak csatlakoztatva. \ Célszerűen a fázisszöget érzékelő elemek áraranégyszögesítőn és többfázisú feszültségnégyszögesítőn keresztül vannak a megfelelő fázisokhoz csatlakoztatva. Igen előnyös, ha a többfázisú feszültségnégyszögesitő a feszültség nagyságának csökkenésével növekvő szélességű négyszögjelet előállító áramkörrel van ellátva. Ezáltal a többfázisú feszültségnégyszögesítő a feszültség függvényében automatikusan úgy változtatja a hozzá csatlakoztatott fázisszöget érzékelő elemek működési tartományát, hogy az a feszültség letörése esetén kibővül. A találmány egy további előnyös kiviteli alakjának fázisáramokkal fékezett zérussorrendü túlárameleme van. Ezáltal a földérintéses zárlatok nagyobb biztonsággal állapíthatók meg. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös háromfázisú kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány egy kiviteli alakjának tömbvázlata, a 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy feszültségnégyszögesítőjének célszerű kapcsolási rajza, és a 3. ábra a 2. ábra szerinti kapcsolás működését szemléltető jelalakábra. Az 1. ábrán látható XA, XB és Xc reaktanciaelemek (reaktanciarelék) a rájuk kapcsolt megfelelő A, B, ill. C fázisú feszültség és áram hányadosa által meghatározott impedancia reaktancia részére érzékenyek, azaz a beállított reaktancia értéknél kisebb értékre működnek. Az IAT, IBT, 1^ és 31^túláramelemek az IA, !„ és Ic fázisáramhoz, illetve 3I0 zérussorrendü áramhoz tartozó túláramrelék. Ajsn, ^isn’ Cj,n> ^isn> BCisn, CAisn, ABjsn aramnegyszögesítőknek és a KLusn, Musn feszültségnégyszögesítőknek az a szerepük, hogy táplálják az LA, LB, Lc. Ka, Kb, Kc, Mbc, Mca és Mab fázisszöget érzékelő elemeket, amelyek a rájuk kapcsolt feszültség és áram közötti fázisszögre érzékenyek, azaz akkor működnek, ha a fázisszög egy előre meghatározott tartományon belül van. A kapcsolás bemeneti IA, 1B, Ic fázisáramai és 3I0 zérussorrendü árama Z müimpedancia készletre csatlakoznak, amelynek kimenetein a megfelelő áramokkal arányos IAZ, 1BZ, ICZ és 3I0Z feszültségek jelennek meg és táplálják a fázisban megfelelő XA, XB, Xc reaktanciaelemeket, az IAT, IBT, 1^, 3I0T túláramelemeket, valamint az Aisn, Bifn, Cisn, Kisn, BCUn, CAlsn, ABisn áramnégyszögesítőket. A hálózat UA, UB és Uc fázisfeszültségei egyrészt táplálják a megfelelő fázisú XA, XB, Xc reaktanciaetemeket, másrészt a háromfázisú KLüsn feszültségnégyszögesítőt, amelynek Ar, Br és Cr kimenetei vannak. A hálózat UBC, UCA és UAB vonali feszültségei a háromfázisú Musn feszültségnégyszögesítőre csatlakoznak. A KLu,nés az Musn feszültségnégyszögesítö kimenetein a fázisban megfelelő feszültségek négyszögei jelennek meg 90°-kal fázisban eltolva és 60°-ra szűkítve. A^ ^isn> ®isn’ C;sn, ^isn> BCisn’ C^isn’ ÁBjj„ aram 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
