Спосіб максимального струмового захисту з вибірковою чутливістю до струмів віддалених коротких замикань та пускових струмів асинхронних електродвигунів

Реферат: Винахід належить до способів максимального струмового захисту (МСЗ) трифазних електричних кіл від струмів короткого замикання (КЗ), зокрема до способів захисту від струмів віддалених КЗ, значення яких можуть бути сумірними й навіть меншими за пускові струми підключених до цієї електричної мережі асинхронних електродвигунів (ЕД), а також віддаленого резервування (ВДР) відмов нижче розташованих апаратів релейного захисту за рахунок вибіркової чутливості до струмів віддалених КЗ й пускових струмів асинхронних ЕД. Спосіб струмового захисту полягає в тому, що за дискретними значеннями струму в період передісторії визначають середньоквадратичні значення струмів передісторії в кожній фазі, в перший період UA 114380 C2 (12) UA 114380 C2 після виникнення збурення в кожній фазі визначають середньоквадратичні значення фазних струмів й середньоквадратичні значення струмів збурення), в другий період після виникнення збурення в кожній фазі визначають середньоквадратичні значення фазних струмів й середньоквадратичні значення струмів збурення, їх значення порівнюють з величиною уставки струму короткого замикання. Технічним результатом що досягається даним винаходом, є оптимізація алгоритму роботи електронного розчіплювача апарата захисту, підвищення чутливості захисту. UA 114380 C2 5 10 15 20 Винахід належить до способів максимального струмового захисту (МСЗ) трифазних електричних кіл від струмів короткого замикання (КЗ), зокрема до способів захисту від струмів віддалених КЗ, значення яких можуть бути сумірними й навіть меншими за пускові струми підключених до цієї електричної мережі асинхронних електродвигунів (ЕД), а також віддаленого резервування (ВДР) відмов нижче розташованих апаратів релейного захисту за рахунок вибіркової чутливості до струмів віддалених КЗ Icc f ar й пускових струмів асинхронних ЕД Ist  .   Забезпечити високу чутливість МСЗ саме до струмів Icc f ar особливо проблематично в мережах з довгими лініями електропередачі (ЛЕП). Високої чутливості апаратів захисту, підключених на початку довгої ЛЕП, до струмів Icc f ar наприкінці лінії заважають великі за величиною пускові струми асинхронних ЕД, підключених на початку лінії. Для реалізації ВДР відмов нижче розташованих апаратів захисту повинна бути висока чутливість вище розташованого ввідного апарату до струмів Icc f ar в будь-якому з відвідних фідерів. У цьому випадку також заважають великі за величиною струми Ist в сусідніх фідерах. В обох випадках для підвищення чутливості захисту до струмів віддалених КЗ необхідна вибіркова чутливість до струмів Icc f ar і струмів Ist , яка може бути забезпечена за рахунок ідентифікації пускових струмів асинхронних ЕД і відповідного блокування захисту при виникненні останніх. Найближчим (прототипом) за технічною суттю до винаходу, що заявляється: аналіз миттєвих (дискретних) значень параметрів процесу збурення електричного кола, є спосіб, описаний в [1], в якому величина Iph збільшення середньоквадратичного значення фазного струму (струм збурення електричного кола) визначається на підставі аналізу миттєвих (дискретних) значень струму збурення i j , що визначаються як різниця поточного дискретного значення фазного струму i jpr й відповідного, попереднього, зрушеного в часі на період T , що 25 дорівнює 20 мс, дискретного значення струму передісторії i jpast : i j  i jpr  i jpast . Задача технічного рішення [1] полягає в швидкому, до закінчення перехідного процесу зміни струму, визначенні середньоквадратичного значення Iph струму збурення електричного кола, тому традиційний метод інтегрування квадратів дискретних значень i j протягом періоду зміни фазного струму використовувати не можна. Значення Iph визначають за допомогою силової 30 функції St  електричного кола [2], [3]. При цьому використовують задане значення коефіцієнта потужності електричного кола cos . Недоліки технічного рішення [1] наступні. Спрацьовування захисту в зоні струмів КЗ здійснюють при досягненні повного середньоквадратичного значення фазного струму Iph величини струмової уставки Isd Iph  Isd .   Проте при використанні як критерію спрацьовування захисту струму 35 Iph неможливо "відстроїтися" від короткочасних струмів перевантаження в електричному колі, що захищається [4]. Це означає, що висока чутливість до струмів Icc f ar забезпечується не завжди. Завдяки безперервному моніторингу саме величини струму збурення електричного кола Iph , з урахуванням середньоквадратичного струму передісторії Ipast , забезпечується "відстроювання" від струмів перевантаження. Другий недолік полягає у визначенні середньоквадратичного значення струму збурення Iph 40 за відомим (заданим) значенням cos , у той час як для реалізації захисту з вибірковою чутливістю до струмів Icc f ar й пускових струмів асинхронних ЕД необхідно визначати і значення Iph , і величину cos електричного кола зі струмом збурення. Тільки сукупність величин Iph та cos дозволяє ідентифікувати вид струму збурення: Icc f ar чи Ist . Відомо, що під час пуску 45 асинхронних ЕД cos електричного кола зі струмом збурення дорівнює 0,2  0,3 , а у випадку віддаленого КЗ cos   0,7  0,8 . В основу винаходу, що заявляється, поставлена задача розробити такий спосіб МСЗ, в якому, за рахунок швидкої ідентифікації пускового струму асинхронного ЕД за величиною cos електричного кола зі струмом збурення й блокування захисту при його виникненні, вибірково 1 UA 114380 C2 підвищується чутливість захисту до струмів Icc f ar . На додаток необхідно максимально 5 гармонізувати й уніфікувати математичний апарат більш чутливого до струмів Icc f ar захисту, з математичним апаратом, який вже використовується для побудови інших видів мережевих захистів. Поставлена задача вирішується в способі максимального струмового захисту з вибірковою чутливістю до струмів віддалених коротких замикань та пускових струмів асинхронних електродвигунів, відповідно до якого, в кожній фазі a,b, c здійснюють вимір миттєвих значень струму ia,b,c  t  та їх аналого-цифрове перетворення в дискретні значення i ja,b,c  з інтервалом дискретизації t d , при цьому визначення дискретних значень струму i ja,b,c  здійснюють 10 протягом двох однакових часових інтервалів, що дорівнюють періоду T зміни фазного струму, один з яких Tpr є часовим інтервалом поточного протікання струму, а інший Tpast є часовим інтервалом попереднього протікання струму передісторії, після чого визначають масив дискретних значень струму збурення електричного кола i ja,b,c  за період Tpr як різницю дискретних значень i jpr a,b,c  струму протягом поточного періоду Tpr й відповідних, попередніх, 15 зрушених в часі на період T , що дорівнює 20 мс, дискретних значень i jpasta,b,c  струму періоду   передісторії Tpast i ja,b,c   i jpr a,b,c   i jpasta,b,c  , за рахунок того, що дискретні значення струму збурення електричного кола i jT a,b,c  в кожній фазі a,b, c в перший період T1 після виникнення 1 збурення порівнюють з амплітудним значенням 2 Isd струмової уставки короткого замикання електронного розчіплювача апарата захисту і в разі, якщо величина i jT a,b,c  в одній з фаз 1 20 a,b, c дорівнюватиме або буде більшою значення 2 Isd : i jT a,b,c   2 Isd , то за дискретними 1 значеннями i jpasta,b,c  струму в період передісторії Tpast визначають середньоквадратичні T past значення струмів передісторії Ipasta,b,c   1  i jpasta,b,c   t d в кожній фазі a,b, c , після чого в T 0 перший період T1 після виникнення збурення в кожній фазі a,b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі i jT , середньоквадратичні значення фазних струмів 1 25 IphT1 a,b,c   1 T1  i jT1 a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT1 a,b,c  як TT  past  різниця струмів IphT a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT a,b,c   IphT a,b,c   Ipasta,b,c  , в 1 1 1 другий період T2 після виникнення збурення в кожній фазі a,b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі i jT , середньоквадратичні значення фазних струмів 2 IphT2 a,b,c   1 T2  i jT a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT2 a,b,c  як TT 2  1 30  різниця струмів IphT a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT a,b,c   IphT a,b,c   Ipasta,b,c  , 2 2 2 потім значення IphT a,b,c  порівнюють з величиною уставки струму короткого замикання Isd , і 2 якщо виконується умова IphT a,b,c   Isd в одній з фаз a,b, c , то виробляють керуючий сигнал 2 35 на запуск таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача, після чого в кожній фазі a,b, c визначають квадрати середньоквадратичних значень струмів збурення IphT a,b,c  в перший T1 та IphT a,b,c  в 1 другий  a,b,c T2 періоди після 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c 1 1 1 1 виникнення в перший T1 та 2 збурення,  a,b,c 2 а також їх суми 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c 2 2 2 2 в UA 114380 C2  другий T2 періоди після виникнення збурення, потім визначають коефіцієнт k   a,b,c  a,b,c  співвідношення значень a,b,c та 2 IphT 1  a,b,c 5 максимального 1 2 IphT 2 2 IphT , після чого визначають величину несиметрії 2 фазних струмів збурення електричного кола за період T2 як коефіцієнт k as  співвідношення 2 IphT та Imax T2 a,b,c  мінімального Imax T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  середньоквадратичних значень струмів в кожній фазі a,b, c , і у випадку, якщо виконується умова k as  0,9 , то здійснюють порівняння значень IphT a,b,c  з величиною нормального 2 пускового струму асинхронного електродвигуна Ist , і якщо виконуються умови IphT a,b,c   Ist й 2 10 k   1 , то виробляють керуючий сигнал на зупинення таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача і блокування спрацьовування захисту. Саме за рахунок того, що дискретні значення струму збурення електричного кола i jT a,b,c  1 в кожній фазі a,b, c в перший період T1 після виникнення збурення порівнюють з амплітудним значенням 2 Isd струмової уставки короткого замикання електронного розчіплювача апарата захисту і в разі, якщо величина i jT a,b,c  в одній з фаз a,b, c дорівнюватиме або буде більшою 1 15 значення 2 Isd : i jT a,b,c   2 Isd , то за дискретними значеннями i jpasta,b,c  струму в період 1 передісторії визначають середньоквадратичні значення струмів передісторії Tpast T 1 past  i jpasta,b,c   t d в кожній фазі a,b, c , після чого в перший період T1 після T 0 виникнення збурення в кожній фазі a,b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі середньоквадратичні значення фазних струмів i jT , Ipasta,b,c   1 20 IphT1 a,b,c   T1 1  i jT1 a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT1 a,b,c  як TT  past  різниця струмів IphT a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT a,b,c   IphT a,b,c   Ipasta,b,c  , в 1 1 1 другий період T2 після виникнення збурення в кожній фазі a,b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі i jT , середньоквадратичні значення фазних струмів 2 IphT2 a,b,c   1 T2  i jT a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT2 a,b,c  як TT 2  1 25  різниця струмів IphT a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT a,b,c   IphT a,b,c   Ipasta,b,c  , 2 2 2 потім значення IphT a,b,c  порівнюють з величиною уставки струму короткого замикання Isd , і 2 якщо виконується умова IphT a,b,c   Isd в одній з фаз a,b, c , то виробляють керуючий сигнал 2 30 на запуск таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача, після чого в кожній фазі a,b, c визначають квадрати середньоквадратичних значень струмів збурення IphT a,b,c  в перший T1 та IphT a,b,c  в 1 другий  a,b,c T2 періоди після 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c 1 1 1 1 виникнення в перший T1 та 2 збурення,  a,b,c а також їх в 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c 2 2 2 2  другий T2 періоди після виникнення збурення, потім визначають коефіцієнт k   a,b,c  a,b,c 3 суми 2 IphT 1 2 IphT 2 UA 114380 C2 співвідношення значень  a,b,c та 2 IphT 1  a,b,c 2 IphT , після чого визначають величину несиметрії 2 фазних струмів збурення електричного кола за період T2 , як коефіцієнт k as  співвідношення 5 10 15 20 максимального Imax T2 a,b,c  та мінімального Imax T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  середньоквадратичних значень струмів в кожній фазі a,b, c , і у випадку, якщо виконується умова k as  0,9 , то здійснюють порівняння значень IphT a,b,c  з величиною нормального 2 пускового струму асинхронного електродвигуна Ist , і якщо виконуються умови IphT a,b,c   Ist й 2 , то виробляють керуючий сигнал на зупинення таймера формування витримки часу t sd k  1 спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача і блокування спрацьовування захисту, і вирішується поставлена задача вибіркової чутливості захисту до струмів віддалених коротких замикань і пускових струмів асинхронних електродвигунів. Використовуваний математичний апарат ідентифікації струмів збурення електричного кола (КЗ або пуск ЕД), в основі своїй, уніфікований з математичним апаратом класичного МСЗ. В обох випадках здійснюють визначення середньоквадратичних значень струму збурення методом інтегрування квадратів дискретних значень струмів збурення. Тим самим забезпечується оптимізація алгоритму роботи електронного розчіплювача апарата захисту при реалізації запропонованого способу вибіркового струмового захисту. Доведемо, що для ідентифікації струмів Ist достатньо аналізу тільки середньоквадратичних значень симетричної складової струму збурення Iph . Якщо збурення електричного кола викликано різким збільшенням струму навантаження (пуск ЕД або КЗ), то для коректного визначення величини Iph методом інтегрування квадратів дискретних значень струму i2 необхідна відсутність аперіодичної складової в кривій струму. j Виконатицю умову можливо або шляхом затримки розрахунку значення Iph на 1 2 періоду T 25 30 зміни струму, або істотно розширив часовий інтервал, протягом якого відбувається інтегрування ( 3  4 періоди T ). Якщо ж розрахунок значення Iph здійснювати в перший період T1 зміни струму збурення, то матимуть місце спотворення, зумовлені впливом перехідного процесу зміни струму. При цьому ступінь спотворення величини Iph буде залежати від характеру перехідного процесу, тобто від величини постійної часу  електричного кола. Тому можливо з аналізу величини спотворення значення Iph , що виникає при розрахунку його в період T1 , визначити значення  або cos   sin  /   cos  . Щоб реалізувати цю можливість, потрібен метод аналізу, який би давав однозначний результат при різних початкових фазах  виникнення струму збурення. Аналіз ступеня спотворення значення Iph окремо в кожній фазі не відповідає вимозі однозначності результату розрахунку. Масив дискретних значень i j й розрахованих за ними значень Iph буде залежати від  . Якщо ж ступінь спотворення величини Iph при розрахунку її в період T1 після виникнення струму збурення оцінювати за сумою квадратів 35 середньоквадратичних значень струмів всіх трьох фаз  a,b,c 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c , то 1 1 1 1 результат буде однозначно визначатися тільки величиною  або cos . Доведемо таку особливість суми  a,b,c 2 IphT , що дозволяє визначити величину коефіцієнта 1 потужності електричного кола cos в момент виникнення струму збурення й за величиною cos забезпечити вибіркову чутливість захисту до струмів Icc f ar та Ist . 40 Сума середньоквадратичних значень струмів збурення всіх трьох фаз в перший T1 період після виникнення збурення може бути виражена так:  IphT a,b,c 1  1 T T1 2  ia  t dt  0 1 T T1 2  ib  t dt  0 1 T 4 T1 2  ic  t dt , 0 (1) UA 114380 C2 де ia , ib , ic - миттєві значення струмів збурення в фазах a,b, c , відповідно. Вираз для силової функції електричного кола [2]: t 2t     2 St   ia 2 t   ib 2 t   ic 2 t   3Iph 1  2e  cos t  e   (2)     Порівнюючи вираз (1) з виразом (2) можна записати:  a,b,c 5 T 1 1  St dt . T0 2 IphT  1 (3) Характер зміни функції St  не залежить від  . Отже, її інтеграл й ліва частина виразу (3) теж не залежать від  . А, як випливає з (1), інтеграл функції St  , а, відповідно, й сума  a,b,c 2 IphT , залежать від постійної часу  або cos . 1 На Фіг. 1 наведені залежності функції St  в часі для двох значень коефіцієнта потужності: cos   0,3 та cos   0,7 . Як видно, площа обмежена кривою функції St  при cos   0,3 помітно більша аналогічної площі при cos   0,7 . 10 При cos   0,3 інтеграл T1  S0,3 t dt , майже на 20 % більший, ніж аналогічний інтеграл за 0 другий період T2 , в той час як при cos   0,7 інтеграл T1  S0,7 t dt за період T1 приблизно на 0 10 % менший, ніж за період T2 . При cos   0,5 інтеграли функції St  за періоди T1 й T2 виходять приблизно однаковими. Приблизно однаковими виходять й інтеграли силової функції за період T2 при різних значеннях cos : T2 T2 T2 0 0 0  S0,3 t dt   S0,5 t dt   S0,7 t dt , 15 (4) тому можна прийняти, що величина IphT , розрахована за значеннями i jT є істинним 2 2 середньоквадратичним значенням Iph симетричної складової струму збурення. Таким чином, порівняння сум  a,b,c та 2 IphT 1  a,b,c 2 IphT розрахованих за дискретними 2 значеннями фазних струмів першого i jT та другого i jT періоду дозволяє ідентифікувати вид 1 2 струму збурення кола. Якщо величину IphT , розраховану за значеннями i jT 2 2 20 вважати справжнім середньоквадратичним значенням Iph симетричної складової струму збурення, то за ступенем спотворення цієї величини за рахунок наявності в перший період T1 аперіодичної складової, можна ідентифікувати вид струму збурення. Якщо сума  a,b,c 2 IphT залежить від величини cos , а сума 1 cos залишається майже незмінною, то співвідношення  a,b,c  a,b,c 25 при різних значеннях 2 IphT 2 2 IphT 1 та  a,b,c 2 IphT , що 2 виражається коефіцієнтом:  k   a,b,c  a,b,c 2 IphT 1 2 IphT 2 , (5) однозначно визначає величину cos . Для cos   0,3 коефіцієнт k  дорівнює 1,18, а для cos   0,7 коефіцієнт k  дорівнює 0,93. Отже, співвідношення величин  I2 та  I2 в перший та другий періоди після a,b,c phT1 a,b,c phT2 виникнення струму збурення електричного кола дозволяє визначити величину 5 cos UA 114380 C2 5 10 15 електричного кола зі струмом збурення й, тим самим, ідентифікувати вид струму збурення та забезпечити вибіркову чутливість захисту до струмів віддалених КЗ та пускових струмів асинхронних ЕД. Наприклад, якщо виконується умова k   1 , то можна вважати, що струмом збурення є струм КЗ, навіть якщо його величина менша за пусковий струм асинхронного ЕД. Алгоритмічна схема, що пояснює роботу мікропроцесорного розчіплювача автоматичного вимикача при реалізації запропонованого способу максимального струмового захисту з вибірковою чутливістю до струмів віддалених коротких замикань та пускових струмів асинхронних електродвигунів, наведена на Фіг. 2. Окремі обчислювальні та логічні операції, що виробляє мікропроцесорний пристрій, на Фіг. 2 умовно подані у вигляді модулів. Фізично вказаних модулів не існує, їх зображення потрібне для зручності викладу функціонування мікропроцесорного пристрою при реалізації запропонованого способу струмового захисту. Функціонує мікропроцесорний розчіплювач у такий спосіб: 1. У модулі 1 в кожній фазі a,b, c за допомогою сигналів від датчиків струму ДС формуються аналогові залежності ipha,b,c   f t  фазних струмів в часі. Після аналогово-цифрового перетворення в оперативну пам'ять мікропроцесора безперервно заносять миттєві значення струмів i ja,b,c  за проміжок часу, що дорівнює трьом періодам зміни струму ( Tpast , T1 й T2 ). В ковзному режимі, шляхом заміни старих миттєвих значень струму у фазах новими, визначають миттєві значення i jT a,b,c   i jT a,b,c   i jpasta,b,c  струмів збурення електричного кола, як 1 1 різницю дискретних значень струмів i jT a,b,c  протягом періоду T1 та відповідних, попередніх, 1 20 зрушених у часі на період T , що дорівнює 20 мс, дискретних значень струмів i jpasta,b,c  періоду передісторії Tpast , а також миттєві значення i jT a,b,c   i jT a,b,c   i jpasta,b,c  струмів збурення 2 2 електричного кола, як різницю дискретних значень струмів i jT a,b,c  протягом періоду T2 та 2 дискретних значень i jpasta,b,c  . 2. У модулі 2 порівнюють значення i jT a,b,c  з амплітудним значенням 1 25 2 Isd струмової уставки Isd КЗ і у випадку, якщо виконується умова i jT a,b,c   2 Isd виробляють керуючий 1 сигнал на запуск модуля 3. 3. У модулі 3 методом інтегрування квадратів дискретних значень i jpast a,b,c , i jT a,b,c  й 1 i jT2 a,b,c  визначають середньоквадратичні значення Ipasta,b,c ,IphT1 a,b,c ,IphT2 a,b,c  струмів у фазах a,b, c за періоди Tpast , T1 й T2 , відповідно. 30 4. У модулі 4 визначають середньоквадратичні значення IphT a,b,c  та IphT a,b,c  струмів 1 2 збурення в фазах a,b, c за періоди T1 й T2 , відповідно: IphT1 a,b,c   IphT1 a,b,c   Ipasta,b,c  ; (6) IphT2 a,b,c   IphT2 a,b,c   Ipasta,b,c  . (7) 5. У модулі 5 середньоквадратичні значення IphT a,b,c  фазних струмів збурення за період 2 T2 порівнюють зі струмовою уставкою Isd КЗ і у випадку, якщо виконується умова IphT2 a,b,c   Isd хоча б в одній з фаз a,b, c , виробляють керуючий сигнал на модуль 6 на запуск 35 таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача. 6. У модулі 6 здійснюють запуск таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача. 7. У модулі 7 в кожній фазі a,b, c визначають квадрати середньоквадратичних значень струмів збурення IphT a,b,c  в перший T1 та IphT a,b,c  в другий T2 періоди після виникнення 40 збурення. 8. У модулі 8 визначають суми 1  a,b,c  a,b,c 2 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c ; 1 1 1 1 (8) 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c , 2 2 2 2 (9) відповідно в перший T1 та другий T2 періоди після виникнення збурення. 6 UA 114380 C2 9. У модулі 9 визначають коефіцієнт k  , як відношення  a,b,c k   a,b,c 2 IphT 1 2 IphT , (10) 2 і у випадку, якщо виконується умова k   1 , виробляють керуючий сигнал на модуль 11. 10. У модулі 10 визначають величину несиметрії фазних струмів збурення електричного кола за період T2 , як коефіцієнт: k as  5 Imax T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  співвідношення . (11) максимального Imax T2 a,b,c  й мінімального Imin T2 a,b,c  середньоквадратичних значень струму в кожній фазі a,b, c , і у випадку, якщо виконується умова k as  0,9 , виробляють керуючий сигнал на модуль 11. 10 15 20 25 30 11. У модулі 11 порівнюють значення IphT a,b,c  з величиною Ist нормального пускового 2 струму асинхронного ЕД, і якщо виконується умова IphT2 a,b,c   Ist , (12) виробляють керуючий сигнал на модуль 6 на зупинку таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача і блокування спрацьовування захисту. Математичний апарат запропонованого способу МСЗ з вибірковою чутливістю до струмів КЗ і пускових струмів асинхронних ЕД уніфіковано з математичним апаратом класичного способу МСЗ, робота якого основана на аналізі середньоквадратичних значень фазних струмів. У той же час, аналіз спотворень, що виникають при розрахунку середньоквадратичних значень фазних струмів в перший період виникнення струмів збурення дозволяє істотно підвищити чутливість захисту. На відміну від часострумової захисної характеристики класичного МСЗ, часострумова характеристика запропонованого способу МСЗ адаптується в залежності від виду струму збурення. На Фіг. 3 наведена удосконалена часострумова захисна характеристика електронного розчіплювача апарата захисту при реалізації способу максимального струмового захисту з вибірковою чутливістю до струмів віддалених коротких замикань та пускових струмів асинхронних електродвигунів. Ділянка 1-2 часострумової характеристики (захист L зони перевантаження) формується так само, як і в існуючих захистах від струмів перевантаження час спрацьовування t зворотно залежить від величини повного струму у фазі. Перехід від зони перевантаження L до зони КЗ S, залежно від виду струму збурення, може відбуватися або за лінією 2-3-4, у разі віддаленого КЗ, чи реалізації режиму резервування, якщо виконується умова i jT1 a,b,c   2 Isd , або за лінією 2-5-6-4. Якщо струм збурення IphT2 a,b,c  ідентифікований як пусковий ЕД, то струмова уставка захисту збільшується від величини Isd до значення Ist . Час спрацьовування t sd формується часовим модулем. У разі перевищення струмом збурення IphT a,b,c  значення Ii захист спрацьовує без умисної затримки спрацьовування. 2 35 40 45 При встановленні апарата МСЗ з такою захисною характеристикою на початку довгої лінії, забезпечується можливість відключати струми КЗ наприкінці лінії, значення яких менші за пускові струми ЕД, підключених на початку лінії. Тим самим забезпечується захист від віддалених КЗ та, в той же час, гарантується нормальний пуск близько розташованих ЕД. При використанні апарата МСЗ з такою захисною характеристикою як ввідний, до якого підключено декілька відвідних фідерів з підключеними ЕД, для ввідного апарата забезпечується можливість реагувати на невеликі струми КЗ в підключених відвідних фідерах, ігноруючи при цьому великі за величиною пускові струми ЕД в фідерах сусідніх з аварійним. Це означає, що в разі відмови фідерного апарата функцію захисту цього аварійного фідера від струмів КЗ виконає ввідний апарат. Тим самим забезпечується віддалене резервування відмов, що істотно підвищує надійність захисту. Джерела інформації: 1. Пат. № 2355090 Российской федерации МПК Н02Н3/08 Способ быстродействующей максимальной токовой защиты электрических цепей (варианты) /Г.М. Гапоненко, В.В. Омельченко, А.С. Кобозев. - № 2007134556/09; заявл. 17.09.2007; опубл. 10.05.2009. 7 UA 114380 C2 5 2. Райнин В.Е. Совершенствование защитных характеристик автоматических выключателей низкого напряжения /В.Е. Райнин, А.С. Кобозев //Электротехника. - 2009. - № 2. - С. 44-51. 3. Середа А.Г. Расширение функциональных возможностей аппаратов релейной защиты на основе анализа действующего значения тока /А.Г. Середа //Електромеханічні і енергозберігаючі системи. - Кременчук: КрНУ, 2013. - № 3 (23). - С 75-82. - ISSN 2072-2052. 4. Середа О.Г. Підвищення чутливості максимального струмового захисту до струмів віддалених коротких замикань /О.Г. Середа, О.С. Кобозєв //Электротехнические и компьютерные системы. - 2013. - № 09 (85). - С. 57-64. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Спосіб максимального струмового захисту з вибірковою чутливістю до струмів віддалених коротких замикань та пускових струмів асинхронних електродвигунів, відповідно до якого, в кожній фазі a, b, c здійснюють вимір миттєвих значень струму ia,b,c  t  та їх аналого-цифрове 20 перетворення в дискретні значення i ja,b,c  з інтервалом дискретизації t d , при цьому визначення дискретних значень струму i ja,b,c  здійснюють протягом двох однакових часових інтервалів, що дорівнюють періоду T зміни фазного струму, один з яких Tpr є часовим інтервалом поточного протікання струму, а інший Tpast є часовим інтервалом попереднього протікання струму передісторії, після чого визначають масив дискретних значень струму збурення електричного кола i ja,b,c  за період Tpr як різницю дискретних значень i jpr a,b,c  25 струму протягом поточного періоду Tpr й відповідних, попередніх, зрушених в часі на період T , що дорівнює 20 мс, дискретних значень i ja,b,c   i jpr a,b,c   i jpasta,b,c   , i jpasta,b,c  струму періоду передісторії Tpast який відрізняється тим, що дискретні значення струму збурення електричного кола i jT1 a,b,c  в кожній фазі a, b, c в перший період T1 після виникнення збурення порівнюють з амплітудним значенням 30 2 Isd струмової уставки короткого замикання електронного розчіплювача апарата захисту і в разі, якщо величина i jT1 a,b,c  в одній з фаз a, b, c дорівнюватиме або буде більшою значення 2 Isd : i jT a,b,c  2 Isd , то за дискретними 1 значеннями i jpasta,b,c  струму в період передісторії Tpast визначають середньоквадратичні значення струмів передісторії Ipasta,b,c   35 1 T Tpast  i jpasta,b,c   t d в кожній фазі a, b, c , після чого в 0 перший період T1 після виникнення збурення в кожній фазі a, b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі i jT1 , середньоквадратичні значення фазних струмів IphT1 a,b,c   1 T1  i jT1 a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT1 a,b,c  як TT  past  різниця струмів IphT1 a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT1 a,b,c   IphT1 a,b,c   Ipasta,b,c  , в другий період T2 після виникнення збурення в кожній фазі a, b, c визначають масив дискретних значень струмів в електричному колі i jT2 , середньоквадратичні значення фазних струмів 40 IphT2 a,b,c   1 T2  i jT a,b,c   t d й середньоквадратичні значення струмів збурення IphT2 a,b,c  як TT 2  1  різниця струмів IphT2 a,b,c  й відповідних струмів Ipasta,b,c  : IphT2 a,b,c   IphT2 a,b,c   Ipasta,b,c  , потім значення IphT2 a,b,c  порівнюють з величиною уставки струму короткого замикання Isd , і, якщо виконується умова IphT2 a,b,c   Isd в одній з фаз a, b, c , то виробляють керуючий сигнал 8 UA 114380 C2 на запуск таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача, після чого в кожній фазі a, b, c визначають квадрати середньоквадратичних значень струмів збурення IphT1 a,b,c  в перший T1 та IphT2 a,b,c  в другий 5  a,b,c періоди T2 після виникнення 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c в перший T1 та 1 1 1 1 збурення,  a,b,c а також їх 2 2 2 2 IphT  IphT a  IphT b  IphT c 2 2 2 2  другий T2 періоди після виникнення збурення, потім визначають коефіцієнт k   a,b,c  a,b,c співвідношення значень  a,b,c 2 IphT 1 та  a,b,c 10 15 максимального в 2 IphT 1 2 IphT 2 2 IphT , після чого визначають величину несиметрії 2 фазних струмів збурення електричного кола за період T2 як коефіцієнт k as  співвідношення суми Imax T2 a,b,c  та мінімального Imax T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  Imin T2 a,b,c  середньоквадратичних значень струмів в кожній фазі a, b, c , і у випадку, якщо виконується умова k as  0,9 , то здійснюють порівняння значень IphT2 a,b,c  з величиною нормального пускового струму асинхронного електродвигуна Ist , і, якщо виконуються умови IphT2 a,b,c   Ist й k   1 , то виробляють керуючий сигнал на зупинення таймера формування витримки часу t sd спрацьовування електронного розчіплювача автоматичного вимикача і блокування спрацьовування захисту. 9 UA 114380 C2 5 10 UA 114380 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11