Устройство для трехфазного автоматического повторного включения линии электропередачи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическнд

Республик (»1 00 3 212.(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 291081 (21) 3349706/24-07 (51) М. Кп.з с присоединением заявки ¹

Н 02 Н 3/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 280283. Бюллетень ¹ 8 (53) УДК 621. 316.

925(088 8) Дата опубликования описания 2802.83,=™ |

В .М . Стрелков, Г . Г . Фокин и Г . Г . Як у сон

Всесоюзный научно-исследовательский ттзжхцт т"- .:. ;,-,; / электроэнергетики (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электро технике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

Устройства для автоматического пов.— торного включения (AtIB) øèðoêî применяются в энергосистемах 1).

Однако большинство из них производят AIIB и при коротких замыканиях (к.э.), близких к концу линии, включаемому первым, что в ряде случаев является весьма нежелательным, так как после неуспешного АПВ линии электропередачи с таким повреждением может нарушаться динамическая устойчивость смежных связей, повредиться выключатель и т.д.

Известно устройство для AIIB, частично устраняющее этот недостаток.

Оно содержит на каждом конце линии блОки повторного включения без контроля напряжения линии (AIIB-БК), с контролем наличия напряжения (AIIQ-HH} и с контролем синхронизма между напря" жениями на линии в шинах (АПВ-КС), а также фильтр-реле напряжения прямой последовательности шин. При удаленном от обоих концов линии к.з. и срабатывании высокочастотной защиты линии осуществляется двухстороннее AIIB-БК (так называемое БАПВ). Прч близком

2 к.з. на однзм конце линии срабатыва. ет фильтр-реле напряжения прямой последовательности и запрещает работу блока AIIB-БК этого конца. С противоположного конца AIIB-БК срабатывает и производит AIIB выключателя, и при его успешном включении первый конец включается от блоков АПВ-НН или АПВ1P KC L23

Однако такое устройство имеет ограниченную область применения, так как оно может применяться лишь там, где допу"кается двухстороннее включе" ние линии без проверки синхрониэма.

15 Известно также устройство д АПВ линии электропередачи, при использовании которого предусматривается осуществление на одном ее конце AIIB-БК, .а на другом конце — АПВ-НН или MIB-КС, т.е. линии, где недопустимо одновременное включение выключателей. по концам. При этом, если на первом конце запрещается АПВ-БК (или АПВ-ОН), то на другой конец .линии с помощью канала связи передается разрешение производить AIIB сначала на нем (3) .

Соответствующие блоки устройства, .необходимые для осуществления АПВ-БК, и AtIB-KC описаны, например, в (1j, а

З0 блок AIIB-HH - в (.4 .

1001272

Наиболее близким по технической сущности к ..предлагаемому является устройство для трехфазного автоматического повторного, включения линии

Рлектропередачи, снабженной высоко частотной защитой и каналом связи между концами .линии и оборудованной на каждом конце линии измерителЬными трансформаторами тока и напряжения и выключателем с ключом управления, содержащее блок пуска, входы которого 10 предназ.начены для подключения к блокконтактам выключателя.и к выходу ключа управления, выход блока пуска соединен с первыми входами блока повторного .включения и, элемента H .а 15 также с входом удерживания релейного органа с самоудержанием, основные входы которого предназначены для подключения к измерительным трансформаторам тока .и напряжения. Выход релейного органа с самоудерживанием связан с передающим входом канала

20 связи, а через элемент НЕ и двухпозиционный. переключатель в первом поло- женин соединен с вторым входом элемен з5 та И. Приемный вход канала связи через двухпозиционный переключатель во .втором положении связан с вторым вХодОм элемента.И, третий вход которого соединен с выходом элемента ЗАДЕРЖКА

HA ВОЗВРАТ, вход которого предназначен для подключения к -выходу высоко- . частотной защиты. Выход элемента И соединен с вторым входом блока пов- торного включения, выход которого предназначен для.подключения к включающей цепи выключателя. В состав блока повторного включения входят, известные элементы, в том числе блок . контроля наличия напряжения на линии.

Релейный орган и элемент HE предназ- 40 начены для предотвращения АПВ выключателя (без контроля напряжения) при близких (тяжелых ) к.з., когда срабатывает релейный орган.

Сигнал на выходе этого органа по- g5 является и самоудерживае ся, если при этом появляется сигнал на выходе блока пуска, что соответствует ава-.. рийному отключению выключателя. Выходной сигнал релейного органа с самоудерживанием поступает на передающий вход канала связи, а также вызывает снятие сигнала с второго входа элемента И. Несрабатывание в результате, этого элемента И обеспечивает отсутствие сигнала на втором входе блока повторного включения и, следовательно, запрещение AHB-БК на данном конце линии.

На противоположном конце, пинии при этом появляется сигнал на .прием- 6@ ном .выходе канала связи. Этот сиг-. нал через двухпозиционный переключатель (в положении !I) поступает на второй вход элемента И и, если на этом конце также подействовал блок пуска и высокочастотная защита,через элемент И разрешается производить

АПВ-БК. При успешном включении выключателя на одном из концов линии (противоположном) производится АПВ-НН или АПВ-КС (5).

Недостатком известного устройства является необходимость использования специального канала связи между концами линии, .что требует дополнительных расходов на сооружение такого канала, а также.. понижает надежность

1 устройства.

Цель изобретения — удешевление и повышение. надежности устройства АПВ. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для трехфазного ав" томатического повторного включения линии электропередачи, снабженной высокочастотной защитой И оборудованной на каждом конце измерительными трансформаторами тока и напряжения и вы ключателем с- ключом управления, содержащее блок контроля наличия напряжения на линии, вход которого предназначен для подключения к трансформатору напряжения, двухпозиционный . переключатель., блок пуска,- входы которого предназначены для подключения к блок-контактам выключателя и к выходу ключа управленйя, блок повтор.ного включения, выход которого пред-. назначен для подключения к включающей цепи выключателя, релейный орган с самоудерживанием, первый и второй входы которого. предназначены для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения, элемент ;"3A-, ю

ДЕРЖКА HA ВОЗВРАТ, вход KoToporo .. предназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты, элементы

И и НЕ, при этом выход блока пуска соединен с .первым входом блока повторного включения, первым входом элемента И и с входом удержания релейного органа, вйход которого. через элемент НЕ подключен к второму входу элемента .И, третий вход которого соединен с выходом элемента ЗАДЕРЖКА HA

ВОЗВРАТ, выход элемента И связан с вторым входом блока повторного включения, дополнительно введены второй элемент НЕ и элемент ЗАДЕРЖКА HA CPABATbIBAHHE, а элемент И снабжен чет- . вертым входом, при этом между входом и выходом элемента ЗАДЕРЖКА HA CPASAТЫВАНИЕ включен двухпозиционный переключатель, причем выход элемента И соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА

HA СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого сое- . динен с вторым. входом блока повторного включения, а четвертый вход элемента И через второй элемент НЕ соединен с выходом блока контроля наличия напряжения на линии.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

1001272

Устройство содержит линию 1 элект. ропередачи, высоковольтную защиту 2 линий, измерительные трансформаторы тока и напряжения соответственно 3 и 4; выключатель 5; ключ 6 управления выключателем, сигнал на его выходе появляется в момент подачи команды на включение и не исчезает до тех пор, пока не будет подана ключом команда на отключение выключателя, блок 7 пуска, на первый вход блока

1 подается сигнал от блок-контактов выключателя (при отключенном его положении), а на другой — от ключа управления; сигнал на выходе блока пуска существует при наличии сигналов на двух его: входах, т.е. при несоответствии положения выключателя и его ключа управления.

Блок 8 повторного включения содержит .подблбки АПВ-БК, AIIB-HH AIIB-КС 20 в нем формируется .выходной включающий сигнал при осуществлении всех перечисленных видов АПВ; при появлении сигнала на втором входе блока

8 пуска запускается подблок AIIB-БК, 25 при появлении сигнала на первом входе блока 8 запускается подблок

AIIB-НН:или AIIB-KC. После срабатывания соответствующего подблока появляется сигнал на выходе блока 8. 30

Устройство содержит также логичес- . кий элемент И 9, имеющий четыре. входа релейный орган 10 с самоудерживанием который служит для оценки тяжести к.з., близости места к.з. от.конца линии. Он может быть выполнен реагирующим на величину тока, напряжения, сопротивления или мощности линии и должен срабатывать при достижении упо. мянутыми величинами заданного уровня могут быть также использованы сигналы от устройств.,определяющих расстояния до места к.з. Уставки срабатывания релейных органов двух концов линии должны быть выбраны таким образом

" чтобы зоны их действия (по длине ли- 45 нии) не перекрывались, т.е. чтобы исключалось одновременное срабатыва. ние релейных органов двух концов линии. Орган имеет выдержку времени на возврат, большую времени отключе- 50 ния выключателя 5. Сигнал на выходе органа появляется только при наличии сигнала на его входе удерживания, поступающего с выхода блока 7 пуска.

Выходной сигнал релейного органа с 55 самоудерживанием существует все время,,пока имеется сигнал на входе удерживания.

В состав устройства входят первый и второй логические элементы НЕ 11 д и 12 соответственно, блок 13 контроля наличия напряжения на линии, кото. ръ и может быть выполнен с использованием фазного напряжения (линейного) и напряжения нулевой последовательности или с использованием напряжением линейного (фазного), обратной и нулевой последовательности (1,5).

Сигнал на выходе блока появляется при наличии. напряжения и отсутствии несимметрии.

Выдержка времени элемента ЗАДЕРЖКА HA CPABAThlBAHHZ 14 выбирается с необходимым запасом большей суммы времен включения выключателя (противоположного конца линии) и срабатывания блока контроля наличия напряжения на линии, Устройство содержит двухпозиционный переключатель 15 на конце линии, выключатель которого должен включаться первым, если не срабатывают релейные органы на обоих концах линии,переключатель устанавливается в положение, а на другом конце линии — в положение.И; элемент ЗАДЕРЖКА НА

ВОЗВРАТ 16, его выдержка времени выбирается с необходимым запасом большей суммы выдержки времени АПВ-БК и дополнительного замедления, определяемого элементом ЗАДЕРЖКА HA СРАВАТЫВАНИЕ 14.

Линия 1 электропередачи снабжена высокочастотной защитой 2 и оборудована на, каждом конце измерительными трансформаторами тока 3 и напряжения

4 и выключателем 5 с клюевом б управления. К входам блока 7 пуска подключаются блок-контакты выключателя

5 и выход ключа б управления. Выход блока 7 пуска соединен с пе выми входами блока 8 повторного включения и элемента И 9, а также с входом удерживания релейного органа 10 с самоудерживанием, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока 3 и напряжения 4. Выход релейного органа 10 с самоудерживанием через элемент HE 11 соединен с вторым входом элемента.И 9, третий вход которого через элемент ЗАДЕРЖКА HA ВОЗВРАТ

16 подключен к выходу высокочастотной защиты 2. Четвертый вход элемента И 9 через элемент НЕ 12 соединен с выходом блока 13 контроля наличия напряжения на линии, вход которого подключен к трансформатору 4 напряжения.

Выход элемента H 9 через элемент 3АДЕРЖКА HA СРАБАТЫВАНИЕ 14, между входом и выходом которого включен двух". позиционный переключатель .15, соединен с вторым входом блока 8 повтор-. ного включения, выход которого подключен к включающей цепи выключателя 5.

Устройство находится в состоянии готовности к работе, когда выключатель 5 линии 1 включен. Очередность повторного включения по концам линии при срабатывании релейного органа

10 с самоудерживанием выбирается asтсматически: первым включается выклю.

1001272 чатель того конца, на котором.релей-. ный орган не сработал, т.е. удаленного от места к.з. конца. Очередность включения нри удаленных от обоих кон-. цов линии к.э., когда не срабатывает ни один релейный орган 10, задается положением переключателя 15. При этом условно будем называть концом А тот конец линии, где переключатель 15 находится в положении Т (замкнут), а концом Б - конец линии, где переклю- О чатель 15 находится в-положении H (разомкнут . На конце A выходной сигнал элемента И 9 поступает на второй вход блоха 8 повторного включения без замедления, а. на конце Б - с выдерж- 35 кой времени, определяемой элементом

ЗАДЕРЖКА HA СРАБАТЫВАНИЕ 14. Выдерж- . . ки времени АПВ в подблоке АПВ-БК иа обоих концах линии предполагаются одинаковыми, 20

При возиикновении к.з. удаленного от конца А, релейный орган 10 самоудерживанием на этом конце не срабатывает, После срабатывания высокочастотной защиты 2 и отключения вы" 25 ключателя 5 срабатывает блок 7 пуска и подает сигнал на первые входы элемента И 9 и блока 8 повторного включения, а также на вход удерживания релейного органа.10 с самоудер" живанием. Вследствие несрабатывания релейного органа 10 сигнал на его выходе не появляется и выходной сигнал элемента НЕ 11 продолжает поступать на второй вход элемента И 9 °

На третий вход элемента И 9 поступает сигнал с выхода элемента 3A"

ДЕРЖКА HA ВОЗВРАТ 16 так как срабатывает высокочастотная защита 2. На четвертом входе элемента И 9 сигнал также имеется, поскольку из-за от- 4О аутствия на линии не срабатывает блок

13 контроля наличия напряжения на, линии и сигнал на выходе элемента;

НЕ 12 присутствует. Таким образом, на всех четырех входах элемента И 9 45 сигналы имеются и он срабатывает.Его выходной сигнал через двухпозиционный переключатель 15 поступает на второй вход блока 8 повторного включения,чем обеспечивается возможность осуществ- 5р ленин на конце A AIIB-БК (без дополнительного замедления) °

На конце Б при рассматриваемом к,э; релейный орган 10 с самоудержанием может сработать и при Срабатыва-55 нии блока 7 пуска появляется сигнал на выходе релейного органа. 10. Вследствие этого срабатывает элемент НБ 11, с его выхода исчезает сигнал что приводит к запрещению срабатйвания 60 элемента И 9. В результате этого запрещается осуществление на конце

Б АПВ-БК. При успешном включении выключателя на конце A в рассматривае мом случае на конце Б может осуществляться AIIB-НН или АПВ-КС,.при неуспешном включении с первого конца включения на конце Б не будет.

При возникновении к.з. вблизи конца А релейный орган 10 с самоудержанием на этом конце срабатывает. Поэтому после, отключения выключателя

5 и срабатывания блока 7 пуска появляется сигнал на выходе релейного органа 10, который будет существовать до тех пор, пока не исчезает выходной сигнал блока 7 пуска. Вследствие этого исчезает .сигнал с выхода элемента НЕ 11, а,.следовательно, и с второго входа элемента И 9, что приводит к запрещен. ю AIIB-БК, т.е. к запрещению включения от AIIB выключателя этого конца первым.

На конце Б при рассматриваемом к.э. релейный орган 10 с самоудержи.— ваиием не срабатывает и обеспечивается возможность осуществления АПВ-БК с дополнительным замедлением, определяемым .элементом ЗАДЕРЖКА HA CPABATblBAHHE 14 °

Включение выключателя на конце A в рассматриваемом случае возможно от AIIB-Нн нли АПВ-КС только.при .успешном включении выключателя на кон це Б.

При возникновении к.э . удаленного от конца A и от конца Б, когда ни на одном конце.релейный орган 10 с самоудерживанием не срабатывает, обеспечивается возможность осуществления

АПВ-БК на обоих концах. Первое включение производится на конце А без до-. полнительного замедления (переключатель 15 - в положение Х). При успешном включении выключателя на конце A на линии появляется напряжение и блок

13 контроля наличия напряжения на линии на конце Б срабатывает,в результате чего. снимается сигнал с выхода элемента НЕ 12, а следовательно, и с четвертого входа элемента И 9, что приводит к запрещению АПВ-БК на конце

Б. Включение выключателя 5 на этом. конце может произойти только от АПВНН или АПВ-КС.

При неуспешном включении выключателя. на конце A .в рассматриваемом, случае повторно срабатывает высокочастотная защита линии, в результате чего отключается выключатель на конце

A и с помощью других устройств передается специальный сигнал запрещения всех видов АПВ на конец Б.

Таким образом, введением небольшого дополнительного замедления, превышающего с необходимым запасом сумму времен включения выключателя и срабатывания блока контроля наличия напряжения на линии, обеспечивается без канала связи между концами линии первое включение (от AIIB-БК) с удаленного oT MeoT ;s. конца линии. Следу9 1001272 10 ет иметь в виду, что это дополнительное замедление будет проявляться только при первом включении с того конца линии, на котором зто замедление введено (переключатель 15 — в положение l1).

По сравнению с устройством-прототипом предлагаемое имеет значительно большую надежность, так как в нем не используется канал связи между концамк линии, а надежность дополнительно введенных логических элементов значительно выше, чем надежность канала связи. По этОй же причине (неиспользование канала связи) предлагаемое устройство дешевле. 15

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется в основном экономией затрат на сооружение и эксплуатацию канала связи. 20

Реализация изобретения не может встретить затруднения, так как предлагаемое устройство выполняется при помощи простых и известных логических элементов, которые в настоящее 25 время широко применяются.

Формула изобретения

Устройство для трехфазного автома30 тического повторного включения линии электропередачи, снабженной высокочастотнай защитой и оборудованной на каждом конце измерительными транс. форматорами тока и напряжения и выключателем с ключом управления, со- . держащеЕ блок контроля наличия напряжения на линии, вход которого предназначен для подключения к трансформатору напряжения, двухпозицианный 40 переключатель, блок пуска, входы которого предназначены для подключения к блок-контактам выключателя и к выходу ключа управления, блок .повторного включения, вйход которого 45 предназйачен для подключения к вклю° чающей цепи выключателя, релейный орган с самоудерживанием, первый

i и второй входы которого предназначены для подключения к измерительным 5п трансформаторам тока и напряжения, элемент ЗАДЕРЖКА HA ВОЗВРАТ, вход которого предназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты, элементы И и НЕ, при этом выход блока пуска соединен с первым входом блока повторного включения, первым входом элемента И и с входом удерживания релейного органа, выход которого через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента ЗАДЕРЖКА HA ВОЗВРАТ, а выход элемента И связан с вторым входом блока повторного включения, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью удешевления и повышения надежности, в него дополнительно введены второй элемент HE и элемент ЗАДЕРЖКА HA CPABATblBAHHE, а элемент И снабжен четвертым входом, при этом между входом и выходом элемента ЗАДЕРЖКА HA CPAEATblBAHHE включен двухпозиционный переключатель, причем выход элемента И соединен = входом элемента ЗАДЕРЖКА

HA СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с вторым входом блока повторного включения, а четвертый вход элемента И через второй элемент НЕ соединен с выходом блока контроля наличия напряжения на линии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богорад А.M., Назаров И.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М., "Энергия", 1969, с. 336.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2739707/07, кл. Н 02 Н 3/06, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2844011/24-07, кл. Н 02 Н 3/06, 1979.

4. Колонский T.Â. О .дополнительных воэможностях трехфазного AHB на линиях межсистемной "слабой" связи.

"Электричество",1977, Р8, с.74-75.1

5. Стрелков В.М., Фокин Г.Г., Якубсон Г.Г.. Контроль напряжения в схемах

ТАПВ линий электропередач напряжением 330 кВ и выше. "Электрические станции", 1978, 9 9, с. 58-65.

1001272

Составцтель Г. Дамская

Редактор A.Âëàñåíêî Техред М.Тепер Корректор: Г. Огар

Заказ 1430/65 - Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал, ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4