Устройство для трехфазного автоматического повторного включения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГО АВ1(ЖАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕ- НЙЯ (ТДПВ) выключателя, посредством которого линия электропередачи с датчиком напряжения одной фазы подключена° к шинам с датчиком напряжения на них, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй измерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответственно к выходу датчика напряжения одной фазы линии, выхойу датчика напря жения на шинах и включакадей цепи выключателя , элемент Задержка на срабатавание ., вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход которого соединен с первым измерительным входом органа контроля синхронизма, пусковой вход которого соединен с выходом первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени действия на линии, оборудованной высо-1 кочастотной аащитой, при осуществлении на первс конце линии ускоренного ТАПВ, дополнительно содержит первый и второй элементы ИЛИ и второй элемент И, путчем первый вход первого элемента ИЛИ предназначен для. подключения к выходу высокочастотной защиты линии электропередачи, второй его вход соединен с выходом второго элемента И и первым входом второго элеN мента ИЛИ, а выход подключен к первоО СО му входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента Задержка на срабатывание, выо с ход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с nepBtavi входОм первого элемента И..
,SU„„1020906 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(59 Н 02 Н 3 06 ОСУДАРСТ ЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP
ПО ДЕВАЮ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
l сОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..: 3/
"«»
Н ABTOfCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 339869 3/24-07 (22) 23,02.82 (46) 30.05.83. Вюл.920 (72) Г.Г. Якубсон, В.И. Стрелков и Г.Г. Фокин (71) Всесоюзный научна-исследовательс.кий институт электроэнергетики (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Вогорад A.М., Назаров ta.r.
Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М., "Энергия",1969.
2. Контроль синхронизма автоматического повторного включения (АПВ ).
Информационный листок Р 191-79. Курский межотраслевой территориальный информационный центр научно-технической информации и пропаганды. Курск, 1979.
3. Авторское свидетельство СССР .
9 736245, кл. Н 02 Н 3/06, 1979.
4. Панель. защитная типа MIB-50ЩУ4, AI1B-503 Т4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 8ОК 469,517, Издание ОЗ. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГО
АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЙ (TAIIB ) выключателя, посредством которого линия электропередачи с датчиком.напряжения одной фазы подключена к шинам с датчиком напряжения на них, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй измерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответственно к выходу датчика напряжения одной фазы линии, выходу датчика напряжения на шинах и включающей цепи выключателя, элемент "Задержка на срабатывание"., вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход которого соединен с первым измерительным входом органа контроля синхронизма, пусковой вход которого соединен с выходом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени действия на линии, оборудованной высо.®
Ф кочастатной защитой, при осуществлении на первом конце линии ускоренно- фф го TAQB, дополнительно содержит первый и второй элементы ИЛИ и второй элемент И, причем первый вход первого элемента ЙЛИ предназначен для,подклю-Я чения к выходу высокочастотной защиты линии электропередачи, второй его вход соединен с выходом второго эле- (, ) мента И и первым входом второго элемента ИЛИ, а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента "Задержка на срабатывание", выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И.
1020906
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.
Подавляющее большинство повреждений линий высокого напряжения является "еустойчищюглн дуговыми эамыка- 5 ниями, которые устраняются после двустороннего отключения линии. Этим объясняется большая технико-экономическая эффективность автоматического повторного включения (АПВ ) линий электропередач и его широкое применение в энергосистемах.
На линиях с двусторонним питанием наибольшее распространение получил такой вид трехфазного автоматического повторного включения (TAOB ), .при котором включение выключателя на втором конце линии разрешают. лишь при наличии напряжения на ней и синхронизма между напряжениями на шинах и на линии, т.е. только после успешного включения выключа теля на первом конце линии.
На подавляющем большинстве. линий
110-220 кВ и на линиях 330 кВ измерительные трансформаторы напряжения на всех трех фазах не устанавливаются, а для контроля напряжения и синхронизма предусматриваются на каждом конце линии по одному датчику фаэного напряжения. В качестве таких датчиков используются различные устройства отбора напряжения. В со-. ответствии с этим для осуществлейия
ТАПВ на втором конце линии широко применяется известное устройство, содержащее реле сдвига фаз, первый . и второй измерительные входы кото- " рого подключены соответственно к выходам датчика напряжения одной фазы линии и датчика напряжения шиь. Оно содержит также элемент
"Задержка на срабатывание", выход которого подключен к включающейцепи выключателя, элемЕнт И,.первый вход которого подключен к выхо- 45 ду блока несоответствия положений, выключателя н его ключа управления, и максимальное реле напряжения, вход которого соединен с первым измерительным входом реле сдвига 50 фаэ, а выход - с вторым входом элемента И. Третий вход элемента И соединен с выходом реле сдвига фаэ, а выход - с входом элемента "Задержка на срабатывание". 55
Сочетание реле сдвига фаз и элемента "Задержка на срабатывание" представляет собой орган контроля синхрониэма (ОКС ), как правило, очень медленно действующий, посколь- 60 ку указанный элемент "Задержка на срабатывание" выполняет в этом устройстве еще несколько функций, что и определяет выбор его времени срабатывания (1, 65
Недостатком укаэанного устройства является большое время действия, что объясняется тем, что однофазный контроль наличия напряжения на линии не позволяет 1толучить достоверную информацию р положении выключателя на противоположном ее конце, Потому для предотвращения включения на еще не отключенное к.з. приходится выдержку времени элемента "За, держка на срабатывание" выбирать с учетом отстройки от максимального времени действия резервной защиты противоположного конца линии, охватывающей всю ее длину, т.е, от времени срабатывания третьей ступени защиты от замыканий на землю. В связи
:с этим укаэанная выдержка времени .обычно йринимается не менее 2-3 с. Для выполнений только функции контроля с синхронизма она могла бы быть выбрана значительно меньшей.
Кроме того, при таких больших выдержках времени ЭДС по концам линии могут за врегля бестоковой паузы разойтись на недопустимо большой угол, вследствие чего TAHB с контролем синхронизма на втором конце линии может не произойти вовсе либо произойти с большим замедлением после осуществления мероприятий противоаварийной автоматики.
Несглотря на отмеченный недостаток, описанное устройство очень широко применяется вследствие своей простоты.
Наиболее близким к предлагаеглому является устройство для ТЛПВ выключателя, посредством которого линия электропередачи с датчиком напряжения на них, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй изглерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответст.венно к выходу датчика напряжения одной фазы линии, выходу датчика напряжения на шинах и включающей цепи выключателя, элемент "Задержка на срабатывание", вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан c IiepBHM входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом максиглального реле напряжения, вход последнего соединен с первым измерительным входом органа контроля сиихронизма, пусковой вход которого соединен с выходом элемента И (2g.
В указанном устройстве благодаря использованию отдельного органа контроля еинхрониама, не требующего внешнего реле времени-, пуск элемента "Задержка. на cpабатывание" осуществляется непосредственно от блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, что позволяет
1020906 в некоторых случаях уменьшить время разрыва электропередачи.
ОКС может .быть выполнен, например, -.путем сочетания реле сдвига фаз и реле контроля скольжения илн двух реле сдвига фаз и трех элементов 5
"Задержк4 на срабатывание" .
Применение указаннЫх ОКС в устройстве-прототипе позволяет также расширить рабочие диапазоны угла и скольжения., особенно .при =исполь- 10
Заванни ОЖС второго типа. Все это в некоторой .(.относительно небольшой) степени повышает вероятность осуществления ТАПВ с контролем синхронизма 31. 15
Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно всегда работает. с временем, большим выдержки времени элемента "Задерж.ка на срабатывание".
В настоящее время линии 110-330 кВ с двусторонним питанием оснащают высокочастотной защитой, при срабатывании которой линия отключается с двух сторон практически одновременно. Это позволяет на первом конце линии осуществлять ускоренное трехфазное автоматическое повторное включение (УЖПВ ) c выдержкой времени, отстроенной только от времени восстановления электрической прочности дугового столба в места к.з ° на линии после ее отключения с двух сторон 4 .
Применение устройства-прототипа на втором конце линии, на первом конце которого предусмотрено осущест-35 вление УТАПВ,. приводит к тому, что выключатель второго конца включается с задержкой, хотя на линии уже есть сиьз4етричное и синхронное напряжения.
Эффективность ТАПВ с контроЛем син- 4О хроиизма при этом существенно сни-, жается.
Цель изобретения — уменьшение времени действия устройства на линии, оборудованной высокочастотной защи- 4 той, цри осуществлении. на первом кон45 це линии ускоренного TMIB.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для TAIIB выключателя, посредствои которого линия электронередачи с датчиком напряжения одной фазы подключена к шинам с датчиком напряжения-на них, содержащее орган контроля синхрониэма, первый и второй измерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответственно к выходу датчика напряжения одной фазы линии, выходу датчика напряжения,на шинах и включающей цепи выключателя, элемент "Задержка на срабатывание", вход кото- &О рого предназначен для подключения и выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом первого элемента И. второй вход у которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход кото- рого соединен с первым измерительная входом органа контроля синхронизма, пусковой вход которого соединен с выходом первого элемента И, дополнительно содержит первый и второй эле". менты ИЛИ и второй элемент И, причем первый вход первого элемента ИЛИ предназначен для подключения к вы - . ходу высокочастотной защиты линии электропередачи, второй его вход соединен с выходом второго элемента
И,и первым входом второго элемента
ИЛИ, а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента "Задержка на срабатывание", выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пер-. с вого элемента И.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства (ТАПВ); на фиг.2 — временные диаграммы. Посредством выключателя 1 линия
2 электропередачи с датчиком 3 напряжений одной фазы подключена к шинам 4 с датчиком 5 напряжения на них. Линия 2 оснащена высокочастотной защитой б, а выключатель 1 блоком 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления.
Предлагаемое устройство 8 для трехфазного автоматического повторного включения выключателя 1 содержит орган 9 контроля синхронизма,: максимальное реле 10 напряжения, элемент
11 "Задержка на срабатывание", первый 12 и второй 13 элементы И, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ.
Первый и второй измерительные входы органа 9 контроля синхронизма подключены соответственно к выходу датчика 3 напряжения одной фазы пинии
2 и к выходу датчика 5 напряжения на шинах 4, а выход органа 9 н к включающей цепи выключателя 1, Вход максимального реле 10 напря-, жения соединен с первым измерительным входом органа 9 контроля синхроиизма, а выход реле - с вторым входом элемента И 12, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ 15 и с пусковым входом органа 9 контроля синхронизма. Первый вход элемента ИЛИ 14 предназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты 6, второй ее . вход соединен с первым входом элемента KTIH 15 и подключен к выходу элемента И 13, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 14.
Выход элемента 11 "Задержка на.срабатывание" соединен с вторым входом,. элемента ИЛИ 15, а вход элемента 11 соединен с вторым входом элемента
И 13 и предназначен для подключения
1020906 к выходу блока 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления.
В нормальном режиме, когда выключатель 1 включен и на линии 2 и шинах 4 имеется напряжение (одно 5
Ф и то же ), максимальное. реле 10 напряжения находится в положении после срабатывания, и имеются сигналы только на обоих измерительных входах органа 9 контроля синхронизма и на 10 втором входе элемента И 12. Все остальные входные и выходные сигналы отсутствуют.
При возникновении повреждения на линии 2 в подавляющем большинст- I5 ве случае срабатывает высокочастотная защита 6, вследствие чего на обоих концах линии практически одновременно отключаются выключатели 1.
Срабатывание высокочастотной защиты 6 приводит к появлению сигнала на первом входе и выходе элемента
ИЛИ 14, а следовательно, и на первом входе элемента И 13. Одновременно с отключением выключателя 1 срабатывает блок 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления, вследствие чего появляются сигналы на входе элемента 11 "Задержка на срабатывание" и на втором входе элемента И 13, Последний срабатывает и подает сигнал на второй вход элемента HJIH 14, вследствие чего сигнал на первом входе элемента
И 13 существует непрерывно до возврата блока 7 в исходное положение
1 т.е. до повторного включения выключателя 1 (или квитирования ключа управления после неуспешного АПВ ).
Таким образом, при помощи элемен- 40 тов И 13 и ИЛИ 14 осуществляется фиксация срабатывания высокочастотной защиты 6, что необходимо для правильного функционирования устройства 8, после возврата ее, который 45 происходит с небольшим замедлением после отключения выключателя 1. Срабатывание элемента И 13 приводит к появлению сигналов на первом входе и на выходе элемента ИЛИ 18, а следо- 50 вательно, и на первом входе элемента
И 12. Одна»ло этот элемент не срабатывает, поскольку отсутствует сигнал на втором его входе.
В случае успешного ускоренного
TAIIB выключателя противоположного конца линии на ней появляется напряжение, вследствие чего срабатывает максимальное реле 10 напряжения, появляется сигнал на втором входе 60 элемента И,12. Последний срабатывает и подает сигнал на пусковой вход opvaна 9 . контроля синхронизма., Если после пуска органа 9 контроля синхронизма угол между напряжениями на шинах 65 и на линии и скольжение не превосходят заданных: значений, то этот орган срабатывает и подает команду на включение выключателя 1. После включения последнего происходит возврат в исходное положение блока 7 несоответствия .положений выключателя и его ключа управления, а также всех логических элементов 12-15 и органа 9 контроля синхронизма, Вхо» дящих в состав устройства 8.
Рассмотрим случай неуспешного
УТАПВ выключателя первого конца линии 2 с устойчивым несимметричным к.з., не охватывающим фазу, к которой подключен датчик 3 напряжения. На этой фазе в интервале времени от момента включения при AIIB выключателя первого конца линии до момента его отключения от высокочастотной или ускоренной резервной .защиты может появиться напряжение, достаточное для срабатывания максимального реле
10 напряжения на втором конце линии.
Срабатывание последнего приводит к кратковременному пуску органа 9 контроля синхронизма. После отключения линии высокочастотной защитой особенно при однофазных. к.з. в режиме малых нагрузов могут сохраниться условия для срабатывания органа 9 контроля синхронизма.
Для обеспечения в этом случае правильной работы устройства мини» мальное время срабатывание 0КС долж, но быть больше указанного интервала времени наличия напряжения на линии„.
Выполнение этого требования не вызывает трудностей и не оказывает существенного влияния на действие устройства в случае успешного АПВ, поскольку этот интервал очень невелик.
Таким образом, применение предлагаемого устройства на линии, .оснащен-.. ной высокочастотной защитой, когда на первом конце линии предусматривается осуществление УТАН, приводит к существенному сокращению длительности полного разрыва электропередачи при успешном трехфазном AIIB. Это наглядно иллюстрируется временными диаграммами для случая успешного AIIB, приведенными на фиг.2, где приняты следующие обозначения: 16 — момент отключения выключателей на первом 1 и втором 17 концах линии в результате действия высокочастотной защиты," срабатывание блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, 18..-. включение выключателя 17 на первом конце линии при уТАПВ(44ane) 19 — сигнал на выходе максимальйого реле напряжения (ИРН) на втором конце линии - возврат после отключения 1 и 17, срабатывании после УТАПВ 1 (
В соответствий с диаграммами (4иг ° полное время разрыва электропередачи при использовании устройства-прото-. типа составляет
=+ + " +
АПЬ1 ac e«c, ЬЬ а при использовании предлагаемого устройства
1 .
tr +.а М +д + ..
АП62 УТАИВ . МРН . o«c ИИ
Отсюда следует, что при использовании предлагаемого устройства вместо устройства-прототипа длительность полного разрыва электропереда.чи сокращается аа величину
2ф
МПИ AAS1 Яп62. эс 4 dTAA5 мРН)
Для Вд 110-330 кВ длительность бестоковой паузы УТАЙВ тд„в не п9евьмает 0,4. с. Время срабатывания
МРН не превнмает,0,1 с.
Onределякшей является выдержка времени элемента Задержка на срабатывание", которая обычно составляет
2 3 с. ПоэтомуьаАпГ1,5-2,5 с.
Технико-экономическая эффективность изобретения определяется существенным сокращением дЭюительности полного разрыва электропередачи и повьиаением вероятности осуществления ТРЛВ с контролем синхронизма беэ замедления на линии, оборудованной высокочастотной защитной, в конечном счете, повиаением надежности работы энергосистемы..
Предлагаемое устройство может быть выполнено при помощи блоков и элемен- тов вхсджцих в состав известных уст-. тов, ройств для MIB. Поэтому реализация изобретения не вызывает трудностей.
1020906
1020906 .. 1В
22
Составитель Г; Дамская
Редактор A. Мотыль Техред В.далекорей Корректор А.Дзятко
Заказ 3909/45 Тираж 617 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, >(-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
