Устройство пуска трехфазного автоматического повторного включения

 

УСТРОЙСТВО ПУСКА ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ по несоответствию положения ключа управления выключателем и выключателя линии электропередачи, обо рудованной на каждом из концов транс форматором тока, трансформатором нап ряжения, дифференциально-фазной защи той, блоком резервной релейной защиты , быстродействующим реле тока,содержащее блок управления линейным выключателем, включенный между линей ным выключателем и трансформатором тока через последовательную цепь бло ка контроля отсутствия напряжения, блока запрета и быстродействующего реле тока, второй выход которого через блок резервной релейной защиты подключен к втовому входу блока управления выключателем, к которому подключен также первый выход дифференциально-фазной защиты, к первому входу которой подключен второй выход блока резервной релейнбй защиты, а к второму - трансформатор напряжения линии, второй вход блока резервной защиты и первый вход блока контроля синхронности напряжений линиии шин смежных с линией электропередачи и оборудованных шинным трансформатором напряжения, включенного между выходом блока контроля отсутствия напряжения и первым выходом блока трехфазного автоматического повторного включения, на вход которого включен второй выход блока управления выключателем , а на второй выход - второй вход блока контроля отсутствия напряжения , на третий вход которого включен трансформатор напряжения линии, третий вход блока контроля синхронности напряжений включен на выход трансформатора напряжения шин, о тличающееся тем, что, с целью повышения эффективности трехфазного автоматического повторного включения за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных трехфазных автоматических повторных включений, оно дополнительно содержит четыре логических блока И, два блока выдержки времени, второй блок j OHTpojiR отсутствия напряжения линии, Ьлок контроля наличия напряжения на линии и ключ управления, включенный между входами блока запрета и третьим выходом блока резервной релейной защиты через последовательно включен ные первый логический блок И, первый блок выдержки времени, второй логический блок И, второй блок выдержки времени, третий логический блок-И, причем к второму входу треть его логического блока И подключен второй, вход первого логического блока И и выход второго блока контроля отсутствия напряжения линии, вход которого подключен к выходу трансформатора напряжения линии, который подключен через блок контроля нгшичия напряжения на линии к второму входу второго логическогй блока И, причем . четвертый логический блок И подключен к выходу первого блока выдержки времени, второму вхоДу третьего логического блока И и третьему входу дифференциально-фазной защиты, второй выход которой включен на второ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц5)) Н 02 Н 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3414984/24-07 (22) 31. 03. 82 (46) 07. 01. 84, Бюл. 9 1 (72) Т,Н.Мамонтова, Е.П.Королев и С. М. Куцо вский (71)Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт Энергосетьпроект (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Правила устройства электроустановок, НУЭ-76, разд.m, п.Ш-3-13, с. 48. М., Энергоиздат, 1981 °

2, Авторское свидетельство СССР

Р 410507, кл. Н 02 Н 3/06, 1972 ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ПУСКА ТРЕХФАЗНО-

ГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ по несоответствию положения ключа управления выключателем и вык-. лючателя линии электропередачи, оборудованной на каждом из концов транс. форматором тока, трансформатором напряжения, дифференциально-фазной защитой, блоком резервной релейной защиты, быстродействующим реле тока, содержащее блок управления линейным выключателем, включенный между линейным выключателем и трансформатором тока через последовательную цепь блока контроля отсутствия напряжения, блока запрета и быстродействующего реле тока, второй выход которого через блок резервной релейной защиты подключен к второму входу блока управления выключателем, к которому подключен также первый выход дифференциально-фазной защиты, к первому входу которой подключен второй выход . блока резервной релейнбй защиты, а к второму — трансформатор напряжения линии, второй вход блока резервной защиты и первый вход блока контроля синхронности напряжений линии и шин, смежных с линией электропередачи и оборудованных шинным трансформатором напряжения, включенного между выхо„„SU„„10 5 5 A дом блока контроля отсутствия напря-i ження и первым выходом блока трехфазного автоматического повторного включения, на вход которого включен второй выход блока управления выключателем, а на второй выход — второй вход блока контроля отсутствия напря. жения, на третий вход которого включен трансформатор напряжения линии, третий вход блока контроля синхронности напряжений включен на выход трансформатора напряжения шин, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности трехфазного автоматического повторного включения за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных

С2 трехфазных автоматических повторных включений, оно дополнительно содержит четыре логических блока И, два блока выдержки времени, второй блок С„ онтроля отсутствия напряжения линии лок контроля наличия напряжения на Я линии и ключ управления, включенный между входами блока запрета и третьим выходом блока резервной релейной фьють защиты через последовательно включен ные первый логический блок И, первый блок выдержки времени, второй логический блок И, второй блок выдержки времени, третий логический блок.И, причем к второму входу треть его логического блока И подключен второй вход первого логического блока И и выход второго блока контроля отсутствия напряжения линии, вход которого подключен к выходу трансформатора напряжения линии, который подключен через блок контроля наличия напряжения на линии к второму входу второго логическогб блока И, причем четвертый логический блок И подключен к выходу первого блока выдержки времени, второму входу третьего логического блока И и третьему входу дифференциально-фазной защиты, второй выход которой включен на второ

106 )950 вход ключа управления, а третий выход — на третий вход первого логического блока И, а второй выход блока

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике электрических сетей и систем, и предназначено для повышения эффективности трехфазного автоматического повторного включения (TAIIB) .

Известен принцип работы устройства

TAlIB на линии электропередачи (ЛЭП), заключающийся в том, что устройства

ТАПВ с проверкой синхронизма выполняются на одном конце линии с контролем отсутствия напряжения на линии и с контролем синхронизма, а на другом конце - толь с контролем наличия синхрониэма (lj .

Недостатком этого решения является жесткая последовательность включения выключателей линии электропередачи при ее ТАПВ после к.з., заключающаяся в том, что выключатель одного конца линии всегда включается первым, а другого -вторым. При этом, если выключатель одного из концов линии первый раз отключает ток к.з., близкий или даже равный току его отключающей способности, то повторное автоматическое включение этого выключателя на неустранившееся к.з. существенно утяжеляет условия его работы при втором отключении к.з. Такое включение возможно, так как жесткая последовательность включения выключателей линии при ТАПВ не позволяет варьировать место первого начала автоматического повторного включения {АПВ) линии.

Известно техническое решение по пуску автоматического повторного включения элемента электрической системы, в том числе и ЛЭП. В общем влучае ЛЭП оборудуется на каждом из своих концов трансформаторами тока в каждой из фаз и трансформаторами напряжения. На ЛЭП напряжением 220, 500 кВ и выше устанавливается основная дифференциально»фазная защита и система резервной релейной защиты.

При наличии питающих энергосистем по концам ЛЭП устройства TAIIB линейных выключателей пускаются по несоответствию положения ключа управления линейным выключателем и самого выключателя и контролируют отсутствие напряжения на ЛЭП или синхронизм напряжений линии и шин, смежных с линией через линейный выключатель. С управления выключателем соединен с четвертым входом первого логического блока И. а ростом мощности .энергосистем уровень токов короткого замыкания (к. з, ), отключаемый линейными выключателями, растет.и может приблизиться или

5 даже превысить предельный, нормированный для выключателя ток отключения. Предложено измерять величину тока к.э. в цепи выключателя поврежденного элемента, в том числе и ЛЭП, 10.сравнивать ее с заданной величиной тока, зависящей от фактической отклю чающей способности выключателя к моменту на повторное включение выключателя. Измерение уровня тока к.з. в цепи выключателя производится с помощью быстродействующего реле тока (2) .

Недостатком этого решения является однозначный отказ от AJIB линии в укаэанных случаях без учета результатов процесса деионизации дугового промежутка в месте к.з. при снятии напряжения с линии после ее отключения. Известно, что большинство к.з.

25 на ЛЭП 110-500 кВ бывают самоликвидирующимися, поэтому блокировка АПВ выключателя одного из концов линии исключает повторное включение линии в работу в случае устранения к.з. в цикле АПВ.

Цель изобретения — повышение эффективности TAIIB за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных ТАПВ.

Указанная цель достигается тем, Зб что устройство пуска трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) по несоответствию положения ключа управления выключателем и выключателя линии электропередачи {ЛЭП), 49 оборудованной на каждом из концов трансформатором тока (TT), трансформатором напряжения (ТНЛ), дифференциально-фазной защитой (ДФЗ), блоком резервной релейной защиты (БРРЗ), 45 быстродействующим реле тока (БРТ), содержащее блок управления линейным выключателем (БУВ), включенный между линейным выключателем и ТТ через последовательную цепь блока контро5р ля отсутствия напряжения (БКОН), блока запрета (БЗ) и быстродействующего реле тока (БРТ), второй выход которого через БРРЗ подключен к второму входу БУВ, к которому подключен такщ. первый выход ДФЗ, к первому входу которой подключен второй выход БРРЗ, 1065950 а к второму †. ТНЛ,второй вход БРРЗ и первый вход блока контроля синхрониэма напряжений линий и шин (БКР),смеж- ных с линией электропередачи и оборудованных трансформатором напряжения. включенного между выходом БКОН и первым выходом ТАПВ, на вход которого включен второй выход БУВ, а на второй ныход — второй вход БКОН, на третий вход которого включен ТНЛ, третий вход БКС включен на выход

TKll, дополнительно содержит четыре логических блока И (БИ), два блока выдержки времени (БВ), второй блок контроля отсутствия напряжения линии (БКОН), блок контроля наличия напряжения на линии (БКНН) и ключ управления (КУ), включенный между входами

БЗ и третьим выходом БРРЗ через последовательно включенные первый БИ, первый БВ, второй БИ, второй БВ, третий БИ, причем к второму входу третьего логического блока И подключен второй нход первого логического блока И и выход второго БКОН, вход которого подключен к выходу ТНЛ, который подключен через БКНН к второму входу второ о логического блока

И, причем четвертый логический блок

И подключен к выходу первого БВ, второму входу третьего логического блока И и третьему входу ДФЗ, второй выход которой включен на второй вход

КУ, а третий выход — на третий вход первого логического блока И, а второй выход БУВ соединен с четвертым входом первого логического блока И.

На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства пуска трехфазного автоматического повторного включения ЛЭП, Устройство устанавливается на линии 1 электропередачи, вторая подключается через высоковольтные выключатели 2 и 3 к энергосистемам 4 и 5 соответственно через сборные шины

6 и 7. Линия 1 оборудована на каждом из концов ТНЛ 8 и TT 9, а сборные шины 6 — трансформатором напряжения

THBl 10, причем выходы ТНЛ 8 и ТНШ 10 включены соответственно на первый и третий входы БКС 11, на второй вход которого включен первый выход ТАПВ

12. Между ТТ 9 и выключателем 2 включена последовательная цепь из БРТ 13, 5

БРРЗ 14, ДФЗ 15, БУВ 16, ТНЛ 8 связан с вторым нхсФом БУВ 16 череь

БРРЗ 14. Первый выход БРТ 13 включей на первый вход БУВ 10 через последовательно подключенные ВЗ 17 и БКОН

18, к первому входу БУВ 16 подключается также выход БКС 11. TAIIB 12 включено между вторым выходом БУВ 16 к вторым входам БКОН 18. Третий выход БРРЗ 14,включен в цепь последовательно соединенных БИ 19-21 и БВ

22 и 23, причем БИ 22 включен между

БИ 19 и 20, а БВ 23 — между БИ 20 65 и 21. Второй вход БИ dl подключен к нторому нходу БИ 19 и выходу БКОН 24, вход которого включен к выходу ТНЛ 8 непосредственно и второму входу БИ 20 через БКНН 25. Би 26 включен между первым входом БИ 20 и третьим входом

ДФЗ 15, а к второму входу БИ 26 под1ключен выход BKOH 24. Ку 27 включен между выходом БИ 21 и входом БЗ 17, к нторому входу Ку 27 включен второй выход ДФЗ 15, третий выход которого соединен с третьим входом БИ 19, четвертый вход которого включается к второму выходу БУВ 16. Второй вход

ДФЗ 15 соединен с выходом ТНЛ 8.

Короткие замыкания на ЛЭП 1 обозначе. ны 28-30, а эоны ЛЭП, н пределах которых возникают эти к.з., обозначе ны соответственно 31-33 °

Устройство, аналогичное описанному, устанавливается также и на друroM конце ЛЭП 1 у выключателя 3. На устройствах обоих концов ЛЭП 1 включены как цепь BKOH 18, так и цепь

БКС 11, Выдержки времени устройств

TAIIB 12 обоих концов ЛЭП 1 должны несколько отличаться.

Рассмотрим работу устройства для случая выдержки времени ТАПВ 12 со стороны выключателя 2 равной 4 c„ a с другой стороны ЛЭП 1 — 2 с.

При к,з. 28 в зоне 31 выключатель 2 отключает ток к.з., близкий или на 5-10Ъ превышающий его отклю чающую способность, аналогично проис ходит для выключателя 3 при к.з. 30 в зоне 33. Отключение тока к.з., близкого при несколько превышающего нормированный для выключателя ток отключения, ухудшает условия его функциониронания. Поэтому особенно целесообразно исключить возможность в малом интервале времени повторного отключения таким выключателем значительного тока к.з. в случае. неуспешного ТАПВ ЛЭП 1. Это можно сделать, начиная ТАПВ ЛЭП 1 с конца, наиболее удаленного от точки к.з. При этом даже в случае неликвидировавшегося к,з, выключатель, которым производилось опробование ЛЭП 1, будет отключать ТоК к.э., ограниченный реактивностью линии . При неуспешном однократном ТАПВ линия отключается и больше автоматически не включается.

Итак, при к.з. в зоне 31 целесообразно начинать ТАПВ ЛЭП 1 со стороны выключателя 3, а при к.з. в зоне 33 — со стороны выключателя 2, так как при этом исключается повторное включение на возможное неустранив. шееся к.з. выключателя, первый раэ уже отключившего большой ток к.з.

При возникновении к.з. 28 в зоне

31 по информации от ТТ 9 срабатывает БРТ 13, а по информации от TT 9 и ТНЛ 8 срабатывают БРРЗ 14 и ДФЗ 15, 1065950 два последних блока воздействуют на отключение выключателя 2 через его

БУВ 16. Срабатывание БРТ 13 при к.э. в этой зоне происходит в результате того, что ток к.з., протекающий по выключателю 2, близок или превышает отключающую способность выключателя

2. Поэтому от БРТ 13 через БЗ 17 идет сигнал запрета подачи команды на включение выключателя 2 по цепи

BKOH 18, и выключатель 2 может быть автоматически включен только после опробования ЛЭП 1 при ТАПВ выключателя 3, появления напряжения и рабо ты ТАПВ 12 по контролю синхронизма линейного напряжения и напряжения шин 6 с помощью БКС 11. Контроль несоответствия положения выключателя

2 и его ключа управления реализуется с помощью БУВ 16, и сигнал от этого блока идет на вход ТАПВ 12.

Аналогичная последовательность действия имеет место при к.з. 30 в зоне 33, когда блокируется пуск ТАПВ

15

20 этого конца линии по цепи БКОН 18 и разрешается TAI,3 выключателя 3 только по цепи блока БКС 11 того же конца линии.

При к.з. 29 в зоне 32 ограничения

Если включение В3 было неуспешным

45 на неустранившееся несимметричное к.з,, то на линии ЛЭП 1 кратковременно появится напряжение на одной или дух фазах, что фиксируется БКНН 25 со стороны выключателя 2. Это напряжение пропадает после отключения ЛЭП

1 выключателем 3. Со стороны -выключателя 2 при этом ТАПВ будет запрещено по цепи БКОН 18 по следующей причине.

Уже при возникновении к. э, 29 и его отключении выключателями 2 и 3 от устройств релейной защиты ЛЭП 1

ыа вход БИ 19 поступает четыре сигнала: от БРРЗ 14 ДФЗ 15, от БУВ 16 об отключении выключателя и от BKOH 60

24 об отсутствии на каждой из трех фаз линии линейного напряжения. После этого на выходе БИ 19 формируется сигнал и поступает в БВ 22, где задерживается на время около 2 с (что 65 по функционированию выключателей 2 и 3 не вводятся, но учитывается требование ПУЭ об однократном TAIIB

ЛЭП 1 в случае неликвидировавшегося в паузу AIIB к.з. В соответствии с принятыми выдержками времени ТАПВ на ЛЭП 1 после отключения линии ее защиты первым от TAIIB подается напряжение на линию выключателем 3, ТАПВ которого контролирует отсутствие напряжения на линии и имеет выдержку времени 2с, т.е. меньшую, чем устройство TAIIB 12 выключателя 2 (4с) .

Если ТАПВ ЛЭП 1 было успешным, то выключатель 2 включится от TAIIB 12 по цепи БКС 11 как обычно. соответствует примерно времени, необходимому для включения выключателя 3 от caoего ТАПВ). Затем сигнал от BB 22 поступает на вход БИ 20, на второй вход которого в случае неликвидировавшегося несимметричного к.э. 29 на ЛЭП 1 от БКНИ 25 поступает также и второй сигнал. При их совпадении на выходе БИ 20 появляется сигнал, который после прохождения через BB 23 ° и задержки здесь приблизительно на 1 с .поступает на вход

БИ 21, на второй вход которого поступает также сигнал от БКОН 24 в случае отключения ЛЭП 1 выключателем 3 после его неуспешного ТАПВ и исчезновения напряжения на линии.

При совпадении сигналов на входе БИ

24 с его выхода через Ку 27 идет сигнал, блокирующий после прохождения через БЗ 17 цепь пуска ТАПВ вык. лючателя 2 через ВКОН 18, и таким образом запрещается БАПВ выключателя 2, ТАПВ выключателя 2 по цепи

БКС 11 также не будет по причине отсутствия линейного напряжения, Если к.з, 29 было трехфазным неустраняющимся, то после включения от ТАПВ выключателя 3 с выдержкой времени 2с по цепи БКОН напряжение на ЛЭП 1 у выключателя 2 не появится. В этом случае при появлении на выходу БВ 22 сигнала он поступит на вход БИ 26, на второй вход которого поступит сигнал с выхода БКОН

24, и при свопадении во времени этих сигналов с выхода БИ 26 пойдет коман. да на вход ДФЗ 15, где запускается высокочастотный приемопередатчик . этой защиты. При этом запуске в ли нию пойдут ВЧ сигналы,, которые, отражаясь от трехфазной эакоротки на линии, вернутся к концу ЛЭП 1, к выключателю 2 и поступят в приемник защиты ДФЗ 15. По получении отраженных сигналов с выхода блока

ДФЗ 15 пойдет сигнал через КУ 27 на вход блока запрета БЗ 17, и ТАПВ 12 выключателя 2 по цепи БКОН 18 запретитс я.

Включенное состояние цепей БКОН по кнопкам ЛЭП 1 позволяет иметь

ТА11В линии в случае поломки и отказа аппаратуры БКОН TAIIB на одном иэ кон цов линии, Блок ХУ 27 может быть выполнен на основе традиционного переключателя и позволяет оперативно в случае необходимости вывести предлагаемое устройство иэ действия, Блоки И 19-21 и 26 и БВ 22 и 23 являются стандартными логическими блоками И и Время, выпускаемыми на базе полупроводниковых элементов.

Блоки БКНН и БКОН также традиционны и контролируют соответственно наличие хотя бы одного из трех фаэ1065950

Составитель Н.Лоханина

Редактор С,Квятковская Техред Yi. Tenep Корректор B.Вутяга

Заказ 11052/54 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35р Раушская наб, zt 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул .Проектная, 4 ныХ напряжений линии или полное отсутствие напряжения на любой из фаз линиие

В связи с ростом мощности знерго-, объединений и усилением связей между отдельными их частями уровень максимальных токов к.з. постоянно растет.

Такой рост может быть постепеннйм, и уровень тока к.з. приходит к пределу отклоняющей способности выключателя также постепенно. Поэтому превышение максимальных расчетных тоКов к.з. под отключающей способностью выключателей в пределах 10-203 встречается весьма часто в сетях 110 кВ и выше.

Предлагаемая система организации

ТАПВ на ЛЭП с двухсторонним питанием позволит использовать выключатели в упомянутых условиях по токам к.з.