Распределительное устройство высокого напряжения

 

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее выключатели и разъединители высокого напряжения, соединенные по кольцевой схеме в виде шестиугольника, к вершинам которого подсоединены трансформаторы с выключателями на стороне низкого напряжения и линии электропередачи попеременно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей , в него введены три отделителя, включенные между трансформаторами и противоположно расположенными в схеме шестиугольника линиями, а также введен блок автоматики, состоящий из трех каналов, каждый из которых содержит первый и второй элементы И с памятью с шестью входами и двумя выходами , третий и четвертый элементы И с двумя входами и тремя выходами, пятый элемент И с двумя входами и двумя выходами, блок управления выключателем стороны низкого напряжения силового трансформатора, имеющий включающий и отключающий входы, и блок фиксации его отключенного положения , блок управления отделителем, присоединенным к силовому трансформатору , и блок фиксации его включенного положения, блок переключения выходных реле защиты трансформатора на выходные реле защиты линии, к которой трансформатор подсоединен отделителем , а также общие для трех каналов блока автоматики три блока фиксации действия релейной защиты первой, второй и третьей линий электропередач , шесть блоков фиксации отключенного положения шести выключателей О) высокого напряжения и элемент времени , при этом у каждого, из трех каналов блока автоматики первые входы пер вого и второго элементов И соединены соответственно с выходами блоков фиксации действия защиты линий, смежных с трансформатором, их вторые и третьи входы соединены аоответственно с выР1 ходами блоков фиксации отключенного положения выключателей, смежных с Од 00 линией, их четвертые входы соединены с выходом блока фиксации отключенного положения выключателей, смежных i с трансформатором со стороны соседi . ней линии, а их пятые входы соединены с выходом элемента времени, их первые выходы соединены с отключающими входами блока управления выключателями стороны низкого напряжения трансформатора, вторые выходы - с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом блока фиксации отключенного положения вы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3632937/24-07 (22) 09.08.83 (46) 23.09.84. Вюл, - 35 (72) Ю.Г. Айрапетов и M.Ý. Хейфиц (71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт Энергосетьпроект" (53) 621.316.3.061(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3393478/07, кл. Н 02 J 3/00, 1982.

2. Лисовский Г.С., Хейфиц М.Э.

Главные схемы и электротехническое оборудование подстанций 35-750 кВ.

М., "Энергия", 1977, с. 303, рис.8-4 (прототип). (54)(57) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее выключатели и разъединители высокого напряжения, соединенные по кольцевой схеме в виде шестиугольника, к вершинам которого подсоединены трансформаторы с выключателями на стороне низкого напряжения и линии электропередачи попеременно, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей, в него введены три отделителя, включенные между трансформаторами и противоположно расположенными в схеме шестиугольника линиями, а также введен блок автоматики, состоящий из трех каналов, каждый из которых содержит первый и второй элементы И с памятью с шестью входами и двумя выходами, третий и четвертый элементы

И с двумя входами и тремя выходами, пятый элемент И с двумя входами и двумя выходами, блок управления выклю„Я0„„1115163 А

3Ш Н 02 J 3/00; Н 02 Н 7/00 чателем стороны низкого напряжения силового трансформатора, имеющий включающий и отключающий входы, и блок фиксации его отключенного положения, блок управления отделителем, присоединенным к силовому трансформатору, и блок фиксации его включенного положения, блок переключения выходных реле защиты трансформатора на выходные реле защиты линии, к которой трансформатор подсоединен отделителем, а также общие для трех каналов блока автоматики три блока фиксации действия релейной защиты первой, второй и третьей линий электропередач, шесть блоков фиксации отключенФ ного положения шести выключателей высокого напряжения и элемент времени, при этом у каждого,из трех каналов блока автоматики первые входы пер вого и второго элементов И соединены Я соответственно с выходами блоков фиксации действия защиты линий, смежных с трансформатором, их вторые и третьи входы соединены еоответственно с выходами блоков фиксации отключенного Ю положения выключателей, смежных с М4 линией, их четвертые входы соединены фф с выходом блока фиксации отключенно- ©ф го положения выключателей, смежных с трансформатором со стороны соседней линии, а их пятые входы соединены с выходом элемента времени, их первые выходы соединены с отключающи- ф, ми входами блока управления выключателями стороны низкого напряжения трансформатора, вторые выходы — с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом блока фиксации отключенного положения вы l115163 передач. ключателя стороны низкого напряжения того же трансформатора, первые выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входом блока управления отделителем, их вторые выходы соединены с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с .выхо- дом блока фиксации включенного положения отделителя, а третьи выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входом блока переключения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим распределительным устройствам высокого напряжения открытого и закрытого типа. 5

Известны кольцевые схемы распределительных устройств высокого напряжения, например четырехугольника, где повышение надежности электроснабжения достигается за счет допол- 1О нительных капитальных вложений на установку подменного включателя и выключателей нагрузки, что ограничивает область применения; схем распределительных устройств (РУ) с под- 15 менными выключателями напряжением

330 кВ и выше 1Д.

Известны распределительные устройства высокого напряжения, выполненные по кольцевым схемам в виде шестиуголь щ0 ника (2).

Однако они используются крайне редко ввиду их недостаточной надежности в ремонтном режиме, когда при коротком замыкании на присоединении, д5 совпадающем с ремонтом одной из выключателей схемы, дополнительно обесточи вается одно из присоединений или отделяются от распределительного устройства два присоединения. 30

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения потребителей, в частности сохранение в работе всех трансформаторов при отключении поврежденной линии электропередачи, совпавшим с ремонтом одного из шести выключателей распределительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в распределительное устройство высокого напряжения, содержащее вывыходных реле защиты трансформатора на выходные реле защиты противоположно расположенной линии, первый выход пятого элемента И соединен с включающим входом блока управления выключа. телем стороны низкого напряжения трансформатора, второй его выход— с входами снятия памяти первого и второго элементов И, вход элемента времени соединен с выходами блоков фик-

/ сации срабатывания защит линий электро .

2 ключатели и разъединители высокого напряжения, соединенные по кольцевой схеме в виде шестиугольника, к вершинам которого подсоединены трансформаторы с выключателями на стороне низкого напряжения и линии электропередач попеременно, введены три отделителя, включенные между трансформаторами и противоположно расположенными в схеме шестиугольника линиями, а также введен блок автоматики, состоящий из трех каналов, каждый из которых содержит первый и второй элементы И е памятью с шестью входами и двумя выходами, третий и четвертый элементы И с двумя входами и тремя выходами, пятый элемент И с двумя входами и двумя выходами, блок управления выключателем стороны низкого напряжения силового трансформатора, имеющий включающий и отключающий входы, и блок фиксации его отключенного положения, блок управления отделителем, присоелиненным к силовому трансформатору, и блок фиксации его включенного положения, блок переключения выходных реле защиты трансформатора на выходные реле защиты ли нии, к которой трансформатор подсоединен отделителем, а также общие для трех каналов блока автоматики три блока фиксации действия релейной защиты первой, второй и третьей линий электропередач, шесть блоков фиксации отключенного положения шести выключателей высокого напряжения и элемент времени, при этом у каждого из трех каналов блока автоматики первые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами блоков

3 1115 фиксации защит линий, смежных с трансформатором, их вторые и третьи входы соединены соответственно с выходами. блоков фиксации отключенного положения выключателей, смежных с линией, 5 их четвертые входы соединены с выходом блоков фиксации отключенного положения выключателей, смежных с трансформатором со стороны соседней линии, а их пятые входы соединены с выходом элемента времени, их первые выходы соединены с отключающими входами блока управления выключателем стороны низкого напряжения трансформатора, вторые выходы — с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом блока фиксации отключенного положения выключателя стороны нйзкого напряжения того же трансформатора, первые выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входом блока управления отделителем, их вторые выходы соединены с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока фиксации включенного положения отделителя, а третьи выходы третьего и четвертого элементов И

30 соединены с входом блока переключения выходных реле защиты трансформатора на выходные реле защиты противоположно расположенной линии, первый выход пятого элемента И соединен с включающим входом блока управления выключателем стороны низкого напряжения трансформатора, второй его выход — с входами снятия памяти пер. вого и второго элементов И, вход элемента времени соединен с выходами .40 блоков фиксации срабатывания защит линий электрбпер едач.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого распределительного устройства; на фиг. 2. — конфигурация схемы после отключения поврежденной ЛЭП во время

45 ремонта выключателя (показано шесть вариантов схемы (а, б, в, г, д, е) по числу выключателей РУ).

Устройство содержит линии электропередач (ЛЭП) 1-3 и трансформаторы 4-6, соединенные в кольцевую схему шестиугольника выключателями 7-12 (разъединители схемы не показаны), Отделители 13-15 включены между трансформаторами 4-6 и противоположно расположенными в схеме ЛЭП 3, 1 и 2. На стороне низшего напряженйя

163 4 трансформаторы 4-6 подключены к нагрузке выключателями 16-18.

Блок автоматики содержит блоки

19-21 фиксации срабатывания релейных защит ЛЭП 1-3, блоки 22-27 фиксации отключенного положения выключателей

7-12 соответственно, элемент 28 времени, элементы 29-34 логической операции И с элементом памяти, имеющие по 5 входов и два выхода, а также специальный вход снятия памяти, элементы 35-43 логической операции И, имеющие по два входа и до трех выходов, блоки 44-46 управления выключателями 16-18, имеющие отключающие входы 44-1, 45-1, 46-1 и включающие входы 44-2, 45-2, 46-2; блоки 47-49 управления отделителями 13, 15 и 14, блоки 50, 51 и 52 фиксации отключенного положения выключателей 16-18, блоки 53, 54 и 55 фиксации включенного положения отделителей 1 3-15, блрки 56-58 переключения выходных реле защиты, трансформаторов 4-6 на выходные реле защиты линий 3, 1 и 2 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При устойчивом коротком замыкании (КЗ) 59 на ЛЭП 2 во время ремонта выключателя 7, после отключения выключателей 8 и 9 трансформатор 4 оказывается отключенным от схемы РУ.

его подключение к схеме PY выполняется отделителем (ОД) 13. Поскольку ОД не коммутирует токи нагрузки, предварительно необходимо отключить выключатель 16 стороны низшего напряжения силового трансформатора 4.

Указанное осуществляется следующим образом. На входы блока 29 И с элементом памяти подаются сигналы от блока

20 фиксации срабатывания РЗ ЛЭП 2, от блоков 23, 24 и 22 фиксации отключенного положения включателей 8, 9 и 7 и от элемента 28 времени. Блок

29 срабатывает, и с его первого выхода сигнал поступает на отключающий .вход 44-1 блока 44 управления выключателем 16. Отключение выключателя 16 фиксируется срабатыванием блока 50, после чего срабатывает блок 35 И и с его первого выхода сигнал поступает на вход блока 47 управления ОД 13.

ОД 13 включается, что фиксируется, блоком 53. На оба входа блока 37

И подают сигналы с выхода блока 53, со второго выхода блока 35. Блок 37 срабатывает и с его первого выхода

5 11151 сигнал подается на включающий вход

44-2 блока 44 управления выключателем 16. Последний включается и подключает нагрузку к трансформатору 4.

Сигнал со второго выхода подается на вход снятия памяти блока 29, схема автоматически возвращается в исходное . состояние (фиг. 2а). Все трансформаторы РУ находятся в работе.

Если теперь произойдет отключение 10 сдедующей линии, например линии 1, то все трансформаторы РУ оказываются подключенными к одной линии 3.

Если же отключится ЛЭП 3, автоматика сработает второй цикл, который закончится подключением трансформатора 5 к ЛЭП 1 с помощью ОД 14.

Схема автоматики в укаэанном случае работает следующим образом. Срабатывание защиты ЛЭП 3 фиксируется 2п блоком 21, отключенное положение выключателей, 10, 11 и 9 фиксируется блоками 25, 26 и 24 с выдержкой времени срабатывает блок 28. С выходов перечисленных блоков сигналы посту- р5 пают на входы блока 31, который срабатывает. С первого его выхода сигнал поступает на отключающий вход 45-1 блока 45 управления выключателем 17, отключение которого фиксируется блоком 51. Со второго выхода блока 31 и с первого выхода блока 51 сигналы поступают на входы блока 38, который срабатывает. С его первого выхода сигнал поступает на вход блока 48 уп- З равления ОД 14. После включения ОД 14 срабатывает блок 40, так как на оба входа подаются сигналы со второго выхода блока 38 и с выхода. блока 54 фиксации включенного положения ОД 14.

С первого выхода блока 40 сигнал подается на включающий вход 45-2 блока 45, что приводит к включению выключателя 17, а со второго выхода блока 40 .сигнал подается на вход снятия памяти с блока 31. Схема автоматики возвращается в исходное положение.

Электроснабжение потребителей обеспечивается трансформаторами 5 и 6, подключенными к ЛЭП 1.

При устойчивом КЗ 60 на ЛЭП 1 во время ремонта выключателя 8, после отключения выключателей 7 и 12 трансформатор 4 оказывается отклю-

5S ченным от схемы РУ. Его подключение к РУ возможно с помощью ОД 13 после предварительного отключения выключателя 16 стороны низшего напряже63 6 ния трансформатора. После отключения выключателей 7 и 12 на входах блока 30 имеются необходимые для его срабатывания сигналы: от блока 19— фиксации срабатывания релейной защиты ЛЭП 1, от блоков 22, 27 и 23— фиксация отключенного положения выключателей 7, 12 и 8, от элемента

28 .времени блока автоматики, Блок 30 срабатывает и с его первого выхода подается сигнал на отклю чающий вход 44-1 блока 44 управления выключателем 16, После отключения выключателя 16 срабатывает блок 50 фиксации его отключенного состояния и блок 36 И, на первый вход которого подается сигнал со второго выхода блока 30, а на второй вход — со второго выхода блока 50. Блок 36 срабатывает, и с его первого выхода подается сигнал на блок 47 управления ОД

13, включение которого фиксируется срабатыванием блока 53. С выхода блока 53 сигнал поступает на первый вход блока 37 И, на второй вход которого подается сигнал со второго выхода блока 36. Блок 37 срабатывает, с третьего выхода блока 36 подается сигнал на вход блока переключения действия релейной защиты трансформатора 4 на выходные цепи защиты ЛЭП 3.

С первого выхода блока 37 сигнал подается на включающий вход 44-2 блока

44 управления выключателем 16, который вновь включается. Со второго выхода блока 37 сигнал подается на вход снятия памяти с блока 30. Схема автоматики возвращается в исходное состояние. Трансформатор 4 оказывается подключенным к остальному распределительному устройству (фиг. 2б).

При последующем отключении еще одной линии, например в грозу, отключается ЛЭП 3, сработает второй цикл автоматики, и трансформатор 6 отделителем 15 будет подключен к

ЛЭП 2.

Рассмотрена работа первого канала автоматики. Второй канал автоматики содержит блоки 31, 32, 38-40, 45, 48, 51, 54 и 57 и работает при обесточении трансформатора 5 в случаях, когда устойчивое К3 на ЛЭП 2 или 3 совпадает с ремонтом выключателей 10 или 11. При этом подключение трансформатора 5 к схеме.РУ про изводится отделителем 14. Автоматика ,работает аналогично действию автома-, тики первого канала.

1115163

Третий канал автоматики содержит блоки 33, 34, 41-43, 46, 49, 52, 55, 58 и работает при обесточивании трансформатора 6 в случаях, когда устойчивое К3 на ЛЭП 3 совпадает с ремонтом выключателя 11 или 12, При этом подключение трансформатора 6 к схеме

РУ выполняется отделителем 15. Автоматика работает аналогично, как для первого канала.

Ыа фиг . 2 показано состояние предложенной схемы "улучшенного" шестиугольника после работы первого цикла автоматики для случая совпадения

КЗ на ЛЭП с ремонтом выключателя.

Показано шесть вариантов схемы, по числу выключателей. Очевидна также целесообразность использования и второго цикла автоматики в случае аварийного отключения второй линии, по которой осуществляется питание РУ.

Работа второго цикла автоматики рассмотрена для первого канала автоматики.

Предлагаемая схема обеспечивает сохранение в работе всех трансформаторов и совпадение отказа вылкючателя с ремонтом другого выключателя, что является расчетным случаем для определения уровня надежности схемы РУ. В тех случаях, когда схема

РУ содержит. только два трансформатора, данный расчетный случай исключает полное погашение РУ, обеспечивая питание потребителей для случая, когда РУ является элементом подстан5 ции, и выдачу мощности, когда РУ является элементом электростанции.

Последний случай является наиболее благоприятным для гидроэлектростанции .и гидроаккумулирующей электростанции из условий быстрого восстановления режима синхронной работы электростанции с энергосистемой.

Предлагаемая схема расширяет область ее применения на РУ более высоких напряжений, когда вместо отделителей используется выключатель нагрузки.

Применение выключателей нагрузки также улучшает работу схемы за счет

20 резкого уменьшения продолжительности работы выключателя нагрузки (0,08 с вместо 0,5 с) и сокращения количества операций — исключается отключение выключателей на стороне

25 среднего и низшего напряжения и передача отключающего сигнала на. питающий конец линии.

В случае применения выключателей

30 нагрузки схема позволяет сохранять. в работе не только трансформаторы, но и отключившиеся неповрежденные ЛЭП.

1115163

1115163