Устройство для опережающего деления сети

 

Использование: в электротехнике, в автоматике опережающего деления сети. Сущность: определяют соотношение полной мощности подстанции к мощности основных источников, сумма токов которых с учетом указанного соотношения вызывает срабатывание быстродействующего реле на деление сети до отключения тока КЗ повредившегося присоединения подстанции. Технический результат: наиболее просто обеспечивается достаточно точное избирательное опережающее деление сети при недопустимых тока короткого замыкания для выключателей подстанции. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для автоматического опережающего деления сети при уровнях токов короткого замыкания (КЗ), превышающих допустимый для выключателей присоединений подстанции.

Известны устройства опережающего деления сети при недопустимых уровнях токов КЗ на присоединениях за счет включения специальных быстродействующих реле на каждом присоединении, где токи КЗ могут превышать допустимые значения разрывной способности выключателя. Реагирующее реле воздействует на опережающее отключение выключателей деления сети для ограничения тока отключения выключателя присоединения с КЗ на нем.

Непосредственный замер тока КЗ от трансформаторов тока присоединения вызывает их насыщение, из-за чего возможны задержки действия автоматики или отказы ее работы, при этом необходимо большое число сложных быстродействующих реле, имеющих отстройку от переходных процессов в трансформаторах тока.

Известны информационно-измерительные системы контроля и фиксации превышения максимальной совмещаемой мощности электроустановки на основе сложения составляющих контролируемых присоединений, обеспечивающие необходимые параметры замера энергии и мощности с высокой степенью точности в заданный интервал времени с соответствующим действием устройств автоматики (см. например, Зыкин Ф. А. , Каханович В. С. "Измерение и учет электрической энергии", Энергоиздат, М. , 1982 г. с. 76-101).

Информационно-измерительная система наряду с контролем потребления и мощности позволяет точно определить максимально возможную мощность электроустановки в целом, но не обладает требуемым быстродействием для возможности использования ее в устройствах автоматики опережающего деления сети при уровне токов КЗ, превышающем допустимое значение разрывной способности выключателя присоединения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для опережающего деления сети при КЗ на основе включения быстродействующего реле на сумму токов генерирующих источников питания, по которой определяется ток на поврежденном присоединении.

Для точности определения максимального тока КЗ устройство требует суммирования всех источников питания, что существенно усложняет его исполнение, а при подключении к сумматору только части основных источников питания существенно нарушается точность определения тока КЗ, что вызывает излишние или отказы действия автоматики опережающего деления при изменении режима работы сети по сравнению с расчетными условиями настройки уставки реле контроля тока КЗ.

Цель изобретения - повышение точности действия автоматики при простоте исполнения для ее надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для опережающего деления сети, содержащее трансформаторы напряжения сборных шин подстанции, трансформаторы тока и счетчики энергии каждого присоединения в качестве первичных датчиков информационно-измерительной системы, сумматор токов основных источников питания, быстродействующее реле отключения выключателя деления сети, дополнительно снабжено пропорциональным усилителем сумматора токов основных источников питания подстанции, органом сравнения, первый вход которого подключен к первому выходу информационно-измерительной системы с информацией о суммарной мощности всех источников, второй вход подключен ко второму выходу этой же системы с информацией о суммарной мощности основных источников питания подстанции, выход органа сравнения с информацией о соотношении мощности на его входах включен в цепь управления пропорционального усилителя сумматора токов основных источников питания подстанции, выход которого подключен к входу быстродействующего реле отключения выключателя деления сети.

На чертеже представлена структурная схема устройства для опережающего деления сети.

Устройство для опережающего деления сети содержит информационно-измерительную систему 1, входы которой подключены к выходам электросчетчиков 2 присоединений подстанции, включенных через измерительные трансформаторы тока 3 и трансформаторы напряжения 4 к первичным цепям подстанции с выключателями 5.

Первый выход с информацией суммарной мощности всех источников и второй выход информационно-измерительной системы 1 с информацией о суммарной мощности основных источников питания подстанции включены к соответствующим входам блока сравнения 6, выход которого с информацией соотношения всех и основных источников, включен в цепь управления пропорционального усилителя 7, вход которого подключен к выходу сумматора 8 токов основных источников питания, а выход - к быстродействующему реле 9 отключения выключателя 5 деления шин подстанции.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы подстанции информационно-измерительная система 1 суммирует показатели работы электросчетчиков 2 от питающих их токов трансформаторов тока 3 и трансформаторов напряжения 4, причем на первый вход блока сравнения 6 поступают данные всех источников питания, а на второй вход - тех источников, трансформаторы тока 3 которых питают током сумматор 8, который преобразует в результирующий ток основной цепи пропорционального усилителя 7, который усиливает ток выхода в реле 9 от сумматора 8 пропорционально величине управляющего тока блока 6. Следовательно, ток в реле 9 зависит от величины управляющего тока усилителя 7, который определяется соотношением токов выхода информационно-измерительной системы 1, пропорциональных мощности всех источников и мощности тех источников, сумма токов которых питает быстродействующее реле 9, которое срабатывает при условии, если I ≥ I, где I_Σосн - сумма токов основных источников; P_Σобщ - сумма общей мощности подстанции; Р_Σосн - сумма мощности основных источников; I_воткл - допустимый ток отключения выключателя.

Величина этих токов в нормальном режиме и при удаленных КЗ не достаточна для срабатывания реле 9 с учетом их усиления током, пропорциональному соотношению всей мощности к мощности источников питания реле 9.

При уровне тока КЗ, превышающего допустимый для выключателя 5, реле 9 срабатывает и действует на деление сети раньше, чем отключается выключатель с недопустимым для него уровнем тока КЗ.

При КЗ на одном из основных источников питания подстанции ток через его выключатель 5 меньше предельно допустимого за счет отсутствия тока этого источника, поэтому включение реле 9 от сумматора 8 только основных источников предотвращает работу автоматики деления при отсутствии надобности ее действия.

При КЗ на одном из присоединений с возможным источником с другой стороны линии сохраняется работоспособность схемы устройства деления, т. к. суммарная величина тока почти не отличается от тока присоединения без источника питания.

При КЗ на сборных шинах подстанций от суммирования токов основных источников питания происходит срабатывание устройства деления, которое способствует более быстрому выделению поврежденной секции.

Уровень тока КЗ определяется с учетом величины суммы токов основных источников питания по отношению к общей мощности всех источников питания подстанции за счет замера мощности всех источников и основных источников информационно-измерительной системы 1, определения их соотношения блоком сравнения 6 и управления пропорциональным током усилителя 7 в цепи питания быстродействующего реле 9 от сумматора 8 основных источников подстанции. При суммировании токов источников составляющая общего тока КЗ каждого из них не имеет высокой кратности к номиналу и не вызывает насыщения трансформаторов тока, поэтому допускается применение простого быстродействующего реле по сравнению с аналогом, а по сравнению с прототипом осуществляется более точное избирательное действие при этой же простоте измерительных органов за счет ввода соотношения мощности всех источников и сумы основных источников подстанции.

В результате без непосредственного суммирования токов всех присоединений определяется величина тока их суммы и обеспечивается действие устройства деления при КЗ на не основных источниках питания подстанции. Взаимосвязь инерционной системы замера мощности всех источников с быстродействующим реле суммы токов основных источников позволяет обеспечить необходимую избирательность и быстроту работы устройства деления при минимуме затрат на его реализацию на основе использования имеющейся информационно-измерительной системы подстанции. (56) Куцовский С. М. , Королев Е. П. Реле тока для автоматики опережающего деления сети, ж. Электрические станции N 1, 1979, с. 49-53.

Попов Н. М. , Нестеров Н. В. Делительная защита на герконах. ж. Электрические станции N 4, 1975, с. 78-79.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ДЕЛЕНИЯ СЕТИ, содержащее трансформаторы напряжения сборных шин подстанции, трансформаторы тока и счетчики энергии каждого присоединения в качестве первичных датчиков информационно-измерительной системы, сумматор токов основных источников питания, быстродействующее реле отключения выключателя деления сети, отличающееся тем, что дополнительно снабжено усилителем сумматора токов основных источников питания подстанции, органов сравнения, первый вход которого подключен к первому выходу информационно-измерительной системы с информацией суммарной мощности всех источников, второй вход подключен к второму выходу этой же системы с информацией о суммарной мощности основных источников питания подстанции, выход органа сравнения с информацией о соотношении мощностей на его входах включен в цепь управления пропорционального усилителя сумматора токов основных источников питания подстанции, выход которого подключен к входу быстродействующего реле отключения выключателя деления сети.

РИСУНКИ

Рисунок 1