Устройство для резервирования при отказе выключателя
(6}) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.08.77 (2}) 2514849/24-07 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет (51) М. Кл.
Н О2 Н З/ОО
Государственный комитет ссср яо делам нао6ретеннй н открытий
СлубЛИКОВаНО0501.80. БЮЛЛЕТЕНЬ Ио 1
Дата опубликования описания 05д1.80 (53) УДК 621, 316 ° .925{088.8}
В. И, Ермоленко, С.Я. Петров, В. Н.Kpaceaa Е.В. Лысенко, (72) АвтОры
ИЗО6РЕтЕНия JI.ä.Кузнецова, В.В.Авдеева и Р.А.Геворков
Ордена Октябрьс кой революции Всесоюзный государственный проект и о-и зыскат ельс кий и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей Энергссетьпроект (7() Заявитель (5 4 } УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕ ЗЕ РВИ РОВАНИЯ
ПРИ ОТКАЗЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
Изобретение относится к релейной защите н автоматизаций энергосистем и осуществляет автоматическое отключейие места повреждения выключателями смежных элементов при отказе выключателя псв режденного элемента f1 j, Известны устройства для резервирования отказа выключателя аналогичного назначения (2}. }{}
Известные устройства резервирования отказа выключателей выполнены в виде одного устройства для двух выключателей, что резко снижает его универсальность и не позволяет применять единое устройство резервиро}5 вания при различных схемах электрич к их с оеди некий перв ич ного оборудования, Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство резервирования при отказе выключателя„ которое выполнено для одного выключателя (3), 25
Известное устройство резервирования при отказе выключателя содержит цепи пуска от защит, действующих на отключение отдельных фаз объектов, примыкающих к данному выключателю, цепи контроля и удержания этих цепей от реле тока, в клаченных на ток соотв етствующей фазы выключателя, цепи контроля выхоцных цепей от упомяйутых цепей пуска и общего для них реле времени, цепи взаимной блокировки выходных цепей.
К недостаткам известных устройств относятся отно" ительно большие габариты и недостаточная надежность работы электромеханических реле тока и реле времени, а также недостаточное быстродействие, что объясняется следующюю
П ри наличии на защищаемой ли нии однофазного автоматического повторного включения (OAIIB) когда при коротком замыкании на данной фазе производится отключение и повторное включение только отключенной фазы, избирательные органы, определяющие поврежденную фазу„ могут сработать в следующем порядке — при.двухфазном коротком заикании на землю один из двух избирательных органов .поврежденной фазы срабатывает немедленно после возникновения короткого замыкания, а второй — только после QTKJoo÷åíèÿ этой
708454 фазы с противоположного конца линии (в каскаде ) .
В этом случае единств енный элемент времени пускается от избирательного органа, который сработал первым, а возВращается после срабатывания второго избирательного органа, когда отключается вторая поврежденная фаза. Для исКлючЕния неправильного действия УРОВ и этом режиме приходится увеличивать время действия УРОВ на время отклю- 1(1 чения линий с противоположного конца (время каскадного действия защиты) .
Увеличение времени действия устройства резервирования отклюЧения
Выключателя (vPvBa) приводит к увеличению времени отключения. повреждения
В случае отказа выключателя,что, в свою очередь, вынуждает принимать дополнительные дорогостоящие меры по обеспечению устойчивой работы энергосистем.
Недостаточной является также чувствительность устройства, которая объясняется тем, что для современных
Протяженных ЛЗП 500-750 кВ значение емкостного тока линии, отключенной с одного конца, может превышать ток короткого замыкания при удаленных короткого замыкания. Поскольку для исключения действия УРОВ при отказе выключателя в неповрежденной Фазе 30 реле тока должно быть отстроено ог емкостного тока линии возможен отказ в действии УРОВ при удаленном коротком замыкании с малым током.
С целью устранения указанных не- 3Я достатков, устройство, содержащее цепи пуска от защиты, действующей на отключение отдельных фаз, а также от защиты, действующей на отключение трех фаз объектов, примыкающих к дан- 0 ному выключателю, реле времени, элементы контроля тока фазы выключателя и их цепи, а также: выходные цепи отключения фаз выключателя, выполнено в виде двух идЕнтичных каналов, каждый из которых имеет три одинаковые параллельные цепи, соответствующие трем фазам объекта, а каждая параллельная цепь состоит из последовательно соединенных первых элементов ИЛИ и И, а также второго эле- э() мента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход последнего подключен также к первому входу второго элемента И,второй вход первого элемента ИЛИ соеди- 5$ нен. с цепью пуска от защиты, действующей на отключение данной фазы, а также с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной цепью отключения соответствующей фазы выключателя„ третий вход первого элемента ИЛИ соединен с цепью пуска от защиты, действующей на отключение трех фаз, и со входами первых элементов ИЛИ других фаз, а также со вторыми входами вторых эле. ментов ИЛИ всех фаз, на второй вход первого элемента И подключен выход элемента контроля тока соответствующей фазы выключателя, второй вход второго элемента И соединен с выходом включенных последовательно элемента задержки и третьего элемента
ИЛИ, общего для обоих каналов, причем на вход третьего элемента ИЛИ подключены цепи пуска всех защит, действующих через соответствующие четвертые элементы ИЛИ на отключение объекта, кроме того, второй вход второго элемента И подключен к первым входам-выходных третьих элементов
И, а также к первым входам четвертых элементов И, общих для трех параллельных цепей каждого какала, при этом выходы этих последних элементов подключены к входам упомянутого третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, выход первого элемента И подключен к входу пятого элемента ИЛИ, общего для трех параллельных цепей каждого канала, выход пятого элемента ИЛИ подключен ко второму входу четвертого элемента И и одновременно на второй вход выходного третьего элемента И соответствующего канала, выходы первых элементов И обоих каналов, принадлежащих одной фазе, через шестой элемент ИЛИ, общий для этих одноименных цепей, подключены к входу элемента времени соответствующей фазы, выход трех этих элементов времени через седьмой элемент ИЛИ, общий для них, подключены на третьи входы выходных третьих элементов И, кроме того, четвертый вход каждого выходного третьего элемента И через инвертор соединен с выходом выходного третьего элемента И другого канала, причем входы упомянутых каналов присоединены к цепям пуска от защит объектов по обе стороны выключателя, Цепь фазы Л первого канала содержит элемент ИЛИ 1, на первый вход которого поступает сигнал при действии релейной защиты на отключение
Фазы A. К выходу элемента ИЛИ 1 включены первые входы элементов И 2 и И
3, Выход последнего включен на второй вход элемента ИЛИ 1, а третий вход элемента ИЛИ 1 поступает сигнал при действии релейной защиты на отключение трех фаз выключателя, Упоминавшийся выше сигнал, поступающий на первый вход элемента ИЛИ 1, действует„ кроме того, на первый вход элемента ИЛИ 4, на второй вход которого поступает также упоминавшийся выше сигнал при действии релейной защиты на трехфазное отключение выключателя.
Выход элемента ИЛИ 4 присоединен непосредственно к цепи отключения A. На второй вход элемента И 24 включей ййход элемента 5 контроля тока 708454 фазы выключателя, образующего выходной сигнал при наличии тока в фазе А, Цепь фазы В выполнена аналогично и содержит соответственно ранее рассмотренным элемент ИЛИ 6, элемент И 7г дополнительный элемент И 8, ИЛИ 9 и элемент 10 контроля тока фазы выключателя..Аналогичная цепь фазы С содержит элемент ИЛИ 11, элемент И 12, дополнительный элемент И 13, ИЛИ 14 .и элемент 15 контроля тока фазы выключателя. Вторые входы дополнительных элементов И 3, 8, 13 объединены и включены на выход включенных последовательно элемента 16 задержки и элемента ИЛИ 17, общего для обоих каналов, на который через вспомогательные элементы ИЛИ 18 и ИЛИ 19 включены все (трех- и однофазные) выходы защит, действующие соответственно по цепям. первого или второго каналов на отключение объектов, примыкающих к данному выключателю, Выходы элементов И 2, 7, 12 через элемент ИЛИ 20, общий для цепей трех фаэ первого канала, подключены на первый вход элемента И 21, также общего для трех фаз первого канала, и на первый вход элемента И 22, выходного элемента цепи перного канала. Второй канал выполнен аналогично 3g рассмотренному и в нем имеются также три цепи соответственно фазам объекта, Фаза A содержит элемент ИЛИ 23, И 24 и дополнительный элемент И 25, на второй вход элемента И 24 включен элемент 26 контроля тока фазы А выключателя. Соответственно фаза В содержит элементы ИЛИ 27, И 28, дополнительный элемент И 29 и элемент 30 контроля тока фазы В выключателя„ Фаза С содержит элементы ИЛИ 31, И 32, дополнительный элемент И 33 и элемент 34 контроля тока фазы С выключателя. Входы элементов ИЛИ 23,27,31 соединены с выходами элементов ИЛИ 45 35-37, йа общие точки указанных входов поступают сигналы при действии релейной защиты второго канала. Выходы элементов И 24, 28, 32 через элемент ИЛИ 38, общий для трех Я) фаз второго канала, подключены к первому входу элемента И 39, также общему для второго канала, и первому входу выходного элемента второго канала И 40. Вторые входы элементов И 21. И 39 объединены и на них поступает сигнал с выхода упоминающегося ранее элемента 16 задержки времени. Выходы элементоз обоих каналов, принадлежащих одной фазе соотнетстненнз И 2, 24, 7, 28 и 12, 32 через элементы ИЛИ 41, 42, 4 3, подключены к элементам 44, 45, 46 времени, выходы которых через элемент ИЛИ 47 подключены на вторые входы выходных элементов И 22, 40. 65 Выход каждого выходного элемента И 22 и 40 подключен к третьему входу другого выходного элемента через инвертор соответственно 48 и 49. на чертеже входы выходных элементов И 22, 40 включен выход упоминающегося элеменга 16 задержки времени. работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. В нормальном режиме работы объекта его релейная защита не работает и входные сигналы or защиты отсутствуют. Все элементы 5, 10, 15, 26, 30, 34 контроля тока фаз выключателей н нормальном режиме могут находиться в состоянии срабатывания и подавать сигнал на один вход элементов И 2, 7, 12, 24, 28, 32. однако, ввиду отсутствия пусковых сигналов на выходе упомянутых элементов И, сигнал отсутствует. Согласно построению схегы н нормальном режиме всегда имеется сигнал на выходе инверторов 49, 48. При понреждении какой-либо фазы первого защищаемого объекта (ЭЛ-1) от релейной защиты этого элемента подается сигнал на отключение выключателя поврежденной фазы и однонремеино на вход трех . элементов ИЛИ, например, при повреждении фазы  — на ИЛИ 6, 9, 18, причем одновременно через ИЛИ 18 сигнал подается на ИЛИ 17, через элемент ИЛИ 9 п ода етс я с и гнал н а от ключение фазы В выключателя. Элемент 10 контроля тока поврежденной фазы находится в состоянии срабатывания и на выходе элемента И 7 появляется сигнал, благодаря чему происходит удерживание пускового сигнала оТ защиты через элементы ИЛИ 20, 21, 8.. одновременно через ИЛИ 42 подается сигнал на вход элеме:-:.та 45 времени, который начинает Отсчитывать выдержку нремеBH ° Если выключатель исправен, он отключается до истечения упомянутой выдержки, элемент 10 контроля тока возвращается, - сигнал на ныходе элемента И 7 и входе элемента 45 времени исчезает . После возврата элемента 16 задержки прекращается удерживание входного сигнала и после возврата защиты поврежденной фазы схема приходит в исходное состояние, Если произошел отказ выключателя поврежденной фазы, то сигнал на нходе элемента 45 времени сохраняется и по истечении заданной выдержки времени на всех входах выходного элемента И 22 появляются сигналы,, а его выходной сигнал подается на отключение выключателя ЭЛ-2. Аналогично происходит работа устройства при возникновении повреждения со стороны объекта ЭЛ-2,. При возникновении двухфазного короткого замыкания с землей, например, АВ со стороны объекта ЭЛ-1„ может J0e454 сработать вначале защита. (избирательный орган) только фазы A и отключить ее, после чего немедленно возвра 1ается элемент 5 контроля тока этой фазы и с элемента 44 времени снимается входной сигнал, После отключения фазы A срабатывает защита (избирательный орган) фазы В и подает пусковой сигнал на элемент ИЛИ 6 и поскольку элемент контроля 10 тока фазы Б находится в состоянии срабатывания, на элемент 45 времекк подается сигнал, После отключения выключателя фазы В элемент 10 контроля тока немедленно возвращается, снимая сигнал с элемента 45 времени. )5 Благодаря такому выполнению схемы, когда для каждой фазы используется независимый элемент времени, при выборе уставки элементов времени{что определяет быстродействие устройства) QQ можно не учитывать время отключения линии с противоположного конца (время каскадного действия защиты), что позволяет повысить быстродействие, Применение предлагаемого устройст- Я ва позволяет повысить надежность и быстродействие устройства резервирования при отказе выключателей, снизить его габариты и выполнить единое устройство для различных схем первич- yg ных соединений, Формула изобретения 1. Устройство для резервирования 35 при отказе выключателя,. содержащее цепи пуска от защиты, действую(цей на отключение отдельных фаз, а также от защиты, действующей на отключение трех фаз объектов, пригыкающих к дан- "О ному выключателю, реле времени, элементы контроля тока фаз выключателя и их цепи, выходные цепи отключения фаз выключателя,.о т л и ч а ю щ е еII TcM p чт о,. с L19 JIbB повышен и я;!а- 45 дежности, снижения габаритов и увеличения быстродействия„оно выполнено в виде двух идентичных каналов, каждый из которых имеет три одинаковые параллельные цепи, соответствующие трем я) фазам объекта, а каждая параллельная цепь состоит из последовательно соединенных первых элементов HJIH и И, а также второго элемента И, выход которого подключен к первому входу пер- 55 вого логического элемента ИЛИ, выход последнего подключен также к первому входу второго элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с цепью пуска от защиты, действующей на отключение данной фазы, а также с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной цепью отключения соответствующей фазы выключателя, третий вход первого элемента ИЛИ соединен.с цепью пус- 5 ка от защиты, действующей на отключение трех фаз, и со входами первых элементов ИЛИ других фаз, а также с0 вторым, входами BTopbUc элементов ИЛИ всех фаз, на второй вход первого элемента И подключен выход элемента контроля тока соответствующей фазы выключателя, второй вход второго элемента И соединен с выходом включенных последовательно элемента задержки к третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, причем на вход третьего элемента ИЛИ подключены цепи пуска всех защит, действующих через соответствующие четвертые элементы ИЛИ на отключение объекта, кроме того, второй вход второго элемента И подключен к первым входам выходных третьих элементов И, а также к первым входам четвертых элементовв И„общих для трех параллельных цепей каждого канала, при ртом выходы этих последних элементов подключены к входам упомянутого третьera элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, выход первого элемента И подключен к входу пятого элемента ИЛИ, общего для трех параллельных цепей каждого канала, выход пятого элемента ИЛИ подключен ко второму входу четвертого элемента И и одновременно на второй вход выходного третьего элемента И соответствующего канала, выходы первых элементов И обоих каналов, принадлежащих одной фазе, через шестой элемент ИЛИ, общий для этих одноименных цепей, подключены к входу элемента времени соответствующей фазы, выходы трех этих элементов времени через седьмой элемент ИЛИ, общий для них, подключены на третьи входы выходных третьих элементов И, кроме того, четвертый вход каждого выходного третьего элемента И через инвертор соединен с выходом выходного третьего элемента И другого канала, причем входы упомянужх каналов присоединены к цепям пуска от защит объектов по обе стороны выключателя . 2.. Устройство по п,1, о т л и чающе ес я тем, что, сцелью повышения чувствительности, в качестве элементов контроля тока фаз выключателя использованы реле тока с полной компенсацией емкостного тока фазы линии электропередачи и с возвратом при полном отключении тока фазы, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Федосеев A.Ì.р Релейная защита электрических систем, М., Энергия, 19 76, с . 505-5 11, 2. Принципиальные схемы релейной защиты и AIIB линий 500 кВ с использованием модернизированных комплект708454 Составитель 8 Мол чан о в Техред М.Петко Корректор К. Горв ат Редактор Ю. Челюк алов Заказ 8510/50 Тираж 783 Подпис ное ttНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул, Проектная,4 ных панелей, типовой проект ЭСП Р 407-0-129, М., 1973 (инв, Р 5480 тм — П вЂ” 05) . 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 206 3654/24-07, кл, Н 02 Н 11/00, 1974.
