Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи

 

(i 173 I 509

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.77 (21) 2507037/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04,80. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) Ц Кч з

H 02Н 3/06

Государственный комитет (53) УДК 621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Стрелков, Г. Г. Якубсон и А. Ф. Дронова (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики :Ъ е,, д"

3 I

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОФАЗНОГО: Й.:",- =:, . г

АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИ 1 — .. ™

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, релейной защите и системной автоматике и может быть применено на ли ниях электропередачи, оборудованных устройствами однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).

Известны устройства для ОАПВ линий электропередачи, в которых применяются реле тока или напряжения нулевой последовательности, основными требованиями к 10 которым является надежное срабатывание при однофазных коротких замыканиях к. з, и надежное несрабатывание при междуфазных к. з. без участия «земли». Основное назначение этих реле состоит в блокиров- 15 ке цепи отключения трех фаз помимо избирательных органов при однофазных к. з. на землю. При этом осуществляется резервирование отказа избирательных органов при межфазных к. з. без участия «земли». 20

В устройстве АПВ-503 для этих целей применяются реле напряжения нулевой последовательности, в качестве которого используется реле напряжения типа PH-53/60 или реле тока нулевой последовательности 25 с торможением от фазных токов jl).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство АПВ для ВЛ

750 кВ (2). Устройство для ОАПВ линии 30 электропередачи, снабженной быстродействующей релейной защитой, содержит блокировку цепи трехфазного отключения линии прп однофазном к. з., состоящую из релейного органа нулевой последовательности и формирователя тормозного напряжения, предназначенных для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, элемента Задержка на возврат и элемента Запрет, предназначенного для включения в цепь трехфазного отключения линии от быстродействующей релейной защиты, причем выход формирователя тормозного напряжения подключен к тормозному входу упомянутого релейного органа, выход которого соединен со входом элемента Задержка на возврат, а выход последнего подключен к запрещающему входу элемента Запрет.

Релейный орган нулевой последовательности при подключении линии к шинам подстанции с относительно малым сопротивлением нулевой последовательности включается на ток нулевой последовательности линии, т. е. в рассечку нулевого провода измерительных трансформаторов тока линии, а при подключении линии к шинам подстанции с относительно большим сопротивлением нулевой последовательности на напряжение той же последовательности, — к

731509 п вторичным обмоткам трансформатора и»пряжения линии (шин), соединенной в разомкнутый треугольник. Возможно так.кс комбинированное включение релейного органа нулевой последовательности, при котором релейный орган реагирует на максимальную из этих двух величин — ток или напряжение нулевой последовательности линии.

Недостатком известных устройств является отсутствие резервирования отказа избирательных органов при очень тяжелом виде междуфазного к. 3. — двухфазном к. з. на землю.

В этом случае блокировка практически всегда срабатывает и формирует команду, запрещающую отключение трех фаз помимо избирательных органов.

Цель изобретения — повышение надежности работы электропередачи путем исключения блокирования трехфазного QTlc;iioчения линии при близких двухфазных к, з. на землю.

Это достигается тем, что в устройстве для ОЛПВ линии электропередачи, снабженной быстродействующей релейной защитой, содержащем блокировку цепи трехфазного отключения линии при одпофазном к. з., состоящую из релейного органа нулевой последовательности и формирователя тормозного напряжения, предназначенных для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения:Iiiнии, элемента Задержка на возврат и элемента Запрет, предназначенного для включения в цепь трехфазного отключения линии от быстродействующей релейной защиты, причем выход формирователя тормоз ного напряжения подключен к тормозному входу релейного органа, выход которого соединен со входом элемента Заде!рокка иа возврат, блокировка цепи трехфазного отключения линии снабжсна дополнительным релейным элементом и вторым элементом

Запрет, причем вход дополнительного релейного элемента подключен к выходу формирователя тормозного напряжения, а выход — к запрещающему входу второго элемента Запрет, включенного в!ежду выходом элемента Задержка на возврат и запрещающим входом первого элемента Запрет.

При этом формирователь тормозного напряжения снабжен тремя формирователями фазных тормозных напряжений, сумматором, максиселектором и инвертором, причем входы формирователей фазных тормозных напряжений предназначены для подключения к трансформаторам тока лппип, а выходы к трем входам сумматора и максиселектора соответственно, выход максиселектора через инвертор подключен к четвертому входу сумматора, выход которого подключен к выходу формирователя тормозного напряжения.

При этом напряжение U, на выходе фор1О !

26

25 .в

:35 о !

6О

65 мироватс. !я !Ормоз!!Ого !!а!ipяжснi!s! !!pонорциоиально сум. .:е фазных тормозных напряжений за вычетом наибольшего нз пих з

U, = Q U<„. — макс (С, „), i=i где U,i,,; — фазное тормозное напряжение, зависящее от фазного тока l „ !

-ой фазы; например, нри токе начала торможения 1,!,„ь, можно сделать так, чтобы фri — - +lI@zi ф„, I (2)

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 структурная схема формирователя тормозного напряжения.

К шинам 1 подстанции выключателя 2 подключена линия электропередачи 3, оборудованная измерительными трансформаторами напряжения 4 и тока 5 и оснащенная быстродействующей защитой 6 и устройством ОАПВ 7. Входы релейного органа 8 нулевой последовательности и формирователя 9 тормозного напряжения подключены к соответствующим цепям измерительных трансформаторов напряжения 4 и тока 5

;!!и!и!!. Выход релейного органа 8 соединен со входом элемента 10 Задержка на возврат. Первый элемент 11 Запрет включен между выходом быстродействующей защиты G и цепью 12 трехфазного о!кг!!очен!!я.

К выходу формирователя 9 тормозного напряжения подключен реагирующий на величину тормозного напря>ке!!ия дополнительный релейный элемент 13, выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента 14 Запрет, снимающего блокировку трехфазного отключения линий и включенного между выходом элемента 10 и запреща!ощим входом первого элемента

11 Запрет.

Формирователь 9 тормозного напряжения .,!ожет быть выполнен, например, по структурной схеме на фиг, 2, где дополнительно пр!шяты следующие обозначения:

15, 1б и 17 — формирователи фазных тормозных напряжений от токов фаз Л, В и

С соответственно, 18 — сумматор, 19 — селектор максимального сигнала— максиселектор, 20 — ннвертор аналогового типа.

Входы формирователей 15, 1б и 17 фазных тормозных напряжений подключены и фаз ым измерительным трансформаторам

5, а их выходы соединены с соответствующими входами сумматора 18 и максиселектора 19, Выход максиселсктора 19 через инвертор 20 подключен к четвертому входу сумматора 18, выход которого является выходом всего формирователя тормозного напряжения, и подключен к входам релейного органа 8 и дополнительного релейного элемента 13.

731509

5

Работоспособность предлагаемого устройства определяется тем, что тормозное напря>кение (на выходе блока 9) при однофазных к. з. при полнофазиых и неполнофазных режи".,тах, сопровождающихся качаниями, мало по сравнешпо с тем же наиря>кеиием при близких междуфазиых к. з., в частности прн двухфазном к. 3. на землю.

Поэтому, если выбрать напряжетшс срабатывания дополнительного релейного элсмента 13 отстроенным от первых режимов, то он может оказаться чувствительным к вторым режимам и запрещать блокировку трехфазного отключения.

Устройство работает следующим обраЗОМ.

При близком однофазном к. з. токи (наиря>кения в начале линии) содержат боль шую состав IHtoitlую нулевой последовательности (310 1,)„). а тормозное напряг)) жение в соответствии с уравнениями (1) и (2) м ало (IА — — 1„; Ь = 1с = 0; U, = 0) . P ел ейный орган 8 срабатывает, а релейный элемент 13 не срабатывает. Сигнал с выхода релейного органа 8 чсрез элемент 10 Задержка на возврат, второй элемент 14 Запрет проходит на запрещающий вход первого элемента 11 Запрет, который разрывает цепь 12 отключения трех фаз липин от быстродействующей защиты 6 — начинается цикл ОАПВ.

При удаIettttttx к, з. на линии с участием земли токи невелики, тормознос напряжсние мало, релейный орган 8 должен срабатывать, а релейным элемент 13 «е срабатывает, т, е. при двухфазном к, з. на землю либо избирательные органы сразу

«вьтбттратот» обе повре>кденные фазы, либо происходит каскадное отключст тте повреждения при однофазном к. з. — цикл ОЛПБ.

При близких двухфазных к. з. на землю составляющие нулевой последовательности велики (I.т — 0; IB —— Ic = I@,, 31, = I@„ )), поэтому несмотря на большое тормозное напряжение (U-, = К1ф,- ) релейный орган

8 срабатывает и через эчемент 10 подает сигнал на вход второго элемента 14 Запрет. Однако к запрещающему входу первого элемента 11 запрет этого сигнала не проходит, так как под действием большого тормозного напряжения срабатываетрелейный элемент 13 и подает сигнал на запрещающий вход второго элемента 14 Запрет

Если при этом срабатывает быстродействующая защита 6 линии, то происходит быстрое отключение трех фаз линии.

Be1H tttHbI тормозных напряжений могуг быть определены, например, с помощью уравнений (1) и (2), из которы;. следуют те соотноцтсния, которые былтт испо.чьзовань выше при описании работы устройства.

Таким образом, из изложенного следует, что данное устройство;;озволяет исключить блокирование цепи трехфазного Отключе5 !

О !

6 ттия,IIIHтttt Itpti блттзкттх междуфаЗных к. 3.

Использова ние дополнительного релейного элемента 13 в совокупности со вторым элементом 14 Запрет позволяет существенно облегчить трсоования к тормозной характеристике срабатывания релейного органа 8 и поведению его в переходных процессах.

Введение допочтттттечьттого релейного элемента 13, которьш срабатывает при двух фаЗном к. 3. Itptt токе I. äï „, пОЗВОляет ограничить зависимость тока срабатывания при том >ке виде к. з. до величины

Ктт. 1чрп р, ГДЕ Кн — КОЭффнштЕНТ НЯДЕЖности (1(,-, 1,5). В случае ложного срабатывания релейного органа 8 при междуфазных к. ".. при наличии апериодической составляющей тока, искажения формы кривой и т. п. факторов, влияние которых наиболее проявлттется при близких к. з., наIè÷ttå дополнительного релейного элемента

13 позволяет бьстро исправить положение и отключить без замедления все три фазы линии, даже в случае отказа избирательных органов.

Использование данного устройства целесообразно во всех случаях применения однофазного автоматического повторного включения лшши электропередачи, при этом ие имеет существенного значения, на какие составляющие нулевой последовательности — тока линии, напряжения линии пли комбинацию того и другого реагирует релейный орган блокировки цепи трехфазного отключения линии помимо избирательных органов.

Технико-экономический эффект от применения изобретения достигается за счет повышения надежности работы электропередачи путем повышения быстродействия трехфазного отключения линии при близких междуфазпых коротких замыканиях, в том числе с ччастием земли.

Формула изобретения

1. Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, оснащенной быстродействующей релейной защитой, содержащее блокировку цепи трехфазного отключения линии при однофазном коротком замыкании, состоящую из ре.чейного органа нулевой последовательности и формирователя тормозного напряжения. предназначенных для подк,тючсния к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, элемента За.чар>т ка на возграт и элемента Запрет, предназначенного для вк,чюченпя в цепь тт>ехтт.азттого отт;лточсттття линии от быстро.тсйст".ë.тощей речейной защиты, причем выход;! Ормттрователя тормозного напряжения подключен к тормозному входу упомянутого ре,чейного органа, выход которого соединен со входом элемента Задержка на воз731509

12 врат, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы электропередачи путем исключения блокирования трехфазного отключения линии при близких двухфазных коротких замыканиях на землю. блокировка цепи трехфазного отключения линии снабжена дополнительным рслейным элементом и вторым элементом

Запрет, причем вход дополнительного релейного элемента подключен к выходу формирователя тормозного напряжения, а выход — к запрещающему входу второго элемента Запрет, включенного между выходом элемента Задержка на возврат и запрещающим входом первого элемента Запрет.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что формирователь тормозного напряжения снабжен тремя формирователями фазных тормозных напряжений, сумматором, максиселектором и инвертором, при- 20 чем входы формирователей фазных тормозных напряжений предназначены. для подключения к трансформаторам тока линии, а выходы — к трем входам сумматора и максиселектора соответственно, выход максиселектора через инвертор подключен к четвертому входу сумматора, выход которого подключен к выходу формирователя тормозного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Устройство автоматического повторного включения типа АПВ-503. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

Оок. 469517 Чебоксарский электроаппаратный завод. Изд. 01 (ЧЭАЗ), с. 31.

2. Быстродействующее устройство автоматического повторного включения ВЛ

750 кВ типа АПВ-750, Технические материалы по опытным образцам. Части 1 и II.

М Гос. регистрации 73013627 ВНИИЭ, М., 1974.

731509

Редактор В. Фельдман

Заказ 751/3 Изд. № 280 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Дамская

Техред В. Серякова

Корректоры: Л. Слепая и А. Степанова