Способ синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«о738ОЗО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву ! (22) Заявлено 010776 (21) 2380382/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Ки.2

Н 02 Н 3/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300580, Бюллетень Ио 20.

Ю) НЖ 621 ° 316. .916 (088.8) Дата опубликования описания 300580 ! (72) Авторы изобретения

A.Ä. Виноградова, Ю.И. Лысков и A,Ê. Михайлов

Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей Энергосетьпроект (71) Заявитель (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ТРЕХФАЗНОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ШУНТИРУЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для линий электропередач сверхвысокого и ультравысокого напряжения с шунтирующими реакторами.

Для обеспечения высокбй надежности линии электропередач высших классов напряжения оборудуются устройствами быстродействующего (трехфазного) ав — О томатического повторного включения (EAIIB или TAIIB) . . Известно, что указанная коммутация может приводить к наиболее опасным величинам перенапряжений и, в значительной степени, определять вы- 15 бор системы защиты от внутренних перенапряжений (количество и технические данные разрядников и других средств защиты) .

Для уменьшения этих перенапряжений используется включение активных сопротивлений в фазы или групповую нейтраль шунтирующих реакторов (1) .

При использовании этих устройств 25 в цепь разряда емкости линии на реакторы во время бестоковой паузы трех- фазного AIIB включается большое активное сопротивление, которое значительно ускоряет затухаиие колебаний. Ко времени повторного включения. линия практически полностью разряжается, тО обеспечивает, снижение коммутационных перенапряжений при этой коммутации. Однако применение этого устройства приводит к увеличению количества коммутационной аппаратуры на передаче, сложна защита от перенапряжений самого сопротивления и его конструкция.

Кроме того, для ограничения перенапряжений при ТАПВ применяется автоматическое шунтирование фаз (МВ) (21.

На время бестоковой паузы AIIB включаются специальные устройства

Айв, устанавливаеь(ые йо концам участка линии, что также приводит к разряду линии и снижению коммутационных перенапряжений при повторном включе,нии.

Этот способ ограничения перенапря« жений при AIIB дорогостоящ и снижает надежность передачи вследствие применения сложной автоматики управления устройствами ABC и воэможности перекрытия контактов этих устройств из-за неравномерности распределения

3 -73

8030 напряжений по разрывам выключателей в нормальных режимах.

Величина перенапряжения при включений линии в цикле TAIIB в основном определяется значением напряжения на контактах выключателя в момент его включения. Напряжение на кбнтактах отключенного линейного выключателя зо время паузы TAIIB представляет собой разность напряжения 50 Гц со стороны источника питания и напряжения собственных колебаний со стороны линии и имеет вид биений, Повторное включение в максимум этих биений приводит к перенапряжениям, значительно превышающим допустимую кратность, что требует установки дополнительных (по отношению к ограничению перенапряжений при других коммутациях) средств защиты.

Повторное включение н минимум биений напряжения на контактах выключателя — синхронизированное TAIIB — значительно уменьшает коммутационные перенапряжения и позволяет снизить требования к системе защиты от них, что повышает экономичность и надежность работы электропередачи.

Из изложенного ясна важность определения моментов наступления минимумов укаэанной огибающей напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности, по которому повторное вклю,чение выполняют с предварительно определенной бестоковой паузой в момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контактах отключенного линейного выключателя(32.

Согласно этому способу бестоковая пауза выбирается заранее по парамет- рам конкретной схемы электропередачи.

Выбранную уставку устанавливают на реле времени обычных устройств TAIIB.

Последнее возможно, так как биения являются низкочастотным процессом, и их использование для ограничения перенапряжений:не предъявляет жестких требованйй к стабильности вре-менных характеристик выключателя и устройств TAIIB.

Укаэанный способ ТАПВ исходит иэ допущения, что при отключении линии . на время бестоконой паузы огибающая напряжения на контактах выключателя начинается с минимума биений. Такое допущение верно для выключателя, который отключает линию последним, т.е. когда участок линии из-эа разброса в действии релейной защиты и собственного разброса выключателей, уже отключен с одного конца. Однако

sToT способ определения бестоковой паузы недостаточно эффективен для ограничения перенапряжений при TAIIb

Действительно, для выключателя, первым отключающего участок линии (которая со второго конца остается

5 "подключенной к источнику питания), огибающая напряжения на его контактах начинается не с минимума, так как напряжения по обоим концам ныклюI чателя сдвинуты друг относительно ,друга на электрический угол, равный углу между векторами эквивалентных электроднижущих сил (ЭДС) по концам данного участка линии.

Известно, что выключатель, первым отключающий участок электропередачи, чаще всего первым и включает его после бестоковой паузы ТАПВ. Следовательно, напряжение между контактами именно этого выключателя определяет величины перенапряжений в цикле TAIIB.

2О Цель изобретения — повышение точности синхронизированного TAIIB, Поставленная цель достигается тем, что н способе синхронизированного автоматического трехфазного повторного д включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности, повторное включение выполняют с предварительно определенной бестоконой паузой н момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контактах отключенного линейного ныключателя благодаря тому, что при возникновении короткого замыкания фиксируют величину и направление передаваемой мощности, а также ток короткого замыкания по обоим концам линии, и, при превышении измеренным значением тока заданного, время бестоковой паузы увеличивают на недокомпенсиронан40 ной линии при направлении мощности из линии, а на перекомпенсиронанной линки при направлении мощности в линию, и уменьшают на недокомпенсиронанной линии при направлении мощности н линию, а на перекомпенсированной линии при напранлении мощности иэ линии, При этом заданную величину тока увеличивают пропорционально величине передаваемой мощности.

На чертеже представлена принципиальная схема для пояснения способа.

Линия электропередачи 1 присоединена через линейный выключатель 2 к системе с .сопротивлением 3,, электроднижущей силой величиной Е и электрическим углом 0 . Другой конец этой линии присоединен .через выключатель

4 к системе с сопротивлением 5, электроднижущей силой величиной Е и электрическим углом d,. На каждом ф() конце линии на ней установлены транс- форматоры тока б и 7 и трансформаторы напряжения 8 и 9. Указанные транс-, форматоры соединены с устройствами релейной защитЫ 10 и 11, с устройст вами, измеряющими величину и направ738030 ление мощности (к шинам или от шин подстанции) — 12 и 13.

Устройства 12 и 13 соединены с устройствами для фиксации значений мощности в нормальном режиме 14 и 15.

Трансформаторы тока б и 7 соединены с устройствами-16 и 17 для измерения тока короткого замыкания, которые в свою очередь соединены с вычи тающими устройствами 18 и 19, Вычитающие устройства 18 и 19 соединены также с устройствами 20 и 21, на которых устанавливаются заданные значения тока короткого замыкания и с устройствами релейной защиты 10 и 11.

Устройства 20 и 21 соединены с устройствами 14 и 15, которые в свою очередь соединены с преобразователями 22 и 23. Преобразователи 22 и 23 соединены с вычитающими устройствами 18 и 19 (g >) и с реле времени 24 и 25 (д1= f (Р) ), При отключении линии от источников питания во время бестоковой паузы TAIIB напряжение на контактах выключателя 2 или 4, равное разности напряжения источника питания и напряжения на линии 1, можно представить как

Sin (t + д- ) — S in cu1t

2Я3л (t. + — ) сов(ш1 + — )(2 2 где ш — промышленная частота; ш — частота собственных колеба1 ний отключенного участка линии; (- — угол между эквивалентными

ЭДС по концам участка. Огибающая напряжения на контактах выключателя определяется

Sin(, }

Следовательно, начальный фазовый угол огибающей Йапряжения равен ф по отношению к синусоиде с частотой

1 биений ((1 . ) .

Смещение минимума биений можно выразить как

"(.о 1

360о ° (о-ж1

Для электропередач классов напряжения 750 кВ и 1150 кВ указанное смещение может составлять величину порядка нескольких десятых долей секунды, что соответственно может существенно повлиять на изменение паузы TAIIB, составляющей, например, для электройередач класса 750 кВ в среднем 0,6 сек, а для электропередач

1150 к — 0,8-1,0 сек.

Угол (по величине и знаку) между эквивалентными ЭДС по концам участка электропередачи (а, следовательно, Смещение минимума биений и соответствующая корректировка времени бесто

5 !

О

60 овой паузы) определяется величиной . направлением мощности в нормальном режиме. При недокомпенсации емкостного тока линии шунтирующими реакторами и направлении мощности в систему время наступления минимумов биений для вйключателя данного конца линии сдвигается в сторону увеличения, что требует соответственного увеличения бестоковой паузы на этом выключателе. При направлении мощности из системы для этого выключателя требуется соответственное уменьшение времени бестоковой паузы. При переком1 пенсации сдвиг минимумов .в зависимос, и от направления мощности и, соотетственно, изменение времени бесто к ов ой паузы обратны.

Заданная величина тока короткого замыкания, с которой производится сравнение измеряемого тока короткого замыкания на данной подстанции, зависит от схемы передачи и ее изменения для конкретного режима, что опреде- ляется изменением величины передаваемой мощности, Поэтому с целью увели; чения точности заданную величину тока короткого замыкания следует корректировать по величине и направлению передаваемой мощности в нормаль- ном режиме.

В устройствах 12 и 13 через транс-. форматоры тока б и 7 и трансформато-, ры напряжения 8 и 9 производится не-. прерывное измерение величины и на- . правления мощности (к шинам подстан- . ции или от шин) в линии 1. При измененни величины или направления мощности новое ее значение подается в устройства 14 и 15 для фиксации и заме- . ны предшествующего значения. В устройствах 16 и 17 через трансформато" ры тока 6 и 7 измеряется ток короткого замыкания и его величина подается на вычитающие устройства 18 и

19. Туда же подается из устройств 20, и 21 величина заданного значения тока короткого замыкания, которая определяется для каждой подстанции рас- четным путем. По сигналу устройств релейной защиты 10 и 11, устанавливающих факт возникновения на электропередаче короткого замыкания, в устройствах 18 и 19 производится сравнение тока короткого замыкания с заданным значением. При превышении током короткого замыкания заданного значения, сигнал поступает через преобразователь 22 или 23 на реле времени 24 или 25, где производится корректировка времени бестоковой паузы на величину, пропорциональную зафиксированной величине передаваемой мощности в нормальном режиме, которая подается в преобразователи 22 и 23 из устройств 14 и 15.

Заданное значение тока короткого замыкания в устройствах 20 и 21 устанавливается с учетом величины и на738030 !

Формула изобретения

Е, 4С

El 0

Составитель Г, Дамская;

Редактор И. Нанкина Техред Ж.Кастелевич Корректор В. Синицкь:

Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2573/9

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 правления передаваемой мощности в

1 нормальном режиме, которая поступает иэ устройств 14 и 15.

Таким образом, способ позволяет повысить точность синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения линий электропе5 редач.

1. Способ синхронизированного автоматического трехфазного повторного

l включения линии электропередачи с шунтирукицими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности, по которому повторное включение выполняют с предварительно определенной бестоковой паузой в момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контактах отключенного линейного выключателя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, при возникновении короткого замыкания фиксируют величину и направление передаваемой мощности, а также ток короткого замыкания по обоим концам линии и, при превышении измеренным значением тока заданного, время бестоковой паузы увеличивают на недокомпенсированной линии при направлении мощности из линии, а на перекомпенсированной линии при направлений мощности в лиййю, ъ уменьшают на недокомпенсированной линии при направлении мощности в линию, а на перекомпенсированной линии при направлении мощности из линии.

2. Способ по и ° 1, отличаюшийся тем, что заданную величину тока увеличивают пропорционально величине передаваемой мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лысков Ю.И. Защита от внутренних перенапряжений в электропередачах 750 кВ. Сб. статей Дальние электропередачи 750 кВ . М., Энергия, 1975, с. 15-16.

2. Майкопар А.С. Дуговые замыкания на линиях электропередачи. М., Энергия, 1965, с . 174-179, 3. Отчет Р 73068786. Определение возможных статистических характеристик коммутационных перенапряжений при эксплуатационных включениях и AIIB линий 1150 кВ, с. 69-80 (прототип) .