Устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи

 

< 748623

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцналнстмческик

Республмн (61) Дополнительное :. ?:,;- свид-ву— (22) Заявлено 26.12.77 (21у 2560061 24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26 (51 ó М. Кл.а

Н 02 Н 3!06

Гееудерстеенный камнтет

СССР (53) УДК 621.316, .925 (088.8) IIo делам нзебретеннй н еткрытнй

Дата опубликования описания 25.07,80 (72) Авторы изобретения

В. М. Стрелков, Г. Г. Фокин и Г; Г. Якубсон. (7l ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО

ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защите и автоматике протяженных высоковольтных линий

"(ВЛ) электропередач напряжением 750 кВ и выше. На этих линиях разновременность включения выключателей по концам линии не должна превышать 40 мс. Это обусловлено необходимостью ограничения длительности воздействия коммутационных перенапряжений на основное высоковольтное оборудование, которые имеют место при одностороннем включении линии.

Известно устройство типа «АПВ-503», предназначенное для осугцествления автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (1). Оно широко используется на ВЛ 330 — 500 кВ, а также может быть применено на относительно коротких линиях 750 кВ, т. е. в тех случаях, когда нет ограничений в отношении разновременности включения выключателей по кон-. цам линии. Для линий 750 кВ, протяженностью порядка 500 км и более, для которых особенно важны ограничения в отношении разновременности включения выключателей по концам линии при АПВ, устройство

АПВ-503 без допрлнительных мероприятий

2 неприменимо. Эго обусловлено тем, что устройства АПВ по концам линии действуют ,независимо друг от друга и могут подавать команды на включение выключателей с недопустимой разновременностью. Даже при

БАПВ, когда отключение линии происходит от быстродействующей высокочастотной защиты, включение выключателей может происходить также со значительной разновременностью из-за различия времени действия устройства АПВ, защиты и выключаto телей по концам линии, Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с-ключом управления, цепью отключенного положения и цеттью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее два двуплексных канала связи между концами линии, имеющих на каждом конце линии лещ редающие входы, приемные и контрольные выходы, содержащее также на каждом конце элемент ИЛИ, элемент «Задержка на срабатывание», блок подготовки команды на включение выключателя (блок подготовки) 748623

3 и блок однократности действия, основной вход которого соединен с выходом блока подготовки, а выход — со входом элемента «Задержка на срабатывание» и передающим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной зашитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократности действия соединен с выходом блока запрещения АПВ.

Устройство состоит из двух полукомплектов и двух каналов связи. Для организации 10 тгервого канала связи используется один из проводов ВЛ, а второго — проводящий грозозащитный трос этой же линии. Как первый, так и. второй каналы связи включают в себя приемопередающую аппаратуру телеотключения типа «ВЧ10-М» (2)и(3).

Недостатки известного устройства — невысокая надежность и необходимость ис пользования двух каналов связи. Кроме того, это устройство не позволяет обеспечить допустимую разновременность включения 2е выключателей по концам линии при значительной разнице в собственных временах включения последних, например, в случае применения выключателей разных типов.

Необходимость применения двух каналов связи обусловлена тем, что при использовании только одного канала в случае его неисправности возможно включение выключателей линии по ее концам с недопустимой разновременностью, или даже односторон- 3ф нее включение линии. При организации канала связи по линии электропередачи выход из строя канала связи при к. з. на ней весьма вербятен, а именно в это время и происходит работа устройства АПВ.

Следует иметь в виду, что вероятность

35 одновременного повреждения обоих кана лов связи хотя и невелика, но отлична от нуля, особенно при организации каналов по проводам и по тросам включаемой линии, в:.частности при к. з. на ней.

4Е

Кроме того, для исключения возможности. одностороннего- включения линии в случае запрета АПВ на одном из концов линии от каких-либо внешних устройств защиты и автоматики необходима дополнительная передача сигнала запрета АПВ на другой ее конец, а иначе происходит одностороннее включение линии.

Известно, что используемые на ВЛ

750 кВ выключатели, имеют следующие диапазоны времени включения: О,! — 0,13 с для выключателей типа «ВНВ-750» и 0 065—

0,085 с для «ВПВ-750». Очевидно, что даже при установке по концам ВЛ выключателей одного и того же типа и точной компенсации времени передачи сигнала с одного конца линии на другой, разновременность 55 включения выключателей по концам линии для устройства — прототипа может достигать 0,03, с, а при установке выключателей разных типов 0,065 с, т. е. превышать допустимую.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и его удешевление. . Это достигается тем, что устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с ключом управления, цепью отключенного положения и цепью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее дуплексный канал связи между концами линии, имеющий на каждом из них передающий вход, приемный и контрольный выходы, содержащее также на каждом конце элемент ИЛИ, первый элемент «Задержка на срабатывание», блок подготовки команды на включение выключателя и блок однократности действия, основной вход которого соединен с выходом блока йодготовки, а выход — со входом первого элемента «Задержка на срабатывание» и передающим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной защитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократности действия связан с выходом блока запрещения

АПВ, дополнительно снабжено элементом

«Задержка на возврат», вторым элементом

«Задержка на срабатывание», первым и вторым элементами И, причем выход блока подготовки и контрольный выход канала связи соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого и выход блока запрещения АПВ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрешаюшим входом блока однократности действия, выход первого элемента «Задержка на срабатывание» и приемный выход канала связи соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого через последовательно включенные элемент «Задержка на возврат» и второй элемент «Задержка на срабатывание» соединен с цепью включения выключателя.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства, где 1 — линия электропередачи;

2 н 3 — выключатели;

4 и 5 — шины подстанций А и Б;

6 — дуплексный канал связи, имеющий передающий вход а, приемный б и контрольный в входы;

7 — релейная зашита;

8 — ключ управления;

9 — блок запрещения АПВ. Сигнал на его выходе появляется при возникновении условий, при которых запрещается тот или иной вид АПВ, например, при срабатывании устройства резервирования отказа выключателя, защиты шин или смежных участков сети (для ТАПВ), при срабатывании медленнодействующих резервных за цит линии

7486 (для БАПВ), при трехфазном отключении выключателя (для ОАПВ);

l0 и 11 — полукомплекты устройства

АПВ (оба полукомплекта идентичны):

12 — блок подготовки команды на включение выключателя (блок подготовки). Сигнал на его выходе появляется при наличии совокупности условий; определяющих необходимость и допустимость осуществления того или иного вида АПВ. К необходимым . условиям относятся, например, несоответствие положений выключателя и его ключа управления (для ТАПВ и БАПВ) или срабатывание релейной защиты линии (для.

ОАПВ); К условиям допустимости осуществления АПВ относятся например, отсутствие напряжения на линии (для ТАПВ), срабатывание высокочастотной защиты линии (для БАПВ), фиксация команды на отключение только одной поврежденной фазы (для

ОАПВ). Во всех случаях сигнал на выходе блока 12 появляется с задержкой, определяемой необходимой бестоковой паузой;

13 — блок однократности действия. Сигнал на его выходе появляется немедленно после появления сигнала на его основном входе и существует заданное время, которое не зависит от длительности входного сигнала. Время готовности блока 13 к последующему действию как после его срабатывания, так и после исчезновения запрещающего сигнала, в случае воздействия на его запрещающий вход составляет 15 — 20 с для ТАПВ и

БАПВ и 6 — 9 с для ОАПВ;

14 — первый элемент «Задержка на срабатывание»;

15 — элемент ИЛИ;

16 — устройство АПВ;

l7 и 18 — первый и второй элементы И соответственно;

19 — элемент «Задержка на возврат»;

20 — второй элемент «Задержка на срабатывание».

Линия электропередачи 1 через выключатели 2 и 3 подключена к шинам 4 и 5 подстанций А и Б. Она оборудована на каждом конце релейной защитой 7 и блоком 9 запрещения АПВ. Каждый из выключателей

2 и 3 имеет ключ управления 8, цепь отключенного положения и цепь включения, На каж аждом иэ концов линия 1 снабжена иден; тичными полукомплектами 10 и 11 устро"йства 16.

Для передачи сигналов с одного конца линии на другой устройство 16 АПВ снабжено дуплексным каналом 6 связи.

Каждый полукомплект устройства АПВ содержит блок 12 подготовки команды на включение, блок !3 однократности действия с основным и запрещающим входами, первый элемент 14 «Задержка на срабатывание», элемент 15 ИЛИ, первый элемент !7 И, втой элемент 18 И, элемент 19 «Задержка на возврат» и второй элемент 20 «Задержка на срабатывание».

Блок 12 подготовки своими входами соединен с релейной защитой 7, ключом управления 8 и цепью отключенного положения выключателя 2. Выход блока 12 соединен с основным входом блока 13 однократности действия н с первым входом первого элемен» та 17 И, второй вход которого соединен с контрольным выходом в канала связи 6, а выход —. с первым входом элемента 15

ИЛИ. Второй вход этого элемента соединен с выходом блока 9 запрещения АПВ, а выход — с запрещающим входом блока l3 однократности, выход которого соединен с передающим входом а канала 6 связи и со вх одом первого элемента 14 «Задержка на

14 срабатывание». Выход первого элемента

«Задержка на срабатывание» соединен с первым входом второго элемента 18 И, второй вход которого соединен с приемным выходом б канала 6 связи. Выход второго элемента 18 И через последовательно включенные элемент 19 «Задержка íà возврат» и второй элемент 20 «Задержка иа срабатывание» соединен с цепью включения выключателя 2.

Устройство работает, например, при .

БАПВ, следующим образом.

При повреждении линии 1 срабатывает т ее релейная защита 7, в том числе и высокочастотная, из-за чего отключаются выключатели 2 и 3. Из-эа несоответствия положения выключателя 2(3) и его ключа управления 8 и срабатывания высокочастотной

>е зашиты линии приходит в действие блок 12 подготовки, на выходе которого по истечении заданной выдержки времени появляется сигнал, который поступает на основной вход блока 13. Этот сигнал на подстанциях А и Б может появляться неодновременно по яду и"ичин, в частности из-эа некоторого ряду р различия во времени срабатывания элементов задержки, входящих в состав блоко в 12.

Предположим, что первым срабатывает блок 12 ° а следовательно, и блок 13, на под4О станции А. Выходной сигнал блока 13 поступает на вход первого элемента 14 «Задержка иа срабатывание» и передающий вход а канала 6 связи. На приемном выxîäå б канала 6 связи подстанции Б сигнал появляется с задержкой, вносимой каналом связи. Принятый сигнал поступает на второ и вход элемента 18 И полукомплекта 11 устойства АПВ. Поскольку выдержка времени элемента 14 устанавливается равной р ро с нн передачи сигнала с одного конца линии на друго, р гой сйгналы на первом входе элемента п

l8 И полукомплекта 10 и на втором вхое такого же элемента полукомплек та ll де появляются одновременно. Появлени е этих о не досигналов является необходимым, но статочным условием действия полукомплектов 10 и 11 на включение выключателей 2 и 3. Последнее возможно лишь при появлении сигнала на втором входе элемента И полукомплекта 10 и первом входе такого же

b 37 элемента полукомплекта I l, т. е.. при появлении сигнала на приемном выходе б канала связи на подстанции А и срабатывании элемента 14 полукомплекта ll на подстанции Б. Эти сигналы, как было указано выше, появляются по концам линии одновремен- s но, но лишь после срабатывания блоков 12 и 13 полукомплекта II, Таким образом, выходные сигналы элементов 18 И полукомплектов 10 и 11 устройства АПВ по концам линии появляются одновременно; хотя блоки 12 и 13 этих полукомплектов могут срабатывать и неодновременно. Этим обеспечиваются синхронизированные включения выключателей по концам линии.

Выше отмечалось, что выходной сигнал блока 13 имеет заданную, но ограниченную по величине длительность. 1; тому при знаИ чительной разновременности срабатывания блоков 12 по концам линии может оказаться, что длительность выходного сигнала эЛементов 18 И недостаточна для действия на включение выключателя. Поэ-.ому на выходе элемента 18 предусматривается элемент

19 «Задержка на возврат», при помощи которого продлевается кратковре 1нь и выходной сигнал элемента 18 И. Выходной сигнал элемента !9 черев второй элемент 20

«Задержка на срабатывание» поступает на

2s цепь включения выключателя, Выше отмечалось также, что собственные времена включения выключателей по концам линии могут существенно отлнчаться по величине, что обуславливает значитель- Ы ную разновременность их включения при. использовании устройства — прототипа.

Для снижения этой разновремениости в пред. лагаемом устройстве и предназначен второй элемент 20 «Задержка на срабатывание».

его выдержка времени устанавливается в зависимости от собственного времени включения выключателя, на который воздействует данный полукомплект устройства АПВ.

На том конце линии, где выключатель имеет наибольшее время включения, выдержка ар времени элемента 20 устанавливается рав- ной нулю, а на другом конце линии †равной разнице между временами включения выключателей по концам линии. Очевидно, что выдержка времени элемента 19 «Задержка на возврат» должна с необходимым запасом превышать время, необходимое для фиксации команды в цепи включения выключателя, с учетом выдержки времени элемента 20.

В предлагаемом устройстве несмотря на использование только одного канала связи неисправность последнего не может привести к одностороннему включению линии.

Это обусловлено, во-первых, применением элемента 18 И для формирования включающего сигнала н, во-вторых, использованием контрольного выхода в канала 6 связи для запрета действия блока 13

Сигнал на контрочьном выходе в кана ла 6 связи появляется при неисправности аппаратуры канала, а также при к. з. на защищаемой линии. Прн использовании в канале связи, например, аппаратуры типа

«ВЧТО-М» это соответствует исчезновению контрольной частоты, которая непрерывно посылается с одного конца линии на другой.

Наличие сигнала на контрольном выходе в канала 6 связи, а следовательно, и на втором входе первого элемента 17 И, не приводит к запрету действия блока !3. Для этого необходимо также наличие сигнала на первом входе первого элемента 17 И, что имеет место лишь после срабатывания блока 12 подготовки, т. е, непосредственно перед осуществлением АПВ линии. Такая блокировка "запрещения АПВ необходима на случай срабатывания контроля канала связи во время к, з. на линии до ее отключения. Если к. з. неустойчиво, то АПВ запрещать не нужно, что и обеспечивается предлагаемым устройством.

В тех случаях, когда к. з. устойчиво, или происходит повреждение аппаратуры канала, АПВ запрещается, так как сигнал с выхода элемента 17 И через элемент 15 ИЛИ поступает на запрещающий вход блока 13 однократности, который блокируется на длительное время подготовки к повторному действию. Если на выходе блока 13 сигнал. не появится хотя бы на одной стороне, то на . выходе блока !8 И сигнал не появится ни на одном из концов, и АПВ ни на одном конце линии, не происходит. На том конце линии, где имеется сигнал на контрольном выходе в канала 6 связи, это происходит потому, что отсутствуют оба входных сигнала элемента !8 И, а на другом конце линии изза отсутствия сигнала от приемного выхода б канала связи.

Если при повреждении линии 1 и последующем отключении выключателей 2 и 3 срабатывает. блок 9 запрещения АПВ хотя бы на одном из концов линии, то исключается действие устройства АПВ на включение выключателей на обоих ее концах. Как и в случае неисправности канала связи, это происходит из-за несрабатываиия блока !3 на одном из концов линии, из-за чего не может появиться сигнал на выходе элемента

18 И на обоих. концах линии.

Из сказанного следует, что для исключения одностороннего АПВ линйи в предлагаемом устройстве не нужно передавать по каналу связи с одного конца линии на другой дополнительный сигнал запрещения АПВ.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет использовать только адин канал связи и при этом надежнее обеспечить минимальную разновременность включения выключателей по концам линии электропередачи при. ее автоматическом повторном включении.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется повышением надежности работы высоковольтного оборудования и электропередачи в целом.

»

Г

Формула изобретения

Устройство для автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с ключом управ- ления, цепью отключенного положения и цепью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее дуплексный канал связи между концами линии, имеющий на каждом из них передающий вход, приемный и контрольный выходы, содержащее также на каждом конце линии элемент ИЛИ, первый элемент «Задержка на срабатывание», блок подготовки команды на включение выключателя и блок однократности действия, основной вход которого соединен с выходом блока подготовки, а выход — со входом первого элемента

«Задержка на срабатывание» и передающим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной защитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократностн действия связан с выходом блока запрещения АПВ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и удеl0 шевления, в него введены элемент «Задержка на возврат», второй элемент «Задержка на срабатывание», первый и второй элементы И, причем выход блока подготовки и контрольный выход канала связи соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого и выход блока зайрещения АПВ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом блока однократяостн действия, выход первого элемента «Задержка на срабатывание» и приемный выход канала связи соединены с соответству.ющими входами второго элемента И, выход которого через последовательно включенные элемент «Задержка на возврат» и второй элемент «Заде" 1кка на срабатывание» соединен с цепью Ъключения выключателя.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Устройство автоматического повтор20 ного включения типа «АПВ-503», Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ОБК 695. 7, Изд. 2, с. 31.

2. Реленная защита, линейная и противоаварийная автоматика, связь и телемеханика электропередачи 750 кВ на подстанции

Альбертирша на расчетный этап 1978 г. Рабочие чертежи № 2481-15. Украинское отделение института «Энергосетьпроект», 1977.

3. Микуцкий Г. В. н Скитальцев Д. С.

Высокочастотная связь по лийиям электроЗо передачи, «Энергия», 1969, с. 401 †4.

Редактор T. Яковчик

Заказ 4253/43

Составитель Г. Дамская

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Тираж 783 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I 13035, Mocxsa, Ж вЂ” 35, Раушская .наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент» r. Ужгород, ул. Проектная, 4