Устройство для отключения электроустановки в сети переменного тока при коротком замыкании

 

в>748672

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнз

С оциалистниескнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 210678 (2 I ) 26 3 3684/24-07 (5 > 3 Кл

H 02 J 13/00

H 02 H 7/26 с присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,0780, Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 180780 (53) УДК 621. 316. .925(088.8) . (72) Авторы изобретения

Ю; Г. Айрапетов и Т. Н. Мамонтова

Ордена Октябрьской Революции воесоЮзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей

"Энергосетьпроект"

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике электрических сетей и систем напряжением 110-500 кВ с глухозаземленной нейтралью, и преднаэ- 5 начено для отключения электроустановки в сети переменного тока при коротком замыкании.

Известно устройство для неселек- тО тивного от ключения выключателей высокого напряжения электрической системы, установленное на выключателе условно неповрежденного оборудования смежного с поврежденным, содержащеЕ 15 релейную защиту, тиристор в цепи соленоидов отключения, блокирующий орган от многократного действия и быстродействующий аппарат повторного включения. Устройство позволяет при 2Q возникновении короткого замыкания с током, превышающим отключающую способность выключателя цепи с коротким замыканием, в период между возникновением и отключением короткого заМы- 25 кания автоматически отключать заранее выбранные выключатели условно неповрежденного оборудования смежного с поврежденным, уменьшать этим ток короткого замыкания по выключателю 30 поврежденного элемента к моменту его отключения до уровня, соответствующего отключающей способности выключателя. Под отключающей способностью выключателя понимается способность надежно разрывать электрическую цепь при определенной величине тока короткого замыкания, протекающего по выключателю 1) .

Недостатком укаэанного технического решения является практическая не" возможность его использования в схемах с выключателями нагрузки, так как отключение одного или несколько условно неповрежденных элементов в процессе ликвидации короткого замыкания в подавляющем большинстве случаев не позволяет уменьшить ток короткого заьыкания через выключатель поврежденного элемента до уровня, ооьтветствующего току нормального режима, на отключение которого рассчитан выключатель нагрузки.

Известно устройство релейной защиты для отключения линии электропередачи, позволяющее при возникновении йа линии короткого замыкания производить одновременное отключение всех выключателей поврежденной линии электропередачи (21.

748672

Недостатком этого устройства янля" ется йевозможность исйользоваййя ныключателей нагрузки в схемах электрических соединений распределительных устройств напряжением 110 кВ и выше, "" "так как при нозникнбвении на элементе сети короткого замыкания блок быстродействующей релейной защитй формирует команду на одновременное

" " отключение всех выключателей элемента. При этом ток короткого замыкания буд6 коммутироваться и выключателем -нагрузки, что вызовет его отказ в действии и серьезные повреждения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для отключения электроуста йбнки в сети переменного тока при коротком замыкании, которое включает в себя два выключателя, блок релейной защиты и блок промежуточных репе, а также быстродействующее реле тока, нклк>Ченное в цепь между измерительными трансформаторами тока и блоком релейной защиты, один выход которого через размыкающий контакт быстродей-. ствующего реле тока соединен с входом блока управления выключателем недостаточной отключающей способности, и которому также подключена цепь форсировки с замыкающим контактом быстродействующего реле тока, блок управления выключателем мощности и блок выдержки времени. При возникновении на электроустановке короткого замыкания с током больше отключающей способности выключателя недостаточной отключающей способности, устройство обеспечивает его опережающее отключение при работе быстродействующего реле тока и блока релейной защиты .

Тбк короткого замыкания после этого перераспределяется, и выключатель мощности, отключаясь вторым, надежно кбммутирует поврежденное присоединение (3) . Однако функционирование вы ключателя нагрузки в такой схеме не."допустимо, так как при отказе быст-. родействующего реле тока возможно — разрушение выключателя нагрузки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем отключения удаленных коротких замыканий и повышения надежности функционирования., указанная цель достигается тем, что в устройство для отключения электроустановки в сети переменного т@ка при коротком замыкании, содержащее быстродействующее реле тока, включенное в цепь между измерительными трансформаторами тока и блоком релейной защиты, один выход которого через размыкающий контакт быстродей ствующего реле тока соединен с входом блока управления выключателем недостаточной с тключак:, ей способности, к которому также подключена цепь форсировки с за1ыкающим контактом быстродействующего реле тока, блок управления выключателем мощности и блок выдержки времени, между выходом блока релейной защиты и входом блока управления выключателем мощности включены две параллельные .цепочки, одна из которых состоит из соединенных последовательно размыкающего контакта быстродействующего реле тока и блока выдержки времени, а вторая выполнена на замыкающем контакте быстродействующего реле тока, причем в цепь форсировки к упомянутому замыкающему быстродействующего реле тока подключен источник постоянного тока.

15 На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Защищаемая цепь 1 подключена через маломощный выключатель 2 нагрузки, выключатель 3 мощности и шунтирующую

2Q цепь 4 к энергосистеме 5. Трансформаторы 6 и 7 тока в цепях соответственно выключателей 2 и 3 включены на сумму токов защищаемой цепи 1 и соединены с последовательной цепочкой, состоящей из быстродействующего реле

8 тока и блока 9 релейной защиты.

Один выход блока 9 релейной защиты через размыкающий контакт 10 быстродействующего реле 8 тока соединен со входом блока 11 управления выключателем нагрузки 2, на второй вход которого через замыкающий контакт 12 быстродейс вующего реле 8 тока включен "плюс" источника 13 постоянного тока. Между выходом блока 9 релейной защиты и входом блока 14 управления вылючателем 3 мощности включены две параллельные цепи, одна из которых состоит из замыкающего контакта 15 быстродействующего реле 8 тока, а

40 вторая — из последовательно соединенных размыкающего контакта 16 быстродействующего реле 8 тока и блока

17 выдержки времени. короткое замыкание на линии обозначено позицией 18.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При неравенстве времени отключения выключателей 2 и 3 время отключения выключателя нагрузки равно 100 мс, а выключателя 3 мощности — 80 мс.

Блок 9 релейной защиты срабатывает с временем 40 мс при коротких замыканиях только в пределах защищаемой цепи 1. Быстродействующее реле тока срабатывает с временем не более 510 мс при коротких замыканиях в направлении защищаемой цепи 1 и настраивается таким образом, чтобы его чувствительность к коротким замыкаHHRM на протяжении всей защищаемой

Щ цепи 1 била достаточной.

При воэникнонении короткого замыкания 18 на защищаемой цепи 1 срабатывает быстродействующее реле 8 тока и блок 9 релейной защиты, при этом замыкается контакт 12 реле 8 тока и

748672 рез его блок 11 управления, при этом выключатель отключается через время не менее 140 мс после возникновения короткого замыкания 18. В этом слу65 на вход блока "1 управления выключателем 2 нагрузки подается "плюс" источника 13 постоянного тока. При этом блок 11 управления формирует команду на отключение выключателя 2, и выключатель 2 отключается. Полное время отключения выключателя 2 нагрузки, отсчитываемое от момента воз- никновения короткого замыкания 18, составляет для рассматриваемого случая около 110 мс и включает время срабатывания реле 8 тока и собственное время отключения выключателя 2.

При срабатывании реле 8 тока замыкается его контакт 15, и от бло ка 9 сработавшей быстродействующей релейной защиты идет команда через контакт 15 и блок 14 управления на отключение выключателя 3 мощности.

При этом полное время отключения выключателя 3 мощности, отсчитанное от момента возникновения короткого замыкания 18, составляет для рассматриваемого случая 120 мс и включает время срабатывания блока релейной защиты и собственное время отключения выключателя 3.

Цепь от блока 9 релейной защиты к блоку 14 управления через блоки 16 и 17 размыкается размыкающим контактом 16 реле 8 тока. Цепь от блока 9 быстродействующей релейной защиты к блоку 11 управления также разрывается на размыкающем контакте 10 реле

8 тока. В итоге выключатель 2 нагрузки отключается быстрее выключателя 3 мощности на время не менее 10 мс, 35 т.е. половины периода промышленной частоты. Условия отключения выключателя 2 нагрузки оказываются легкими, так как он практически тока короткого замыкания не отключает по причине 4О шунтирования его выключателем 3 мощности. К моменту полного расхождения контактов выключателя 2 сопротивление между его контактами оказывается несоизмеримо больше, чем сопротивление параллельной цепи замкнутого выключателя 3, поэтому по последней цепи идет практически весь ток короткого замыкания. Выключатель 3 коммутируется позже выключателя 2 и отклю- 5О чает полный ток короткого замыкания от энергосистемы 5.

В устройстве учтен возможный отказ в срабатывании реле 8 тока при. предъявлении к нему требования срабатывания,- например, при коротком замыкании 18. При отказе реле 8 тОка его контакты не переключаются, через размыкающий контакт 10, замкнутый по причине несрабатывания реле 8 тока, от блока 9 релейной защиты идет команда на отключение выключателя 2 чечае цепь от "плюса" источника постоянного тока к блоку 11 управления разомкнута на блоке 12. Команда на отключение выключателя 3 идет от блока 9 релейной защит по замкнутой цепи размыкающего контакта 16, блока

17 выдержки времени и блбка 14 управления выключателя .3. Этот выктпсчатель отключается через время не менее 150 мс с начала возникновения короткого замыкания 18, т.е. позже выключателя 2. При такой последовательности операций отключения первым отключается выключатель 2, не коммутируя практически ток короткого эамыкання. Полный ток короткого замыкания отключен выключателем 3 через

10 мс после отключения выключателя 2.

При такой последовательности работы выключателей блок 17 выдержки времени должен иметь уставку bio времени, равной разности собственных времен отключения выключателей 2 и 3 с учетом времени запаса 10 мс (половина периода промышленной частоты), т.е. около 30 мс. цепь от блока 9 релейной защиты к блоку 14 управления разомкнута на блоке 15, что необходимо, так как команда на отключение выключателя 2 должна идти с замедлением по цепи, параллельной цепи блока 15.

При наличии развлекающего контакта

10 не допускается отключения выключателя нагрузки при коротком замыкании

18 в случае, если срабатывает блок 9 релейной защиты и реле 8 тока, но замыкающий контакт 12 этого реле отказывает и не замыкает цепь от "плюса" источника постояйного тока 13 к блоку

11 управления. При этом команда на отключение выключателя 2 вообще не пойдет, ибо его опережающее отключение (по отношению к выключателю 3) схемой не подготовлено. В итоге первым отключит короткое замыкание выключатель 3 (с временем ие менее

120 мс), и от устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ) объекта отключатся выключатели, связанные через выключатель 2 с точкой короткого замыкания.

После работы УРОВ в бестоковую паузу возможно отключение выключателя 2, а затем повторное включение выключателей объекта, отключенных от

УРОВ.

Для резервной релейной защиты защйщаемой цепи должна быть установлейа обоснованная вьаае последовательность в отключении выключателей 2 и 3 при коротком замыкании на защищаемой цепи 1: выключатель 2 должен отключаться от этой защиты быстрее

-выключателя 3 с временем опережения " не менее 10 мс. Настройка резервной релейной защиты, действующей .с выдреж.кой времени, возможна с помощью аппа748672 формула изобретения

Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Заказ 4379/17

Филиал ППП Патент, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4 ратуры этой защиты без использования каких-либо специальных допблнительных аппаратных решений.

Устройство может быть применено в условиях энергообъекта в случаях, когда возникает короткое замыкание со стороны энергосистемы 5 и его предстоит отключать с помощью выключателя 2 нагрузки.

Таким образом, путем согласования no времени отключения выключателя 2 и 3 можно в качестве выключателя 2 использовать более дешевый выключатель нагрузки, не снижая в значительной степени надежности снабжения потребителя энергией.

Устройство для отключения"электроустановки в сети переменного тока при коротком замыкании, содержащее быстродействующее реле тока, вклю чейное в цейь между иэмерйтельными трансформаторами тока и блоком релейной защиты, один выход которого через размыкающий контакт быстродействующего реле тока соединен с входом блока управления выключателем недостаточной отключающей способнос ти, к которому также подключена цепь форсировки с замыкающим контактом быстродействующего реле тока, блок управления выключателем мощности и блок выдержки времени, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем отключения удаленных коротких замыканий и повышения надежности функционирования, между выходом блока релейной защиты и входом блока управления выключателем мощности включены две параллельные цепочки, одна из. которых состоит из соединенных последовательно размыкающего контакта быстродействующего реле тока и блока выдержки времени, а вторая выполнена на замыкающем контакте быстродействующего реле тока, причем в цепь форсировки к упомянутому замыкающему контакту быстродействующего реле тока подключен источник постоян2О ного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 433582, кл. Н 02 Н 3/06, 1974.

2. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 9. Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110-330 кВ. М., "Энергия", 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

ЗО по заявке 9 2608453/24-07, 21.04.78.