Подстанция с выключателями нагрузки

 

. (72) Автор изобретения

N.Ã.ÀéðàïåòoB

Ордена Октябрьской Революции всесою проектно-изыскательский и научно-ис институт энергетических систем и эл

"Энергосетьпроект" (7I) Заявитель (54) ПОДСТАНЦИЯ С ВЫКЛ10ЧАТЕ31ЯИИ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрической части автоматизированных подстанций, и предназначено для работы в распределительных сетях переменного тока

110 кВ и выше.

Известны подстанции, снабженные системой автоматики, отделяющей поврежденный участок линии с помощью выключателей нагрузки в бестоковую паузу автоматического повторного включения на выключателях мощности по концам линии (1) .

Недостатком таких подстанций является несовершенство системы автоматики, отключающей всю линию элект— ропередачи при повреждениях на любом участке линии или на любой подключенной к линии подстанции.

Наиболее близкой к предлагаемой является подстанция, каждая из двух линий которой и силовой трансформатор подключены к шинам через выключатели нагрузки Е21.

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения.

Указанная цель достигается тем, что подстанция с выключателями нагрузки в цепях двух отходящих линий и силового трансформатора, содержащая трансформаторы тока в этих цепях, к которым подключены защиты первой

1,0 и второй линий и силового трансформатора, устройство резервирования отказов выключателей и системы телеотключения первой и второй линий, снабжена системой автоматики, состоя1$ щей из реле разности токов линий с первым и вторым замыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока первой и втоЮ рой линий, соединенным чо схеме разности токов, первого токового реле с первым и вторым замыкающими контактами и третьим и четвертым раэмыкающими контактами, обмотка

3 9040 которого подключена к трансформаторам тока первой линии, второго токового реле с первым и вторым замыкающими контактами и третьим и четвер— тым размыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока второй линии, третьего токового реле с первым замыкающим и вторым раэмыкающим контактами с общей точкой, обмотка которого подключена к трансформаторам тока сило вого трансформатора, трех блоков выдержки времени, блока приоритета переключающего элемента с двумя выходами, блоков И и ИЛИ, трех блоков запрета и двух блоков задержки, причем выход защиты первой линии через первый контакт реле разности токов связан с первым входом блока ИЛИ, выход защиты второй линии через вто—

26 рой контакт реле разности токов связан со вторым входом блока ИЛИ, выход которого соединен с управляющю входом первого блока запрета, выход защиты первой линии через первый блок задержки подключен к общей точке первого и третьего контактов первого токового реле, первый контакт которого соединен с первым входом блока ИЛИ, а третий контакт соединен со входом второго блока запрета, управляющий вход которого соединен с первым входом блока ИЛИ, выход защиты второй линии через второй блок задержки подключен к общей точке первого и третьего контактов второго токо- З вого реле, первый контакт которого подключен ко второму входу блока ИЛИ, а третий контакт соединен со входом третьего блока запрета, управляющий вход которого соединен со вторым входом блока ИЛИ, выход устройства резервирования при отказе выключателей подключен ко входу переключающего элемента, первый выход которого через первый контакт третьего токово- го реле связан с общими точками второго и четвертого контактов первого токового реле и второго и четвертого контактов второго токового реле, второй выход переключающего элемента подключен ко входу блока управления выключателем нагрузки силового трансформатора, четвертый контакт первого токового реле через первый блок выдержки времени связан с первым вхо- 55 .дом блока управления выключателем нагрузки первой линии, четвертый контакт второго токового реле через

94 4 второй блок выдержки времени связал с первым входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, второй вход блока управления выключа телем нагрузки первой линии соединен с первым выходом блока приоритета, второй вход которого соединен со вторьм входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, первый вход блока И соединен с четвертым контактом первого токового реле, второй вход блока И соединен с четвертым контактом второго токового реле, а выход блока И через третий блок выдержки времени связан со входом первого блока запрета, выход которого соединен со входом блока приоритета и выходом блока И, выход второго блока запрета соединен с первым входом блока управления выключателем нагрузки первой линии, и выход третьего блока запрета соединен с первым входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, выход защит силового трансформатора подключен к первому выходу переключающего эле-. мента и через второй контакт третьего токового реле — ко второму выходу переключающего элемента, первый контакт первого токового реле соединен с первым контактом реле разности токов и со вторым контактом второго токового реле и подключен ко входу системы телеотключения второй линии, а соединенные в общую точку второй контакт первого токового реле, второй контакт реле разности токов и первый контакт второго. токового реле подключены ко входу системы телеотключения первой линии.

На чертеже представлена блок †схема предлагаемой подстанции.

Подстанция с выключателями нагрузки, установленными со стороны высшего напряжения, содержит три реле l, 2 и 3 тока, три блока 4-6 управления выключателями нагрузки, выходы от защиты линий 7 и 8, выход от защиты трансформатора 9 и выход от устройства 10 резервирования отка- . зов выключателей (УРОВ), реле il разности токов линий, блоки 12, 13 и 14 выдержки времени, блок 1 5 приоритета, переключающий элемент 16, блок И 17, блок ИЛИ 18, блоки 19, 20 и 21 запрета, блоки 22 и 23 задержки. При, этом выходы от защиты линий 7 и 8 через блоки 22 и 23 запержки соответственно, размыкающие

90409

Токовые реле 1 и 2 настраиваются

i0 на ток., близкий по величине к номинальному току выключателей 41 и 42 нагрузки. Если при КЗ 36 ток со стороны подстанции 43 меньше, чем ток срабатывания токовых реле 1, 2 и ll, то последние остаются в несработавшем состоянии. При этом сигнал от защиты поврежденной линии 7 через блок 22 задержки, размыкающий кон5 контакты 24 и 25 реле 1 и 2 тока соответственно, блоки 19 и 20 запрета подключены к блокам 4 и 5 управления выключателями нагрузки. Выход от

УРОВ 10 через переключающий элемент

l6 соединен с выходом от защиты трансформатора 9 и через замыкающий контакт 26 реле тока трансформатора, размыкающие контакты 27 и 28 реле тока линий, через блоки 12 и 13 вы- 10 держки времени соединен с блоками

4 и 5 управления выключателями нагрузки на линии. Размыкающие контакты 27 и 28 реле тока линий через блок И 17, блок 14 выдержки времени, Е5 блок 21 запрета и блок 15 приоритета связаны .с блоками 4 и 5 управления выключателями нагрузки линий, а замыкающие контакты 29 и 30 реле тока линий через блок 18 ИЛИ связаны ze с блоком 21 запрета. При этом выход блока И 17 связан со входом блока

15 приоритета, а размыкающий контакт

3l реле тока трансформатора подключен к блоку 6 управления выключате- 25 лем нагрузки трансформатора и шунтирован перемычкой между переключающим элементом 16 и блоком 6 управления выключателем нагрузки трансформатора. Выходы от защиты линий 7 и 8 30 через замыкающие контакты 32 и 33 реле 11 разности токов линий соединены с блоками 19 и 20 запрета и выходами замыкающих контактов 34, 35 обоих реле 1 и 2 тока линий.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании 36 действием релейной защиты линии 7 отключается выключатель 37 на подстанции 38. ф0

Трансформаторы 39 и 40 тока суммируют сквозной ток КЗ через выключатели 4! и 42 нагрузки. Реле 11 тока настроено таким образом, что срабатывает.только в тех случаях, когда 45 сквозной ток КЗ равен или. больше номинального тока выключателей 41 и . 42 нагрузки.

4 6

1 такт 24 токового реле 1 и через блок 19 запрета подается на блок 4 управления выключателем нагрузки, который формирует цепь отключения выключателя 41 нагрузки. Аналогично система автоматики действует,при работе защиты в режиме дальнего резервирования при повреждениях смежных линий.

Если ток КЗ со стороны подстанции 43 превышает номинальный ток выключателя 41 нагрузки, то через замыкающий контакт 34 реле l сигнал поступает в цепь 44 для передачи

его на отключение выключателя 45 на подстанции 43. При этом отказ в срабатывании контакта 34 токового реле 1 резервируется работой замыкающего контакта 32 токового реле с помощью которого подается запрет на прохождение сигнала от защиты линии 7. Блок 22 задержки позволяет осуществить запрет раньше, чем пройдет сигнал на отключение выключателя 41 нагрузки через размыкающий контакт 24 токового реле l.

Аналогично система автоматики работает при действии релейной защиты линии 8 при КЗ 46 или КЗ на линиях, отходящих от шин подстанции 43. При

КЗ 47 в трансформаторе 48 на ток короткого замыкания реагируют токовые реле E 2 н 11. Токовое реле 11 настраивается таким образом, что срабатывает при токах, равных или превышающих номинальный ток выключателя 49 нагрузки. Если ток через выключатель 49 нагрузки в случае КЗ 50 или 47 не превышает его номинального значения, то реле 3 тока не срабатывает и сигнал от трансформатора 9 или

УРОВ 10 через размыкающий контакт

31 поступает на блок 6, формирующий цепь отключения выключателя 49 нагрузки.

Если расчетом установлено, что при КЗ иа шинах низшего напряжения силового трансформатора 50 токи кв» роткого замыкания не могут превышать номинальный ток выключателя 49 нагрузки, то сигнал от УРОВ 10 можно подавать на блок 6 управления, минуя токовое реле 3. Для этой цели служит переключающее устройство 16 и перемычка, шунтирующая контакт 31 реле 3 тока.

Когда ток КЗ превышает номинальный ток выключателя 49 нагрузки и

904094 реле 3 тока срабатывает, сигнал от защиты трансформатора 9 или УPOH 10 через замыкающий контакт 26 поступает на вход контактной системы токовых реле 1 и 2, 5

40

Ири этом возможны случаи, когда каждый из токов КЗ через выключатель

41 и 42 нагрузки не превышает их номинального значения и, следовательно, токовые реле 1 и 2 остаются в несработавшем состоянии, и сигнал через размыкающие контакты 27 и 28 поступает на блок И 17, а далее имеется две цепи. Одна цепь через блоки 14 выдержки времени и 21 запрета попадает на блок 15 приоритета, а вторая — с выхода блока 14 прямо на блок 15 приоритета, который может быть выполнен в виде обычного переключающего устройства, с помощью которого заранее задается, какой из двух линейных выключателей нагрузки выгоднее отключить первым. Указанное имеет смысл в том случае, когда после отключения одного из двух линейных выключателей нагрузки ток КЗ через второй может возрасти за счет обходных связей и стать больше номинального тока того выключателя нагрузки, который отключается вторым.

Отключение первого выключателя нагрузки обеспечивается за счет поступления сигнала от блока 17 через блок 15 на блок 4 или 5 в зависимос35 ти от того, какой выключатель нагрузки решено отключать первым. Сиг" нал на отключение второго выключателя нагрузки задерживается на блоке

14 выдержки времени и может быть при необходимости запрещен на блоке

21 запрета, если срабатывает (после отключения первого выключателя нагрузки) одно из реле тока и сигнал проходит через замыкающий контакт

29 или 35 и блок ИЛИ 18.

Выход 51 схемы подключен ко входу телеотключения первой линии и служит для отключения выключателя 37 мощности в случаях, когда ток КЗ превышает номинальный ток выключателя 42

50 нагрузки (например, при К3 46) .

Экономический эффект от внедрения изобретения создается за счет уменьшения недоотпуска электроэнергии потребителям в случаях, когда поврежде- 55 ния отключаются выключателями нагрузки и нет необходимости отключать всю электропередачу.

Формула изобретения

Подс танция с выключателями нагрузки в цепях двух отхоцящих линий и силового трансформатора, содержащая трансформаторы тока в этих цепях, к которым подключены защиты первой и второй линий и силового трансформатора, устройство резервирования отказов выключателей и системы телеотключения первой и второй линий, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения, она снабжена системой автоматики, состоящей иэ реле разности токов линий с первым и вторым замыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока первой и второй линий, соединенным по схеме разности токов, первого токового реле с первым и вторым замыкающими контактами и третьим и четвертым размыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока первой линии, второго токового реле с первым и вторым замыкающими контактами и третьим и четвертым размыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока второй линии, третьего токового реле с первым замыкающим и вторым размыкающим контактами с общей точкой, обмотка которого подключена к трансформаторам тока силового трансформатора, трех блоков выдержки времени, блока приоритета, переключающего элемента с двумя выходами, блоков И и ИЛИ, трех блоков запрета и двух блоков задержки, причем выход защиты первой линии через первый контакт реле разности токов связан с первым входом блока

ИЛИ, выход защиты втор и линии через второй контакт реле разности токов связан со вторым входом блока

ИЛИ., выход которого соединен с управляющим входом первого блока запрета, выход защиты первой линии через первый блок задержки подключен к общей точке первого и третьего контактов первого токового реле, первый контакт которого соединен с первым входом блока ИЛИ, а третий контакт соединен со входом второго блока запрета, управляющий вход которого соединен с первым входом блока ИЛИ, выход защиты второй линии через второй блок задержки подключен к общей точке первого и третьего контактов

9040

94

9 второго токового реле, первый контакт которого подключен ко второму входу блока ИЛИ, а третий контакт соединен со входом третьего блока запрета, управляющий вход которого соединен со вторым входом блока ИЛИ, выход устройства резервирования при отказе выключателей подключен ко входу переключающего элемента, первый выход которого через первый контакт третьего токового реле связан с общими точками второго и четвертого контактов первого токового реле и второго и четвертого контактов второго токового реле, второй 1 выход переключающего элемента под.ключен ко входу блока управления выключателем нагрузки силового трансформатора, четвертый контакт первоготокового реле через первый блок вы- 20 держки времени связан с первым входом блока управления выключателем нагрузки первой линии, четвертый контакт второго токового реле через второй блок выдержки времени связан 25 с первым входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, второй вход блока управления выключателем нагрузки первой линии соединен с первым выходом блока приори- M тета, второй выход которого соединен со вторым входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, первый вход блока И соединен с четвертым контактом первого токового реле, второй вход соединен с четвертым контактом второго токового реле, ь выход через третий блок выдержки времени связан со входом первого блока запрета, выход которого соединен со входом блока приоритета и выходом блока И, выход второго блока запрета соединен с первым входом блока управления выключателем нагрузки первой линии, и выход третьего блока запрета соединен с первым входом блока управления выключателем нагрузки второй линии, выход защит силового трансформатора подключен к первому выходу переключающего элемента и через второй контакт третьего токового реле — ко второму выходу переключающего элемента, первый контакт первого токового реле соединен с первым контактом реле разности токов и со вторым контактом второго токового реле и подключен ко входу системы телеотключения второй линии, а соединенные в общую точку второй контакт реле разности токов, второй контакт первого токового реле и первый контакт второго токового реле подключены ко входу системы телеотключения первой линии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. JIHcoBGKHA П.С., хейфиц М.Э.

Главные схемы и электротехническое оборудование подстанций 35-750 кВ.

И., "Энергия", 1970, с. 1.93.

2. Там же, с. 200, рис. 7-4.