Устройство для запрета автоматического повторного включения (апв) линии межсистемной связи между электрическими станциями (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1983864

Союз Севетсмлх

СЮЦЛаЛНСтЛЧЕЕНМК

Реслубйнк (63)Дополнительное к авт. саид-ву

Р11М К э (22) Заявлено 23. 02. 81 (21) 3252411/24-07 слрисоединениемзаявки № (23) Приоритет

Н 02 Н 3/06

Рвсударстаеиаый квинтет

СССР

«о деааи изабретевий я открытий ($3) УДК621. 316.

° 925(088.8).

Опубликовано 2312,82. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23 ° 12 ° 82 (72) Автор ивабретеиия

Т.В.Колонский

Киевский отдел комплексного проектирования Укр отделения Ордена Октябрьской Революции всесоюз ,государственного проектно-изыскательского и на исследовательского института энергетических си и электрических сетей "Энергосетьпроект" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПРЕТА АВТОМАТИЧЕСКОГО

ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ (АПВ 3 ЛИНИИ . МЕЖСИСТЕМНОЙ

СВЯЗИ МЕЖДУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СТАНЦИЯМИ

/ЭГО ВАРИАНТЫ/

t 2

Изобретение бтносится к энергетике, а именно к автоматике энергосистем.

Известны способы и устройства для выполнения автоматического новоротного включения (AIIBJ линий межсистемной связи (13.

Недостатком этих устройств является то, что с их помощью возможно повторное включение без контроля на неустранившееся короткое замыкание (BAfIB) или же с контролем, но с большим временем, не обеспечивающим сохранение устойчивости при успешном включении.

Известно также устройство запрета трехфазного АПВ линий межсистемной слабой:связи со стороны электрических станций, содержащее цепь разряда конденсатора, состоящую из соединенных последовательно обмотки реле повторного включения выключателя, . замыкающий контакт которого введен в цепь включения выключателя, замыкающего контакта реле повторителя бывтродействующей защиты линий, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности и замыкающего контакта реле напряжения прямой последовательности.

С помощью укаэанного устройства со стороны электрических станций

AIIB выполняют без дополнительной выдержки времени после успешного быстрого АПВ с противоположной стороны линии, присоединенной к подстан.ции,.что фиксируется со стороны электрической станции с помощью специального контроля по наличию напряжения прямой последовательности определенной величины (О, 5 0„-) н отсутствию напряжения нулевой после, довательности (2 ).

Однако это устройство исключает возможность нежелательного включения линии со стороны станции на близкое неустранившееся короткое замыкание -всех видов как по условию сохранения устойчивости генераторов станции, так и по условию излишнего включения высоковольтного выключателя на короткое замыкание.

Если линия межсистемной слабой связи присоединена с двух сторон к

2з электрическим станциям, то с помощью

АПВ невозможно запретить нежелатель ное повторное включение линии на близкое неустранившееся короткое замыкание возле одной из электрических

ЗО станций. Такое короткое замыкание

983864 является опасным при трехфазном AIIB как для устойчивости генераторов электрической станции (или генераторов мощной энергосистемы ) в условиях междуфазных коротких замыканий, так и для высоковольтного выключателя в условиях междуфазных и однофаэных на землю коротких замыканий

I и при однофаэном ЛПВ (OAIIB ) — для высоковольтных выключателей. Последнее существенно, так как в современ- 10 ных электрических системах могут иметь место условия, когда при близких к электрической станции коротких замыканиях фазный;ток однофазного короткого замыкания на землю выше, чем при трехфаэном или двухфазном на землю коротком замыкании, Целью изобретения является повышение надежности путем предотвращения повторного включения выключателя на неустранившееся близкое к электрической станции однофазное короткое замыкание на землю.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее с каждой иэ сторон линии цепь разряда конденсатора, состоящую из соединенных последовательно замыкающего контакта реле повторителя действия основной защиты линии, размыкающего контакта реле напряжения прямой последовательности и обмотки реле повторного включения выключателя, снабжено реле сопротивления, реагирующими на междуфазные короткие эаьыкания на линии, реле сопротивления, реагирую- 35 щим на однофаэное короткое замыкание иа землю на линии, и промежуточным реле, причем эамыкаюцие контакты всех реле сопротивления соединены параллельно междУ собой и последова- 4р тельно с обмоткой промежуточного реле, размыкающий контакт которого включен параллельно с последовательно соединенными:размыкающим контактом реле напряжения нулевой последова- 45 тельности и заьыкающим контактом реле напряжения прямой последовательности»

Кроме того, устройство, содержащее с каждой из сторон линии реле повторного включения фаз выключателя, снабжено реле сопротивления, реагирующим на однофаэное короткое замыкание и на земпю на линии, тремя фаэными реле напряжения, обмотка каждого из которых включена на соответствующее фазное напряжение трансформатора напряжения линии, и промежуточным реле, причем эамыкаюций контакт реле сопротивления включен последовательно с обмоткой промежуточного реле, размыкакщие контакты которого шунтируют. замыкающие контакты фазных реле напряжения, включенных по схеме ИЛИ последовательно 45 с замыкающим контактом реле повторного включения выключателя.

На фиг. 1 изображена упрощенная схема сети, в которой на линии межсистемной связи используется предлагаемое устройство запрета AIIB c упрощенными цепями переменного тока промежуточных коротких эаьаяканий

I на фиг. 2 - то же, однофаэных коротких замыканий; на фиг. 3 — упрощенная принципиальная схема предлагаемого устройства запрета трехфазного. и однофаэного AIIB выключателя с каждой из сторон линии.

На фиг. 1 и 2 изображены линии межсистемной сЛабой связи Л, Л1, Л2 между энергосистемами С„, С . Предлагаемое устройство запрета AIIB с упрощенными цепями переменного тока при междуфазных и однофазных коротких замыканиях (фиг. 1) и только однофазных коротких замыканиях (фиг. 2) предусматривается с каждой стороны лидии Л, присоединенной к электрической станции Сст„, и Сст .

Предлагаемое устройство запрета в цепях трехфазного автоматического повторного включения выключателя при всех видах коротких замыканий (фиг. 3) содержит цепь разряда конденсатора С, состояцую иэ соединенных пэследовательно обмотки реле повторного включения выключателя (РПВВ ), эамыкакций контакт которого введен в цепь включения выключателя, зачинающего контакта реле повторителя быстродействующей релейной защиты линии PII> (c выдержкой времени на возврат ), размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности РЙО, замыкающего контакта реле напряжения прямой последовательности РН„ и контактов реле блокировки от многократных срабатываний в трех фазах РБМ 4 РБИз, РВИА. Цепь заряда указанного конденсатора состоит из последовательно соединенных с этим -конденсатором С замыкающего контакта реле контроля давления в баке выключателя РПД.и резистора R.

Устройство также содержит подключенные (фиг. 1 ) к измерительным трансФорматорам тока (ТТ) и напряжения (ТН ) три реле сопротивления Сде, Се, С, реагирующие на все виды междуфаз ных коротких э аьнканий (C )на линии в пределах уставки реле, меньшей, чам половина длины Pлинии Л, например 0,4P а также реле,сопротивления Ср, реагируюцее в пределах уставки реле, меньшей, чем половина длины линии Л, например, 0,49 (фиг.Ц .

В качестве реле Со могут быть использованы также три реле сопротивления выбора поврежденной фазы с параллельно соединенными контактами. Контакты реле CA6i Св, Cpht Cp соединены

983864 параллельно и последовательно с обмоткой промежуточного реле РП и замыкающим контактом реле повторителя быстродействующей защиты линии РП (с выдержкой времени на возврат ).

Размыкающий контакт промежуточного реле РП включен параллельно с последовательно соединенными размыкаю-. щим контактом реле напряжения нулевой последовательности РНО и замыкающим контактом реле напряжения прямой последовательности РН„. Замыкающий контакт реле РП подключен параллельно контактам реле сопротивления.

В цепях однофазного повторного включения каждой из трех фаз выключателя при однофазном коротком замыкании устройство запрета (фиг. 3) содержит три параллельные цепи повторного включения отключившейся фазы выключателя, соединенные последовательно с замыкающим контактом реле

РП повторного включения устройства

OAIIB,.ïîäêëþ÷åííoå к ТТ и ТН реле сопротивления Ср, реагирующее на однофазное короткое замыкание.на землю. на линии в пределах уставки реле, меньшей, чем половина длины Р линии Л, например, 0,4 0 и три реле напряжения РН, PH э, PH ci обмотки каждого из которых включены на фазное напряжение UA, 08, U каждой фазы измерительного ТН лийии (фиг. 2) .

Замыкающий контакт каждого реле напряжения РНд, PH я, РН включен последовательно в каждую цепь повторного включения, а параллельно каждому иэ контактов реле напряжения PHA, PHS, РНС включен размыкающий контакт промежуточного реле РПО. Обмотка промежуточного реле РП включена последовательно с замыкающим контактом реле сопротивления. Сц от однофазных коротких замыканий на землю и размыкающим контактом реле РПвп(с выдержкой времени на возврат) повторителя реле повторного включения РПв. .Обмотка реле PTISoвключена последовательно с замыкающим контактом -РП,.

Предлагаемое устройство запрета в цепях трехфазного повторного включения выключателя при всех видах

: коротких замыканий работает следующим образом.

При междуфазном коротком замыка нии на линии связи Л вблизи электрической станции С„, работает быстродействующая релеийая защита с двух сторон линии и отключает выключатели с двух сторон линии, осуществляя пуск УСтройства AIIB с двух сторон линии при срабатывании реле РП . Так как рассматриваемое короткое заьыкание произошло в зоне уставки (0,40). реле сопротивления С,э, С 5, Ссд, то в зависимости от вида короткого замыкания срабатывает одно реле (двухфазное или двухфазное на землю короткое заьыкание ) или три реле (трехфазное короткое замыкание) со стороны электрической станции Сщ

При замыкании. замыкающихся контактов указанных реле сопротивления и .замыкающемся контактереле PII> срабатывает быстродействующее промежуточное реле РП и своим замыкающимся контактом подхватывает свою обмотку, а своим разьыкающимся контактактом дешунтирует последовательно соединенные контакты реле РН и РН.; в устройстве со стороны электричес15 кой станции C „. Выдержки времени на срабатывание реле РПВВ и промежуточного реле РП согласованы таким образом, чтобы размыкание контакта реле РП" надежно предотвращало срабатывание реле РПВВ на повторное включение выключателя. Благодаря .указанному реле PH„ и PH. предотвращает повторное включение выключателя со стороны электрической станции С1 на близкое к ней неустранившееся короткое замыкание. Реле РП вернет-.

,ся в исходное положение через время размыкания контакта РП .

Аналогично работает устройство в цепях трехфазного AIIB при однофазных. коротких замыканиях на землю вблизи электрической станции С и срабатывании реле сопротивления Со.

При рассматриэаемых междуфазных

35 коротких замыканиях или однофазных коротких замыканиях на землю вблизи электрической станции С „ в устройстве на фиг. 3 со стороны электрической станции Cù реле сопротивления

4О от междуфаэовйх коротких замыканий или от однофаэного короткого замыкания на землю не срабатывают, так как короткое замыкание происходит за пределами уставок (0,4R). Поэтому

45 контакт .реле РПТ будет шунтировать последовательно соединенные -контакты реле PH и РНО, и после срабаты1 вания реле РП при заряженном конден- саторе С сработает реле РПВВ и быст5О ро включит выключатель со стороны электрической станции С® .

В случае, если рассматриваемые короткие замыкания на линии вблизи электрической станции С не устраняются то они будут отключены релейной защитой со стороны электрической станции С . Так как эти корот 2 кие замыиания удалены от электрической станции Сд, то их отключение со стороны Сщ не представляет опасности для устойчивости генераторов

Фр

Сщ и выключателя линии Л со стороны, Z

С

В случае, если рассматриваеьцяе короткие замыкания устранятся, то

65 со стороны электрической станции Сщ

983864

65 повторное включение окажется успешным и на линии Л появится практически симметричное напряжение, превышающее уставку (0,50„)реле напряжения РН„ . Благодаря указанному в устройстве на фиг. 3 со стороны электрической станции C „ реле

РН1 замкнет свой контакт при замкнутом контакте реле РНО и РПЗ, что обусловит срабатывание реле РПВВ и успешное повторное включение выключателя со стороны электрической стан ции Cnl1 °

Аналогично работает устройство на фиг. 3 при коротких замыканиях вблизи электрической станции С щ, с той лишь разницей, что после отключения линии первым повторно. .будет включаться выключатель со стороны электрической станции С „, а после его успешного включения — выключатель со стороны электрической станции С

При коротких замыканиях в зоне т (Фиг. 1 и 2 ) нне пределов зон устанок реле сопротивления устройств со стороны электрической станции Сщ„ и

С и, в устройствах по фиг . 3 с двух П2 сторон линии, реле сопротивления не срабатынают. Благодаря указанному промежуточное реле РП в устройстве на фиг. 3 сохранит свой контакт в замкнутом состоянии. Поэтому после отключения линии с двух сторон быстродействующей релейной защитой. будет осуществлен пуск устройстна

AIIB с двух сторон линии при срабатывании реле РП, что обусловит быстрое практически одновременное включение выключателей с двух сторон линии Л.

В случае, если рассматриваемые короткие замыкания в зоне (фиг. 1 и 2) не устранятся, то они будут отключены релейной защитой с двух сторон линии.

Так как эти короткие замыкания сравнительно удалены на расстояние (0,40,6)Р от электрической станции С и С 2, то их отключение со стороны

Сщ и С не представляет серьезной

Я1 Ф2 опасности для устойчивости генераторов С и С@, а также выключателей линий Л со стороны Сщ1 и С

В случае, если рассматриваемые короткие замыкания в зоне устранятся„ то быстрое повторное включение линии с двух сторон окажется успешным.

Предлагаемое устройство запрета н цепях однофазного повторного включения при однофазном коротком замыкании на землю работает следующим образом.

При однофазном коротком замыкании на землю на линии Л вблизи электрической станции Сп, работает релейная защита с двух сторон линии, работают избиратели поврежденной фазы устройства ОАПВ, в результате чего отключается поврежденная фаза линии с двух сторон и с выдержкой времени паузы ОАПВ срабатывает рЕле Pll> повторного включения, подавая замыкающим контактом сигнал на повторное включение одной отключившейся фазы выключателя с двух сторон линии. Однако так как рассматриваемое короткое замыкание произошло в зоне уставки (0,4 В) реле сопротивления С, то это реле срабатывает со стороны электростанции

Сщ,, При замыкании замыкающего контакта реле Со при еще замкнутом

15 размыкающемся контакте реле РП „ срабатывает промежуточное реле РПО и своим замыкающимся контактом подхватывает свою обмотку, а своими размыкающимися контактами дешунтирует контакты реле. напряжения РНА, РН>, РН н устройстне со стороны электрической станции C „ Благодаря указанному одно из реле напряжения в поврежденной фазе с уставкой

0,60 предотвращает повторное включение выключателя поврежденной фазы со стороны электрической станции C „ на близкое к ней неустранившееся однофазное короткое замйкание на землю.. Реле РП повернется в исходное положение через вреl мя размыкания контакта. РП8п после срабатыванИя реле РП .

При рассмотренном однофазном коротком замыкании на землю вблизи электрической станции Сп „ в устройстве на фиг. 3 со стороны электрической станции Сщ реле сопротивления С не срабатывает, так как короткое замыкание происходит эа пределами его уставки (0,48). Поэтому контакты реле РП будут шунтировать контакты реле напряжения РНд, РН8, РНС, и после срабатывания реле . РПвбудет подготовлена цепь на пов45 торное включение отключенной фазы выключателя, в результате чего эта фаза выключателя включится.

В случае если рассматриваемое короткое замыкание íà землю вблизи

50 электрической станции Сщ, не устраняется, то оно будет отключено релейной защитой со стороны электрической станции Сж . Так как рассматриваемое короткое замыкание на землю удалено от электрической станции

С®, то его отключение со стороны

С не представляет опасности для вйключателя линии Л со стороны Сщ . В случае, если рассматриваемое короткое замыкание на землю устраняется, то со стороны электрической станции Сщ повторное нключение ока2 жется успеши..м и на включившейся фазе появится фазное напряжение, превышающее уставку (0,61)н) реле напря983864

Формула изобретения

В случае, если рассматриваемое короткое замыкание на землю в зоне (фиг. 1 и 2 ) не устраняется, то оно 40 будет отключено релейной защитой с двух сторон линии. Так как это ко-. роткое замыкание сравнительно удалено на расстояние (0,.4-0,6)0 от электрической станции Сщ, и Ся то его 45 отключение со стороны Сл „ и Сж не представляет серьезной ойасности для выключателей линии Л со стороны Сж„ с СЩ2 °

В случае, если рассматриваемое короткое замыкание на землю в зоне

m устраняется, то повторное включение поврежденной фазы линии с двух сторон окажется успешным.

Предлагаемое устройство может быть использовано при трехфазном

ЬПВ (ТАПВ ) на линиях межсистемной слабой связи между двумя электростанциями и на линиях межсистемной слабой связи, с одной стороны которых скомутирована электрическая станция, а с другой стороны подстанция, к которой подходят сравнительно короткие линии связи от другой. (других) электрической станции (электрических станций ) энергосистемы. Аналожения РН, РН8, PHc". Благодаря указанному в устройстве на фиг. 3 со стороны электрической станции Сз, .реле напряжения во включившейся на линии фазе замкнет свой контакт при замкнутом контакте РПв, что обусловит успешное включение фазы выключателя со стороны электрической станции Сщ„.

Аналогично работает устройство на фиг. 3 при одновременном коротком замыкании за землю вблизи элект . рической станции Сщ с той лишь разницей, что после отключения поврежденной фазы линии первым повторно будет включаться выключатель в поврежденной фазе со стороны электрической станции Сщ, а после его

1 успешного включения — выключатель поврежденной фазы со стороны электрической станции Cm

При однофазных коротких замыканиях в зоне m (фиг. 1 и 2) вне пределов зон установок реле сопротивле. ния Со устройств со стороны электрической станции С@„ и С 2, в устройствах на фиг. 3 с двух сторон линии реле. сопротивления Со не сработают.

Благодаря указанному промежуточное реле РПо сохранит свой контакт в замкнутом состоянии. Поэтому после отключения поврежденной фазы линии с двух сторон, будет осуществлен пуск устройства с двух сторон линии при срабатывании реле РПв, что бусловит включение выключателей о он поврежденной фазы с двух сторо линии. гично предлагаемое устройство может быть использовано при однофазном

AIIB (OAtlB).Êðîìå того, предлагаемое устройство может быть использовано при OAIIB на линиях жесткой связи между электростанцией (электростанциями ) и мощной энергосистемой или между двумя электростанциями. Таким образом, предлагаемое устройство имеет широкую область использования и предотвращает повторное включение выключателя на неустранившееся близкое к электрической станции или н мощной энергетической системе короткое замыкание, опасное при TAIIB как

15 для устойчивости генераторов в ус-ловиях междуфазных коротких замыканий, так и для высоковольтных выключателей в условиях междуфазных и опнофазных коротких замыканиях на д) землю, а при однофазном AIIB опасном . для высоковольтных выключателей.

Поэтому предлагаемое устройство повышает устройчивость .и надежность. энергосистем, а также повышает срок

25 службы дорогостоящих высоковольтных выключателей, в чем и заключается новый положительный эффект от использования предлагаемого устройства.

1. Устройство для запрета автоматического повторного включения (АПВ ) линии межсистемной связи между элект- . рическими станциями, содержащее с каждой из сторон линии цепь разряда конденсатора, состоящую иэ соединенных последовательно замыкающего контакта реле повторителя действия основной защиты линии размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, замыкающего контакта реле напряжения прямой последовательности и обмотки реле повторного включения выключателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения повторного включения выключателя на неустранившееся близкое к электрической станции междуфазное и однофазное на землю короткое замыкание, оно снабжено. реле сопротивления, реагирующими на междуфаз" ные короткие замыкания на линии, реле сопротивления, реагирующим на однофазное короткое замыкание на землю на линии, и промежуточным реле, причем замыкающие контакты всех реле сопротивления соединены параллельно .между собой и последовательно с обмоткой промежуточного реле, размыкающий контакт которого включен параллельно с последовательно соединенными размыкающим контактом реле напряжения нулевой после983864

12 довательности и замыкающим контактом реле напряжения прямой последовательности.

2. Устройство запрета автоматического повторного включения (АПВ) линии межсистемной связи между электрическими станциями, содержащее с каждой из сторон, линии реле повторного включения фаз выключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения повторного включения выключателя на неустранившееся близкое к электрической станции однофазное короткое замыкание, на землю, оно снабжено реле сопротивления, реагирующим на однофазное короткое замыкание на землю на линии, тремя фазными реле напряжения, обмотка каждого из которых включена на соответствующее фаэное напряжение трансформатора напряжения линии, и промежуточным реле, причем замы-. кающий контакт реле сопротивления включен последовательно с обмоткой промежуточного реле, размыкающие. контакты которого,шунтируют замыкающие контакты фазных реле напряжения, включенных по схеме ИЛИ после о довательно с замыкающим контактом реле повторного включения выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Барзам A.Б. Системная автомати.ка. "Энергия", 1964, с. 212-280.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 518833, кл. Й 02 Н 3/06, 1974.

983864

Составитель Г. Дамская

Редактор A. Шандор Техред М.Коштура Корректор В. Прохненко

Заказ 9943/66 Тираж 669 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4