Устройство для трехфазного автоматического повторного включения линии электропередачи Советский патент 1983 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электро-технике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

Устройства для автоматического пов-торного включения (АПВ)широко применяются в энергосистемах t.1

Однако большинство из них производят АПВ и при коротких замыканиях (к.з.), близких к концу линии, включаемому первым, что в ряде случаев является весьма нежелательным, так как после неуспешного АПВ линии электропередачи с таким поврежд;ением может нарушаться динамическая устойчивость смежных связей, повредиться выключатель и т.д.

Известно устройство для АПВ,- частично устраняющее этот недостаток. Оно содержит на каждом конце линии блоки повторного вк.пючения без контроля напряжения линии (АПВ-БК), с контролем нёшичия напряжения (АПВ-НЙ и с контролем синхронизма между напряжениями на линии в шинах (АПВ-КС), а также фильтр-реле напряжения прямой последовательности шин. При удаленном от обоих концов линии к.з. и срабатывании высокочастотной защиты линии осуществляется двухстороннее АПВ-БК (так называемое БАПВ). При близком

к.з. на одном конце линии срабатыва . ет фильтр-реле напряжения прямой по следовательности и запрещает работу блока АПВ-БК этого конца. С противоположного конца АПВ-БК срабатывает и производит АПВ выключателя, и при его успешном включении первый конец включается от блоков АПВ-НН или АПВКСС23.

Однако такое .устройство имеет ограниченную область применения, так как оно может применяться лишь там, где допускается двухстороннее включение линии без проверки синхронизма.

Известно также устройство для АПВ линии электропередачи, при использовании которого предусматривается осуществление на одном ее конце АПВ-БК а на другом конце - АПВ-НН или АПВ-КС, т.е. линии, где недопустимо одновременное включение выключателей по концам. При этом, если на перовом конце запрещается АПВ-БК (или АПВ-ОН), то на другой конец .линии с помощью канала связи передается разрешение производить АПВ сначала на нем С З.

Соответствующие блоки устройства, .необходимые для осуществления АПВ-БК, и АПВ-КС описаны, например, а блок -АПВ-НН - ъl,}.

Наиболее близким по технической сущности к -лредлагаемому является устройство для трехфазного автоматического повторного .включения линии лектропёредачи, снабженной вырокр- частотной защитой и каналом связи

между концами..лин.иии оборудованной на каждом конце линии измерительными трансформаторами тока.и напряжения и выключателем.с ключом управления, содержащее блок пуска, входы которого Ю преднаэначены для подключения к блокконтактам выключателя .и к выходу ключа управления, выход блока пуска соединен с первыми входами блока повторного .включения и. элемента И, а 15 также с входом удерживания релейного органа с самоудержанием, основные входы которого пред.наэначены ДЛЯ подключения к изме зительным трансфораторам тока ,и напряжения. -Выход 20 релейного органа, с самрудерживанием связан С передаюгцим входом канала связи, а через элемент НЕ и двухпозиционный- переключатель впервом положении соединен с вторым входом элемен-25 а И, Приемный вход канала связи чеез двухпозиционный переключатель во

втором положени.и связа.н с вторым вхоом элемента.И, третий вход которого, соединенс выходом элемента ЗАДЕРЖКА ,р НА ВОЗВРАТ, вход которого предназначен для подключения к выходу высоко- частотной защиты.. Выход элемента И соединен с втбрым входом блока повторного включения, выход которого предназначен для.подключения к включающей цепи выключателя. В состав блока повторного включения входят, известные элемеЕ ты, в том числе блок. контроля наличия напряжения на линии. Релейный орган и элемент НЕ предназ- 40 начены для предотвращения АПВ выключателя (без; КОНТРО.ЛЯ напряжения) при близких ( тяжелых) к.з., когда, срабатывает релейный орган. .

Сигнал на выходе этого органа по- 45 является и самоударживаехся , если при этом появляется сигнал на выходе блока пуска, что соответствует ава- рийному отключению выключателя. Выходной сигнал релейного органа с са- CQ моудерживанием поступает на передающий вход канала связи, а также вызывает снятие сигнала с второго входа элемента И. Несрабатывание в результате этого элемента И обеспечивает f. отсутствие сигнала на втором входе блока повторного включения и, следовательно, запрещение АПВ-БК на данном конце линии.

На противоположном конце линии при этом появляется сигнал на приемном ..выходе кансша связи. Этот сигтнал ерез двухпозиционный переключатель (в положении II) поступает на второй вход элемента И и/ если на этом конце такжеподействовсш блок 65

пуск.а и высокоч-астотная защита,через элемент И разрешается производит АПВ-БК. При успешном включении выключателя на одном из концов линии (противоположном) производится АПВ-НН или АПВ-КС 5.

Недо.статком известного устройства является необходимость использования специального канала связи между концами линии, .что требует дополнительных рарходов на сооружение такого канала, а также, понижает надежность устройства.

Цель изобретения - удешевление и повышение надежности устройства АПВ.

. Поставленнаяцель достигается тем что в устрс йство длятрехфазного автоматического пов.торного включения Линии электропередачи, снабженной высокочастотной защитой и оборудованно на каждом конце измери гельными трансформаторами тока и напряжения и выключатёлем с.ключом управления, содержащее блок контроля наличия напряжения На линии, вход которого предназначен для.подключения к трансформатору напряжения, двухпозиционный переключатель., блок пуска, входы которого предназначены для подключения к блок-контактам выключателя и к выходу ключа управления, блок повтор..ного включения, выход которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя, релейный орган с самоудерживанием, первый и второй входы которого, аре дн аз начены для подключения кизмерительным трансформаторам тока и напряжения, элемент ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ, вход КОТОРОГО/ предназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты, элементы И и НЕ, при этом выход блока пуска соединен с .первь входом блока повторногр включения, первым -входом элемента И и с входом удержания релейного органа, выход которого через элемент НЕ подключен.к второму входу элемента .И, третий вход которого соединен с выходом элемента ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ, выход элемента И связан с вторым входом блока повторного включения, дополнительно введены второй элемент НЕ и элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, а элемент И снабжен четвертым входом, при этом между входом и выходом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ включен двухпозиционный переключатель, причем выход элемента И соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с вторым входом блока повторного включения, а четвертый вход элемента И через второй элемент НЕ соединен с выходом блока контроля нгшичия напряжения на линии.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит линию 1 электропередачи; высоковольтную защиту 2 линий; измерительные трансформаторы тока и напряжения соответственно 3 и 4 J Выключатель 5 J ключ б управления выключателем, сигнал на его вы- . ходе появляется в момент подачи команды на включение и не исчезает до тех пор, пока не будеа подана ключом команда на отключение выключателя; блок 7 пуска, на первый вход блока ,подается сигнал от блок-контактов выключателя прй отключенном его положений), а на другой - от ключа управления, сигнал на выходе блока пуска существует при наличии сигналов 15 на двух его- входах, т.е. при несоответствии положения выключателя и его ключа управления. .

Блок 8 повторного включения содержит подблоки АПВ-БК, АПВ-НН, АПВ-КС 20 в нем формируется -выходной включающий сигнал при осуществлении всех перечисленных видов АПВ; при появлелии сигнала на втором входе блока 8 пуска запускается подблок АПВ-БК, 25 при появлении сигнала на первом входе блока 8. запускается подблок АПВ-НН или АПВ-КС. После срабатывания соответствующего.подблока появляется сигнал на выходе блока 8.зо

Устройство содержит также логический элемент И 9, имеющий четыре входа релейный орган 10 с самоудерживанием который служит для оценки тяжести К.З., близости места к.з .. от-конца ас линии. Он может быть выполнен реагирующим на величину тока, напряжения, сопротивления или мощности линии и должен срабатывать при достижении упомянутыми величинами заданного уровня могут быть также использованы сигна- 0 лы от устройств-, определяющих расстояния до места к.з. Уставки срабатывания релейных органов двух концов линии должны быть выбраны таким образом чтЬбы зоны их действия 1по длине ли- 45 нии) не перекрывались, т.е. чтобы исключалось одновременное срабатыва. ние релейных органов двух концов ли- . НИИ. Орган имеет выдержку времени на возврат, большую времени отключе- 50 ния выключателя 5. Сигнал на выходе органа появляется только при наличии сигнала на его входе удерживания, поступающего с выхода блока 7 пуска. Выходной сигнал релейного органа с 55 самоудерживанием существует все время, , пока имеется сигнал на входе удерживания. :

В состав /стройства входят первый и второй логические элементы.НЕ 11 и 12 соответственно; блок 13 контроля наличия напряжения на линии, которь1й может быть выполнен с использованием фазного напряжения (линейного) и напряжения нулевой последовательности или с и.спользованием напряжением линейного (фазного), обратной и нулевой последовательности (1,5). Сигнал на выходе блока появляется при наличии, напряжения и отсутствии несимметрии.

Выдержка времени элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 14 выбирается с необходимым запасом большей суммы времен включения выключателя (противоположного конца линии) и срабатывания блока контроля наличия напряжения на линии. .

Устройство содержит двухпозиционный переключатель 15, на конце линии выключатель которого должен включаться первым, если не срабатывают релейные органы на обоих концах линии,переключатель устанавливается в положение I, а на другом конце линии - в положение IT ; элемент ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ 16, его вьщержка времени выбирается с необходимым запасом большей суммы выдержки времени АПВ-Б и дополнительного замедления, опреЛеляемого элементом ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 14.

Линия 1 электропередачи снабжена высокочастотной -защитой 2 и оборудована на. каждом конце измерительными трансформаторами тока 3 и напряжения

4и выключателем 5 с клю-юм 6 управления. К входам блока 7 пуска подключаются блок-контакты выключателя

5и выход ключа 6 управления. Выход блока 7 пуска соединен с пепвыми входами блока 8 повторного включения и элемента И 9, а также с входом удерживания релейного органа 10 с самоудерживанием, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока 3 и напряжения 4. Выход релейного органа 10 с самоудерживанием чере элемент НЕ: 11 соединен с вторым входом элемента.И 9, третий вход которого через элемент ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ 16 подключен к выходу высокочастотно защиты 2. Четвертый вход элемента И через элемент НЕ 12 соединен с выходом блока 13 контроля наличия напряжения на линии, вход которого подключен к трансформатору 4 напряжения Выход элемента И 9 через элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 14, между входом и выходом которого включен двухпозиционный переключатель 15, соединен с вторым входом блока 8 повтор-ного включения, выход которого подключен к включающей цепи выключателя 5.

Устройство находится в состоянии готовности к работе, когда выключа- тель 5 линии 1 включен. Очередность повторного включения по концам линии при срабатывании релейного органа 10 с самоудерживанием выбирается автоматически: первым включается выключатель того конца, на котором-релейный орган не сработал, т.е. удаленного от места к.з. конца. Очередность включения при удаленных от обоих концов линии н.э., когда не срабатывает ни один релейный орган 10, задается положением переключателя 15. При Э-Том условно будем,называть концом А тот конец линии/ где переключатель 1 5 находится в положении Т {замкнутJ, а

концом Б - конец линии, где переключатель 15 находится в-положении (Г(разомкнут . Ка конце А выходной сигнгш элемента И 9 поступает на второй вход блока 8 повторного включения без замедления, а. на конце Б - с выдержкой времени, определяемой элементом ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 14. ВыдерЖ(Ки времени АПВ в- подблоке АПВ-БК на обоих концах линии предполагаются одинаковыми.

При возникновении к.з. удаленного от конца А, релейный орган 10 самоудерживанием на этом конце не срабатывает . После срабатывания высокочастотной защиты 2 и отключения выключателя 5 срабатывает блок 7 пуска и подает сигнал на первые входы элемента И 9 и блока 8 повторного включения, а также на вход удерживания релейного органа.10 с самоудерживанием. Вследствие несрабатывания релейного органа 10 сигнал на его выходе не появляется и выходной сигнал элемента НБ 11 продолжает поступать на второй вход элемента И 9. . На третий вход элемента И 9 поступает сигнал с выхода элемента ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ 16/ так как срабатывает высокочастотная защита 2. На четвертом входе элемента И Э сигнал также имеется, поскольку из-за отсутствия на линии не срабатывает блок 13 контроля Нсшичия напряжения на , линии и сигнал на выходе элемента , НЕ 12 присутствует. Таким образом, на всех четырех входах элемента И 9 сигналы имеются и он срабатывает.Его выходной сигнал через двухпозиционный переключатель 15 поступает на второй вход блока 8 повторного включения,чем обеспечивается возможность осуадествления на конце А АПВ-ВК (без дополнительного замедления).

На конце Б при рассматриваемом к.э. релейный орган 10 с самоудержанием может сработать и при орабатываНИИ блока 7 пуска появляется сигнал на выходе релейного органа 10. Вследствие этого-срабатывает элемент НЕ IT с его выхода исчезает сигнал что приводит к запрещению срабатывания элемента И 9. В результате атого запрещается осуществление на коице В АПВ-БК. При успешном включении выключателя на конце А в рассматриваемом случае на конце Б может осуществляться АПВ-НН или АПВ-КС,.прИ неуспешном включении с первого конца включения на конце В не будет.

При возникновении к.з. вблизи конца А релейный орган 10 с самоудержанием на этом конце срабатывает. Поэтому после .отключения выключателя 5 и срабатывания блока 7 пуска появляется сигнал на выходе релейного органа 10, который будет существовать до тех пор, пока не исчезает выходной сигнал блока 7 пуска. Вследствие этого исчезает .сигнал с выхода элемента НЕ 11, а,.следовательно, и с второго входа элеме нта И 9, что приводит к запрещенлю АПВ-ВК, т.е. к запращению включения от АПВ выключателя этого конца первым. -. На конце В при рассматриваемом к.з. релейный орга.н 10 с самоудержи.ванием не срабатывает и обеспечива-. ется возможность осуществления АПВ-Б с дойолнительным замедлением, определяемым .элементом ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 14.

Включение выключателя на конце А в рассматриваемом случае возможно от АПВ-НН или АПВ-КС только, при .успешном включ1ении выключателя на конце В.

При возникновении к.з . удалённого от конца А и от конца В, когда ни на одном конце релейный орган 10 с самоудерживанием не срабатывает, обеспечивается возможность осуществления АПВ-БК на обоих концах. Первое включение производится на конце А без дот полнительного замедления (переключатель 15 - в положение I). При. успешном включении выключателя на конце А на линии появляется напряжение и блок 13 контроля наличия напряжения на линии - на конце Б срабатывает,в результате чего снимается сигнал с выхода элемента НЕ 12, а следовательно, и с четвертого входа элемента И 9, что приводит к запрещению АПВ-БК на конце Б. Включение выключателя 5 на этом, конце может произойти только от АПВНН или АПВ-KG.

При неуспешном включении выключателя на конце А .в рассматриваемом , случае повторно срабатывает высокочастотная защита линии, в результате чего отключается выключатель на конце А и с помощью других устройств передается специальный сигнал запрещения всех видов АПВ на конец Б.

Таким образом, введением небольшого дополнительного замедления, превышающего с необходимым запасом сумму времен включения выключателя и срабатывания блока контроля наличия напряжения на линии, обеспечивается без канала связи между концами линии первое включение (от АПВ-БК) с удаленного от места: к;з. конца линии. Следует иметь в виду, что это дополнитель ное замедление будет проявляться тол ко при первом включении с того конца линии, на котором это замедление вне дено I переключатель 15 - в положение II). По сравнению с устройством-прототипом предлагаемое имеет значительно большую надежность, так как в нем не и.спользуется канал связи между конца м. линии, а надежность дополнительно введенных логических элементов значительно выше, чем надежность канала связи. По этой же причине (не использование канала связк} предлагаемое устройство дешевле. Технико-экономическая эффективнос предлагаемого устройства определяется в основном экономией затрат на со оружение и эксплуатацию канала связи. Реализация изобретения не может встретить затруднения, так как предлагаемое устройство выполняется при помощи простых и известных логических элементов, которые в настоящее время широко применяются. Формула изобретения Устройство для трехфазного автома тического повторного включения линии электропередачи, снабженной высокочастотной защитой и оборудованной на каждом конце измерительными транс форматорами тока и напряжения и выключателем с ключом управления, содержащее блок контроля наличия напря ясения на линии, вход которого предназначен для подключения к трансформатору напряжения, двухпозиционный переключатель, блок пуска, входы которого предназначены для подключения к блок-контактам выключателя и к выходу ключа управления, блок повторного включения, выход которого предназйачен для подключения к вклю чгиощей цепи выключателя, релейный орган с- самоудерживанием, первый {и второй входы которого предназначе|ны для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения, элемент ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ, вход которого предназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты, элементы И и НЕ, при этом выход блока пуска соединен с первым входом блока повторного включения, первым входом элемента И и с входом удерживания релейного органа, выход которого через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом элемента ЗАДЕРЖКА НА ВОЗВРАТ, а ВЫХОД элемента И связан с вторым входом блока повторного включения, о т л ичающееся тем, что, с целью удешевления и повышения надежности, в него дополнительно введены второй элемент НЕ и элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАВАТЬЮАНИЕ, а элемент И снабжен четвертым входом, при этом между входом и выходом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЬШАНИЕ включен двухпозиционный переключатель, причем выход элемента И соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с вторым входом .блока повторного включения,. а четвертый вход элемента И .через второй элемент НЕ соединен с выходом блока контроля наличия напряжения на линии. Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе 1.Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М., Энергия, 1969, с. 336. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2739707/07, кл. И 02 Н 3/06, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2844011/24-07, кл. Н 02 Н 3/06, 1979. 4.Колонский Т.Е. О дополнительных возможностях трехфазного АПВ на линиях межсистемной слабой связи. : Электричество,.1977, №8, с.74-75.f 5.Стрелков В.М., Фокин Г,Г., Якубсон Г.Г. Контроль напряжения в схемах ТАПВ линий электропередач напряжением J30 кВ и выше. Электрические станции, 1978, 9, с. 58-65.

о

,

-1 1

nl yf

.III