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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем. Автоматическое повторное включение (АПВ) является весьма эффективным средством повышения надежности райоты энергосистем и их объединений. Известны устройства, которые одновременно используются для осущест вления АПВ как питающих присоедииеНИИ (линий электропередач и трансформаторов) так и сборных шин. При возникновении поврезвдения на шинах в результате срабатывания их релейной защиты производится отключение выключателей всех питающих ши ны присоединений. Повторная подача напряжения на шины осуществляется путем АПВ выключателя одного из наперед выбранного питающего присоеди нения. АПВ этого выключателя производится лишь при отсутствии напряже ния на шинах и наличии напряжения на присоединении. Предусматривается также автоматическая сборка схемы ко1 а4утации. шин предаварийного режим после их успешного АПВ. Такое восстановление первоначальной схемы се ти; осуществляется -путем АПВ выключателей всех остальных отключавшихся присоединений. АПВ этих выключателей производится с контролем синхронизма между напряжениями присоединения и шин. Известно устройство, содержащее реле сдвига фаз (РСФ), максимальнее реле напряжения (МРН), элемент ЗАДЕР КА НА СРАБАТЫВАНИЕ (ВС) и логический элемент И. Первый и второй измерительные входы РСФ подключены соответ ственно к одноименным фазным выходам измерительных трансформаторов напряжения присоединения и шин, выход эле мента ВС подключен к включающей цепи выкхпочателя, первый, второй и тре тий входы и выход элемента И подключены соответственно к выходам блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, МРН и РСФ и входу элемента ВС. Вход МРН соединен с первым измерительным входом РСФ llj; Если после успешного автоматического повторного включения шин (АПВШ) выключателем одного из питшощих присоединений предусматривается осущест вление ТАПВ-КС всех других питающих присоединений, то известное устройст во должно устанавли)ваться на всех остальных питающих присоединениях. При этом йыдер}кки времени элементов ВС в устройствб1х АПВ этих присоединений необходимо выбирать различными (со ступенью л 0,25 с) чтобы не допустить одновременного включения больгоого числа выключателей и неизбежной при этом перегрузки аккумуляторной батареи. На подстанциях с большим числом питгиощих присоединений применение этого устройства приводит к существенному возрастанию длительности цикла АПВ не только при повреждениях на шинах, но также и при коротких замыканиях (КЗ) на линии. Следствием увеличения выдержки времени элемента ВС является значительное уменьшение значения скольжения, при котором разрешается осуществление ТАПВ-КС. В результате этого в ряде случаев ТАПВ-КС может вообще не произойти. Таким образом, основной недостаток указанного устройства, которое является базовым объектом-большое время срабатывания и обусловленное этим снижение эффективности ТАПЕ . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) выключателя, посредством которого линия электропередачи, оборудованная измерительным трансформатором напряжения и оснащенная релейной защитой, подключена к шинаи«1 с измерительным трансформатором напряжения, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй измерительные входы которого предназначены для подключения к одноименным фазньш выходам измерительных трансформаторов напряжения линии и шин, первый и второй блоки наличия симметричного напряжения, 1ВХОДЫ которых предназначены для под|ключения соответственно к выходам измерительных трансформаторов линии и шин, элемент Иг первый вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, выходы первого и второго блоков наличия сикилетричного напряжения соединены соответственно со вторым входом элемента К и входом элемента ЗАДЕРТИСА НА СРАВАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента И, а выход элемента И соединен с пусковым входом органа контроля синхронизма, выход которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя t 2 1. В соответствии с современной практикой все линии с двусторонним питанием оснгицаются быстродействующей высокочастотной защитой, при срабатывании которой выключатели по концам линии отключаются практически одновременно. Это позволяет на первом конце линии 110-500 кВ осуществлять ускоренное ТАПВ с бестоковой паузой порядка 0/3 с. Очевидно, что излишнее замедление пуска ОКС и излишнее увеличение длительности пслного цикла ТАПВ питающих линий имеет. место при п 7 3, где п- число линий, НЕ крупных узловых подстанциях к шинам может подключаться до восьми питающих присоединений, причем, как правило, после успешного АПВ шин сначала подключаются трансформаторы, а затем линии. Это означает, что на питающих линиях пуск ОКС может замедляться на время, составляющее от 0,2 с (дляh 3) до 1,45 с (для h. 8) . Замедление пускаповышает вероятность нарушения условий синхронизма и может привести к тому, что ТЛПВ-КС н-а втором конце линии произойдет лиш после одного или нескольких проворотов ЭДС разделившихся энергосистем либо после осуществления мероприятий противоаварийной автоматики. Оно может в ряде случаев не произойти вовсе л особенно при большом порядковом номере очередности включения данного присоединения. Можно показать, что аналогичное возрастание и без того большой длительности полного разрыва электропередачи происходит и тогда, когда линия отключается в результате срабатывания медленно действующей резервной защиты, а на первом конце линии осуществляется ТАПВ с контролем отсутствия напряжения на ней, Таким образом, недостатком устро1|1ства-прототипа является большое время действия после,успешного ТАПВ противоположного конца линии, подключенной к шинам с большим числом питаювдах присоединений Цель изобретения - ускорение действия устройства после успешного ТАПВ противоположного конца линии. Поставленная цель достигается тем, что устройство для трехфазного автоматического, повторного включения (ТАПВ) выключателя, посредством которого линия электропередачи, обо рудованная измерительным трансформа тором напряжения и оснащения релейно защитой, подключена к шинам с измери тельным трансформатором напряжения, содержащее орган контроля синхрониз ма, первый и второй измерительные входы которого предназначены для подключения к одноименным фазным выходам- измерительных трансформаторов напряжения линии и шин,- первый и второй блоки наличия симметричног напряжения, входы которых предназначены для подключения соответствен к входам измерительных трансформато ров напряжения линии и шин, первый элемент И, первый вход которого пре назначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выклю чателя и его ключа управления, выхо ды первого и второго блоков наличия симметричного напряжения соединены соответственно со вторым входом первого элемента И и входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, а ВЫХОД первого элемента И соединен с пусковым входом органа контроля синхронизма, дополнительно содержит второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем третий вход, -первого элемента И соединен со входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, первые ВХОДЫ первого элемента ИЛИ и второго элемента и предназначены для подключения собственно к выходу релейной защиты линии и выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЬВАНИЕ соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом органа контроля синхронизма, а выход предназначен для подключения к включгиощей цепи выключателя. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Посредством выключателя 1 линия 2с измерительным трансформатором 3напряжения подключена к шинам 4 с измерительным трансформатором 5 напряжения. Линия 2 оснащена релейной защитой 6, а выключатель 1 блоком 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а также устройством 8 для трехфазного автоматического повторного включения. Устройство 8 содержит . орган 9 контроля синхронизма (ОКС), первый 10 и второй 11 блоки контроля наличия симметричного напряжения, 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы И, первый 16 и второй 17 . элементы ИЛИ. Блоки 10 и 11 контроля наличия симметричного напряжения могут выполняться с использованием различных сочетаний полных фазных или линейных напряжений и их симметричных составлявоащх. Предпочтительным, является использование одного из фазных или линейных напряжений и напряжений обратной и нулевой последовательности f2Q. В этом случае каждый из указанных блоков подключается к вторичным обмоткам соответствующего трансформатора напряжения, соединенным в звезду и в разомкнутый треугольник. Первый и второй измерительные входы ОКС служат для подключения к одноименным фазным выходам измерительных трансфоцялаторов напряжения 3 линии и 5 шин. Входы блоков 10 и 11 наличия симметричного напряжения служат для подключения соответственно к выходам измерительных трансформаторов напряжения линии 3 и шин 5. Первый вход элемента 16 ИЛИ подключен к выходу релейной защиты €, первые входы элементов 13 и 14 И соединены между собой и подключены к выходу блока 7 несоответствия положеНИИ выключателя и его ключа управления. Второй вход элемента 13 И соединен с выходом блока 10 наличия симметричного напряжения на линии. Вход элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ соединен с третьим входом элемента 13 И и подключен к выходу блока 11 наличия симметричного напряжения на шинах. Второй вход элемента 16 ИЛИ соединен с первым входом элемента 17 ИЛИ и подключен к выходу ;. элемента 14 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 16 ИЛИ. Выход элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ соединен со вторым входом элемента 17 ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента 15 И Выход элилента 13 И соединен с пусковым входом органа 9 контроля синхронизма, выход которого соединен с вторым входом элемента 15 И. Выход последнего подключен к включающей цепи выключателя 1.

В нормальном режиме, когда выключатели всех присоединений, в том . числе и выключатель 1, вк/ночены, на ишнах 4 и на линии 2 имеется симметричное эксплуатационное напряжение. Вследствие этого блоки 10 и 11 контроля наличия симметричного напряжения и элемент 12 ЗАДЕРЖКА.НА.СРАБАТЫВАНИЕ находятся в положении после срабатывания. На измерительных входа органа 9 контроля синхронизма имеются синхронные синфазные напряжения. Однако эфот орган не срабатывает,

так как на его пусковом входе отсут:ствует сигнал. Последнее определяетс тем, что не срабатывает трехвходовый элемент 13 И/ поскольку сигналы имеются только на втором и третьем et входах.

При возникновении КЗ на шинах 4 происходит возврат блоков 10 и 11 наличия симметричного напряжения и элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ В результате действия релейной защиты шин отключаются выключатели всех питающих присоединений, в том числе и выключатель 1. Одновременно с этим происходит срабатывание

блока 7 несоответствия положений включателя и его ключа управления, вследствие чего появляются сигналы, „ на первых входах элементов 13 и 14 И После отключения выключателя 1 на яи

НИИ восстанавливается симметричное pai6o4ee напряжение и происходит повторное срабатывание блока 10, вследствие чего появляется сигнал и на втором входе элемента 13 И.

В случае успешного АПВ шин выключателем одного иэ питающих присоединений на шинах 4 появляется симметричное рабочее напряжение, вследствие чего происходит повторное срабатывание блока 11 и появляется сигнал на входе элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТШАНИЁ и на третьем входе элемента i3 И, который срабатывает н подает сигнал на пусковой вход органа . 9 контроля синхронизма. Если условия синхронизма не нарушались, то СЖС 9 также срабатывает и подает сигнал на второй вход элемента 15 И. Однако элемента 15 И срабатывает и подает сигнал на включающую цепь выключателя только по истечении выдержки времени элемента 12 ЗАДЕРЖКА 1{АСРАВАТЩАНИЕ, когдапоявится сигнал на втором входе, а следовательно и на выходе элемента 17 ИЛИ.

Вьвдержка времени элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ определяет очередность включения данного выключателя после успешного АПВ (опробования) шин 4.

Аналогичным образом происходит поочередное ТАПВ-КС выключателей всех других питающих присоединений. При КЗ на линии 2 также происходит возврат блока 10/ причем возможен возврат, особенно при близких КЗ, также и блока 11 и элемента 12 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ. В результате срабатывания релейной защиты 6 появляется сигнал на первсял входе и выходе эл чента 16 ИЛИ и на втором входе элемента 14 К, а на обоих концах линии 2 отключаются выключатели, одновременно с этим срабатывает блок 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления, вследствие чего появляются сигнгшы на первых входгис элементов 13 и 14 И. После отключения выключателя 1 на шинах 4 восстанавливается рабочее напряжение, вследствие чего повторно срабатывает блок 11 наличия симг атричного напряжения и появляется ИГИ4Л на третьем входе элемента , 13 И. Поскольку появляются сигналы на обоих входгис элемента 16 ИЛИ и на втором входе элемента 14 И, последний срабатывает и подает сигвал на первых входах элемента 16 ИЛИ. то обеспечивает надежную фиксацию рабатьюания релейной защиты 6, а лед(ателънОг и элемента 14 И на се время до возврата блока 7, посольку возврат релейной згшшты 6 рсжсходЕ|ит всегда заведомо позже варийного отключения выключателя 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГО-АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕ- НИЯ (ТАПВ) выключателя, посредством которого линия электропередачи, оборудованная измерительным трансформатором напряжения и оснащенная релейной защитой, подключена к шинс1м с измерительным трансформатором напряжения, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй измерительные входы которого предназначены для подключения к одноименным фазным выходам измерительных трансФорматоров напряжения линии и шин, первый и второй блоки наличия симметричного напряжения, входы которьпс предназначены для подключения соответственно к выходам измерительных трансформаторов напряжения линии и шин, первый элемент И, первый вход Г ,in-. ; . .t..v.,l,;,:.. V II ... , g U - ThSifi iCfaj ,. которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, выходы первого и второго блоков наличия симметричного напряжения соединены соответственно со вторым входом первого элагента И и входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход первого элемента И соединен с пусковым входом органа контроля синхронизма, отличающееся тем, что, с целью ускорения действия после успешного ТАПВ противоположного конца линии, оно дополнительно содержит второй и третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, причем третий вход первого элемента И соединен с входом элемента (Л ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, первые входЕ первого элемента ИЛИ и второго элемента И предназначены для подключения соответственно к выходу релейной защиты линии и выходу блока не- з соответствия положений выключателя и его ключа управления, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с пераьал входом второго элемента И, втооо рой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход элемента 4; ЗАдаРЖКА НА СРАБАТШЛНИЕ соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединён с первым третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом органа контроля синхронизма, а выход лредназвачен для подключения к включающей Цепи выключателя«