Устройство для блокирования включения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателями с емкостными делителями напряжения на контактах Советский патент 1983 года по МПК H02H11/00 

Изобретение относится к релейно защите электрических сетей и может быть использовано для предотвращения подключения к сети короткозам кнутых шин. Известно устройство для выявления, короткого замыкания (к.з. ) в отключенном энергообъекте, осуществляющее блокирование его йключения в сеть, оно содержит источйик зонди руклдих сигналов, который через специальную сопрягающую аппаратурупод ключается к контролируемому энергообъекту, измерительный орган, выявляющий наличие к.з , по фазе или амплитуде зондирующих сигналов и исполнительный орган Cll. I eдocтaткaми известного ус;гройс ва являются значительная сложность потребность для реализации в специа ной высоковольтной аппаратуре. Кром того, представляется затруднительным его использование на шинах электрических станций и подстанций, оборудованных широко распространенными воздушными выключателями с емкостными делителями напряжения на контактах. В этом случае на отключенные шины через емкости, шунтирующие разомкнутые контакты отделителя, поступает напряжение, которое может достигать 60% номинального значения. Поэтому подключение низковольтной аппаратуры через отключенный от земли , .-заземляющий нож разъединителя без специал гных . защитных и согласующих устррйств недопустимо j Hai;f6oJjee близким к изобретении по технической сущности является устройство для блокирования йключения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателями с емкос ными делителями напряжения на контактах. В устройство к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, первичйая обмотка которого подключена к контролируемым .шинам, подключены фильтр напря;жения прямой и фильтр напряжения об ратной последовательностей. Выход первого из них через первую цепочку, состоящую из последовательно соединенных выпрямителя, порогового элементар расширителя импульсов и логического элемента НЕ, подключен к первому входу логического элемента ИЛИ,а выход второго через вторую цепочку, состоящую из последователь но соединенных выпрямителя, порогового элемента и расширителя импульсов - к второму входу логического элемента ИЛИ, к выходу которого подключены соединенные последовательно элемент времени с задержкой на срабатывание, исполнительный эле мент и блок формирования сигнала на включение выключателя, производящего опробование шин С2 J. Недостатком известного устройства является снижение устойчивости функционирования при Нсшичии наведенных напряжений в первичных и вторичных цепях трансформа1ора напряжения. В этом случае на исправных шинах нарушается симметрия векторов фазных напряжений и появляется некоторое отличное от нуля значение напряжения обратной последовательности. Влияние наведенных напряжений особенно велико в режиме оперативного опробования шин, когда собрана схема одного присоединения, а разъединители в цепях остальных присоединений отклю-г чеиы. При этом суммарная емкость делителей минимальна, а следовательно остаточное напряжение на исправных ишн ах имеет наименьшее значение, составляющее от 4 до 10% номинального, значения. Кроме того, известное устройство имеет низкую чувствительность, ограНичивающую область его применения. Это вызвано тем, что уровень остаточных напряжений может колебаться э широких пределах в зависимости от соотношения емкости шин и емкости конденсаторов, составляющих делители напряжения выключателя. Наименьшее значение остаточного напряжения наблюдается в режиме оперативного включения шин (минимальный режим). Наибольший уровень остаточного напряжения (максимальный режим) jjMeeT место перед повторным вклю- чением в режиме автоматического повторного включения (АПВ|, так как в этом режиме разъединители всех присоединений находятся во включенном состоянии, и емкости .делителей)напряжения всех выключателей суммируются. Отличие напряжений в минимальном и максимальном режимах,в эависийости от числа подключенных к шинам выключателей, может достигать 10-20 раз . Чувствительность известного устройства определяется соотношением между значением небаланса напряжения обратной последовательности в максимальном режиме при исправных шинах, от которого необходимо отстроиться, и значением напряжения обратной последовательности при двухфазных к.з. в минимальном режиме Уровень небаланса обусловлен разбросом емкости фаз шин на землю, отличием параметров конденсаторов, в емкостных делителях напряжения и рядом других факторов и может достигать 10% от фазного напряжения. Поэтому уже при наличии на шинах 8-10 выключателей напряжение небаланса может превысить значение напряжения обратной последовательности, в результате чего чувствительность устройства окажется недостаточной для шин с большим числом выключателей.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для блокирования г ключения-на короткое замыкание ин, оборудованных выклюхателями с емкостными делителями напряжения на контактах, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подк/иоченный к датчикам фазных напряж$ннй, блок формирования сигнала на : включение выключателя, исполнитель-т ный орган, а также последовательиЬ . соединенные орган сравнения, элемёНг выдержки времени и логический эле- ; ент НЕ, введены трн дифференциальных усилителя, миниселектор и логиеский элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формирования сигнала на включенне выклюателя, второй вход - к выходу логи ческого элемента НЕ, а.В1ых.од - к исполнительному органу, причем входы иниселектора подключены к выходам датчиковФазных напряжений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к входу органа сравнения а выходы датчиков фазных напряжений опЪлнительнЬ попарно подключены к входам .дифференциальных усилителей,

На чертеже Приведена фунцирнальная схема предлагаемого устройства. отключенных выключателях 1 шины 2 сохраняют связь с энергосистемой 3 через емкостные делите- ли 4 напряжения, шунтирующие разомкнутые контакты отделителей 5. Напряжение на шинах 2 через измерительный преобразователь б напряжения и датчики 7 - 9 фазных напряжений поступает на дифференциальные, усилители 10 - 12 и на входы мини-. селектора 13, который бсущест.вляёт выделение наименьшего из входных напряжений. Дифференциальные уси- Г лители to - 12 формируют сигнал, пропорциональный разности входных напряжений. Следовательно на входы миниселектора 13 поступают фазные и междуфазные напряжения, имеющиеся на контролируемых шинах. Орган 14 срсшнения срабатывает, если входное напряжение меньше заданного установкой. Элемент 15 выдержки .времени с задержкой на срабатывание служит для исключения излишных срабатываний при кратковременных снижениях напряжения на шинах, не связанных с наличием на них устойчивого к.з. Логический элемент НЕ 16 и блок 17-формирования сигнала на включение выключателя подключены через логический элемент И 18 и

исполнительный орган 19 к выключателю 1.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии к.з. на отключенных шинах имеется остаточное напряжение, поступающее через конденсаторы и составляющее в .минимальном режиме не менее 4% от номинального значения. Выбором коэффициенг тов передачи усилителей 10 - 12 обеспечивается равенство действующих значений всех напряжений, поступающих на входы миниселектора 13 при исправных шинах. Уставка 5 органа 14 срав{1ения выбирается ниже этого минимального значения по условию отстройки от ЭДС, наводимых в первичных и вторичных цепях преобразователя 6 напряжения, что 0 составляет примерно 1-2% от номингшьного значения. Поэтому при исправных шинах орган 14 ср.авнениЯ находится в несработаняом состоянии, и на первый вход логического элемеН5 та И 18 поступает сигнал 1, разрешая срабатывание исполнительного органа 19. При наличии на отключенных шинах 2 любого вида к.э. одно из напр1{жений, поступающих на вхоQ ды миниселектора 13, снижается . практически др нуля, ввиду чего срабатывает орган 14 сравнения и че-г рез время порядка 0,2 с, определяемое уставкой элемента 15 выдержки времени, на первый вход логического элемента И 18 поступает сигнал О, блокирующий прохождение команды от блока 17 на включение выключа еля 1.

Ввиду того, что сопротивление . 0 конденсаторов составляет не менее 500 кОм, переходное сопротивленце в месте к.з.практически не оказывает влияния на значение остаточного напряжения в поврежденных фазах, 5 что обуславливает высокую чувствительность устройства и возможность применения на шинах с неорганиченным числом присоединений.

Эффективность выявления к .3. обес50 печивается также тем, что проверкаизоляции производится достаточно высоким напряжением, поступающим на обесточенные шины через емкостные делители из высоковольтной -с сети.

Применение устройства позволяет сократить число таких тяжелых, особенно пр условию сохранения устойчивости системы, аварийных режимов, какими являются к.з. на ° шинах, увеличить срок службы основного энергооборудования и повысить надежность электроснабжения потребителей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ,ШИН, ОБОРУДОВАННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЕМКОСТНЫМИ ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ, содержащее измерительный преобразовательнапряжения, подключенный к датчикам фазных напряжений, блок формирования сигнала на включение выключателя исполнительный орган, а также последовательно соединенные орган сравнения, элемент выдержки времени и логический элемент НЕ, о т ли ч а ю вд е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены три дифференциальных усилителя , мнниселектор и логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формирования сигнала на включение выключателя, второй вход - к выходу логического 1&) элемента НЕ, а выход - к исполнительному органу, причем входы миниселектора подключены к выходам датчМ f ков фазных напряжений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к входу Органа сравнения, а вы;ходы датчиков фазных напряжений дополнительно попарно подключены к. О СП входам дифференциешьных.усилителей. 00 ьэ