Устройство пуска трехфазного автоматического повторного включения Советский патент 1984 года по МПК H02H3/06 

вход ключа управления, а третий выход - на третий вход первого логического блока И, а второй выход блока

управления выключателем соединен с четвертым входом первого логического блока И.

УСТРОЙСТВО ПУСКА ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ по несоответствию положения ключа управления выключателем и выключателя линии электропередачи, обо рудованной на каждом из концов транс форматором тока, трансформатором нап ряжения, дифференциально-фазной защи той, блоком резервной релейной защиты, быстродействующим реле тока,содержащее блок управления линейным выключателем, включенный между линей ным выключателем и трансформатором тока через последовательную цепь бло ка контроля отсутствия напряжения, блока запрета и быстродействующего реле тока, второй выход которого через блок резервной релейной защиты подключен к втовому входу блока управления выключателем, к которому подключен также первый выход дифференциально-фазной защиты, к первому входу которой подключен второй выход блока резервной релейнбй защиты, а к второму - трансформатор напряжения линии, второй вход блока резервной защиты и первый вход блока контроля синхронности напряжений линии- и шин смежных с линией электропередачи и оборудованных шинным трансформатором напряжения, включенного между выходом блока контроля отсутствия напряжения и первым выходом блока трехфазного автоматического повторного включения, на вход которого включен второй выход блока управления выключателем, а на второй выход - второй вход блока контроля отсутствия напряжения, на третий вход которого включен трансформатор напряжения линии, третий вход блока контроля синхронности напряжений включен на выход трансформатора напряжения шин, о тличающееся тем, что, с целью повышения эффективности трехфазного автоматического повторного включения за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных трехфазных автоматических повторных включений, оно дополнительно содержит четыре логических блока И, два блока выдержки времени, второй блок j OHTpojiR отсутствия напряжения линии, Ьлок контроля наличия напряжения на линии и ключ управления, включенный между входами блока запрета и третьим выходом блока резервной релейной защиты через последовательно включен ные первый логический блок И, первый блок выдержки времени, второй логический блок И, второй блок выдержки времени, третий логический блок-И, причем к второму входу треть его логического блока И подключен второй, вход первого логического блока И и выход второго блока контроля отсутствия напряжения линии, вход которого подключен к выходу трансформатора напряжения линии, который подключен через блок контроля нгшичия напряжения на линии к второму входу второго логическогй блока И, причем . четвертый логический блок И подключен к выходу первого блока выдержки времени, второму вхоДу третьего логического блока И и третьему входу дифференциально-фазной защиты, второй выход которой включен на второ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защи те и автоматике электрических сетей и систем, и предназначено для повышения эффективности трехфазного авто матического повторного включения (ТАПВ). Известен принцип работы устройств ТАПВ на линии электропередачи (ЛЭП), заключаюгдийся в том, что устройства ТАПВ с проверкой синхронизма выполня ются на одном конце линяй с контролем отсутствия напряжения на линии и с контролем синхронизма, а на другом конце - только с контролем наличия синхронизма l , Недостатком этого решения является жесткая последовательность включе ния выключателей линии электропередачи при ее ТАПВ после к.з., заключающаяся в том, что выключатель одно го конца линии всегда включается пер вым, а другого -вторым. При этом, если выключатель одного из концов линии первый раз отключает ток к.з., близкий или лаже равный току его отключающей способности, то повторное автоматическое включение этого выключателя на неустранившееся к.з. существенно утяжеляет условия его ра боты при втором отключении к.з. Такое включение возможно, так как жест кая последовательность включения выключателей линии при ТАПВ не позволяет варьировать место первого начала автоматического повторного вклю чения (АПВ) линии. Известно техническое решение по пуску автоматического повторного включения элемента электрической системы, в том числе ЛЭП. В общем влучае ЛЭП оборудуется на каждом из своих концов трансформаторами тока в каждой из фаз и трансформаторами напряжения. На ЛЭП напряжением 220, 500 кВ И выше устанавливается основная дифференциально-фазная защита и система резервной релейной защиты. При наличии питающих энергосистем по концам ЛЭП устройства ТАПВ линейных выключателей пускаются по несоответствию положения ключа управления линейным выключателем и самого выключателя и контролируют отсутствие напряжения на ЛЭП или синхронизм напряжений линии и шин, смежных с ли нией через линейный выключатель. С ростом мощности-энергосистем уровень токов короткого замыкания (к.з.), отключаемый линейными выключателями, растет:и может приблизиться или даже превысить предельный, нормированный для выключателя ток отключения . Предложено измерять величину тока к.з. в цепи выключателя поврежденного элемента, в том числе и ЛЭП, сравнивать ее с заданной величиной тока, зависящей от фактической отключающей способности выключателя к моменту на повторное включение выключателя. Измерение уровня тока к.з. в цепи выключателя производится с помощью быстродействующего реле тока 2 . Недостатком этого реаения является однозначный отказ от АПВ линии в указанных случаях без учета результатов процесса деионизации дугового промежутка в месте к.з. при снятии напряжения с линии после ее отключения. Известно, что большинство к.з. на ЛЭП 110-500 кВ бывают самоликвидирующимися, поэтому блокировка АПВ вык;шчателя одного из концов линии исключает повторное включение линии в работу в случае устранения к.з. в цикле АПВ. Цель изобретения - повышение эффективности ТАПВ за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных ТАПВ. Указанная цель достигается тем, что устройство пуска трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) по несоответствию положения ключа управления выключателем и выключателя линии электропередачи (ЛЭП), оборудованной на каждом из концов трансформатором тока (ТТ), трансформатором напряжения (ТНЛ) , .цифференциально-фазной защитой (ДФЗ), блоком резервной релейной защиты (БРРЗ), быстродействующим реле тока (БРТ), содержащее блок управления линейным выключателем (ВУВ), включенный между линейным выключателем и ТТ через последовательную цепь блока контроля отсутствия напряжения (БКОН), блока запрета (БЗ) и быстродействующего реле тока (ВРТ), второй выход которого через БРРЗ подключен к второмувходу БУВ, к которому подключен такуе первый выход ДФЗ, к первому входу которой подключен второй выход БРРЗ,

а к второму -.ТНЛ,второй вход БРРЗ и первый вход блока контроля синхронизма напряжений линий и шин (БКР),смежных с линией электропередачи и оборудованных- трансформатором напсяжения, включенного между выходом БКОН и первым выходом ТАПВ, на вход которого включен второй выход БУВ, а на второй выход - второй вход БКОН, на третий вход которого включен ТНЛ, третий вход БКС включен на выход ТНШ, дополнительно содержит четыре логических блока И (БИ), два блока выдержки времени (БВ), второй блок контроля отсутствия напряжения линии (БКОН), блок контроля наличия напряжения на линии (БКНН) и ключ управления (КУ), включенный между входами БЗ и третьим выходом БРРЗ через последовательно включенные первый БИ, первый БВ, второй БИ, второй БВ, третий БИ, причем к второму входу третьего логического блока И подключен второй вход первого логического блока И и выход второго БКОН, вход которого подключен к выходу ТНЛ, который подключен через БКНН к второму входу второго логического блока И, причем четвертый логический блок И подключен к выходу первого БВ, второму входу третьего логического блока И и третьему входу ДФЗ, второй выход которой включен на второй вход КУ, а третий выход - на третий вход первого логического блока и, а второ выход БУВ соединен с четвертым входом первого логического блока И,

На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства пуска трехфазного автоматического повторного включения ЛЭП,

Устройство устанавливается на линии 1 электропередачи, вторая подключается через высоковольтные выключатели 2 и 3 к энергосистемам 4 и 5 соответственно через сборные шины б и 7, Линия 1 оборудована на каждом из концов ТНЛ 8 и ТТ 9, а сборные шины 6 - трансформатором напряжения ТНШ 10, причем выходы ТНЛ 8 и ТНШ 10 включены соответственно на первый и третий входы БКС 11, на второй вход которого включен первый выход ТАПВ 12. Между ТТ 9 и выключателем 2 вклю.чена последовательная цепь из БРТ 13 БРРЗ 14/ ДФЗ 15, БУВ 16, ТНЛ 8 связан с вторым вхсфом БУВ 16 череь ВРРЗ 14. Первый выход БРТ 13 включен на первый вход БУВ 10 через последовательно подключенные ВЗ 17 и БКОН 18, к первому входу БУВ 16 подключается также выход БКС 11. ТАПВ 12 включено между вторым выходом БУВ 16 к вторым входам БКОН 18, Третий выход БРРЗ 14 .включен в цепь последовательно соединенных БИ 19-21 и БВ 22 и 23, причем БИ 22 включен между БИ 19 и20, а БВ 23 - между БИ 20

и 21. Второй вход ВИ г1 подключен к второму входу БИ 19 и выходу БКОН 24, вход которого включен к выходу ТНЛ 8 непосредственно и второму входу БИ 20 через БКНН 25. Би 26 включен между первым входом БИ 20 и третьим входом ДФЗ 15, а к второму входу БИ 26 подключен выход БКОН 24. КУ 27 включен между выходом БИ 21 и входом БЗ 17, к второму входу КУ 27 включен второй

0 выход ДФЗ 15, третий выход которого соединен с третьим входом БИ 19, четвертый вход которого включается к второму выходу БУВ 16. Второй вход ДФЗ 15 соедшнен с выходом ТНЛ 8.

5 Короткие замыкания на ЛЭП 1 обозначены 28-30, а зоны ЛЭП, в пределах которых возникают эти к.з., обозначе ны соответственно 31-33.

Устройство, аналогичное описанноiviy, устанавливается также и на другом конце ЛЭП 1 у выклвочателя 3, На устройствах обоих концов ЛЭП 1 включены как цепь БКОН 18, так и цепь БКС 11. Выдержки времени устройств ТАПВ 12 обоих концов ЛЭП 1 должны

5 несколько отличаться.

Рассмотрим работу устройства для |случая выд;ержки времени ТАПВ 12 со стороны выключателя 2 равной 4 с, а с другой стороны ЛЭП 1 - 2 с.

0

При к.з. 28 в зоне 31 выключатель 2 отключает ток к.з., близкий или на 5-10% превышающий его отключающую способность,аналогично происв ходит для выключателя 3 при к.з. 30

5 в зоне 33. Отключение тока к.з., близкого при несколько превышающего нормированный для выключателя ток отключения, yxysjuaeT условия его функционирования. no3TON y особенно

0 целесообразно исключить возможность в малом интервале времени повторного отключения таким выключателем значительного тока к.з. в случае, неуспешного ТАПВ ЛЭП 1. Это можно сделать, начиная ТАПВ ЛЭП 1 С конца, наиболее

5 удаленного от точки к.з. При этом даже в случае неликвидировавшегося к.з. выключатель, которым производилось опробование ЛЭП 1, будет отключать ток К.З., ограниченный реактив0ностью линии. При неуспешном однократном ТАПВ линия отключается и больше автоматически не включается.

Итак, при к.з. в зоне 31 целесо5образно начинать ТАПВ ЛЭП 1 со стороны выключателя 3, а при к.з. в зоне 33 - со стороны выключателя 2, так как при этом исключается повторное включение на возможное неустранив0шееся к.з. выключателя, первый раз уже отключившего большой ток к.з.

При возникновении к.з. 28 в зоне 31 по информации от ТТ 9 срабатывает БРТ 13, а по информации от ТТ 9 и ТНЛ 8 срабатывают БРРЗ 14 и ДФЗ 15,

5 два последних блока воздействуют на отк почение выключателя 2 через его БУВ 16, Срабатывание БРТ 13 при к.з 5этой зоне происходит в результате того, что ток к.з,, протекающий по выключателю 2, близок или превышает отключающую способность выключателя 2, Поэтому от БРТ 13 через БЗ 17 идет сигнал запрета подачи команды включение выключателя 2 по цепи ВКОН 18, и выключатель 2 может быть автоматически включен только после опробования ЛЭП 1 при ТАПВ выключателя 3, появления напряжения и рабо гы ТАПВ 12 по контролю синхронизма линейного напряжения и напряжения шин 6 с помощью БКС 11. Контроль не соответствия положения выключателя 2 и его ключа управления реализуется с помощью БУВ 16, и сигнал от этого блока идет на вход ТАПВ 12. Аналогичная последовательность действия имеет место при к.з. 30 в зоне 33, когда блокируется пуск ТАПВ этого конца линии по цепи БКОН 18 и разрешается ТАГ 3 выключателя 3 только по цепи блока БКС И того же конца линии. При к,з. 29 в зоне 32 ограничения по функционированию выключателей 2 и 3 не вводится, но учитывается требование ПУЭ об однократном ТАПВ ЛЭП 1 в случае неликвидировавшегося в паузу АПВ к.з, В соответствии с принятыми вьщержками времени ТАПВ на ЛЭП 1 после отключения линии ее защиты первым от ТАПВ подается напр женив на линию выключателем 3, ТАПВ которого контролирует отсутствие напряжения на линии и имеет выдержку времени 2с, т.е. меньшую, чем устройство ТАПВ 12 выключателя 2 (4с). Если ТАПВ ЛЭП 1 было успешным, то выключатель 2 включится от ТАПВ 12 по цепи БКС 11 как обычно. Если включение ВЗ было неуспешным на неустранившееся несимметричное К.З., то на линии ЛЭП 1 кратковремен но появится напряжение на одной или дух фазах, что фиксируется БКНН 25 со стороны выключателя 2. Это напря жение пропсщает после отключения ЛЭП 1 выключателем 3. Со стороны -выключателя 2 при этом ТАПВ будет запрещено по цепи БКОН 18 по следующей причине, Уже при возникновении к.з 29 и его отключении выключателями 2 и 3 от устройств релейной защиты ЛЭП 1 на вход БИ 19 поступает четыре сигнала: от БРРЗ 14, ДФЗ 15, от БУВ 16 06отключении выключателя и от БКОН 24 об отсутствии на каждой из трех фаз линии линейного напряжения. Пос ле этого на выходе БИ 19 формируетс сигнал и поступает в БВ 22, где задерживается на время около 2 с (что соответствует примерно времени, необходимому для включения выключателя 3 от своего ТАПВ). Затем сигнал от БВ 22 поступает на вход БИ 20, на второй вход которого в случае неликвидировавшегося несимметричного к.з, 29 на ЛЭП 1 от БКНИ 25 поступает также и второй сигнал. При их совпа,цении на выходе БИ 20 появляется сигнал,который после прохождения через БВ 23- и задержки здесь приблизительно на 1 с .поступает на вход БИ 21, на второй вход которого поступает также сигнал от БКОН 24 в случае отключения ЛЭП 1 выключателем 3 после его неуспешного ТАПВ и исчезновения напряжения на линии. При совпадении сигналов на входе БИ 24 с его выхода через КУ 27 идет сигнал, блокирующий после прохождения через БЗ 17 цепь пуска ТАПВ вык пючателя 2 через ВКОН 18, и таким образом запрещается БАПВ выключателя 2, ТАПВ выключателя 2 по цели БКС 11 также не будет по причине отсутствия линейного напряжения. Если к.з. 29 было трехфазным неустраняющимся, то после включения от ТАПВ выключателя 3 с выдержкой времени 2с по цепи БКОН напряжение на ЛЭП 1 у выключателя 2 не появится. В этом случае при появлении на выходу БВ 22 сигнала он поступит на вход БИ 26, на второй вход которого поступит сигнал с выхода БКОН 24, и при свопадении во времени этих сигналов с выхода БИ 26 пойдет команда на вход ДФЗ 15, где запускается высокочастотный приемопередатчик этой защиты. При этом запуске в линию пойдут ВЧ сигналы, которые, отражаясь от трехфазной эакоротки на линии, вернутся к концу ЛЭП 1, к выключателю 2 и поступят в приемник защиты ДФЗ 15. По получении отраженных сигналов с выхода блока ДФЗ 15 пойдет сигнал через КУ 27 на вход блока запрета БЗ 17, и ТАПВ 12 выключателя 2 по цепи БКОН 18 запретите я. Включенное состояние цепей БКОН по кнопкам ЛЭП 1 позволяет иметь ТАПВ линии в случае поломки и отказа аппаратуры БКОН ТАПВ на одном из концов линии. Блок КУ 27 может быть выполнен на основе традиционного переключателя и позволяет оперативно в случае необходимости вывести предлагаемое устройство из действия. Блоки И 19-21 и 26 и БВ 22 и 23 являются стандартньпли логическими блоками И и Время, выпускаемыми на базе полупроводниковых элементов. Блоки БКНН и БКОН также традиционйы и контролируют соответственно наличие хо-гя бы одного из трех фазных. напряжений линии или полное отсутствие напряжения на любой из фаз линии.

В связи с ростом мощности энергог объединений и усилением связей между отдельными их частями уровень максимальных токов к.з. постоянно растет. Такой рост может быть постеп енным, и уровень тока к.з. приходит к пределу отклоняющей способности выключателя

также постепенно. Поэтому превьЕпение максимальных расчетных TokoB к.з. под отключающей способностью выключателей в пределах 10-20% встречается весьма часто в сетях 110 кВ и выше.

Предлагаемая система организации ТАПВ на ЛЭП с двухсторонним питанием позволит использовать выключатели в упомянутых условиях по токам к.з.