Способ автоматического пофазного отключения высоковольтной линии электропередачи Советский патент 1984 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты и автоматизац.ии линий электропередач. Автоматическое повторное включение (АПВ) линий электропередач (ЛЭП является одним из наиболее эффективных средств повышения надежности функционирования электроэнергетичес ких сийтем. Особенно эффективно AIIB при возникновении однофазных коротких замыканий (к.з.) составляющих весьма ЗНачительную часть (до 95%) общего числа к.з. и носящих в большинстве случаев Сдо 70%) неустойчивый дуговой характер. При устойчивых повреждениях, как правило, остаются отключенными все три фазы в течение времени поисков места повреждения и ремонта линии, что влечет за собой длительное обесточение потребителя и большой аварийный недоотпуск электроэнергии. Между тем немедленный переход на работу двумя фазами позволил бы в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью в большинстве случаев во много раз сократить длительность обесточения линий и недоотпуск элек троэнергии потребителям. Поэтому -в настоящее время рекомендуется переводить действующие ЛЭП на пофазное АПВ (ОАПВ), а в тех случаях, где позволяют местные условия, осуществлять мероприятия по автоматическом переводу ЛЭП на работу с двумя Фазами при неуспешном действии ОАПВ 13. Известно также, что повышению на дежности электроснабжения потребителей и надежности функционирования высоковольтных ЛЭП способствует уве личение кратности АПВ головных выкл чателей. Однако при этом увеличивается время восстановления отключа щей способности выключателей, что приводит к необходимости увеличиват бестоковые паузы, а следовательно, и перерыв питания потребителей. Кро ме того, выключатели часто работают на пределе отключающей способнос ти, а при неудаленных к.з. с недостаточной отключамцей способностью.Поэтому осуществление многократного (двухкратного и выше) АПВ на устойчивые повреждения увеличивает вероятнофть отказа выключателя С23. Однако всевозрастающие требования к надежности функционирования электроэнергетических систем и повьлшеиие категорийности потребителей диктуют необходимость перевода ЛЭП в сетях с заземленными нейтралями на ОАПВ. с автоматическим переводом на работу с двумя фазами в случае устойчивых однофазных к.з. (I). В болыаинствё случаев в линиях установлены трехфазные выключатели, поэтому реализация указаний (I) потребует дополнительных -затрат на замену выключателей и перестройку схем АПВ. Повышение надежности электроснабжения за счет увеличения кратности АПВ головных выключателей 41иний делает необходимом увеличение длительности бестоковых пауз во втором и тем более в третьем циклах АПВ для восстановления отключающей способности, а следовательно, и времени перерыва питания потребителей при успешном последнем АПВ. При неудаленных устойчивых к.з. увеличивается вероятность отказа выключатея при выполнении многократных коммутаций сверхтоков из-за недостаточной отключающей способности выключателя. Но, с другой стороны, отказ от увеличения кратности АПВ часто приводит к еще большему снижению надежности электроснабжения, ем при многократном АПВ с учетом ненадежности выключателя, так как в довольно значительном проценте случаев успешным бывает именно второе, а иногда и третье АПВ. Кроме того, применение многократных АПВ линий приводит к увеличению затрат на эксплуатацию выключателей за счет уменьшения межремонтного, периода и необходимости более частых ревизий. Поскольку ресурс современных выключателей невелик, увеличение кратности АПВ, как способ увеличения надежности электроснабжения, находит ограниченное применение. Так трехтактное АПВ в энергосистемах практически не применяется, а область применения двухкратного АПВ невелика. Целью изобретения является экономия ресурса выключателя на отключение сверхтоков, уменьшение длительности бестоковой пазуы в п-м цикле ТАПВ. I Поставленная цель достигается тем, что в электропередаче, снабженной линейиыми шлключателями и устройством трехфазного автоматического повторногр включения (ТАПВ), при котором от сигнала згициты отключают поврежденную линию и в течение п-циклов повторно включают, ее, после отключения выключателя в п-ную бестоковую паузу ТАПВ последовательно с линейным выключателем во все три фазы вводят плавкую вставку, а затем -включают линию в п-ный раз. На линиях электропередачи, головные выключатели которых не имеют пофазного управления, автоматическое пофазное отключение обеспечивается при трехфазном автоматическом повторном включении.

На чертеже представлена; структурная схема примера реализации предлагаемого способа.

Система состоит Из включенных последовательно линейного разъединителя 1, имеющего дистанционный привод, и силового выключателя 2. Посредством этих коммутационных аппаратов высоковольтнай линия в рабочем режиме соединена с шинами узловой подстанции 3. Блок-контакт выключателя 2 подключен ко входу устройства п-кратного ТАПВ 4, выходы которого с первого по (п-1) соединены с управляющим входом выключателя 2 включить. Вторичная обмотка измерительного трансформатора 5 подключена к устройству релейной защиты 6, которое своими выходами соединено с управляющим входом выключателя 2 отключить. Кроме того, система содержит второй разъединитель 7 с дистанционным приводом, высоковольтные плавкие предохранители 8 и конъюнктор 9. Второй разъединитель 7 и предохранители 8 соединены между собой последовательно, причем предохранители содержатся во всех трех фазах, и эта цепь соединена параллельно с линейным разъединителем 3. В рабочем режиме разъединитель 7 отключен и цепь разъединитель 7 предохранители 8 разомкнута. Первый вход конъюнктора 9 соединен с п-м выходом устройства п-кратного ТАПВ 4, который соединен также и е управляющим входом линейного разъединителя 1 отключить и с управляющим входом второго разъединителя 7 вклчить. Второй вход конъюнктора 9 соединен с блок-контактом отключен линейного разъединителя 1, а третий вход - к блок -контакту второго разъединителя 7 включен. Выход конъюнктора 9 соединен с управляющим входом выключателя 2 включить

Работу систе1 ы управления ЛЭП, целесообразно рассмотреть при наиболее частом виде повреждений однофазным К.З., большая часть Которых наносит неустойчивый дуговой характер и самоликвидируется в течение бестоковой паузы первого цикла АПВ, при осуществлении которого восстанавливается нормальная работа ЛЭП.

ЕСУ1И к.з. устойчивое, система управления ЛЭП обеспечивает автоматический перевод линии на работу по схеме, две фазы - земля.

Система функционирует следующим образом.

При возникновении в линии к.з. срабатывает защита линии б и отключает выключатель 2. При. этом приходит в действие устройство ДИВ 4 и

происходит первое включение выключателя 2. Если к.з. устойчивое, то вновь срабатывает защита линии б и отключает выключатель 2 второй раз, а устройство АПВ 4 с заданной

выдержкой времени производит второе включение выключателя 2 и, если оно не успешное, то после отключения выключателя в бестоковую паузу третьего цикла АПВ по сигналу с третьего

выхода устройства АПВ 4 производится . переключение разъединителей: линейный разъединитель 1 отключается; второй разъединитель 7 включается. После срабатывания конъюктора 9,

контролирующего фактическое выполнение трех условий: наличие сигнала на третьем выходе устройства АПВ 4, разъединитель 1 отключен, разъединитель 7 включен, подается .команда

на осуществление третьего циклаАПВ выключателя 2.

Если к.з. самоустранилось, то электропередача по линии 10 восстанавливается, а разъединители возвращают в исходное положение. Если третий цикл АПВ так же неуспешен как и первые два, то под воздействием тока к.з. испаряется плавкая вставка предохранителя 8 поврежденной фазы, а электроснабжение осуществляется по двум останиимся в работе неповрежденным фазам ЛЭП.

.

Таким образом за счет включения, в течение третьей бестоковой паузы, плавких предохранителей в каждую фазу линии при помощи переключения разъединителей 1 и 7 и организации рассмотренных выше связей конъюнктора 9 с цепями управления и блокконтактами -обоих разъединителей, удается обеспечить результируняций эффект ОАПВ при устойчивом однофазном к.з. на линии. При любом другом виде к.з, система обеспечивает автоматическое отключение поврежденных фаз в последнем цикле АПВ выключателя 2. Кроме этого, система обеспечивает экономию ресурса выключателей на отключение токов к.з, при осуществлении многократного АПВ на устойчивое повреждение за счет того, что если последнее АПВ неуспешное, то разрыв сверхтока производит предохранитель, а не выключатель, как это делается в применяемых в настоящее время устройствах. А так как восстановления отключающей способности выключателя в последнем цикле АПВ не требуется, то длительность бестоковой паузы в этом цикле может Шть сокращена до минимальной величины - времени переключения разъединителей 1 и 7. Поэтому время перерыва электроснабжения по защищаемой ЛЭП при реализации автоматического пофазного отключения значительно сокращается. Это сокращение особенно велико при многократных АП6. Так, например, при трехкратном АПВ длительность третьей бестоковой паузы сокращается с нескольких минут, как это бывает при использоваНИН обычных устройств АПВ, до пример одной секунды при использовании систем управления ЛЭП. ПринципиI ашьно система может быть применена и при двухкратном АПВ. В этом случае предохранители включаются в линию во время бестоковой паузы второго цикла АПВ. В некоторых случаях применение системы может быть целесообразно и при однократном АПВ. Таким образом, предлагаемая систе ма позволяет без существенного услож нения схем РЗА, без замены трехфазных выключателей на эксплуатируемых линиях на однофазные, а также замены существующих устройств многократного ТАПВ, без больших дополнителышх капитальных затрат, с прнме;нением серийно илпускаемой аппаратуры значительно повысить надежность электроснабжения по линии электрапередачи, расширить область применения пофазного отключения линий, ускорить мероприятия по переводу зксплуатируемлх линий на работу с двумя фазами при устойчивых однофазных повреждениях. Экономический эффект обусловлен всеми преимуществами п.о сравнению с прототипом и слагается из трех составляющих: эффекта, обусловленного значительным сокращением недоотпуска электроэнергии за счет сохранения в работе двух фаз при однофазных повреждениях; эффекта сокращения времени перерыва питания по линии при осуществлении многократного АПВ, достигаемого за счет сокращения длительности бестоковой паузы в последнем цикле АПВ выключателя; экономии затрат на эксплуатацию выключателя и сокращения численности .обслуживающего персонала, обусловленных экономией ресурса выключателя на отключение токов к.з. и удлинению, благодаря этому, межремонтного периода.

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОФАЗНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, снабженной линейными выключателями и устройством трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ), при котором от сигнала sanoixu отключают поврежденную линию и в течение п-цикпов повторно аключают ее, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью экономии ресурса выключателя на отключение свёрхтоков и уменьшения длительности бестоковой паузы в п-ом цикле ТАПВ,после отключения выключателя в п-ную бестоковую паузу ТАПВ последовательно с линейным выключателем во все три фазы вводят плгшкую вставку, а затем включают линию в п-ный раз. О 4