Устройство ускоренного трехфазного автоматического повторного включения линии Советский патент 1985 года по МПК H02H3/06 

1

Изобретение относится к энергетике, а именно к автоматике энергосистем.

Известны устройства трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) с проверкой (или ожиданием) синхронизма ClJ.

Для предотвращения в условиях успешного ТАПВ несинхронных включений при высоких углах сдвига фаз (между векторами, эквивалентными ЭДС генераторов), опасных для механичес.кой прочности генераторов электростанций, в известных устройствах ТАПВ используется реле контроля сдвига фаз (реле контроля синхронизма).

Для предотвращения нарушения динамической устойчивости при успешном АПВ в условиях допустимых углов сдвига фаз, но высоких скольжениях (при которых нарушается устойчивость при успешных АПВ) в известных устройствах, кроме угла включения, обязательно фиксируется скольжение, при котором еще разрешается успешное АПВ линии с сохранением устойчивости. Необходимость фиксации скольжения обусловливает в известных устройствах, кроме органа контроля сдвига фаз (органа контроля синхронизма) , также и орган вьщержки времени. Поэтому известные устройства принципиально обладают хотя и незначительной, но определенной дополнительной вьодерж. кой времени 2J. Указанное несколько снижает эффективность ТАПВ линии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство ускоренного ТАПВ без дополнительной выдержки времени на линии связи со стороны электрических станций.

Это устройство ускоренного ТАПВ линии, соединяющей электростанцию и систему, включено со стороны электростанции и содержит цепь управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую из Последовательно соединенных конденсатора, замыкающего контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта- реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и занижающего контакта реле напряжения прямой последовательности, обмотка которого подключена к тому же

388712

трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторого включения введен в цепь управления линейного выключателя.

5 Известное устройство АПВ без дополнительной вьщержки времени, обеспечивая быстрое восстановление сети и сохранение устойчивости эйергосистемы по линии межсистемной связи

10 при самоустраняющихся коротких замыканиях, исключает возможность нежелательного включения линии со стороны электростанции на неустранившееся короткое замыкание как по условию

5 сохранения устойчивости электростанции, так и по условию излишнего включения высоковольтного выключателя на короткое замыкание Сз.

Недостатком известного устройства

0 является то, что возможно повторное включение линии межсистемной связи при высоких углах, опасных для механической прочности синхронных генераторов электростанции, и в условиях,

5 когда при успешных АПВ имеет место нарушение динамической устойчивости энергосистемы.

Цель изобретения - исключение несинхронных включений и нарушения

Q устойчивости без контроля скольжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство ускоренного ТАЛЕ линии, соединяющей электростанцию и систему, подключенное со стороны

5 электростанции и содержащее цепь

управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую из последовательно соединенных конденсатора, замыкающего

контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к трансформатору напряже ния линии, и замыкающего контакта

реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к тому же трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторного

включения введен в цепь управления линейного выключателя, введены два реле контроля угла, включенных на разность напряжений по концам линии, размыкающие контакты этих реле соединены последовательно и включены в рассечку цепи управления реле повторного включения, а замыкающие контакты соединены параллельно между собой

и. последовательно с замыкающим контактом реле повторителя быстродействующей защиты, подключены к цепям противоаварийной автоматики, выполняющим разгрузку линий связи без выдержки времени, при этом одно реле выполнено с постоянной уставкой угла а другое с уставкой, зависящей от угла исходного режима.

На фиг. 1 изображена упрощенная принципиальная, схема устройства со стороны электрической станции; на фиг. 2 - угловые зависимости, поясняющие принцип реализации устройства

Устройство со стороны электростанции по цепям постоянного оперативног тока состоит (фиг. 1) из цепи фиксации быстродействующей защиты линии содержащей последовательно соединенные замыкающий контакт 1 быстродействующей .защиты, обмотку 2 реле повторителя быстродействующей защиты, три размыкающих контакта 3-5 реле положения Включено в трех фазах, замыкающий контакт 6 реле контроля давления в баке выключателя и замыкающий контакт 7 реле фиксации, включенного от ключа управления выключателя, из цепи заряда конденсатора 8, содержащей последовательно соединенные конденсатор 8, резистор 9 и замыкающий контакт 10 реле, из цеп управления реле повторного включения выключателя, содержащей последовательно соединенные обмотку репе 11, замыкающий контакт 12 которого введен в цепь включения выключателя, замыкающий контакт 13 реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающий контакт 14 реле напряжекия нулевой последовательности, замыкающий контакт 15 реле напряжения прямой последовательности, размыкающий контакт 16 контроля угла постоянной уставкой угла cf, размыкающий контакт 17 реле контроля угла и три замыкающих контакта 18-20 реле блокировки от многократных срабатываний в трех фазах. Замыкающие контакты 21 и 22 реле контроля угла 16 и 17 соединены параллельно между собой и последовательно с замыкающим контактом 23 реле повторителя быстродействующей защиты и подключены к цепям противоаварийной автоматики, выполняющим 11азгрузку оставшихся в работе линий связи без выдержки времени при первом отключении линии устройством УАПВ. Обмотки реле 14 и 15 подключены к трансформатору напряжения линии, реле 16 и 17 включены на разность напряжений по концам лиНИИ для изменения угла с между векторами этих напряжений.

В качестве реле контроля угла 21 с независимой от исходного режима характеристикой 8 (фиг. 2) используется известньм измерительный орган максимального угла (фиксирующий текущий угол) с характеристикой rf. . ()

где - уставка срабатывания органа

В качестве реле контроля угла 22 с зависимой от исходного режима характеристикой г (фиг. 2) используется известный комбинированный измерительный орган максимального угла с характеристикой

.

(2)

где ( - текущий угол;

с/ - угол исходного нагрузочного

режима;

k. - коэффициент пропорциональности; уставка срабатывания органа.

Линии « и 6 (фиг. 2) образуют внутреннюю область углов, в пределах KOTf ;}ой повторное включение выключателя линии не является опасным как для генераторов, так и для динамической устойчивости энергосистемы. Горизонтальная прямая а cAg const соответствует максимальному допустимому углу повторного включения выключателя по условию механической прочности генератора.

Максимальное допустимое значение угла. АПВ выключателей в функции угла исходного режима t в двухмашинной схеме сети по условию сохранения динамической устойчивости энергосистемы определяется в соответствии с граничной аналитической зависимостью:

cAgSdrccos

(М

Т и сЛ. переток и угол в исходном нагрузочном режиме;

предел статической устойчивости в до5. аварийной (послеав рийной. при успешном АПВ) схеме сети и при отключении лин в течение бестоково паузы; - максимальный (крити сГ 180-сЛ« ческий) угол при АП с сохранением динамической устойчивости. По выражению (3) кривая (. 2 характеризует граничную зависимость сЛц f (сЛ|) допустимого угла повторного включения выключателя по услови сохранения динамичеркой устойчивости в различных исходных режимах при N- const (например N. 0,5 N) . Уставки реле 21 и 22 контроля угл должны характеризоваться соответству Ъщими допустимыми углами Гч,д и срабатьшание реле 21 и 22 контроля при которых обусловливает включение .выключателя через время его включения -Ьяк при углах, меньших сГ (пря«) и (кривая S) . На основании расчетов устойчивости с учетом времени бестоковой и времени включения выключателя -tgg определяется (упрощенно или с помощью ЭВМ) уставка - cfyf, реле 21 с независимой от исходного режима характеристикой по выражению (1) с.А Аналагочно определяется уставка сЛ ,. реле 22 с зависимой от исходного режима характеристикой по выражению (2), ,d Ko cЛ„rdX, в виде наклонной прямой о-, проходящ ниже линии 5. Причем характеристика г определ ется как наклонная прямая, проходящ через несколько точек (например, две точки (3 и е) , в каждой из которых на ряду с -fcv If. -tgg учитывается соответ ствующий угол исходного нагрузочного режима. сЛн (40 и 50). На фиг. 2 115 при (сумма ординаты и .абсциссы для каждой точки характеристики) . Характеристика л/ ограничена вертикальной прямой (пунктир), соответствующей углу 56 в наиболее напряженном исходном режиме.с норми71рованным коэффициентом запаса Kj по статической устойчивости 20%. Устройство со стороны электростанции работает следующим образом. В случае короткого замыкания на линии, отключения линии от быстродействующей защиты на время, достаточное для депонизации пространства дуги с противоположной от станции стороны линии, благодаря срабатыванию реле 1 и 2 (реле 15, 14, 16 отсутствуют) будет иметь место быстрое АПВ выключателя. При самоустранении . короткого замыкания и успешном повторном включении линии с противоположной от станц.ии стороны в устройстве со стороны электростанции срабатывает реле 15, возвращается реле 15, возвращается реле 14 и если угол, которьй измеряют реле 21 и 22, не превышает уставки допустимого угла Л, о (АА , то размыкающие контакты 14 и 16 реле 21 и 22 находятся в замкнутом состоянии. В результате конденсатор 8 разряжается на обмотку реле 11, что обусловливает ускорение АПВ выключателя линии со стороны станции без выдержки времени. После включения линии исключается действие средств противоаварийной автоматики на разгрузку связей при увеличении. угла и замыкании замыкающих контактов 21 и 22. При успешном повторном включении линии с противоположной от .электростанции стороны в. устройстве со стороны электростанции реле 15 не срабатывает, его контакт не замыкается и АПВ со стороны электростанции не выполняется. В напряженных исходных режимах или ремонтных схемах сети, или же при существенном изменении схемы сети, когда при успешном повторном BKJpo4eHHH линии с противоположной от электростанции стороны имеет место электромеханический переходный процесс, сопровождаемый высокими скоростями (скольжениями), из-за которьк в конце бестоковой паузы углы превысят значения tfy, и в устройстве со стороны лектростанции замыкающие контакты 21 и 22 -реле будут разомкнуты еще о того, как замкнутся контакты 14 15 реле после успешного ТАПВ с ротивоположной от электростанции тороны линии. В результате АПВ со 7. стороны электростанции не выполняется. t При успешном повторном включении линии с противоположной от электростанции стороны в условиях электром ханического процесса, в котором в конце бестоковой паузы замыкание контактов 14 и 15 реле одновременно сопровождается достижением угла зна чения, несколько меньшего, чем допуст мый угол уставки «Л дСхарактеристика в) , (характеристика г) , реле 2 и 22 сохраняют свои контакты 16 и 1 замкнутыми в цепи разряда конденсатора 8, в результате чего подается импульс на включение выключателя и выполняется АПВ со стороны электростанции. При этом благодаря выбору уставок срабатывания реле 21, 22 дл наиболее тяжелых условий включение выключателя через время -tg будет происходить при углах, не превышающих допустимые (А и соответственно для линий с( и Б . Если же скорость (скольжение) электромеханического переходного процесса будет выше, то в конце бес токовой паузы при замыкании .контактов 1А и 15 р1 еле угол превысит значение или реле-21 или 22 разомкнут размыкающие контакты 16 и 17 и замкнут замыкающие контакты. 21 и 22. Ъ результате АПВ линии выполняться не будет, а будет выполняться разгрузка оставшихся .линий без дополнительной выдержки времени. 18 При качаниях, характеризующихся изменением угла tf во времени, устройство работать не будет, так как для выполнения успешного АПВ или разгрузки оставшихся линий при неуспешном АПВ устройстве фиксируется как срабатывание релейной защиты (контакты 13 и 23), так и отключение линии в составе цепей противоаварии автоматики, разгружающих оставшиеся линии без дополнительной выдержки времени. Таким образом, в .устройстве для предотвращения н.арушения динамической устойчивости при успешном АПВ используется параметр, не зависящий от скольжения, в виде допустимого угла срабатъгоания Лудд реле контроля 22 в функции угла исходного нагрузочного режима (характеристика г) и допустимого угла срабатьшания Л(д рбле контроля 21 (характеристика и на фиг. 2). Поэтому успешное повторное включение линии выполняется в виде ускоренного без выдержки времени при углах сГ, исключающих опасность для генераторов, и устойчивости энергосистемы. В случае неуспешного АПВ с противоположной от электростанции стороны линии или при превышении углом допустимого значения s,дд или «Г.уд в течение бестоковой паузы, АПВ линии не выполняется и ускорению разгрузки оставшихся линий СВЯЗИ от средств противоаварийной автоматики способствует сигнал на такую разгрузку без дополнительной вьщержки времени.

-4}

N ч NT

V.V

.X ю

в

1315. 74 1617 /А ig 2(

К

N:

.

t-.

УСТРОЙСТВО УСКОРЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ, соединяющей электростанцию и систему,подключенное со стороны электростанции и содержащее цепь управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую, из последовательно соединенных конденсатора, замыкающего контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательяости обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и замыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к тому же трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторного включения введен в цепь управления линейно-го выключателя, о т л rt ч аю щ е с я. тем, что, с целью исключения несинхронных включений и нарушений устойчивости без контроля с«6ль1жения, в него введены два реле (Л контроля угла, включенных на разность напряжений по концам линии, размыкающие контакты этих реле соединены последовательно и включены в рассечку цепи управления реле повторного включения, а замыкающие кон- I такты соединены параллельно между собой и последовательно с замыкающим ; оо контактом реле повторителя быстро00 00 действующей защиты, подключены к цепям: противоаварийной автоматики, выполня-: ющим разгрузку линии связи без выдержки времени, при этом одно реле выполнено с постоянной уставкой угла а другое - с уставкой, зависящей от угла исходного режима.

5 f/w

бк/1ю емия u/ff wva/ncjfjf

23

22

Фиг.1

В це/7ь ЛА Ses of o / i/frfe/rbHov вб/ffGp ftu BpefiCMi/

Ю 20 30 40 50 60 70 60 90 Фиг. 2