Устройство для повышения устойчивости электрических систем Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 

ствэнно первого блока фиксации.через последовательно соединенные первый элемент ПАМЯТЬ, второй и третий; элементы И второго блока фиксации через второй элемент ПАМЯТЬ, четвертый и пятый элементы И третьего блока фиксации через тр етий элемент ПАМЯТЬ шестой и седьмой элементы И подсоединены соответственно к включающим входам блоков управления фазами В, С, А выключателей ЛЭП, вторые входы второго, четвертого и шестого элементов И объединены между собой и подсоединены к первому выходу восьмого элемента И и перв ому входу девятого элемента И, вторые выходы-второго, четвертого и шестого элементов И через пятый элемент времени соединены с входами снятия памяти соответственно с первого, второго и третьего элементов HAI- IKTb, а третьи выходы второго, четвертого и шестого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ с паь 1ятью, первый выход которого через шестой элемент вре- мени подсоединен к его входу снятия памяти, первый выход первого элемента И соединен с входом четвертого элемента ПАМЯТЬ, первый выход которого через второй элемент ЗАПРЕТ соединен с включaющIiм входом блока управления фазой А выключателя подменного провода, второй выход соеди- нен с вторым входом девятого элемента И, первый выход которого через седьмой элемент времени соединен с включаюццф входом блока управления фазой В выключателя ЛЭП, второй выход через восьмой элемент времени соединен с входом снятия памяти .чет- вертого элемента ПАМЯТЬ, второй выхо первого элемента И соединен с запрещающим входом .первого элемента ЗАПРЕТ, третий и четвертый выходы

четвертого элемента ПАМЯТЬ соединены с запрещшощими входами третьего и четвертого элементов ЗАПРЕТ, а его пятый выход соединен с первым входом десятого элемента И, второй вход которого соединен с первьм выходом первого элемента I-UIH, а выход десятого элемента И соединен с входом девятого, элемента временИ;, первый выход которого соединен с отключающими входами блоков управления

фазами выключателя подменного провода и первым выходом одиннадцатого элемента И, а его второй выход соединен с отключающими входами блоков управления фазами выключателя ЛЭП iH вторым входом одиннадцатого элемента И, второй выход первого элемента I LTM соединен с первым входом двенадцатого элемента И, другой вход которого соединен с первым выходом де- В.ЯТОГО элемента времени и с включающими входами блоков управления всех фаз выключателя ЛЭП, а выход двенадцатого элемента И через пятый элемент ПАМЯТЬ соединен с запрещающим входом нятого элемента ЗАПРЕТ, третий выход первого элемента ИЖ соединен с первым входом одиннадцатого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом элемента ИЛИ с памятью, выходы блока фиксации включенного положения фаз А, В и С выключателя подменного провода соединень с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первьм входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока фиксации наличия тока в подменном проводе, а второй выход соединен с первым входом тринадцатого элемента И, три других входа которого соединены с выходами блоков фиксации включенного положения трех фаз выключателя ЛЭП, а выход - с входом одиннадцатого элемента времени, третий выход восьмого элемента И соединен через пятый элемент ЗАПРЕТ с входом десятого элемента времени, второй выход которого соединен с вторыми входами третьего, пятого и седьмого элементов И, выхо- Д1;1 третьего, пятого и седьмого элементов И соединены соответственно с включающш-1И входами блоков управления фазами В, С и А выключателя ЛЭП, выход блока фиксации к.з. на подменном проводе соединен; с отключающими входами блоков управления фазами А, В и С выключателя подметюго провода с которьи-п та1сже соединен первый выход одиннадцатого элемента времени, второй выход которого соединен с выходом снятия памяти пятого элемента памяти.

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к обеспечению устойчивости параллельной работы электрических систем по линиям электропередач напряжением 110 кВ и вьше, снабженных подменными проводами.

Цель изобретения - обеспечение непрерывности передачи электроэнергии при всех видах к.з.

Устройство реализует способ, в котором при к.з, на линиях электропередач, снабженных подменным проводом, аварийно отключают поврежденны провод и подключают подменный прово к той же фазе линии, при этом перед отключением провода поврежденной фазы линии к той же фазе линии предва рительно подключают подменный пр.о- вод, в случае двухфазного к.з. на землю и трехфазного к.з. дополнително отключают второй поврежденный провод.

Если к.з. трех фаз или двух фаз на землю является неустойчивым, не- полнофазный реж11м (он создается неповрежденной фазой и фазой с подменным проводом при двухфазном н.э.. н а землю и подменным проводом и оставшимся проводом фазы линии после отключения двух поврежденных проводов при трехфазном к.з.) длится кратковременно и прекращается при включнии третьей фазы. При устойчивом трехфазном или двухфазном к.з. на землю электропередача, в случае необходимости, может работать в непол нофазном режиме.

Включение нейтранспонированного подменного провода на место одной из фаз линии электропередачи, как показали расчеты, вызывает несиммет рию, не превьшающую 5%, что сказывается на нормальном функционировании релейной .

На черетеже представлено, предлагаемое устройство.

Линия электропередачи ЛЭП 1 подключена к сборным шинам 2 через фазы 3,4 и 5 выключателя, а подменный провод 6 подключен к сборньп- шинам 2 через фазы 7,8 и 9 выключателя. Устройство автоматики содержит блоки 10 - 12 фиксации однофазных к.з. АО, ВО, СО, блоки 13 - 15 фиксации двухфазных к.з. АВ, ВС, СА, блоки 16 - 18 фиксации двухфазных к.з, на зеьшю АВО, ВСО, ОАО

0

5

0

5

ЛЭП 1, блок 19 фиксации к.з. на подменном проводе 6, блоки 20 - 22 управления соответствующими фазами 35 выключателя ЛЭП 1, имеющие отключающие входы 20-1 - 22-1 и вютючающие входы 20-2 - 22-2, блоки 23 25 управления соответствующими фазами 7-9 выключателя подменного провода 6, имеющие отключающие входы 23-1 - 25-1 и включшощие входы 23-2 - 25-2, блоки 26 - 28 фиксации включенного положения фаз 3-5 выключателя ЛЭП 1, блоки 29-31 фиксации включенного положения.фаз 79 выключателя подменного провода 6, блок 32 фиксации наличия тока в подменном проводе 6, элементы 33 - 43 времени, элементы 44 - 48 логической операции ЗАПРЕТ, элементы 49 и 50 логической операции ИЛИ, блок 51 логической операции ИЛИ, снабженный элементом памяти, элементы 52 - 64 логической операции И и элементы 65 - 69 логической операции ПАМЯТЬ.

Блоки фиксации различных видов к.з. представляют собой устройство выбора поврежденных фаз при к.з. на землю, содержащее фильтровые избирательные органы, дистанционные избирательные органы, включенные на фазные величины токов и напряжений, и дистанционные органы, включенные на междуфазные величины токов и напряжений, а также соответствующую логику. При этом фильтровые избирательные органы необходимы для правильной работы устройства при одно- фазнькк.з. через большое переходное сопротивление. Для фиксации двухфазных к.з. без земли предназначены дистанционные органы, включенные на междуфазные величины токов и напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При однофазном к.з.70, например, фазы 3, что соответствует физической фазе А, срабатывает блок 10 фиксации к.з. и сигнал с его первого выхода подается на отключающий вход 20-1 блока 20 управления фазой 3 выключателя электропередачи 1.

0

5

0

5

0

С второго выхода блока 10 сигнал через элементы задержки 34 и зап- рета 45 поступает на включающий вход 23-2 блока 23 управления фазой 7 выключателя подменного провода 6,

.3

который включается на место поврежденной фазы 3 ЛЭП 1. Указанное действие практически исключает непол- нофазный режим по линии электропередачи 1 и снижение предела передаваемой мощности, С целью максимального упрощения схемы устройства для электропередачи 1 применен элегазовый выключатель (3-5), имеющий одинаковое время операций включения и отктпочения порядка 60 мс (0,06 с).

Для современных воздушных выключателей время включения больше, чем время отключения. Так, например, для выключателей напряжением 500 кВ время включения ВНВ-500, который может быть установлен для включения подм ённого провода, составляет 0,1 а время отключения ВВБ-500, который может быть установлен для ЛЭП 1, равно 0,08 с.

Таким образом, для указанного случая необходимо ввести замедление на отключение выключателя электропередачи 1 на время порядка 25-30 мс. Это время компенсирует также время замедления блоков 34 - 36, составляющее 2-3 мс и необходимое для надежной блокировки двух из трех фаз выключателя подменного провода при включении его третьей фазы. Указанн блоки задержки для варианта применения воздушных выключателей должны вк-гпочаться непосредственно в цепи 20-1 - 22-1 блоков 20 - 22 управления фаз 3-5 выключателя олектро- передачи 1,

После включения подменного провода 6 срабатывает блок 29 фиксации включенного положения фазы 7 выключателя подменного провода 6 и блок 32 фиксации тока в подменном проводе 6„ Сигнал с выхода блока 29 чере элемент ИЛИ 50 поступает на первый вход элемента И 57, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 32. Сигнал с выхода элемента 57 через элемент ЗАПРЕТ 48 и элемент 39 выдержки времени поступает на вгаточающие входы 20-2 - 22-2 блоков 20 - 22 управления фазами 3 5 выключателя ЛЭП 1 и на первый вхрд элемента И 56, В результате этого происходит повторное вклк чение отключенного провода. Если к.з, 70 возобновилось, происходит повторное отключение поврежденного провода по рассмотренной цепи. При

068794

этом срабатывает элемент И 59 и с его первого выхода сигнал подается на второй вход элемента И 56, Сигнал с выхода элемента 56 через элемент

, ПАМЯТЬ 66 поступает на вход запрета элемента ЗАПРЕТ 48, чем предотвращается вторичное включение отключенного провода электропередачи. Если к.з, 70 не возобновилось, срабатывает элеJQ мент И 58, так как имеются сигналы на всех четырех его входах от блоков 26 - 28, зафиксировавших включенное положение всех трех фаз 3-5 выключателя ЛЭП 1 и элемента И 58,

и и с выхода, элемента 58 с выдержкой времени элемента 38 подается сигнал на отключающие входы 23-1 - 25-1 блоков 23 - 25 фаз 7-9 подменного провода 6, который отключается. Уст20 ройство приходит в исходное состояние.

Аналогично работает устройство и при других однофазных к.з, (фаз В и С) .

При двухфазном к,з.71 (к.з, между

2 фазами В и С) срабатывает блок 14 и сигнал с е го первого выхода поступает на отключающий вход 21-1 блока 21 управления фазой 4 выключателя ЛЭП 1, фаза отключается. Сигнал с . второго выхода блока 14 через элементы ЗАДЕРЖКА 35 и ЗАПРЕТ 46 поступает на включаюгций вход 24-2 блока 24 управления фазой 8 (фаза В) выключателя подменного провода 6. После включения фазы 8 ЛЭП 1 работает с

35 подменным проводом, включенным на фазу В взамен отключенного провода ЛЭП 1, Восстановление исходной схемы происходит как и в случае однофазного к.з. От сигнала с выхода

40 блока 30 срабатывает элемент 50, от сигналов с выходов элемента 50 и блока 32 срабатывает элемент 57 и через элементы 48 и 39 сигнал поступает на включающие входы 20-2 45 22-2 блоков 20 - 22 управления фазами 3-5 выключателя ЛЭП 1.

ЕСЛИ к.з, не возобновилось, с выдержкой времени элемента 38 происхо50 днт отключение подменного провода 6 по цепи: сигнал с выхода элемента 58 через элемент 38 подается на от- ключающие входы 23-1 - 25-1 блоков 23 - 25 управления фазами 7-9 вык55 лючателя подменного провода 6. После отключения подаренного провода 6 восстанавливается исходная схема .ЛЭП 1.

30

При двухфазном . 72 на землю (например, к.з.ЛВО) срабатывает блок 16 фиксации двухфазного к.з. на землю АВО и с его первого и второго выходов подаются сигналы на отключающие входы 20-1 и 21-1 блоков 20 и 21 управления фазами 3 и 4 выключателя ЛЭП 1.

С третьего выхода блока 16 сигнал через элемент ЗАПРЕТ 45 поступает на включаюцщй вход 23-2 блока 23 управления фазой 7 (фаза А) выключателя подменного провода 6, Образовался неполнофазный режим АС.

С четвертого выхода блока 16 сиг7 нал подается на вход запрета элемент 46, чем предотвращается включение фазы 8 от сигнала, поступающего с второго выхода блока 11 (в случае его срабатывания) на вход элемента 35 времени. Время задержки, которое Создает элемент 35, составляет 2-3 м и обеспечивает необходимую селективность между появлением сигнала на входе запрета элемента 36 и появлением сигнала на выходе элемента 35.

С пятого выхода блока 16 сигнал поступает через элемент ПАМЯТЬ 67 на вход элемента И 59, на второй вхо которого поступает сигнал с выхода элемента И 57, который находится в сработавшем состоянии, так как на ег вход подаются оба сигнала, необходи- для его срабатывания; с выхода элемента 50 и выхода блока 32 наличии тока в подме1П1ом проводе 6, С второго выхода элемента 57 через элементы запрета 48 и времени 39, создающие необходимую выдержку вре- мени перед включением третьей фазы (фазы В) электропередачи, сигнал поступает на второй вход элемента И 62, Па его первый вход сигнал поступает с первого выхода элемента И 59. Элемент И 62 срабатывает, с его выхода сигнал подается на включающий вход 21-2 блока 21 управления фазой 4 выключателя ЛЭП 1. Электропередача,работает в полнофазном режиме.

Первая выдержка времени элемента 39 (второй выход блока) определяется временем гашений дуги и деиониза- цией дугового промежутка между дву- мя фазами и землей после их отключения от электропередачи и составляет

1-2 с.

Если при этом вновь возникло к.з, появляется сигнал на выходе элемент.а

796

ИЛИ 49, который подается на первый вход элемента И 53, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока ИЛИ 51 с памятью. Блок 51 находится в сработавшем состоянии после подачи на его вход сигнала с третьего выхода элемента И 59, Элемент 53 срабатывает, и с его перво- го выхода подается сигнал на отключе- ние всех фаз выюБочателя подменного

5

0

провода, а с второго выхода - на отключение всех фаз выключателя ЛЭП 1. Электропередача полностью отключается. При этом прекращается электри- 15 ческий ток по подменному проводу и с входов элемента 57 снимаются оба сигнала, элемент 39 времени сбрасывается и возвращается в исходное состояние, как и остальная часть 20 схемы.

Если повторное к,з, не возникло, целесообразно проверить возможность возврата к схеме доаварийного режима электропередачи, т,е,включить параллельно подменному проводу линейный провод фазы Аи, если к.з. не возобновится, отключить подменный провод. При этом вторая выдержка времени элемента 39 (первый выход блока) выбирается в зависимости от местных условий в пределах 5-10 с .

Сигнал с первого выхода элемента 39 поступает на включающий вход 20-2 блока 20 управления фазой 3 (фаза А), Включенными оказываются все фазы электропередачи 1 и подменный провод 6,

Блоки 26 - 28 и элемент И 57 оказываются в сработавшем состоянии, и с их выходов сигналы поступают на входы элемента И 58, который срабатывает. Сигнал с выхода элемента 58 поступает на вход элемента 38 времени. Через заданное время (1-2 с) сигнал с его первого выхода поступает на отключающие входы 23-1 - 25-1 блоков 23-25 управления фазами 7-9 выключателя подменного провода, который отключается. Создается исходный режим работы электропередачи: все фазы ЛЭП 1 включены, подменный провод отключен, схема автоматики в исходном состоянии.

Схема работает аналогично и в случаях возникновения двухфазных к.з. на землю BCD и САО,

При трехфазном к.з. 73 срабатывают блоки 13 - 15 фиксации двухфазных к.з. АВ, ВС и СА.

5

0

5

0

С первых выходов блоков 13 и 14 сигналы подаются на отключающие входы 20-1 и 21-1 блоков 20 и 21 управления фазами 3 и 4 выключателя ЛЭП 1. Сигнал с первого выхода блока 15 подается на вход 22-1 блока 22 через элемент 33 задержки и элемент 44 запрета. При наличии трех отключающих сигналов срабатывает элемент 52 и с его первого выхода сигнал подается на вход элемента ПАМЯТЬ 65. С второго выхода элемента 52 сигнал подается на запрев аю- щий вход элемента ЗАПРЕТ 44 раньше , чем отключающий сигнал с выхода блока 15 пройдет через элемент 33, осуществляющий задержку на 2-3 мс. Таким образом, запрещается отключение фазы 5 (фаза С) выключателя ЛЭП 1 . С первого выхода эле.мента 65 сигнал через элемент 45 запрета поступает на включающий вход 23-2 блока 23 управления фазой А выключателя подменного провода 6,

I

С второго выхода элемента 65 сигнал поступает на первый вход элемента И 54, на второй вход которого поступает сигнал с третьего выхода элемента И 57, находящегося в сработавшем состоянии вследствие наличия на его входах сигналов и с выходов элемента 50 и блока 32. После срабатывания элемента 54 с его выхода сигналы подаются на входы элементов 42 и 43 с вьщержкой времени. С выхода элемента 42с выдержкой времени сигнал подается на включающий вход 21-2 блока 21 управления фазой 4 выключателя ЛЭП 1. В электропередаче возникает полнофазный режим. Выдержка времени элемента 42 определяется временем гашения дуги и деионизации дугового промежутка и принимается равной 1-2 с. Выдержка времени элемента 43 определяется временем цикла работы автоматики при трехфазных к,з, и принимается

равной 3-4 с,

1

С третьего и четвертого выходов элемента 65 сигналы поступают на запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ 46 и 47, что предотвращает включение фаз 8 и 9 выключателя подменного провода 6 от сигналов, поступивших на элементы 35 и 36 задержки с вторых блоков 14 и 15,

С пятого выхода элемента 65 сигнал поступает на первый вход элемента И 55. Если при включении фа- -5 зы 4 выключат еля ЛЭП 1 и возникновении полнофазного режима вновь происходит к,з,, срабатывает элемент ИЛИ 49, и с третьего его выхода сигнал подается на второй вход элемен10 та И 55, Сигнал с выхода элемента 55 через элемент 37 выдержки времени подается на отключающие входы 20-1 - 25-1 блоков 20 - 25 управления фазами 3-5 выключателя ЛЭП 1 и фаза15 ми 7 - 9 выключателя подменного провода 6, Выдержка времени элемента 37 принимается равной 0,1-0,2 с для исключения излишнего отключения подменного провода при кратковремен20 ном срабатывании элемента 55.

Электропередача полностью отключается от шин 2.

Если после возобновления полно- фазного режима повторное к.з. на

25

электропередаче не возникает, восста.новление нормального режима по ЛЭП выполняется оперативным персоналом.

Технически возможно выполнить возврат к схеме доаварийного режи30 ма автоматически, как это имеет место при других видах к.з,, однако указанное слишком услолшит схему автоматики, Кроме Того, если электропередача при 3 фазном к.з, удержится в работе

5 после отключения двух из трех фаз, включения вместо второй фазы подменного провода и повторного включения третьей фазы, то целесообразно не восстанавливать схему доаварийного

0 режима, так как это связано с риском потерять электропередачу при возобновлении 3-фазного к.з, 70,

Таким образом при однофазных и двухфазных к.з,, в том числе и устой5 чивых, на электропередаче не возникает неполнофазного режима после отключения к.з.; при неустойчивых двухфазных к.з. на землю и трехфазных к.з, на время гашения дуги и

0 деионизации дугового промежутка возникает двухфазный режим; при устой- ; чивых двухфазных к.з, на землю и трехфазных к.з, происходит отключение всей передачи, если неполнофаз5 ный режим не предусмотрен для питания потр ебителей,

Испольвование линии электропередачи с подменным проводом или специальмеиный провод (грозозащитный трос); подменный провод может быть использован для организации резервно- можен пофазный линии на отклю- го ВЧ канала релейной защиты

«ow«r K г,г,глг,г,п« ттпм г,-гпм т, Г.Т-ПрОТИВОаварИЙНОЙ аВТОМНТИКИ и СЕЯНО выполненным грозозащитным тросом имеет, помимо указанных, следующие эксплуатационные преимущества: возченном проводе, при этом взамен от ключенного к фазе подключается подзи.

зи.

Редактор Р.Цицика

Составитель И.Пантелеева

Техред Л.Микещ Корректор А.Зимокосов

Заказ 8728/55 Тираж Подписное ВНИРШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,