Устройство автоматического повторного включения участков распределительной сети автономных энергосистем Советский патент 1986 года по МПК H02H3/06 

ки при к.з. в сети, заключающейся в изменении .направления з лектрическр- го тока при переходе от нормального режима к режиму к.з. Для того, чтобы предотвратить повторное включение силового выключателя 5 на неликвидированное к.з. в случае возникновения к.з. на: ступени распределения 2 или 3 датчики тока 28, 29,.трансформируя токи подттки реактивной нагрузки 12, 13, изменившие направление на противоположное по сравнению с токами нагрузки в нормальном режиме, заставляют сработать реле обратного тока 32, 33, которые .через схему ИЛИ 35 посьшают сигналы на управляющий

Изобретение относится к релейной защите и противоаварИйной автоматике электрических сетей и может быть использовано в автономных энергетических системах с номинальным напряжением до 1000 В.Целью изобретения является повышение Функциональной надежности устройства .АПВ.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

В качестве примера показан участок электрической сети с тремя ступенями распределения 1, .2 и 3 с сило выми выключателями 4-8 без выдержки времени срабатывания. Между генератором и генераторными шинами 9 установлен силовой выключатель 10 с вьздержкой времени срабатывания и без цепей АПВ. На последней (в данном случае 3-й) ступени распределения 3 (от щин 11 до нагрузки 12, 13 и 14) также установлены силовые выключатели 6,7 и 8, не имеющие управ- ления от устройства АПВ, На промежуточных ступенях 1 и 2 соответственно ,от шин 9 до шин 15 с нагрузкой 16, 17 и 18 и от шин 15 до щин 11 с реактивной нагрузкой 19 и 20 и активной нагрузкой 21 соответствующие силовые выключатели 4 и 5 снабжены блоками АПВ, выходные цепи которых 22 и 23 ,соеди.нены с элементами запрета 24

вход 37 элемента запрета 25 вышестоящей ступени распределения 2. При этом вводится запрет .на прохождение команды на включение силового выкпючате- .ля 5. Силовой выключатель 4, в цепи управления 22 которо.го отсутствует сигнал запрета, сразу же включится от источника сигнала АПВ по цепи 22, запитывая нагрузку 16,17,18 своей ступени распределения 1. Благодаря отключенному силовому выключателю 5 дуговое замыкание в точке К-1 спустя время затухания переходньтх процессов в цепях реактивной нагрузки 12, 13 самоликвидируется из-за прекращения доступа энергии с обеих сторон. 1 ил.

и 25. В цепях реактивной нагрузки 12 13, 19 и 20 всех ступеней распределения (2 и 3), кроме первой (1), установлены датчики тока 26 - 29, нагруженные на соответствующие реле обратного тока (РОТ) 30.- 33. Выходы всех РОТ 30 и 31 (32, 33) соответствующей ступени распределения 2 (3) подключены к входу -своей логической схемы ИЛИ 34 (35), выход которой соединен с управляющим входом 36 (37) элемента запрета 24 (25) цепи управления включением силово.го выключателя 4 (5) вьшестоящей ступени распределения 1 (2).

Мощность фидера, в цепи которого установлен.выключатель 5, соизмерима с мощностями каждого из фидеров в цепи нагрузок 19 .и 2р.

Устройство работает следующим образом.

При коротком за№1кании на ступени распределения 2 или 3, а точнее за выключателями 5 и 6 (точка К-1), мгновенно (без выдержки времени) отключаются все вышестоящие силовые выключатели 4 и 5. При этом точка короткого i замыкания оказывается обесточенной со стороны источника питания генератора 8. (Как уже отмечалось, в низковольтных мощных сетях преобладающий вид замыкания - дугово е или кратковременное металлическое замыкание.

ереходящее, в дуговое из-за отбраеы вания металлической закоротки большими электродинамическими силами, возникающими между шинами под действием огромных токов - до десятков и сотен килоампер). Если бы нагрузка на поврежденной ступени распределения 3 была целиком активной, то дуговое замыкание, лишенное подвода энергии, практически мгновенно после отключения силового выключателя са:моликвиди- ровалось бы, тем самым делая возможным мгновенное АПВ. Однако из-за наличия реактивной нагрузки, в частности двигательной, точка дугового . повреждения оказывается подпитанной со стороны .упомянутой нагрузки, в данном случае 12 и 13, благодаря запасенной в последней энергии, из-за чего электрическая дуга продолжает . развиваться даже после отключения силового выключателя, связывающего точку короткого замыкания с генератором сети. Чтобы предотвратить повторное включение силового выклю- чателя 5 на неликвидированное, коротое замыкание, в предлагаемом устрой-- стве используется особенность переход ньгх процессов в двигательной нагрузке при коротком замыкании на ее зажимах, заключающаяся в изменении направления электрического тока при переходе от нормального режима, к режиму короткого замыкания. В этом случае говорят о возникновении так называемых токов подпитки короткого замыкания. В данном случае датчики тока 28 и 29, трансформируя токи подпитки реактивной нагрузки 12 и 13, изменившие направление; на противо- поятэжное по сравнению с токами нагрузки в нормальном режиме, заставляют сработать РОТ 32 и 33, которые через схему ИЛИ 35 посылают сигналы на управляющий вход 37 элемента за- прета 25 вышестоящей ступени распределения 2. При этом вводится .запрет на прохождение команды на включение силового выключателя 5.. Силовой выключатель 4, в цепи управления. 22 которого отсутствует сигнал запрета, сразу же включается от источника сигнала АПВ по цепи. 22, запитывая нагрузку 16, 17 и 18 своей ступени распределения 1. Благодаря отключен- 55 ному силовому выключателю 5 дуговое замыкание в точке К-1 спустя время Затухания переходных процессов в че30

35

40

45

50

20

5

10

15

0

5

0

5

0

пях реактивной нагрузки 12 и 13 :Самрликвидируется из-за прекращения доступа энергии с обеих сторон. Д результате реле РОТ 32 и 33 возвращаются в прежнее положение, снимая тем самым запрет на включение силово- го выключателя 5,. благодаря чему разрешается АПВ этого вйклдачателя.

При замыкании на ступени распределения 1 или 2, а точнее между силовыми выключателями 4 и 3.(точйа К-2), мгновенно (без вьщержки времени) отключается силовой выключатель 4. При этом точка замыкания оказывается обесточенной со стороны генератора 8.. Реле РОТ 30 и 31, реагируя на возникшие токи подпитки со стороны реактивной нагрузки 19 и 20, срабатыва от и через схему ИЛИ 39 возбуждают элемент запрета 24 .цепи 22 управления включением силового выключателя 4 ступени распределения 1. Спустя время, достаточное для самоликвидации дугового замыкания, реле РОТ 30 и 31 возвращаются в прежнее положение, снимая запрет на включение силового выключателя 4 и разрешая тем самым АПВ этого выключателя.

. Схемы ИЛИ введены в устройство на случай частичного отключения реактивной нагрузки в нормальных эксплуатационных режимах. Возникающий в последнем из рассмотренных режимов (замыкание в точке К-2) сигнал запрета включения силового выключателя 5 из-за подпитки точки К-2 токами нагрузки нижней ступени распределения 3 не. приводит к каким-либо нежелательным последствиям благодаря то- . му, что к моменту поступления сигнала запрета на включение выключатель 5 находится во включенном состоянии, так как при коротком замыкании в точке К-2 он не о ткдючается.

Рассмотрение режимов работы распределительной сети с использованием предлагаемого устройства АПВ показывает, что в отличие от известного устройства, которое допускает возможность АПВ на неликвидированное короткое замыкание, предлагаемое устройство исключает это благодаря использованию особенностей переходных процессов в цепи реактивной нагрузки при коротком замыкании в сети.

Наиболее целесообразно исцользо- вать предлагаемое устройство в мощных низковольтных распределительных

сетях автономных энергосистем с большими номинальными токами, где преобладающим видом повреждений являются дуговые замьпсания или металлические короткие замыкания, преходящие s ду- говые эамьпкания.

Фор мула изобретения

Устройство автоматического повторного включения участков распредели- тельной сети автономных энергосистем состоящей из последовательных ступеней распределения, начиная от генераторных шин, с cmioBbtM выключателем на казкдой ступени, содержащее на каждой ступени распределения, . кроме последней, блок АПВ, в выходные Цёпзи каждого из которых вкяючен

элеме нт запрета с упр.авляюдам входом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения функ циональ ной надежности, оно допол,нительно снабжено на каждой ступени распределения, кроме последней, логической схемой ИЛИ, а также установленным на зажимах каждой ступени - реактивной нагрузки всех, кроме первой, ступеней распределения датчиком тока и подключенным к его выходу реле обратного токаi причем выходы всех реле обратного тока соответствующей ступени распределения подключены к входу своей логической схемы ИЛИ, выход которой соединен с управляю щим входом элемента запрета предьзду- щей ступени распределения.

Изобретение относится к электротехнике и его предлагаетсл использовать для. релейной защиты и противо- аварийной автоматики электрических . сетей в автономных энергетических системах с. номинальном напряжением до 1000 В, Функциональная надежность устройства повышается благодаря использованию особенности переходных процессов в цепи реактивной нагрузW с: IN5 OQ 00 00 О)