Способ блокировки трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) линии электропередачи Советский патент 1988 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике установок переменного тока высокого напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности блокировки ТАПВ (трехфазного автоматического повторного включения) при развивающемся характере пов рёждений.

На, чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сущность способа заключается в том, что значительная часть устойчивых КЗ имеет развивающийся характер. Например, возникает однофазное КЗ, линия отключается защитой, затем включается от ТАПВ уже на двухфазное или трехфазное КЗ. Такое развитие или расширение объема повреждения возможно, например, при перегорании фазного провода при КЗ и падении его да провода других фаз. Возможен и другой случай, когда возникает двухфазное КЗ, линия отключается защитой, затем включается от ТАПВ на трехфазное КЗ. Такое расгаирение объема повреждения возможно при попадании на провода линии посторонних предметов, падении опор, при перекрытии изоляции здоровой фазы за счет ее загрязнения при горении дуги, масла или частей оборудования в месте КЗ, В перечисленных случаях второе и третье действия ТАПВ нецелесообразны, поскольку подача напряжения на линию лишь способствует увеличению повреждения оборудования,

Таким образом, часть устойчивых КЗ может быть выявлена за счет фиксации расширения объема повреждения при неуспешном ТАПВ первого цикла по сравнению с объемом повреждения при внезапном КЗ, вызвавшем отключение линии или за счет фиксации расширения объема повреждения при неуспешном ТАПВ второго цикла по сравнению с объемом повреждения при неуспешном ТАПВ первого цикла. Если такое рас- ширение объема повреждения зафиксировано, то целесообразно следующие циклы ТАПВ не производить.

0

5

0

5

ты, К ключу 6 управления выключателем и к реле-повторителю 7 положения выключателя подключен блок 8 пуска и задержки двухкратного ТАПВ, С блоком релейной защиты соединен блок 9 контроля наличия расширения объема повреждения, выход которого подан на вход блока 10 временной памяти. На выходы блока 8 пуска и задержки двухкратного ТАПВ и блока 10 временной памяти включен блок 11 логических элементов, реализующий функцию Запрет, состоящий из логического элемента НЕ 12 и логического элемента И 13.

Блок 9 контроля наличия расширения объема повреждения по информации о срабатывании релейной защиты фиксирует число поврежденных фаз и наличие их связи с землей, что характе-г ризует объем повреждения, определяет расширение объема повреждения при неуспешном ТАПВ первого цикла по сравнению с объемом повреждения при внезапном КЗ, вырабатывая сигнал запрета ТАПВ второго цикла.

Пусть единичные значения логичес5

0

5

0

ких переменных (ЛИ) х

Ь с

соот ветствуют срабатыванию максимальных токовых реле соответственно в фазах А,В,С, а нулевые значения этих ЛП - несрабатыванию максимальных реле,

Введем также обозначения F, (х) Xj + х + Xj, - функция, реализующая алгоритм ЕСТЬ хотя бы один из S(x) . х,- Есть только один из 8(х)

- Есть только

Х X-i л,- л л л iX I л. л /«

оЪс (3.,Ь,з.гс1чЬС

S,(,xJ

два из

-

Есть три ИЗ трех. Единичное значе- ние ЛП у соответствует срабатыванию выходного органа защиты, а нулевое значение этой ЛП - несрабатыванию выходного органа. Введенные ЛП представляют входной алфавит дискретного автомата (ДА), контролирующего наличие расширения объема повреждения. Построим теперь во входном алфавите ДА изображения последовательностей . событий, соответствующих расширению объема повреждения в первом цикле не

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике установок переменного тока высокого напряжения. Цель изобретения - повышение надежности трехфазного автоматического повторного включения (ПВ) линии электропередачи при развивающемся характере повреждений. При внезапном КЗ контролируют объем повреждения и в каждом неуспешном цикле ПВ сравнивают объем повреж дения при неуспешном ПВ первого цикла с объемом повреждения при внезапном КЗ, сравнивают объем повреждения при неуспешном ПВ второго цикла с объемом повреждения при неуспешном повторном включении первого цикла и при наличии в любом из указанных случаев расширения объема повреждения последующие циклы ПВ не проводят. 1 ил. (Л

успешного ТАПВ по сравнению с объеЛиния 1 электропередачи через после- мом повреждения .при внезапном КЗ, довательно соединенные трансформаторы Такими последовательностями являются 2 тока и выключатель 3 включена на сбор- следутощие две цепочки событий: вне- ныешины4.К трансформаторам тока под- запное однофазное КЗ- отключение ключен блок 5 устройств релейной защи- линии- включение линии на многофаз

ное КЗ; внезапное двухфазное КЗ- - отключение линии -«-включение линии на трехфазное КЗ (стрелка показывает направление развития событий). Внезапному однофазному КЗ на линии соответствует комбинация ЛП

ЗЗ(Х).У, При отключении линии вначале исчезает единичное значение комбинации S(x)y (появляется единичное значение комбинации 3,(х)у), затем появляется единичное значение комбинации F (х) - Нет ни одного из трех , причем как Sj(x)y, так и Fj(x), соответствуют в данном случае одному и тому же событию - отключению линии. Если затем линия включается на неуст- ранившееся КЗ, то срабатывает хотя бы одно максимальное реле, т.е. появляется единичное значение функции F (X). Тогда первая цепочка событий представлена во входном алфавите ДА следуюрдим выражением:

S j(x)(x)-y, Fj(x)(x).

Знак - показывает направления перехода от одного события к друго- му. Запятой отделены выражения, соответствующие одному событию. Сигнал запрета ТАПВ нужно сформировать, если при включении линии на неустранившееся КЗ появляется единичное значение функции

(S ,(x)

+ зИх)).

Аналогично получаем описание во входном алфавите ДО второй цепочки событий

s|(x)..y -s|(x)-y, F;(X) -F;(X).

Сигнал запрета в этом случае дол-жен быть сформирован, если при включении линии на неустранившееся КЗ появляется единичное значение функции s(х).

Для отображения построенных логических цепочек в выходной сигнал за- прета ТАПВ необходимо каждому знаку поставить в соответствие ЛП, осуществляющую память о предыдущем со- 50 бытии. Надпирлем обозначения Ш памяти над каждым из знаков перехода. Получим выражения

Поскольку при ТАПВ линии на не- устранивгаееся КЗ могут, набираться различные комбинации срабатываний максимальных токовых и выходных реле и в том числе функции В(х)-у или S.(x)-y, то ДА должен отличать состояния внезапного КЗ и КЗ, возникающего при автоматическом повторном включении линии. Поскольку при внезапнЬм КЗ ЛП памяти Z2 и Z имеют нулевые значения, а при повторном включении одна из этих ЯП имеет единичное значение, то этот факт может быть использован для осуществления указанного отличия.

С учетом сказанного, (l) и (2) примут вид

20

S (x).(x) у, F;(X)F;(X);

5

0

5

0

5

0

5

Zl74

s ,(x)(x) у, F;(X)F;(X).

Стрелка перед выражениями, соответствующими внезапному КЗ, поставлена для иллюстрации того факта, что при возникновении внезапного КЗ значения ЛП Z и Z равны нулю.

После отключения выключателя при внезапном КЗ линия может включаться от ТАПВ в нормальную работу (КЗ самоустраняется) . В этом случае создаваемый ДА должен переходить в исходное состояние, т.е. существующие единичные значения ЛП памяти (Z , или Z) должны в этом случае стираться. Для стирания памяти можно использовать тот факт,что при включении на неустранившееся КЗ единичное значение

Fj(x) существует с момента отключения линии не дольше, чем Т , Т + + + Tg, где Tg - время отключения выключателя; . время задержки ТАПВ первого цикла; Т, - время включения выключателя, так как после включения на неустранившееся КЗ сработает хотя бы одно максимальное токовое реле, т.е. появится единичное значение функции Fj(x). Значит, если оказывается, что единичное значение FJ(x) существует дольше, чем Т,, то память должна быть стерта. Алгебраическая запись функции, Прини мающей единичное значение лишь тогда, когда йремя сущес эования единичного значения функции F,(х) превысит Т,, имеет вид Fj(x)t,, где t, - ЛП времени, соответствующая временному порогу Т,/2/. Получаем, что ЛП паНяти Z, HZ, могут иметь единичные значения лишь до тех пор, пока не набирается единичное значение функции Fj(x)t,.

С учетом всего сказанного введем алгебраические выражения для ЛП памяти

Z, ,My + Z,S;(x)y.Fj(x)t

Zj Z,F;{X) + ZjF;(x);

Z, z ,Z,S,(x)(x)yF;(,j

z Z,.F;(X) + Z,F;(X).

в данных выражениях память о предыдущих событиях ocyI ecтвляeтcя за счет собственной задержки (инерционности) элементов, реализующих ЛП памяти. Для выходного сигнала ДА - сигнала запрета ТАЛВ получим

3 Z,(S ,(x)+s;(x)) + Z,S ,(x),

Приведенные выражения для ЛП памяти и для выходного сигнала однозначно определяют структуру ДА, реализованного на интегральных микросхемах .

После отключения релейной защитой выключателя при неуспешном ТАПВ первого цикла, при наличии расширения объема повреждения, появившееся единичное значения сигнала запрета (т.е. З) изменится на нулевое, поскольку значения ЛП памяти Z.JИ Z равны нулю. Однако единичное значени сигнала запрета необходимо для организации запрета ТАПВ второго цикла. Поэтому появляющийся- на вьпсоде блока контроля наличия расширения объема повреждения сигнал (единичное значение) должен запоминаться на время большее, чем задержка, с которой рел времени блока пуска и задержки двухкратного ТАПВ подает сигнал на включение выключателя во втором цикле ТАПВ. Запоминание сигнала запрета организуется в блоке временной памят

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

I

При возникновении внезапного КЗ

в зоне 5 действия релейной защиты выключатель 3 отключается. При этом блок 9 контроля наличия расширения объема повреждения фиксирует объем повреждения. По несоответствию поло- жения ключа 6 управления и состояния реле - повторителя 7 положения выключателя запускается блок 8 пуска

15

20

25

30

,;

е 35 е5и.

50

40

676

и задержки двухкратного ТАПВ, который через 0,3-2 с вырабатывает.сигнал на включение выключателя 3. Так как на выходе блока 10 временной памяти существует нулевое значение и логический блок 11 запрета находится в открытом состоянии (на выходе элемента НЕ 12 существует единичное значение), то команда на включение выключателя проходит на выход устройства.

Если линия 1 включается в первом цикле ТАПВ на неустранившееся КЗ, то она отключается релейной защитой 5. При этом блок 9 контроля наличия расширения объема повреждения фиксирует объем повреждения к при наличии расршрения объема повреждения в .первом цикле неуспешного ТАПВ по сравнению с объемом повреждения при внезапном КЗ выраб атывает сигнал запрета, который запоминается в блоке 10 временной памяти. Логический блок 11 запрета при этом переходит в закрытое состояние (на выходе элемента НЕ 12 существует нулевое значение). Поэтому команда на включение выключателя 3, вырабатываемая блоком 8 пуска и задержки двухкратного ТАЛВ во втором цикле, не проходит на выход устройства.

В случае, если расширения объема повреждения нет, то устройство работает обычным образом, так же, как и в первом цикле ТАПВ, включая выключатель через 10-15 с после его отключения.

При трехкратном ТАПВ в предлагае- мом устройстве изменится лишь структура блока контроля наличия расширения объема повреждения. В этом случае указанный блок должен дополнительно контролировать наличие расширения объема повреждения во втором цикле неуспешного ТАПВ по сравнению с объемом повреждения в первом цикле неуспешного ТАПВ.

Кроме аппаратной реализации предлагаемого способа многократного ТАПВ возможна и программная его реализация на микроэвм.

Формула изобретения

Способ блокировки трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) линии электропередачи, в кото71376

ром контролируют устойчивость повреждения, и если повреждение устойчиво, то блокируют ТАПВ, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности блокировки ТАПВ при развивающемся характере повреждений, определяют число поврежденных фаз и

678

наличие их связи с землей после первого отключения от запщты первый раз и после первого цикла ТАПВ - второй раз, сравнивают их междУ собой и по увеличению числа поврежденных фаз и по появлению их связи с землей фиксируют устойчивость повреждешм.