(21)4113181/24-07
(22)23.06.86
(46) 23.05.88. Бюл. № 19
(71)Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектно-изы- скательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей Энерго- сетьпроект
(72)С.М.Куцовский и Е.П.Королев (53) 62J.316,925(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР № 838881, кл. Н 02 Н 11/00, 1981.
Авторское свидетельство СССР № 1053214, кл. Н 02 Н 11/00, 1983.
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ШИН (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите электрических сетей от подключения короткозамкну тых шин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. На отключенные шины (Ш) 2 от энергосистемы (ЭС) 4 через конденсаторы 7 шинного выключателя (ШВ) 5 поступает напряжение, составляющее не менее 4% от номинального напряжения ЭС 4. Напряжение с Ш 2 поступает на вход цепи, включаю
СО
со
00
о ю
4;i
щей в себя последовательно установленные трехфазный преобразователь 8 напряжения, резисторы 21-23, датчики 9-11 фазных напряжений, дифференциальные усилители 12-14, программный переключатель 27, миниселек- тор 15, компаратор (К) 16. При отсутствии КЗ на Ш 2 К 16 находится в сработанном состоянии, и сигнал высокого уровня с его выхода через элемент 28 времени с задержкой на возврат поступает на вход элемента И 18, другой вход которого соединен с блоком (В) 3 формирования команды на подключение Ш 2 к ЭС 4. При поступле1
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите электрических сетей от подключения короткозамк- нутых шин.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема шести- ajenHoro программного переключателя.
Устройство 1 для блокирования включения шин 2, подключаемых по импульсной выходной команде блока 3 формирования команды к энергосистеме 4 через шинный .выключатель 3, с силовыми контактами 6, пгунтированными емкостными делителями 7 напряжения,, содержит измерительный преобразователь 8 напряжения, датчики 9 - 11 фазных напряжений, дифференциальные усилители 12 - 14, миниселектор 15, компаратор 16, элементы НЕ 17 и И 18 испо.гиительный орган 19, входы 20 включения шинного выключателя 5, резисторы 21 - 23, -кнопки 24 - 26 с замыкающим контактом, шестицепной программный переключатель 27, элемент 28 времени с задержкой на возврат, индикатор 29 срабатывания, логический 5лок 30 контроля исправности, замыкающий контакт 31 реле положения От- : {лючено шинного выключателя 5, трех- 3ходовый элемент ИЛИ 32, размыкающий
нии команды от Б 3 срабатывает исполнительный орган (Ио) 19, выдавая команду на включение ШВ 5. При наличии КЗ на отключенных Ш 2 К 16 находится в несработанном состоянии, на входе элемента И 18 отсутствует сигнал, разрешающий включение ШВ 5. При нештатном срабатывании элементов устройства срабатывает индикатор 35 неисправности. При поочередном нажатии кнопок 24, 25, 26 имитируются межфазные КЗ на Ш 2, при этом срабатывает индикатор 35, что свидетельствует об исправности устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
контакт 33 реле положения Отключено элемент 34 времени с задержкой на срабатывание и индикатор 35 неисправности.
Преобразователь 8 напряжения представляет собой комплект трех однофазных понижающих трансформаторов напряжения и служит для согласования уровней напряжения на шинах 2 с уровнем допустимого напряжения функцио- нальных узлов устройства.
Резисторы 21 - 23 и замыкающие кнопки 24 - 26 служат для тестового контроля, обеспечивающего выявление выхода из строя элементов схемы, приводящего к отказу в срабатывании устройства.
Датчики 9-11 фазных напряжений служат для гальванического разделения цепей электронных функцио- нальных узлов устройства и вторичных цепей преобразователей 8 напряжения, а также для дополнительного согласования уровней напряжения.
Дифференциальные усилители 12 - 14 формируют сигнал, пропорциональный разности входных фазных напряжений.
Программный переключатель 27 обеспечивает подачу на входы миниселек- тора 15 заданной комбинации фазных и междуфазных напряжений. В качестве программного переключателя может быть взят шест1рцепной коммутатор на контактах или выполняющий аналогичные
функции luec гнкан;им,и1) т не к тронный
коммутатор,
Миниселектор 15 осуществляет выделение наименьшего из входных напряжений, причем разомкнутый вход не- ключается из сравнения. Компар.атор 16 формирует сигнал высокого уровня, если входное напряжение превысит его уставку срабатывания.
Элемент 28 времени с задержкой на возврат поддерживает на выходе в течение заданного времени (,1 с) сигнал высокого уровня и служит для исключения подачи блокирующего сигнала под воздействием импульсных помех Замыкающий контакт 31 реле положения Отключено предназначен для подключения индикатора 29 к выходу элемента 28 времени при отключенном выключателе 5. Индикатор 29 служит для сигнализации исправного состояния шин отключенных от сети выключателем 5.
Блок 3 служит для формирования команды, обеспечивающей надежное вклю- чение выключателя в режимах его оперативного или автоматического повторного включения.
Логический элемент И 18 предназначен для того, чтобы сигнал с блока 3 на исполнительный орган 19 и далее на входы 20 выключателя 5 проходил только при наличии сигнала высокого уровня на выходе элемента 28 времени, а следовательно, при отсутствии короткого замыкания на шинах 2.
Блок 30 контроля исправности служит для индикации выхода из строя элементов схемы в нормальном режиме. Логический элемент ИЛИ 32 формирует на выходе сигнал высокого уровня при наличии сигнала высокого уровня хотя бы на одном из его входов.
Размыкающий контакт 33 реле положения Отключено предназначен для вывода из работы блока 30 контроля исправности при отключенном выключателе 5. Элемент 34 времени с задержкой на срабатывание служит для предотвращения излишнего срабатывания индикатора 35 ври выполнении операции включения выключателя 5.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии КЗ на отключенных шинах 2 имеется остаточное напряжение поступающее через конденсаторы 7 и составляющее не менее 4% от номинального значения. Напряжения с шин 2 через измерительный преобразователь 8
0
0
02
„
5
0
5 0
5
0
р апряжсния, резисторы 21 - 23 и датчики 9-11 фазных напряжений, поступают на входы дифференциальных усилителей 12 - 14 и на входы программного переключателя 27. Выбором коэффициентов передачи блоков 12-14 обеспечивается равенство действующих значений фазных и междуфазных напряжений, поступающих на входы минисе- лектора 15 при исправных шинах. С выхода миниселектора 15 наименьшее из фазных или междуфазных напряжений поступает на компаратор 16, срабатывающий в случае превышения входным сигналом уровня уставки.
Уставка компаратора 16 выбирается с учетом отстройки от ЭДС, наводимых во вторичных цепях преобразователя напряжения, и принимается равной 1-2% от номинального напряжения. При исправных шинах 2 компаратор 16 находится в сработанном состоянии и сигнал высокого уровня с его выхода через элемент 28 времени поступает на второй вход логического элемента И 18, разрешая срабатывание исполнительного органа 19 от блока 3, и на вход индикатора 29 через замыкающий контакт 31.
При наличии на отключенных шинах 2 любого вид КЗ одно из фазных или междуфазных напряжений, поступающих на входы миниселектора 15, снижается практически до нуля, ввиду чего на выходе миниселектора также устанавливается низкое, близкое к нулю, напряжение. При этом компаратор 16 переходит в несработанное состояние и через время порядка 0,1 с, определяемое уставкой элемента 28 времени, сигнал низкого уровня поступает на второй вход логического элемента И 18, запрещая прохождение сигнала высокого уровня от блока 3 через первьй вход элемента И 18 на включение выключателя 5. Одновременно сигнал низкого уровня от элемента 28 через замыкающий контакт 31 поступает на индикатор 29, отключая индикацию исправности шин, что свидетельствует о наличии на шинах 2 неустраненного КЗ.
Ввиду того, что сопротивление конденсаторов 7 составляет не менее 500 кОм, переходное сопротивление в точке КЗ практически не оказывает влияния на значение остаточного напряжения в поврежденных фазах, что обуславливает высокую чувствитель51j
ность устройства и возможность применения его на шинах с неограниченнЕ)м числом присоединений.
В нормальном режиме при включенных выключателях 5 на выходе компаратора 16, а следовательно, и элемента 28 времени присутствует сигнал высокого уровня. Этот сигнал поступает на второй вход логического элемента И 18 и на вход логического элемента НЕ 17 При этом на первый вход элемента И 18 поступает сигнал низкого уровня от блока 3, ввиду чего исполнительный орган 19 находится в несработанном состоянии и на его выходе также формируется сигнал низкого уровня. Поэтому с учетом инвертирования в элементе НЕ 17 на все входы логического
элемента ИЛИ 32 блока 30 контроля ис- 20 нения.
правности поступают сигналы низкого уровня и индикатор 35 не срабатывает.
Если в нормальном режиме в результате выхода из строя какого-либо элемента в измерительной (блоки 9-16 и 2t-28) или выходной (блоки 18 и 19) частях имеет место излишнее срабатывание устройства, то на один из входов блока 30 поступает сигнал высокого уровня. Далее через находяпщйся в замкнутом состоянии размыкающий контакт 33 реле положения Отключено
после вьщержки времени t« на элемента 34 указанный сигнал поступает на
:индикатор 35 неисправности и вызывает
:его срабатывание.
Время tj выбирается по условию обеспечения несрабатывания индикатора 35 в режиме оперативного или автоматического повторного включения вы;ключателя и должно быть больше наи
большего времени от момента подачи команды на включение выключателя с блока 3 до момента размыкания блок- контактов привода выключателя 5 и возврата блока 3. Для выключателей напряжением 110 кВ и выше это время не превышает 0,5 с. Поэтому принимается с, что обеспечивает надежную отстройку блока контроля исправности от срабатывания в указанных режимах.
Выявление случаев повреждения элементов, приводящих к отказу в действии, производится с помощью схемы тестового контроля, выполненной на элементах 21-26, При поочередном нажатии КНОПОК 24 - 26 имитируются междуфазные КЗ. Правильной реакцией,
6
5
свидетельствующей об исправности схемы, является срабатывание (на время нажатия кнопки) индикатора 35 в блоке 30.
В ряде случаев шины оборудуются трансформаторами напряжения не во всех фазах. Например, на обходной системе шин трансформаторы напряжения обычно устанавливаются лишь в фазе В. Правильная работа устройства в этих случаях обеспечивается с помощью программного переключателя 27, подводящего к миниселектору 15 требуемую комбинацию фазных и междуфазных напряжений. Те напряжения, которые ввиду отсутствия трансформаторов напряжения равны нулю, к миниселектору не подводятся и исключаются из сравНа фиг. 2 показана схема реализации переключателя 27 с помощью шести- цепного семипозиционного ком1«1утатора для разных схем включения ТН (в одной фазе А,В,С; в двух фазах А и В, В и С, А и С; во всех фазах А,В,С).
Изобретение может быть использовано для предотвращения включения на КЗ шин 110-750 кБ как при их оперативном опробовании, например, после
5
0
5
0
5
ремонта, так и в режиме АПВ.
Применение изобретения позволяет сократить число таких тяжелых, особенно по условию сохранения устойчивости системы, аварийньпс режимов, какими являются КЗ на шинах,.увеличить срок службы основного энергооборудования и повысить надежность электроснабжения.
Формула изобретения
2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля исправности выполнен на трехвхои замыкающий контакт реле положения Отключено шинного выключателя, при- 20довом элементе ИЛИ с выходньм выводом чем входы трех датчиков фазных на-для подключения к первому выводу . пряжений через резисторы подключеныразмыкающего контакта реле положения каждьй к соответствующему выходу из- Отключено шинного выключателя, эле- мерительного преобразователя и попар-менте времени с задержкой на срабаты- но соединены друг с другом через за- 25ванне, имеющем входной вывод для под- мыкающий контакт соответствующей кнопки, шестицепной программньй пере ключатель входами подключен к выходам датчиков фазных напряжений и дифференциальных усилителей, а выходами-зовремени с задержкой на срабатывание, к входам миниселектора, выход компа-при этом входы трехвходового элемен- ратора подключен к входу элементата ИЛИ являются входами блока конт- времени с задержкой на возврат, вы-роля исправности.
ключения к второму выводу размыкающего контакта реле положения Отключено и индикаторе неисправности, входом подключенном к выходу элемента
ход которого подключен к входу элемента НЕ, второму входу элемента И и снабжен вьшодом для подключения к первому выводу замыкающего контакта реле положения Отключено, при этом индика срабатывания имеет входной вывод для подключения к второму вьшоду замьпсающего контакта реле по- ложения Отключено, а первый, второй, третий входы блока контроля исправности соединены с выходом элемента ИЛИ, первым входом элемента И и с вькодным выводом исполнительного органа соответственно.
2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля исправности выполнен на трехвходовом элементе ИЛИ с выходньм выводом для подключения к первому выводу . размыкающего контакта реле положения Отключено шинного выключателя, эле- менте времени с задержкой на срабаты- ванне, имеющем входной вывод для под- времени с задержкой на срабатывание, при этом входы трехвходового элемен- та ИЛИ являются входами блока конт- роля исправности.
довом элементе ИЛИ с выходньм выводом для подключения к первому выводу . размыкающего контакта реле положения Отключено шинного выключателя, эле- менте времени с задержкой на срабаты- ванне, имеющем входной вывод для под- времени с задержкой на срабатывание, при этом входы трехвходового элемен- та ИЛИ являются входами блока конт- роля исправности.
ключения к второму выводу размыкающего контакта реле положения Отключено и индикаторе неисправности, входом подключенном к выходу элемента
