Способ отключения линии электропередачи переменного тока с устойчивым однофазным коротким замыканием Советский патент 1991 года по МПК H02H3/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при совершенствовании противоаварийной автоматики энергосистем.

Цель изобретения - расширение области применения, уменьшение объема аварийного недоотлуска электроэнергии и сокращение времени использования неполнофазного режима.

Введение контроля за направлением перетока мощности по аварийной линии позволяет проводить разгрузку линии более эффективно, используя вращающиеся резервы активной мощности в системе.

При направлении мощности к шинам станции, что возможно при транзитах мощности, следует осуществить набор нагрузки такой станции, чтобы подхватить мощность отключаемой поврежденной линии. НяЬор

мощности генераторами такой станции приводит к уменьшению перетока мощности по аварийной высоковольтной линии (ВЛ).

Дополнительно улучшить качество переходного процесса при разгрузке линии возможно, если после определения числа и номеров генераторов, подлежащих выделению на автономное питание аварийной линии, подать сигнал на загрузку остальных генераторов станции. Возможности по загрузке генераторов определяются их резервом по активной мощности и запасами шунтирующей сети по устойчивости.

Способ осуществляют следующим образом.

При возникновении однофазного к.з. на отходящей от шин станции линии контролируют состояние отключенной в цикле однофазного автоматического повторного

О

-N

VI v| Ы О

включения (ОАПВ) фазы линии, величину и направление протекающей по линии активной мощности. При фиксации устойчивого характера повреждения определяют необходимость проведения разгрузки поврежденной линии. Если измеренная величина мощности, протекающей по аварийной линии

Рав.л Рдоп,

(1)

где Рдоп - уровень мощности, при отключении которой не требуется проводить дополнительных мероприятий по сохранению устойчивости,

проводят технические мероприятия по разгрузке аварийной линии. При этом при направлении мощности к шинам станции формируют сигнал на загрузку всех генераторов станции до уровня, ограничиваемого их предельной загрузкой и пропускной способностью отходящих линий.

При снижении мощности, протекающей по аварийной линии до или ниже Рдоп, т. е. при

Рав.л Рдоп

(2)

формируют сигнал на доотключение выключателей неповрежденных фаз этой линии.

Если мощность, протекающая по аварийной линии, направлена от шин примыкающей станции и выполняется условие (1), то после определения номеров генераторов, выделенных для автономного питания линии, формируют сигнал на загрузку осталь- ных генераторов, при этом уровень загрузки ограничивается запасами мощности генераторов и пропускной способностью остальных линий, отходящих от шин этой стадии. Доотключение неповрежденных линий происходит при снижении передаваемой по ней мощности до или ниже Рдоп.

Уставка Рдоп в (1) при направлении мощности к шинам станции или от шин может быть различной.

Выбор Рдоп осуществляется или предварительно, или в темпе процесса при наличии расчетного аппарата, учитывающего изменения состава оборудования.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ вместе со схемой распределительного устройства станции; на фиг. 2 - блок-схема блока переключений.

Устройство содержит блок 1 контроля за погасанием дуги подпитки, блок 2 сравнения мощности, передаваемой по аварийной линии с уставкой, блок 3 определения направления мощности, блок 4 переключений выключателей, генераторы 5 станции: . 5.4, распределительное устройство б

(РУ) станции, содержащее выключатели 5i |- 5i5, 52|-52э, 5з1-5з}, 54 (-54, отходящую линию 7 с устойчивым однофазным коротким замыканием, трансформатор 8 напряжения линии и трансформатор 9 тока линии.

0 Блок 1 осуществляет контроль за состоянием отключенной в цикле ОАПВ фазы. На его входы подается информация от трансформаторов отключения одной ее фазы. Контроль за состоянием фазы может осуще5 ствляться любым известным способом.

В случае проходящего к.з. на первом выходе блока 1 появляется разрешающий сигнал на ОАПВ. Если к.з. устойчиво, то на втором выходе появляется сигнал, разреша0 ющий работу блока 2.

Блок 2 служит для сравнения мощности, передаваемой по аварийной линии С уставкой. На его аналоговые входы подается информация от трансформаторов напряжения

5 и тока, установленных на линии. При величине мощности ниже заданной уставки на первом выходе блока 2 появляется сигнал, разрешающий доотключение выключателей неповрежденных фаз. При величине пере0 даваемой по аварийной линии мощности выше уставки на втором выходе блока 2 появляется сигнал, разрешающий работу блока 3. Блок 2 выполняется на основе стандартного компаратора и оборудован

5 фильтрами токов и напряжений прямой последовательности.

Блок 3 служит для определения направления мощности, передаваемой по аварийной линии, и может быть выполнен,

0 например, на основе стандартного реле направления мощности. Первый выход блока

3подключен к разрешающему входу блока

4переключений, а второй выход используется для загрузки генераторов станции.

5 Блок 4 переключений служит для анализа состояния выключателей схемы РУ и осуществления переключений таким образом, чтобы перевести поврежденную ВЛ на автономную работу от заданного числа генера0 торов. Это делают с целью проведения разгрузки выделенных генераторов и более полного использования пропускной способности шунтирующей сети. Блок переключений формируют из стандартных логических

5 блоков И, И-НЕ. Выход блока 3 используют для организации разгрузки автономно работающих генераторов и загрузки генераторов, работающих на систему.

Блоки 5-9 представляют собой стандартное оборудование станции.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 контроля за погасанием дуги подпитки устанавливает характер повреждения. При проходящем к.з. разрешается ОАЛВ, при фиксации устойчивого характера повреждения разрешается работа непосредственно устройства разгрузки, для чего блок 2 производит сравнение величины мощности, передаваемой аварийной линии с уставкой, определяемой соответствующей предельной по условиям сохранения устойчивости величиной передаваемой мощности. Если мощность, передаваемая по аварийной линии, ниже уставки, то выдает- ся сигнал на отключение выключателей неповрежденных фаз. В противном случае разрешается работа блока 3, который определяет направление перетока мощности по поврежденной ВЛ. Если мощность направ- лена к шинам станции, перевод линии на автономное питание не производят, и выдается разрешающий сигнал на загрузку всех генераторов станции. При направлении мощности от шин станции выдается разре- шающий сигнал блоку 4 переключений. Блок 4 на основании логической информации о состоянии схемы РУ осуществляет переключения таким образом, чтобы вывести поврежденную В Л на автономную работу от заданного числа генераторов. После этого блок 4 выдает разрешающие сигналы на выделение части генераторов на автономную работу и их разгрузку и загрузку остальных генераторов станции. При снижении мощ- ности, передаваемой по аварийной линии, ниже уставки осуществляется доотключе- ние неповрежденных фаз аварийной линии или ее перевод в длительный неполнофаз- ный режим.

В случае, если блок 1 контроля за погасанием дуги подпитки снимает сигнал об устойчивом характере повреждения в ходе работы устройства, работа прекращается и разрешается ОАПВ.

В устройстве наиболее сложным является блок 4 переключений, который имеет разный уровень сложности в зависимости от конкретной схемы РУ. Рассмотрим работу этого блока на примере схемы РУ, изо- браженного на фиг. 1. Блок переключений содержит (фиг. 2) логические блоки И 10-13 логический блок И-НЕ 14, логические блоки И 15-23.

Пусть для автономной работы аварий- ной линии необходимо выделить два генератора. Вариантов такой работы (для схемы РУфиг. 1) может быть несколько. Например, возможна работа линии 7 (фиг. 1) от генераторов 5t И 52, от генераторов 5i и 5з, ot

генераторов 52 и 54 и т. д, За критерий оптимальности варианта в данном случае принята работа аварийной линии от ближайших по схеме РУ генераторов.

Блок переключений работает следующим образом.

При получении разрешающего сигнала блоки 10 и 14 получают на свои входы сигналы о состоянии выключателей 5it и 5i, (в устройстве рассматриваются два положения выключателей 1 - включен, 0 - отключен без возможности включения). Если выключатели 51ги 5ij включены, то на выходе блока 10 появляется сигнал, который передается на вход блока 11. Кроме того, на входы блока 11 заведены сигналы от выключателей 5ij, 52| и 52, состояние которых необходимо знать для организации работы аварийной линии 7. На блоки 12 и 13, также связанные между собой, заводится информация о состоянии выключателей 5з|, 5з 54j - блок 12 и 54г - блок 13. Наличие на выходе блока 13 сигнала (выход 1) свидетельствует о возможности организации работы поврежденной линии от генераторов 51 и 52 и приводит в действие реле, отключающие выключатели 5ii, 52;. 53, 541. Кроме того, этот сигнал используют для разгрузки генераторов 5т и 52 и загрузки {енераторов

53и 54.

Если какой-либо ич выключателей 5. I 2 или 5.1.3 отключен, то блоками 14, 15 и 20 осуществляется выбор, т. е. при отключенном выключателе 5 i 3 сигнал будет на входе блока 15, блоками 16-19 анализируется состояние выключателей, необходимых для работы поврежденной линии от генераторов 5i, (, 521. 52}- блок 16, 5з|, 5зг, 5з - блок- 17, 541, . 54; - блок 18, 522 - блок 19, сигнал на выходе блока 19 (выход 2) приводит к отключению выключателей 521 и 541, а также к разгрузке генераторов 5i и 5з и к загрузке генераторов 52 и 54.

Если отключен выключатель 5i2, то остается вариант работы аварийной линии от генераторов 52 и 54. В этом случае на блок 2i заводится сигнал от выключателей 5ii, 52. 52 3.

Кроме этого, имеется разрешающий сигнал от блока 20. Далее 22 и 23 анализируют состояние следующих выключателей: 54i, 5з(. 5з - блок 22, 522,54j- блок 23. Сигнал на выходе блока 23 приводит к отключению выключателей 5зд и 54. При этом начинается разгрузка генераторов 52 и

54и загрузка генераторов 5i, 5з.

Такая конструкция блока переключений позволяет избежать разрыва питания других отходящих линий, исключает изоляцию

блока генератор-линия одной ветви от шин питания.

Блок переключений может быть выполнен и на релейной основе для других схем РУ. В частности, блок переключений может отключать автотрансформатор связи двух РУ разного напряжения, если на РУ высокого напряжения есть линия, оборудованная устройством разгрузки.

Эффективность предлагаемого способа и устройства заключается в снижении недо- отпуска электроэнергии потребителям в ходе ликвидации устоймивого однофазного к.з. на линиях электропередачи тока с переменным направлением перетока мощности. Кроме того, сокращается время использования неполнофазного режима поврежденной линии. .

Формула изобретения

Способ отключения линии электропередачи переменного тока с устойчивым однофазным коротким замыканием, в котором ртключают поврежденную фазу, фиксируют на ней устойчивый характер повреждения, сравнивают величину передаваемой по аварийной линии мощности с уставкой, соответствующей предельной по условию сохранения устойчивости величине, при величине передаваемой мощности меньше уставки

доотключают неповрежденные фазы, при величине мощности больше усгавки переводят линию на автономное питание от заданного числа генераторов с последующей их разгрузкой, отличающийся тем, что,

с целью расширения области применения, уменьшения объема аварийного недоотпу- ска электроэнергии и сокращения времени использования неполнофазного режима, дополнительно определяют направление

передаваемой по поврежденной линии мощности и формируют управляющий сигнал на загрузку генераторов, при этом, если мощность направлена к шинам станции, то перевода на автономное питание не производят и формируют сигнал на загрузку всех генераторов станции, если мощность направлена от шин станции, то формируют сигнал на загрузку генераторов, не подлежащих выделению на автономное питание.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при совершенствовании противоаварийной автоматики энергосистем. Цель - расширение области применения, уменьшение объема аварийного времени недоотпуска электроэнергии, сокращение времени использования неполнофазного режима. При установлении факта устойчивого характера повреждения сравнивают величину передаваемой по аварийной линии мощности с vc- тавкой. При ветчине мощности ниже уставки доотключают неповрежденные фазы, при величине мощности выше уставки определяют направление мощности. Если мощность передается к шинам станции, загружают все генераторы, если от шин станции - линию переводят на автономное питание от заданного числа генераторов, которые разгружают. Остальные генераторы станции загружают. 2 ил. (Л С

5з

&

5з,5зг

St/t -f«j

A,

Нет

На разгрузку генераторов 5f и 5г и загрузку 53 и 5ц

Фиг.1

St/t -f«j

7

i

Сигнал a$ -ow/fj/avevt/t/ поврежденной (разы

На ОАПВ

19

Разгрузка 5,, 5z -f Эаъруэка 53f 5ч &biiddZ

Разгрузка 5i, 5j Фиг.2 Загрузка 52,5ц

V

Sift ход J Разгрузка Заърузха 5t) 5j