Устройство для однофазного автоматического повторного включения трехфазной линии электропередачи Советский патент 1992 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к линейной автоматике.

Известно устройство для однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) трехфазной линии электропередачи, содержащее блок разрешения ОАПВ и элемент выдержки времени, выход которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя линии. Выдержки времени этого устройства на обоих концах линии устанавливаются практически равными друг другу.

Известно также устройство (устройство- прототип) для ОАПВ трехфазной линии электропередачи, поочередного по концам

линии, оснащенной релейной защитой и подключенной к шинам подстанции посредством выключателя, содержащее блок разрешения ОАПВ, входы которого предназначены для подключения к выходу релейной защиты и вспомогательному выходу выключателя, первый и второй элементы ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и переключатель. Выход блока разрешения ОАПВ соединен с входом первого элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого подключен к входу второго элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ. Первый, общий зажим переключателя предназначен для подключения к включающей цепи

4 00

СЛ Ю

выключателя. Второй и третий зажимы переключателя соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ.

Недостатками такого устройства явля- ются включение на КЗ с двух концов линии при неуспешном ОАПВ и необходимость введения задержек в действие избирательных органов при ОАПВ, если они не отстроены от замыкания фазы в транзит для предотвращения ложного отключения линии при успешном ОАПВ. Эти недостатки снижают надежность и быстродействие в работе устройства.

Целью изобретения является повыше- ние быстродействия и надежности в работе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ОАПВ трехфазной линии электропередачи, поочередного по концам линии, оснащенной релейной защитой и датчиком напряжения и подключенной к шинам при помощи выключателя, содержащее блок разрешения ОАПВ, входы которого предназначены для подключения к выходу релейной защиты и вспомогательному выходу выключателя, элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и переключатель, первый, общий зажим которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя, при этом выход блока разрешения ОАПВ соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с вторым зажимом переключателя, дополнительно содержит блок выделения напряжения отключенной фазы, три входа которого предназначены для подключения соответственно к фазным выходам датчика напряжения линии, максимальное реле напряжения и элемент И, причем выход блока выделения напряжения отключенной фазы соединен с входом максимального реле напряжения, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выхо- дом блока разрешения ОАПВ, а выход - с третьим зажимом переключателя.

Для повышения надежности при использовании устройства на линии, оборудованной шунтирующими реакторами, оно дополнительно содержит второе максимальное реле напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика напряжений линий, а выход - к третьему, за- прещающему входу элемента И.

Такое решение исключает возможность ложной работы устройства вследствие появления на отключенной с двух сторон фазе линии больших наведенных напряжений,

соизмеримых с рабочими в случае наличия на линии шунтирующих реакторов, предназначенных для компенсации емкостных токов.

Для повышения надежности при использовании устройства на линии, оборудованной шунтирующими реакторами и датчиками токов линии и имеющей относительно большую протяженность, оно допол- нительно содержит сумматор и преобразователь тока в напряжение, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика токов линии, а выход соединен с вторым входом сумматора. Первый вход сумматора предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика напряжений линии, а выход соединен с входом второго максимального реле напряжения.

Это решение обеспечивает безотказное действие устройства на линиях, оборудованных шунтирующими реакторами и имеющих большую протяженность. На таких линиях на отключенном однофазно конце может быть значительным напряжение нулевой последовательности.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - схемы устройства для работы на ЛЭП, оборудованных шунтирующими реакторами.

На фигурах приняты следующие обозначения 1 - устройство ОАПВ; 2 - линия электропередачи; 3 - выключатель; 4 - шины подстанции; 5 - релейная защита линии (РЗЛ); 6 - блок разрешения ОАПВ (БР ОАПВ); 7 - элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ ; 8 - переключатель (П); на конце, включаемом первым, он устанавливается в положение I, на втором конце - в положение II; 9 - блок выделения напряжения отключенной фазы (БВНОФ); 10 и 11 - первое и второе максимальное реле напряжения соответственно (МРН); 11 - элемент И; 13 - преобразователь тока в напряжение; обеспечивает формирование из тока 31о напряжения АО, соответствующего падению напряжения нулевой последовательности на соответствующем сопротивлении линии, может быть реализован на трансреакторе; 14 - сумматор; 15 - датчик напряжений линии; 16 - датчик токов линии.

Устройством 1 ОАПВ оснащена линия 2 электропередачи, подключенная при помощи выключателя 3 к шинам 4 подстанции и снабженная релейной защитой 5. Устройство ОАПВ содержит блок 6 разрешения ОАПВ, входы которого служат для подключения к выходам релейной защиты 5 и выключателя 3. Выход блока 6 разрешения

ОАПВ соединен с входом элемента 7 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ. Выход элемента 7 соединен с вторым зажимом переключателя 8, первый, общий зажим которого служит для подключения к включающей цепи выключателя 3.

Входы блока 9 выделения напряжения отключенной фазы предназначены для подключения к фазным выходам датчика 15 на- пряжения линии. Выход блока 9 подсоединен к входу максимального реле 10 напряжения. Блок 9 может быть выполнен с использованием управляемых ключей в каждой фазе и сумматора, выход которого является выходом блока 9. Выход реле 10 соединен с вторым входом элемента 11 И, первый вход которого соединен с выходом блока 6, а выход - с третьим зажимом переключателя 8.

Схема устройства для использования его на линии, оборудованной шунтирующими реакторами, предназначенными для компенсации емкостных токов линий, приведена на фиг.2, где 12 - второе максимальное реле напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика 15 напряжения линии, а выход соединен с третьим, запрещающим входом элемента 11 И.

Схема устройства для использования его на линии, оборудованной шунтирующими реакторами и имеющей большую протяженность, приведена на фиг.З, где 13 - преобразователь тока в напряжение, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика 16 токов линии, 14 - сумматор, первый вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика 15 напряжения линии, а второй вход соединен с выходом преобразователя 13, Выход сумматора 14 соединен с входом второго максимального реле 12 напряжения, выход которого соединен с третьим, запрещающим входом элемента 11 И. Преобразователь 13 тока в напряжение может быть выполнен с помощью трансреактора, взаимное комплексное сопротивление которого соответствует сопротивлению нулевой последовательности линии.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении на линии 2 однофазного КЗ срабатывает релейная защита 5 линии и от устройства 1 ОАПВ отключается одна поврежденная фаза выключателя 3 линии. Сигналы от релейной защиты 5 и выключателя 3 поступают на входы блока б разрешения ОАПВ устройства. С выхода блока 6 сигналы поступают на вход элемента 7 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и первый вход элемента 11 И.

На конце, включаемом вторым, переключатель 8 находится в положении II, и

сигнал с выхода элемента 7 на включение не проходит.

Если на линии не установлены шунтирующие реакторы, то напряжение на двусто- ронне отключенной фазе линии

0 незначительное (не более 15% от номинального). Поэтому, пока фаза не включена с первого конца, максимальное реле 10 напряжения, вход которого через блок 6 выделения напряжения отключенной фазы

5 соединен с соответствующим выходом датчика напряжений линии, не срабатывает. Когда фазу включают с противоположного конца линии под напряжение, реле 10 срабатывает и подает сигнал на второй, вход

0 элемента И, с выхода которого через переключатель 8 проходит сигнал на включение выключателя.

Таким образом, включение на втором конце происходит довольно быстро после

5 включения на первом, и происходит оно только после исчезновения КЗ на отключенной фазе, т.е. только после успешного ОАПВ на первом конце.

По сравнению с устройством-прототи0 пом быстродействие устройства повышается в результате уменьшения разновременности включения фазы по концам с 0,5-0,7 с до 0,1-0,15 с. Надежность повышается вследствие предотвращения

5 повторного включения на КЗ при неуспешном ОАПВ.

При использовании предлагаемого устройства на линии, оборудованной шунтирующими реакторами, предназначенными для

0 компенсации емкостных токов линии, возможно ложное действие устройства в результате срабатывания реле 10 от наведенного на отключенную фазу напряжения от неотключенных фаз, находящихся

5 под рабочим напряжением. При коэффициентах компенсации, близких к критическому значению (ККр 0,9) напряжение на отключенной фазе значительно и может даже превышать номинальное значение.

0В этом случае целесообразно использовать устройство, изображенное на фиг.2.

При этом в случае двустороннего отключения фазы линии при высоких наведенных на фазу напряжениях на линии появляется

5 значительное напряжение нулевой последовательности, которое существенно уменьшается при включении фазы хотя бы с одной стороны на рабочее напряжение. Срабатывание реле 12 приводит к блокированию работы устройства при двустороннем отключении фазы; возврат реле 12 при одностороннем включении фазы снимает эту блокировку и разрешает производить включение фазы после срабатывания реле 10.

Если линия, оборудованная шунтирующими реакторами, имеет большую протяженность, то напряжение нулевой последовательности на втором конце и в режиме одностороннего включения фазы может принимать большие значения. Это обусловлено падением напряжения в большом сопротивлении нулевой последовательности линии от токов нагрузки, протекающих по нестключенным фазам.

В этом случае целесообразно использовать устройство по схеме, представленной на фиг. 3, в котором обеспечена компенсация напряжения нулевой последовательности током линии. В преобразователе 13 (фиг.З) с помощью тока нулевой последовательности линии моделируется падение напряжения этой последовательности на линии. Смоделированное таким образом напряжение складывается в сумматоре 14 с напряжением нулевой последовательности в месте установки устройства (на втором конце линии) и в результате получается напряжение, соответствующее напряжению нулевой последовательности на противоположном конце (на первом конце) линии, которое после включения на этом конце становится сравнительно небольшим и не вызывает срабатывания реле 12.

Таким образом, реле напряжения 12 на втором конце линии срабатывает в режиме двустороннего отключения фазы, блокируя действие устройства на включение, и не срабатывает в режиме одностороннего ее включения, разрешая производить включение. Этим достигается повышение надежности действия устройства при использовании его на линиях, оборудованных шунтирующими реакторами и имеющих относительно большую протяженность.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяетсяповышениемегобыстродействия, что улучшает динамическую устойчивость энергссистемы и уменьшает время действия временных перенапряжений и надежности, что обусловлено уменьшением числа включений выключателя на устойчивое повреждение.

Формула изобретения

1. Устройство для однофазного автоматического повторно о включения трехфазной линии электропередачи поочередного по концам линии, оснащенной релейной защитой и подключенной к шинам подстанции через выключатель, содержащее блок разрешения ОАПВ, входы которого предназначены для подключения к выходу релейной защиты и вспомогательному выходу выключателя, элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и переключатель, первый общий

зажим которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя, при этом выход блока разрешения ОАПВ соединен с входом элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого соединен с

вторым зажимом переключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности при поочередном по концам линии ОАПВ, оснащенной датчиком напряжения, дополнительно содержит

блок выделения напряжения отключенной фазы, три входа которого предназначены для подключения соответственно к фазным выходам датчика напряжения линии, максимальное реле напряжения и элемент И, причем выход блока выделения напряжения отключенной фазы соединен с входом максимального реле напряжения, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом

блока разрешения ОАПВ, а выход - с третьим зажимом переключателя.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности при использовании на линии, оборудованной шунтирующими реакторами, дополнительно содержит второе максимальное реле напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика напряжений линии, а выход - к третьему запрещающему входу элемента И.

3.Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью повышения надежности при использовании на линии, оборудованной шунтирующими реакторами и датчиком токов и имеющей большую протяженность, дополнительно содержит сумматор, первый вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика напряжений линии и преобразователь тока в напряжение, вход которого предназначен для подключения к выходу нулевой последовательности датчика токов линии, а выход соединен с вторым

входом сумматора, выход которого соединен с входом второго максимального реле напряжения.

-мЮ

11

Использование: восстановление напряжения на линии электропередачи после отключения ее релейной защитой, Сущность изобретения: устройство содержит блок разрешения ОАПВ, входы которого подключаются к выходам релейной защиты и выключателя линии, элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, вход которого соединен с выходом блока разрешения, к которому также подключен первый вход элемента и, второй вход которого соединен с выходом максимального реле напряжения. Вход реле напряжения подключен к выходу блока выделения напряжения отключенной фазы, входы которого предназначены для подключения к выходам датчика напряжения линии. Выходы элементов ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и И соединены соответственно с первым и вторым зажимами переключателя, общий зажим которого служит для подключения к включающей цепи выключателя. Для надежности использования на линиях, оборудованных шунтирующими реакторами, устройство дополнительно содержит второе максимальное реле напряжения, а на линиях с реакторами, имеющих большую протяженность, содержит, кроме того, сумматор и преобразователь тока в напряжение. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. fe

15

-t#e

Фиг. 7

10

12

Фиг.2

0uaJ