Устройство для защиты секции шин и питаемых присоединений Советский патент 1993 года по МПК H02H3/08 

(л

С

Использование: для быстродействующей защиты при повышенной эффективности дальнего резервирования секции, шин и питаемых присоединений. Сущность изобретения: При К.З. на шинах подстанции срабатывает измерительный орган, трехфазное реле тока и пусковой блок, На выходе элемента ИЛИ-НЕ имеется сигнал логической единицы. Этот сигнал поступает на вход первого элемента И, с выхода которого сигнал логической единицы воздействует на отключение вводного и секционного выключателей без выдержки времени. При удаленном К.З. На питаемом присоединении и отказе его защиты срабатывает второй измерительный орган сопротивления с адаптивной уставкой и пусковой блок. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты распредустройства понизительной подстанции и для резервирования защит отходящих фидеров.

Цель изобретения - повышение быстродействия защиты и повышение эффективности дальнего резервирования.

На фиг. 1 изображена функциональная схема измерительной части устройства защиты, на фиг. 2 - функциональная схема его логической части, а на фиг. 3 - схема подключения измерительной части к трансформаторам тока.

Устройство содержит первый измерительный орган сопротивления 1, второй измерительный орган сопротивления 2 с адаптивной уставкой, пусковой блок 3, трехфазное реле тока 4, первый элемент И 5, второй элемент И 6, подключенный одним входом к выходу первого измерительного органа сопротивления 1, а другим входом к

выходу первого элемента ИЛИ 7, подключенного к выходам пускового блока 3, третий элемент И 8, один вход которого подключен к выходу второго измерительного органа сопротивления 2 с адаптивной уставкой, а другой вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ 7, элемент ИЛИ-НЕ 9, подключены входами к выходам измерительных органов защит питаемых присоединений, второй элемент ИЛИ 10, подключенный одним входом 11 к выходу 12 трехфазного реле тока 4, другим входом 13 к выходу 14 первого измерительного органа сопротивления 1, первый элемент выдержки времени 15, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения всех выключателей питающего трансформатора, а вход подключен к выходу первого элемента И 5, подключенного первым входом 16 к выходу 17 первого элемента ИЛИ 7, вторым входом к выходу элемента ИЛИ- НЕ 9, а третьим входом к выходу ИЛИ 10,

о

со о

четвертый 18 и пятый 19 элементы И, одни входы которых подключены к выходам измерительных органов защит питаемых присоединений, третий элемент ИЛИ 20, подключенный одним входом 21 к выходу 22 второго элемента И 6, другим входом 23 к выходу 12 трехфазного реле тока 4, а выходом к другим входам четвертого 18 и пятого 19 элементов И, четвертый 24 и пятый 25 элементы ИЛИ, подключённые одними входами к въгхбйам соответственно четвертого 18 и пятого 19 элементов И, шестой элемент ИЛИ 26, подключенный входами к выходам четвертого 24 и пятого 25 элементов ИЛИ, которые предназначены также для подключения к цепям отключения выключателей питаемых присоединений и запрета АПВ, второй 27 элемент выдержки времени, подключенный входом к выходу шестого элемента ИЛИ 26, элемент И-НЕ 28, подключенный одним входом к выходу элемента ИЛИ-НЕ 9, другим входом 29 к выходу 30 третьего элемента И 8, а выходом к R-входу первого счетчика 31, выход которого подключен к другим входам четвертого 24 и пятого 25 элементов ИЛИ, генератор импульсов 32, подключенный одним выходом к одному входу шестого элемента И 33, выход которого подключен к Т-входу первого счетчика 31, седьмой элемент И 34, подключенный одним входом к другому выходу генераторов импульсов 32, а выходом к одному входувосьмого элемента И 35, выход которого подключен к Т-входу второго счетчика 36, подключенного R-входом к прямому выходу RS-триггера 37, подключенного R-входом к выходу первого счетчика 31, а S-входом к выходу элемента И-НЕ 28, элемент НЕ 38, подключенный выходом к другому входа восьмого элемента И 35, а входом к последнему выходу второго счетчика 36, первый вход39 которого подключен к управляющему входу 40 второго измерительного органа сопротивления 2 с адаптивной уставкой, а остальные выходы второго счетчика 36 подключены к одним входам девятого 41 и десятого 42 элементов И, другие входы 43 которых объединены и подключены к выходу 30 третьего элемента И 8, третий 44 элемент выдержки времени и диод 45.

Пусковой блок 3 может быть выполнен, например в виде органа 44, реагирующего на приращение тока (сопротивления), а также реле тока (напряжение) обратной последовательности 45.

В ряде случаев, для обеспечения селективности, отключение выключателей питаемых присоединений может осуществляться с выдержкой времени, создаваемой элементами 46 и 47 для повышения чувствительности, в случае питания двух секций от одного трансформатора защита должна быть включена на сумму трансформаторов тока 48 и 49 в цепях вводного и секционного выключателя соответственно (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом. При коротком замыкании (КЗ) на первом питаемом присоединении вблизи шин подстанции, срабатывают первый измери0 тельный орган сопротивления 1, трехфазное реле тока 4, пусковой блок 3, а также измерительный орган защиты поврежденного присоединения, на выходе четвертого элемента И 18 появляется сигнал логиче5 ской единицы, который через четвертый элемент ИЛИ 24 проходит на отключение выключателя поврежденного присоединения и запрет его АПВ, Сигнал логическо единицы с выхода элемента ИЛИ 24 через

0 шестой элемент ИЛИ 26 воздействует также на запуск второго элемента выдержки времени 27, При отказе выключателя повреж- денного присоединения через выдержку времени, определяемую элементом 27, по5 дается сигнал на отключение вводного и секционного выключателей, что обеспечивает ликвидацию возникшего КЗ.

В случае возникновения КЗ на шинах подстанции, срабатывают измерительный

0 орган сопротивления 1, трехфазное реле тока 4 и пусковой блок 3. В результате этого на первый и третий входы первого элемента И 5 поступают сигналы логической единицы. Поскольку в данном случае не срабатывает

5 ни один из измерительных органов защит питаемых присоединений, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 также имеется сигнал логической единицы, поступающий на второй вход элемента И 5, сигнал логической еди0 ницы с выхода которого воздействует на отключение вводного и секционного выключателей без выдержки времени. В случае отказа любого из указанных выключателей, через заданное время определяемое пер5 вым элементом выдержки времени 15, подается сигнал на отключение питающего трансформатора.

При удаленном КЗ на питаемом присоединении и отказе его защиты срабатывает

0 второй измерительный орган сопротивления 2 с адаптивной уставкой и пусковой блок 3. На выходе элемента И-НЕ 28 появляются сигнал, пускающий первый счетчик 31, осуществляющий подсчет числа импульсов, поступающих с

5 выхода генератора импульсов 32. Через заданное время на выходе счетчика 31 появляется сигнал логической единицы, воздействующий на отключение выключателей всех питаемых присоединений, а также поступающих R-выход RS-триггера 37. Последний переключается, на его прямом выходе появляется сигнал логического нуля, который запрещает прохождение импульсов с генератора 32 через элемент И 33 на счетчик 31. С инверсного выхода RS-триг- гера 37 сигнал логической единицы поступает на один из входов седьмого элемента И 34, разрешая тем самым прохождение импульсов с другого выхода генератора импульсов 32 на вход второго счетчика 36. Счетчик 36 начинает поочередное включение (например, через 1 с) выключателей питаемых присоединений. При этом в момент подачи команды на включение соответствующего выключателя подготавливается цепь его отключения без выдержки времени одним из элементов И 41 (42). Так если выключатель включается на устойчивые КЗ, то срабатывает второй измерительный орган 2, что приводит к появлению сигнала логи- ческой единицы на выходе одного из элементов И 41 (42).

Для того чтобы счетчик 36 не перешел на второй цикл счета, используется элемент НЕ 38, который при появлении импульса на последнем выходе счетчика ( подаче команды на включение последнего выключателя) запрещает прохождение импульсов с генератора 32 через элемент И 35,

Для исключения ложного отключения неповрежденного присоединения в процессе включения выключателей импульс с первого выхода счсетчика 36 задаст начальное значение уставки второго измерительного органа сопротивления 2, которое затем са- мо перестраивается по мере включения выключателей питаемых присоединений.

Эффективность дальнего резервирования обеспечивается использованием измерительного органа сопротивления 2 с адаптивной уставкой, в зависимости от сопротивления нагрузки секции

Zcp f(ZtHarp) Znarp Кост,

где Коте - коэффициент отстройки;

ZHarp - нагрузка секции в данный предварительный момент времени. При условии, что время перезаписи уставки будет много меньше времени изменения нагрузки, dZcp/dt dZHarp/dt, селективность такой уставки будет обеспечиваться.

Применение измерительного органа с адаптивной уставкой на тупиковых присоединениях позволяет увеличить зону резер- вирования в два и более раз по сравнению с обычным дистанционным реле. При этом гарантированная зона резервирования у реле с адаптивной уставкой будет равна

ZCP

ZCp Z

нагр.макс

ZHarp.макс Zcp

45

50

55

где ZCp - определяется по (1) при 7Нагр.макс.

Формула изобретения Устройство для защиты секции шин и питаемых присоединений, содержащее первый измерительный орган, второй измерительный орган с адаптивной уставкой, пу- сковой блок, первый элемент И, подключенный выходом к входу первого элемента выдержки времени, второй, третий и четвертый элементы И, первый элемент ИЛИ и элемент НЕ, отличаю ш,е е- с я тем, что, с целью повышения быстродействия защиты и повышения эффективности дальнего резервирования, дополнительно введены трехфазное реле тока, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И, элемент И-НЕ, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, элемент И Л И-НЕ, второй и третий и элементы выдержки времени, два счетчика, генератор импульсов и RS-триггер, а первый и второй измерительные органы выполнены в виде измерительных органов сопротивления, при зтом выход первого измерительного органа подключен к одному входу второго элемента И, к другому входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, подключенного входами к выходам пускового блока, выход второго измерительного органа с адаптивной установкой подключен к одному входу третьего элемента И, к другому входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, подключенный также к первому входу первого элемента И, к второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ-НЕ, подключенного входами к выходам измерительных органов защиты питаемых присоединений, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам трехфазного реле тока и первого измерительного органа, а выход второго элемента ИЛИ подключен к третьему входу первого элемента И, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения вводного и секционного выключателей непосредственно, а к цепям отключения всех выключателей питающего трансформатора через упомянутый первый элемент выдержки времени, входы третьего элемента ИЛИ подключены к выходам второго элемента И и трехфазного реле тока, а выход третьего элемента ИЛИ подключен к одним входам четвертого и пятого элементов И, к другим входам которых подключены выходы измерительных органов защиты питаемых присоединений, выходы четвертого и пятого элементов И подключены к одним входам соответственно четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых подключены к выходам шестого элемента ИЛИ, а также предназначены для подключения к цепям отключения выключателей питаемых присоединений и запрета АПВ, выход шестого элемента ИЛИ подключен к входу второго элемента выдержки времени, выход которо- го предназначен для подключения к цепям отключения вводного и секционного выключателей, выход элемента ИЛ И-НЕ подключен также к одному входу элемента И-НЕ, подключенного другим входом к выходу третьего элемента И, а выходом к R-входу первого счетчика, к Т-входу которого подключен выход шестого элемента И, подключенного одним входом к одному выходу генератора импульсов, другой выход кото- рого подключен к одному входу седьмого элемента И, подключенного выходом к одному входу восьмого элемента И, подключенного выходом к Т-входу второго счетчика, R-вход которого подключен к пря- мому выходу RS-триггера, который подключен также к другому входу шестого элемента И, инверсный выход RS-триггера подключен к другому входу седьмого элемента И, R- вход RS-триггера подключен к выходу первого счетчика, который подключен также к другим входам четвертого и пятого элементов ИЛИ, S-вход RS-триггера подключен через диод к выходу элемента И-НЕ, первый выход второго счетчика подключен к управляющему входу второго измерительного органа с адаптивной уставкой, последний выход второго счетчика подключен через элемент НЕ к другому входу восьмого элемента И, остальные выходы второго счетчика предназначены для подключения к цепям включения выключателей питаемых присоединений, а также к одним входам девятого и десятого элементов И, к другим входам которых подключен выход третьего элемента И, выходы девятого и десятого элементов И предназначены для подключения к цепям отключения выключателей питаемых присоединений и запрета АПВ, а выход третьего элемента И подключен также через третий элемент выдержки времени ко входу первого элемента выдержки времени.

фиг.1

O О

w

13

10

j--, .Запуск

№

L-o-ote2

фцг.З

20