Устройство для однофазного автоматического повторного включения линий электропередачи Советский патент 1977 года по МПК H02H3/06 

1

Устройство относится к области электроэнергетики, в частности к релейной защите и автоматике линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения.

Известны устройства для однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ)

1.

В соответствии с современной практикой основные функции, выполняемые устройством ОАПВ -совместно с релейной защитой линии, сводятся к следующему:

1)при однофазном коротком замыкании (к. 3.)-выбор, отключение и повторное включение поврежденной фазы через заданное время;

2)при возникновении повреждения на неотключенных фазах линии во время неполнофазного режима - отключение оставшихся в работе двух фаз и запрет ОАПВ;

3)после неуспешного ОАПВ - отключение всех фаз линии;

4)при междуфазных к. з. - отключение трех фаз линии и запрет ОАПВ;

5)после успешного ОАПВ - через заданное время обеспечение готовности устройства ОАПВ к следующему действию.

Для выполнения с|)ункций по п. 1 в устройстве ОАПВ предусматриваются следующие блоки:

а)блок фиксации пуска (ФП) ОАПВ при срабатывании быстродействующей зашиты (БЗ) линии. При этом ФП существует с момента первого срабатывания БЗ до момента возврата схемы устройства в исходное положение. Наличие ФП является непременным условием выполнения всех основных логических операций в схеме устройства О.АПВ и, в частности, определяет селективность его действия на отключение;

б)три избирательных органа (ПО), с помощью которых определяется поврежденная фаза;

в)в блок формирования команды па отключение поврежденной фазы;

г)блок, формирующий через заданное время, достаточное для надежного погасания дуги и деионизации среды в месте к. з. на отключенной с двух сторон поврежденной фазе, команду на повторное включение отключающейся фазы.

Известно, что основные высокочастотные (в. ч.) защиты линии работают недостаточно надел но при некоторых видах поврелчдений, возникающих на ней в неполнофазных рел имах (2).

Например, дифференциально-фазная в. ч. защита принципиально может отказывать в действии при однофазном к. з. с одновременпым обрывом фазы. Вследствие этого при каскадном действии НС может ироисходить возврат этой защиты иосле отключения новреждениой фазы на одном из концов, но до срабатывания ИО на другом конце. Следует также учитывать, что в ненолцофазном режиме дистанционная защита выводится из действия блокировкой при качания.х, а вторая и третья (а иногда и цервая) ступени токовой защиты нулевой последовательности от к. з. на землю блокируются устройством ОАПВ. Поэтому для выполнения функций но п. 2, а также по п. 1 нри каскадном действии ИО и возврате БЗ предусматривается использование эти.х органов в качестве самостоятельной быстродействующей защиты линии от замыканий на землю в цикле ОАПВ. При этом непременным условием возможности самостоятельного действия ИО во всех случаях является налнчие ФП.

Однако из-за опасения возможности срабатывания ИО под влиянием качаний в неполнофазном режиме предусматривается запрет их самостоятельного действия после срабатывания ИО поврежденной фазы и фиксации команды на отключение этой фазы.

Готовность устройства к следующему действию (п. 5) обеспечивается путем запрета фиксации пуска и вследствие этого возврата устройства в исходное ноложение н производится с выдержкой времени, определяемой длительностью цикла ОАПВ и готовностью привода выключателя к носледующему отключению и повторному включению.

Наиболее близким по техиической сущиости к данному предложению является устройство для однофазного автоматического повторного включения, содержащее блок фиксации пуска, выход которого через элемент «запрет соединен с входом блока ввода на самостоятельное действие избирательных органов, выходы первого, второго и третьего элементов задержки соединены соответственно с запрещающим входом элемента «запрет, с входом блока команды повторного включения и с входом возврата блока фиксации пуска, причем второй и третий элементы задержки выполнены с регулируемой выдержкой времени (3).

Недостатком известного устройства ОАПВ является то, что в случае каскадной работы избирательных органов запрет самостоятельного действия избирательных органов, повторное включение отключавщейся фазы и готовность устройства к следующему действию происходят но концам линии неодновременно. Вследствие этого, во-нервых, возрастает длительность неполнофазного режима, что ухудщает условия устойчивой работы электропередачи, во-вторых, при однофазных к. з., возникающих после возврата устройства на одном из концов, но до возврата устройства на другом конце линии, на первом конце будет отключаться одна фаза, а на втором конце - три фазы, и вместо ОАПВ будет нроисходить

ТАПВ. В-трстьпх, псопрапдаипо огран 1чивается длител1 носгь разрсмиепия самостоятельного действия ИО, особенно на том копне линии, где выключатель отключается раньше.

По условиям отстройки от качаний нри каскадном отключении ВЛ и при отсчете указанной выдержки времени от фиксации команды на отключение диапазон регулируемой выдержки мог бы быть весьма ограниченным.

Для повьп.пення надежности работы электронередачи путем сокращения длительпостп неполнофазного режима, в предлагаемом устройстве вход из уномянутых элементов задержки подключен к выходу блока фиксации пуска, нри этом первый элемент задержки выполнен также с регулируемой выдержкой времени.

Структурная схема нредлагаемого зстройства приведена на чертеже, где приняты следующне обозначения: 1 - быстродействующая защита линии; 2 - блок фиксации пуска ОАПВ; 3-блок ввода на самостоятельное действне избирательных органов; 4 - блок команды повторного включения; 5, 6, 7 - элементы задержки; 8 - элемент, вьгполпяю ций логическую операцию «запрет.

К выходу блока 1 быстродействуюн ей защиты подключен нусковый вход блока 2 фиксации нуска ОАПВ. На выход блока 2 включены входы трех элементов задержки 5, 6 и 7 и элемента «запрет 8, к выходу которого подключен блок 3 ввода на самостоятельное действие избирательных органов, а к запреп;ающему входу элемента подсоединен выход первого элемента задержки 5. Выход блока элемента задер кки 6 включен на вход блока 4 команды повторного включения, а выход третьего элемента задержки 7 - на вход возврата блока 2.

При возникновении к. з. на линии срабатывает быстродействующая защита 1 и нри помощи избирательных органов производит отключение поврежденной фазы. Выходной сигнал блока I постунает на вход блока 2 фиксации пуска ОАПВ.

Блок 2 срабатывает и удерживается в этом ноложенин в течение заданного времени. Выходной сигнал блока 2 поступает на вход каждого из элементов задержки 5, 6, 7 непосредственно, а на вход блока 3 сал остоятельного действня избирательных органов - через элемент «запрет 8. Вследствие этого разрещается самостоятельное действие избирательных органов и происходит элемеитов задержки 5, 6 и 7.

По истечении заданной выдержки времени элемент 5 подает сигнал на запрещающий вход элемента 8, вследствие чего происходит запрет самостоятельного действия избирательных органов. По истечении выдержки времепп элемента 6 он нодает сигнал на вход блока команды повторного включения 4, где формируется снгпал на новторное включение отключавн ейся фазы. По истечении выдержки времени элемента 7 последний подает сигнал

па вход возврата блока 2. Вследствие этого запрещается фиксация пуска ОАПВ, исчезает сигнал на выходе блока 2, устройство возвращается в исходное положение.

Выдержки времени одноименных элементов задержки по концам линии принимаются одинаковыми, и срабатывание одноименных элементов задержки ио концам линии происходит одповременно, поскольку их пуск также происходит одновременно по концам линии.

Вследствие этого одновременно по концам линии осуществляются запрет самостоятельного действия ИО, повторное включение отключавшейся фазы И готовность устройства к следующему действию независимо от того, как работают избирательные органы - одновременно или в каскаде. При этом длительность неполнофазного режима сокращается.

Одновременная готовность устройства к повторному действию по концам линии исключает возможность при однофазном к. з. отключения одной фазы на одном из концов линии и трех фаз на другом ее конце.

Выполнение элемента задержки 5 с регулируемой выдержкой времени в сочетании с новой схемой его пуска позволяет во многих случаях существенно увеличить длительность разрешения самостоятельного действия ИО, поскольку Pia многих линиях электропередачи качания могут развиваться достаточно медлеппо, и неправильное действие ИО неповрежденных фаз может иметь место лишь в самом конце неполнофазного режима. Возможность более длительной самостоятельной работы ИО обусловлена также и более быстрым, чем ранее, восстановлением симметричного режима.

Кроме того, становится более определенным выбор величины выдержки времени элемента задержки 5, так как эта выдержка времени теперь отсчитывается от момента фиксации первого срабатывания быстродействующей защиты линии, то есть практически от момента возникновения к. з., обусловивщего возмущение системы.

Предлагаемое устройство может быть выполнено, например, при помощи блоков, входящих в известное устройство типа АПВ-503, дополненных одним реле времени. Оно может быть также выполнено при помощи известных бесконтактных функциональных и логических элементов.

Следует отметить, что выполнение устройства ОАПВ в соответствии с настоящи.м предложением позволит в некоторых случаях вообще отказаться от снятия избирательных орглпов с самостоятельного действия, в то время как на этих линиях электропередачи ИО ранее выводились из действия в цикле ОАПВ. Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства достигается за счет повыщения динамической устойчивости энергосистем путем сокращения длительности неполнофазного режима, увеличения длительности разрешения самостоятельного

действия избирательных органов в цикле ОАПВ и уменьшения разновременности по концам линии повторного включения отключавщейся фазы и готовности устройства к следующему действию. В результате этого

повышается устойчивость работы электропередачи и надежность работы защиты линии и смежных участков сети.

Формула изобретения

Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, содержащее блок фиксации пуска, выход которого через элемент «запрет соединен с входом блока ввода на самостоятельное действие избирательных органов, выходы первого, второго и третьего элементов задержки соединены соответственно с запрещающим входом элемента «запрет, с входом

блока команды повторного включения и с входом возврата блока фиксации пуска, причем второй ц третий элементы задержки выполнены с регулируемой выдержкой времени, отличающееся тем, что, с целью

повышения надежности работы линии путем сокращения длительности неполнофазного режима, вход каждого упомянутого элемента задержки подключен к выходу блока фиксации пуска, при этом первый элемент задержки выполнен также с регулируемой выдержкой времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.А. М. Богорад, Ю. Г. Назаров. «Автоматическое повторное включение в энергосистемах. «Энергия, М., 1969, стр. 336.

2.Однофазное автоматическое повторное включение линий с двусторонним питанием напряжением ПО-220/330 кв. Материалы к

«Руководящим указаниям но автоматическому повторному включению. Уточненная редакция, ВНИИЭ, 1967, стр. 133.

3.Устройство автоматического повторного включения типа АПВ-503. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБК-469517, изд. 01 ЧЭАЗ, стр. 31.