Целью изобретения является повышение быстродействия путем отключения без выдержки времени любого поврел денного элемента сети, включая секции шин, а также повышение надежности путем обеспечения непрерывного контроля исправности пусковых органов и входных цепей логического блока.
Поставленная цель достигнута благодаря тому, что в устройство, содержаш,ее для каждой секционированной подстанции токовые пусковые органы всех питающих и всех отходяших от нее лииий и секционного выключателя, а также исполнительные органы, действуюш,ие на отключение выключателей линий, питаюш,их данную подстанцию с обеих сторон, и секционного выключателя, дополнительно введены логический блок и пусковые органы минимального напряжения, подключенные к секциям шии нодстанции, выходные цепи которых и выходные цени токовых пусковых органов подключены ко входам логического блока, а выходы логического блока подключены к указанным исполнительным органам. При этом логический блок содержит для каждой секции шин первый элемент ИЛИ-НЕ, входы которого присоединены к токовым иусковым органам питаюш,ей линии и пусковому органу минимального напряжения секции, а выход подключен ко входу первого элемента И, к остальным входам которого подключены выходные цепи токовых пусковых органов отходяших линий и секционного выключателя, выход указанного элемента И через элемент задержки соединен с элементом заирета, выход которого подключен к исполнительному органу отключения питаюш,ей линии, второй логический элемент И, входы которого присоединены к токовым пусковым органам отходящих линий всех секций, а выход подключен вместе с выходной цепью токового пускового органа секционного выключателя ко входу второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с элементом запрета блокировки отключения секционного выключателя, элемент И-ПЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам всех питающих и всех отходящих линий подстанции, а также секционного выключателя и к пусковым органам минимального напряжения секций, а выход соединен через элемент задержки с управляющими входами указанных выше элементов запрета и со входом сигнализатора неисправности. Кроме того, выходные контакты пусковых органов выполнены нормально замкнутыми.
На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - структурная схема логического блока.
Устройство содержит токовые пусковые органы 1, пусковые органы 2 минимального напряжения, логический блок 3 защиты на нодстанции В, исполнительиый орган 4, действующий на отключение выключателя линии.
Логический блок включает (см. фиг. 2) первый логический элемент ИЛИ-НЕ 5, ко входам которого присоединены выходные цепи токового nycKOBOio органа питающей линии и пускового оргаиа минпма;1ьиого напряжения секции; первый логический элемент И 6, ко входам которого присоединены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих линий, потребителей и секционного выключателя; элементы задержки 7 и 8, соответственно с временем задержки с j и t, причем , элементы запрета 9 и 10, причем выход элемента 9 соедииен с исиолиительиым органом отключения питающей линии, выход элемента 10 - с исполнительным органом блокировки отключения секционного выключателя его основной
быстродействующей защитой; второй логический элемент И И, ко входам которого присоединены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих лииий и ирисоединений; второй логический элемент ИЛИ-НЕ 12, ко
входам которого присоединены выходы второго элемента И и входная цепь токового пускового органа секционного выключателя, логический элемент И-НЕ 13. Схемы на элементах 5, б, 7, 9 содержатся в
логическом блоке для каждой секции шин.
Элементы 5, 6, 7 и 9 соединены последовательно, так же как и элементы 11, 12 и 10 и элементы 13 и 8. Выходы элемента 8 соединеиы с управляющими входами элементов запрета 9 и 10 и выходом сигнализатора неисправиости.
Для оиределения места к. з. в сети промпредириятия доетаточиой является информация о срабатывании пусковых органов на гоЛОБНЫХ концах всех линий, иримыкающих к подстаиции, и на секционном выключателе.
Например: сработал токовый пусковой орган только защиты питающей линии - к. з. на этом фидере; сработал токовый пусковой
орган защиты иитающей линии и одного из потребителей - к. з. в присоединении последнего; сработали токовые пусковые органы защиты питающей лииий и секциоииого выключателя подстанции (пусковые органы всех остальных присоединений этой подстанции в исходном положении) - к. з. на другой системе щин (редким, при котором вторая питающая линия иодстанции в ремонте). При коротких замыканиях в различных местах сети ликвидация повреждений предложенным устройством, установленным в этой сети, происходит следующим образом.
К. 3. на тупиковых линиях, отходящих от данной нодстанции к отдельным потребителям
(в том числе к понижающим траисформаторам), отключаются установленными токовыми отсечками без выдержки времени.
К. 3. на линиях, отходящих от данной подстанции и питающих другие подстанции, ликвидируются с помощью предложенного устройства. Блок 3 данной подстанции ие должен вырабатывать сигналов на срабатывание. Если имеет место к. з. иа тупиковой (потребительской) линии при включеином секционном выключателе, то устройство вырабатывает сигнал, блокируюилий мгновенное действие защиты секционного выключателя. Защита от к. 3. секционного выключателя, если нет блокирующего сигнала предложенного устройства, в том числе блокирующего сигнала о неисправности этого устройства, должна срабатывать без выдержки времени.
Если запускается только защнта линии, питающей данную подстанцию, то устройство вырабатывает сигнал на отключение этой линии одновременно с обеих сторон. При необходимости вырабатывается и сигнал на гашение поля синхронных двигателей (для обеспечеиия их самозапуска).
Ложная работа устройства люжет быть вызвана, главным образом, отсутствием сигнала о срабатывании какого-либо пускового органа или появлением ложного сигнала о его срабатывании. (Вероятность таких случаев невелика, так как получаемой устройством информацией является наличие или отсутствие напряжения иостоянного тока, легко выделяемое на фоне помех. Вследствие этого и требования, предъявляемые к цепям, передающим ииформацию этому устройству, не являются жесткими).
Исключение ложных срабатываний предложенного устройства достигнуто следующим образом.
Для входных цепей устройства срабатывание нзскового органа соответствует прекращению тока во входной цепи, чем обеспечивается иепрерывный контроль цепей в нормальном режиме работы сети состояние входа «1, при срабатывании пускового органа - состояние «О этой цепи).
Введен пуск логического блока по напряжению данной подстанции, так как при близких к данной подстанции к. з. напряжение существенно ниже нормального, что делает такой пуск весьма эффективным. При этом, если имеется сигнал о срабатывании какого-либо пускового органа при нормальном напряжении или имеется сигнал о глубоком снижении напряжения ири отсутствии срабатываний токовых пусковых органов, то вырабатывается сигнал о неисправности цепей, подаваемый с выдержкой времени, перекрывающей время ликвидации к. з. Сигнал о неисправности цепей блокирует дальнейшую работу устройства до устранения неисправности.
Сигнал на отключение выключателей вырабатывается с задержкой по времени t, не ограничивающей условия самозан г ска двигателей и необходимой для отстройки от токов подпитки места к. з. со стороны потребителей. В тех случаях, когда имеются мощные синхронные двигатели и допустимая: в больщинстве случаев отстройка по времени (порядка 0,1 с) от токов подпитки не эффективна, вместо токовых пусковых органов следует применять пусковые органы направления мощности.
Если источниками информации для предлоденного устройства являются сигналы пусковых органов установленных максимальных токовых защит, то в случае отказа зстройства короткое замыкание ликвидируется с помощью защит обычным способом, т. е. применяемая в настоящее время система максимальных токовых защит в данном случае становится резервной системой защиты от к. з.
При нормальном режиме работы сети состояние всех входов логического блока 3
(фиг. 1 - «1. Выход элемента 5 (см. фиг. 2), а следовательно, и элемента 9 - «О. В аналогичном состоянии находятся и элементы 10 и 8. Сигналы к исполнительным органам не поступают.
При к. 3. на питающей линии А-В (см. фиг. 1) срабатывают токовый пусковой орган этой линии и орган минимального напряжения питаемой секции шин. Состояние входов элемента 5 (фиг. 2) - «О, состояние его выхода - «1. Также меняется состояние выходов элементов 6 i 7. Выход элемента 13 также «О, состояние выхода элемента задержки 8 в течение времени - «О, сигнал запрета на элемент 9 не подается и сигнал «1
с элемента 7 через элемент 9 поступает на исполнительный орган отключения выключателя линии А-В.
При к. 3. на отходящей линии срабатывают токовые пусковые органы этой линии и пусковой орган минимального напряжения. Состояние выхода элемента 5 - «1, состояние выхода элемента - «О. Сигналы к исполнительным органам не постунают. К. з. ликвидируется токовой отсечкой (если поврежденная линия тупиковая) или таким же устройством, установленным на питаемой подстанции.
При к. 3. на отходящей линии и питании через секционный выключатель срабатывают токовые пусковые органы питающей и отходящей линии и секционного выключателя и цусковой орган минимального напряжения. Состояние выходов элементов 5, 6, 7, 9 такое же, как в нредыдущем случае. Состояние выхода
элемента 11 - «О, элемента 12 - «1. Состояние выхода элемента задержки 8 в течение времени - «0. Поэтому сигнал с выхода элемента 12 через элемент 10 поступает на иснолнительный орган, блокирующий
работу быстродействующей токовой защиты секционного выключателя. К. з. ликвидируется так же, как в предыдущем случае.
К. 3. на секции щин за секционным выключателем отличается от нредыдущего тем, что
состояние выхода элемента 11 - «1, а элемента 12 - «О. Сигнал на блокировку работы зашиты секционного выключателя не поступает и последняя обеспечивает его отключение. Питающая поврежденную секцию линия отключается устройством так же, как при к. 3. на питающей линии.
При неисправности входной цепи одного какого-либо пускового органа состояние этой цепи - «О. Выходы элементов б, 7 и 9 остаются
в том же состоянии, как и при нормальной работе. Выход элемента 13- «I. Через время задержки (элемент 8) поступает еигнал запрета иа элементы 9 и 10, препятствующий подаче сигналов на исполнительные органы впредь до устранения неисправности. Одновременно подается сигнал неисправности.
Таким образом, с помощью предлагаемого устройства короткие замыкания селективно ликвидируются без выдержки времени, что обеспечивает значительное снижение ущерба от нарушения технологических процессов промышленных предприятий. Реализация предлагаемого устройства весьма несложна, тем более, что в условиях действ аощего предприятия могут быть использованы токовые пзсковые органы установленной максимальной токовой защиты. Кроме того, поскольку передача сигналов вдоль фидера осуществляется только в двух уровнях, соответствующих срабатыванию пли несрабатыванию пускового органа, то не предъявляется жестких требований к каналу нередачи этой информации.
Формула изобретения
Устройство для защиты электросети промышленных предприятий от многофазных коротких замыканий, содержащее для каждой секционированной подстанции токовые пусковые органы всех питающих и всех отходящих от нее липий и секционного выключателя, а также исиолнительные органы, действующие на отключение выключателей линий, питающих данную подстанцию с обеих сторон, и секционного выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем отключения без выдержки времени любого повреждепного элемента сети, включая секции шин, в него дополнительно введены логический блок и пусковые органы минимального напряжепия, подключенные к секциям шип подстанции, выходные цепи которых и выходные цепи токовых пусковых органов подключены ко входам логического блока, а выходы логического блока подключены к указанным исполнительным органам.
2.Устройство ло п. 1, отличающееся тем, что логический блок содержит для каждой секции шин первый элемент ИЛИ-НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам питающей линии и пусковому органу минимального напряжения секции, а выход подключеп ко входу первого элемента И, к остальным входам которого подключены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих линий и секционного выключателя, выход указанного элемента И через элемент задержки соединен с элементом запрета, выход которого подключен к исполнительному органу отключения питающей линии, второй
логический элемент И, входы которого присоединены к токовым пусковым органам отходящих линий всех секций, а выход подключен вместе с выходной цепью токового пускового органа секционного выключателя ко второму
элемепту ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с элементом запрета блокировки отключения секционного выключателя, элемент И-НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам всех питающих и всех отходящих линий подстанции, а также секционного выключателя и к пусковым органам минимального напряжепия секций, а выход соединен через элемент задержки с управляющими входами указанных элементов запрета и со
входом сигнализатора неисправности.
3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения непрерывного контроля исправпостп пусковых органов и входных цепей
логического блока, выходные контакты пусковых органов выполнены нормально замкнутыми.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Федосеев А. М. Основы релейной защиты, М.-Л., 1961, с. 223.
2. Дударев Я. В. Быстродействующие токовые защиты кабельных линий, - «Промышленная энергетика № 9, 1971, с. 18-20. 3. Андреев В. А., Фабрикант В. Л. Релейная защита распределительных сетей, М., «Высшая школа, с. 120-125.
п/стА
cHIb
rIV
6
/ I ll/rr,7S &
LJ
I
J
L
/J
/г
ю
