(54) СПОСОБ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО
ТРЕХФАЗНОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ШУНТИРУЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ 1 . Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для линий электропередач сверхвысокого и ультравысокого напряжения с шунтирующими реакторами. Для обеспечения высокой надежнос линии электропередач высших классов напряжения оборудуются устройствами быстродействующего (трехфазного) ав томатического повторного включения (БАПВ или ТАПВ). , Известно, что указанная коммутация может приводить к наиболее опас ным величинам перенапряжений и, в значительной степени, определять вЫ бор системы защиты от внутренних пе ренапряжений (количество и техничес кие данные разрядников и других средств защиты). Для уменьшения этих перенапряжений используется включение активных сопротивлений в фазы или групповую нейтраль шунтирующих реакторов 1. При использовании этих устройств в цепь разряда емкости линии на реак торы во время бестоковой паузь трехфазного АПВ включается большое актив ное сопротивление, которое значитель но ускоряет затухание колебаний. Ко времени повторного включения.линия практически полностью разряжается, ч;то. Обеспечивает- снижение коммутационных перенапряжений при коммутации. Однако применение этЪго устройства приводит к увеличению количества коммутационной аппаратуры на Передаче, сложна защита отперенапряжений самого сопротивления и его конструкция. Кроме того, для ограничения перенапряжений при ТАПВ применяется автоматическое шунтирование фаз (АШФ) 2 .... На время бестокс во й паузы АПВ включаются специальные устройства АШФ, устанавливаемые по концам участка линии, что также приводит к разряду линии и снижению коммутационных перенапряжений при повторном включеЭтот способ ограничения перенапряжений при АПВ дорогостоящ и снижает надежность передачи вследствие применения сложной автоматики управления устройствами АШФ и возможности перекрытия контактов этих устройств из-за неравномерности.распределения
апряжений по разрьшам выключателей нормальных режимах.
Величина перенапряжения при вклюений линии в цикле ТАПВ в основном, определяется значением напряжения на контактах выключателя в момент его включения. напряжение на контактах отключенного линейного выключателя o время паузы ТАПВ представляет собой разность напряжения 50 Гц со стооны источника питания и напряжения собственных колебаний со стороны линии и вид биений. Повторное включение в максимум этих биений приводит к перенапряжениям, значительно превышающим допустимую кратность, что требует установки дополнительных (по отношению к ограничению перенапряжений при других коммутациях) средств защиты.
Повторное включение в минимум биений напряжения на контактах выключателя - синхронизированное .ТАПВ - значительно уменьшает коммутационные .перенапряжения и позволяет снизить требования, к системе .защиты от них, что повышает экономичность и надежность работы электропередачи.
Из изложенного ясна важность определения моментов наступления минимумов указанной огибающей напряжения . .
Наиболее близким к предлагаемому является способ синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности, по которому повторное вклю.чение выполняют с предварительно определенной бестоковой паузой в момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контактах отключенноголинейного выключателя 3.
Согласно этому способу бестоковая пауза выбирается заранее по параметрам конкретной схемы электропередачи. Выбранную уставку устанавливают на реле времени обычных устройств ТАПВ, Последнее возможно, так как биения являются низкочастотным процессом, и их использование для ограничения перенапряжений;не предъявляет жест-. ких требований к стабильности вре-манных характеристик выключателя и устройств ТАПВ.
Указанный способ ТАПВ исходит из , что при отключении линии на :йрёмя бестоковой паузы огибающая напряжения на контактах выключателя начинается с минимума биений. Такое допущение верно для выключателя, которлй отключает линию последним, т.е. когда участок линии из-за разброса в действии релейной защитьг и собственного разброса выключателей . уже отключен с одного конца. Однако этот способ определения бестоковой
аузы недостаточно эффективен для граничения перенапряжений при ТАПЬ.
Действительно, для выключателя, первым отключающего участок линии (которая со второго конца остается одключенной к источнику питания), огибающая напряжения на его контактах начинается не с минимума, так как напряжения по обоим концам выклюателя сдвинуты друг относительно друга на электрический угол, равный углу между векторами эквивалентных электродвижущих сил (ЭДС) по концам анного участка линии.
Известно, что выключатель, первым отключающий участок электропередачи, чаще всего первым и включает его посе бестоковой паузы ТАПВ. Следовательно, напряжение между контактами именно этого выключателя определяет еличины перенапряжений в цикле ТАПВ.
Цель изобретения - повышение точности синхронизированного ТАПВ.
Поставленная цель достигается тем, что в способе синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности, повторное включение выполняют с предварит.ельно определенной бестоковой паузой в момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контактах отключенного линейного выключателя благодаря тому, что при возникновении короткого замыкания фиксируют величину и направление передаваемой мощности, а также ток короткого замыкания по обоим концам линии, и, при превышении измеренным значением тока заданного, время бестоковой паузы увеличивают на недокомпенсированной линии при направлении мощности из линии, а на перекомпенсированной линии при направлении мощности в линию, и уменьшают на недокомпенсированной линии при направлении мощности в линию, а на перекомпенсированно.й линии при направлении мощности из линии. При этом заданную величину тока увеличивают пропорционально величине передаваемой мощности.
На чертеже представлена принципиальная- схема для пояснения способа.
Линия электропередачи 1 присоединена черезлинейный выключатель 2 к системе с сопротивлением 3,. электродвижущей силой величиной Е и электрическим углом 0°. Другой конец этой линии присоединен -через выключатель 4 к системе с сопротивлением 5, электродвижущей силой величиной E,j и электрическим угломоС. На каждом конце линии на ней установлены трансформаторы тока 6 и 7 и трансформато- ры напряжения 8 и 9. Указанные транс-, форматоры соединены с устройствами релейной защиты 10 и 11, с устройствами, измеряющими величину и направление мощности (к шинам или от шин подстанции) - 12 и 13.
Устройства 12 и 13 соединены с устройствами для фиксации значений мощности в нормальном режиме 14 и 15
Трансформаторы тока 6 и 7 соединены с устройствами 16 и 17 для измерения тока короткого замыкания, которые в свою очередь соединены с вычитающими устройствами 18 и 19. Вычитающие устройства 18 и 19 соединены т.акже с устройствами 20 и 21, на которых устанавливаются заданные значения тока короткого замыкания и с устройствами релейной защиты 10 и 11. Устройства 20 и 21 соединены с устройствами 14 и 15, которые в свою очередь соединены с преобразователями 22 и 23. Преобразователи 22 и 23 соединены с вычитающими устройствами 18 и 19 (лР) и с реле времени 24 и 25 (At-f (Р)) .
При отключении линии от источников питания во время бестоковой паузы ТАПВ напряжение ни контактах выключателя 2 или 4, равное разности напряжения источника питания и напряжения на линии 1, можно представить какSin (шt + -) - Sincujt
2SJa.(i
-t + -} Cos(u)t + yV
tx) - промЕЛиленная частота;
tu - частота собственных колебаний отключенного участка линии;
- угол между эквивалентными ЭДС по концам участка. Огибающая напряжения на контактах выключателя определяется
оС
Sin (Следовательно, начальный фазовый |угОл огибающей йапряжения равен,по отношению к синусоиде с частотой
биений (- -yjL-).
Смещение минимума биений можно выразить как
360°tu- -Oi
Для электропередач классов напряжения 750 кВ и 1150 кВ указанное смещение может составлять величину порядка нескольких десятых долей секунды, что соответственно может существенно повлиять на изменение паузы ТАПВ, составляющей, например, для электропередач класса 750 кВ в среднем 0,6 сек, а для электропередач 1150 кВ - 0,8-1,0 сек. .
Угол (по величине и знаку) между эквивалентными ЭДС по концам участка электропередачи (а, следовательно/ рмещение минимума биений и соответртвующая корректир гвка времени бесто
КОБОЙ паузы) определяется величиной . ш направлением мощности в нормальном режиме. При недокомпенсации емкостного, тока линии шунтирующими реакторами и направлении мощности в систему время наступления минимумов биений дЛ вЬключатёля данного конца линии сдвигается в сторону увеличения, что требует соответственного увеличения бестоковой паузы на этом выключателе. При направлении мощности из
О системы для этого выключателя требуется соответственное уменьшение времени бестоковой паузы. При переком|пенсации сдвиг минимумов .в зависимости от направления мощности и, соот5ретственно, изменение времени бесто рвой паузы обратны.
Заданная величина тока короткого замыкания, с которой производится сравнение измеряемого тока короткого
0 замыкания на данной подстанции, зависит от схемы передачи и ее изменения для конкретного режима,- что опреде- ляется изменением величины передаваемой мощности. Поэтому с целью увели.чения точности заданную величину то5ка короткого замыкания следует корректировать по величине и направлению передаваемой мощности в нормальном режиме.
В устройствах 12 и 13 через транс-,
D форматоры тока 6 и 7 и трансформаторы напряжения 8 и 9 производится не-. прерывное измерение величины и направления мощности (к шинам подстан- . ции или от шин) в линии 1. При изме5нении величины или направления.мощности новое ее значение, подается в уст- ройства 14 и 15 для фиксации и замёны предшествующего значения. В устройствах, 16 и 17 через трансформато0ры трка 6 и 7 измеряется ток короткого замыкания и его величина пода- ется на вычитающие устройства 18 и 19. Туда же подается из устройств 20, и 21 величина заданного значения то- ка короткого замыкания, которая оп5ределяется для каждой пбдстанции расчетным путем. По сигналу устройств релейной защиты 10 и11, устанавливающих факт возникновения на электропередаче короткого замыкания, в
0 устройствах 18 и 19 производится срав(сек) нение тока короткого замыкания с заданньм значением. При превышении током короткого замыкания заданного значения, сигнал поступает через пре5образователь 22 или 23 на реле времени 24 или 25, где производится корректировка времени бестоковой паузы на величину, пропорциональную зафиксированной величине передаваемой мощности в нормальном режиме, которая
0 подается в преобразователи 22 и 23 из устройств 14 и i5.
Заданное значение тока короткого замыкания в устройствах 20 и 21 уста5навливается с учетом величины и нарравления передаваемой мощности в лормсшьном режиме, которая поступает из устройств 14 и 15.
Таким образсм, способ позволяет повысить точность синхронизированного автематического трехфазного повторного включения линий электропередач .
Формула изобретения
1. Способ синхронизированного автоматического трехфазного,повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами и непрерывным измерением тока и передаваемой мощности/ по которому повторное включение выполняют с предварительно определенной бестоковой паузой в момент, близкий к минимуму огибающей напряжения на контакту отключенного линейного выключателя, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, при возникновении короткого замыкания фиксируют величину и направление передаваемой мощности, .а также ток короткс5го замыкания по обоим концам линии и, при превышении измеренным значением тока заданного.
время бестоковой паузы увеличивают на недокомпенсированной линии при направлении мощности из линии, а на перекомпенсированной линии при направле йи мощностив лйнйю, и уменьЬгают на недокомпенсированной линии при направлении мощности в линию, ана перекомпенсированной линии при направлении мощности из линии.
2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что заданную величину тока увеличивают пропорционально величине передаваемой мощности.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
5 1, Лысков Ю.И. Защита от внутренних перенапряжений в электропередачах 750 кВ. Сб. статей Дальние электропередачи 750 кВ. М., Энергия , 1975, с. 15-16.
20 2. Майкопар А.С. Дуговые замыкания на линиях электропередачи. М., Энергия , 1965, с. 174-179.
3. Отчет № 73068786. Определение возможных статистических харак25теристик коммутационных перенапряжений при эксплуатационных включениях и АПВ линий 1150 кВ, с. 69-80 (прототип) .
, О f, Л
