Устройство для автоматического восстановления распределительной сети Советский патент 1982 года по МПК H02J3/00 H02H3/06 

держка включения исправных участков, т.е. невозможность автоматического восстановления сети, в случае, если короткое замыкание возникает не на оконечном, а на промежуточном участке. При этом снижается безопасность подземного электроснабжения в угольных шахтах и вызываются простои технологическ1 х объектов вследствие пере рыаов в электроснабжении. Кроме того, этот способ неприменим, если распределительная сеть оснащена ячейками без устройства АПВ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетс.я устройство для реализации способа D содержащее блоки А(1В и блокировочные ре ле утечкио Блоки АПВ осуществляют однократное автоматическое включение ячеек при их отключении вследствие кратковременного (не более 3 мин) перерыва в питании, и также после срабатывания максимальной токовой защиты (при работе ячеек в режиме АПВ без блокировки после срабатывания указанной защиты) Г21. Однако блокировочные реле утечки, которыми оснащаются только фидерные ячейки, контролируют сопротивление участков ячеек относительно земли в выключенном состоянии и если оно понижено (менее 300 кОм), то не разрешают включение ячеек. Кроме того, в известном устройстве блокировочные реле утечки не во всех случаях обнару живают межфазные короткие замыкания в .высоковольтных кабелях, так как эта задача не является их функциональным назначением. Цель изобретения - повышение быстродействия и безопасности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического восстановления распределительной сети состоящей из ячеек нескольких уровней с вводной и фидерными ячейками на кажДОМ уровне, содержащее датчики срабатывания максимально-токовой защиты каждой ячейки, блоки управления выключателями ячеек, блок логики и реле spe-i мени, блок логики выполнен в виде контрольно-управляющих модулей по числу ячеек распределительной сети, причем первый вход каждого контрольно-управляющего модуля соединен с выходом реле времени, второй вход - с датчиком срабатывания максимальной токовой защиты соответствующей ячейки, третий вход контрольно-управляющего модуля вводной ячейки каждого уровня соединен с первыми выходами контрольноуправляющих модулей фидерных ячеек этого уровня, а первый выход Контрольно-управляющего модуля вводной ячейки соединен с третьим входом контрольно-управляющего модуля питающей ее фидерной ячейки высшего уровня, второй выход каждого контрольно-управляющего модуля соединен с блоком управления выключателя соответствующей ячейки и входом реле времени. Кроме того, с целью повышения экономичности и ремонтопригодности путем унификации, каждый контрольноуправляющий модуль содержит RS-триггер, два элемента 2И-НЕ, элемент НЕ и исполнительный орган, причем Rвход триггера соединен с клеммой первого входа модуля, S-вход через элемент НЕ связан с первыми входами первого и второго элементов 2И-НЕ и клеммой второго входа модуля, выход триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с клеммой первого выхода модуля, второй вход второго элемента 2И-НЕ соединен с клеммой входа модуля, а выход соединен с входом исполнительного органа, выход которого соединен с клеммой второго выхода модуля. На фиго 1 представлены обобщенная . шахтной подземной распредепительной сети 6 кВ и привязка к ней устройства для ее автоматического восстановления; на фиг. 2 - струк УР « блока логики (применительно к схеме распределительной функциональная схема контрольно-управляющего модуля. Шахтная распределительная сеть (фиг. 1) построена по многоуровневой радиальной схеме и состоит из главной поверхностной 1, центральной подземной 2 и распределительных 3 и А подстанций. Причем подстанции 1, 2 и 3 имеют в своем составе вводные 5 и фидерные 6 ячейки. Подстанции соединены между собой силовыми кабелями (жирные линии), Датчики 7 срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ), а также цепи управления 8 и 9 каждой ячейки соединены при-помощи средств связи 10 с блоком логики.

5

Блок логики (фиг. 2) содержит контрольно-управляющие модули 11 и реле времени 12. Количество контрольно-управляющих модулей равно количеству ячеек распределительной сети, причем отдельные модули соответствуют определенным фидерным 6 или вводным ячейкам 5, а ряды модулей по расположению и их количеству соответствуют подстанциям и расположению и количеству ячеек в них. Каждый модуль содержит логические элементы два 2И-НЕ 13 и U, НЕ 15, RS-триггер 16 и исполнительный элемент, например электромагнитное реле 17, с идентичными внутренними соединениями между ними в каждом из модулей. Причем точка 18, являющаяся выходом модуля, соединена с выходом элемента 2И-НЕ 13, один вход которого соединен с выходом R RS-триггера 16, а другой - с входами элементов НЕ 15, 2И-НЕ Ц и точкой 19 модуля Второй вход элемента 2И-НЕ 1 соединен с точкой 20, являющейся входом модуля. Выход элемента 2И-НЕ 1 соединен с исполнительным элементом 17, выход которого соединен с точкой 21 модуля Выход элемента НЕ 15 соединен с Sвходом триггера 16, R-вход которого соединен с точкой 22 модуля

Каждый модуль соединен через точку 19 с соответствующими, датчиками 7 МТЗ ячеек через точку 22 с выходом реле времени 12, а через точку 21 с входом реле времени 12 и цепями упраления 8 и 9 соответствуЮ1цих ячеек. Входь модулей (точки 18), соответствующих фидерным ячейкам 6, соединены . с входами модулей (точки 20), соотвествующих вводным ячейкам 5. питаюдих данную группу фидерных ячеек, а выход модулей (точки 18), соответствующих вводным ячейкам 5, соединены со входами (точки 20) модулей, соответствующих фидерным ячейкам 6, питающих вводные 5 ячейки.

Работа каждого модуля происходит следующим образом.

В нормальном режиме, когда ячейка, которой он соответствует, включена, а токовый режим не превышает допустимый, на вход 19 поступает Си нал- с низким уровнем О. Поэтому сигнал на выход не проходит и, следовательно, на выходах обоих элементов 2И-НЕ 13 и 1 сохраняется сигнал с высоким уровнем 1.

В исходном (нормальном)состоянии на R и S-входах триггера 1б имеются

96

сигналы с высоким уровнем 1, а следовательно, на его выходе сигнал с низким уровнем О.

При срабатывании МТЗ ячейки с ее 5 датчика МТЗ на модуль (точка 19) поступает сигнал с высоким уровнем 1, вследствие чего на выходе модуля (точка 18) появляется сигнал О, так как сигнал с МТЗ, пройдя

0 через элемент НЕ 15, переключает триггер 16, и на его выходе образуется тоже сигнал I, На втором элементе 2И-НЕ 1 сигнал появляется только в том случае, если нет запреща5 ющего сигнала О на входе этого модуля (точка 20),когда такого сигнала нет, то на выходе этого эле мента появляется сигнал О, что приводит к срабатыванию исполнительно0 го элемента 17, с выхода которого (точка 21) сигналы поступают с одной стороны на запуск реле времени 12, ас другой - в цепи дистанционного управления 8 и 9 ячейки, с ко5 торой поступил сигнало срабатывании МТЗ (сигнал запрета на включение). По истечении заданного времени с реле 12 на R-вход триггера 1б модуля . поступает кратковременный сигнал

Q О, который переводит триггер в исходное (с сигналом О на выходе) состояние. Таким образом, происходит стирание памяти о срабатывании МТЗ и выключении данной ячейки, так как хотя и имеется сигнал 1

в точке 19 сигнал О на выходе модуля пропадает из-за появления сигнала О с выхода триггера.

Работа предлагаемого устройства происходит следую1цим образом.

0..

При коротком замыкании, например, в точке К1 (фиг. 1) из-за действия МТЗ происходит неселективное отключение соответствующих фидерных и вводных ячеек на подстанциях k,3,2 и, в пределе 1. При этом в точки 19 модулей ячеек, выключенных по МТЗ, поступают сигналы с их датчиков 7. Исполнительный элемент

50 17 модуля 11 фидерной ячейки 6 с неисправным присоединением срабатывает (блокирует эту ячейку и запускает репе времени), так как на его входе (точка 20) нет сигнала 0 а на выходе этого модуля появляется сигнал О, который поступает на вход модуля 11, соответствующего вводной ячейке 5 подстанции Ц, питающей данную фидерную ячейку. Это приводит к тому, что исполнительный элемент модуля, соответствующего данной вводной ячейке, не сработает, хотя и имеется сигнал с датчика МТЗ этой ячейки, который формирует на выходе модуля 11 сигнал О, поступающий на модуль 11 соответствующий фидерной ячейке 6 подстанции 3. Таким образом, вводная ячейка 5 подстации if оказывается не заблокированной т.е. подготовленной к последующему включению.

После восстановления распредсети (включении вводных и фидерных ячеек с исправными присоединениями), которое происходит сверху вниз, си| нал с реле времени 12 стирает память (сигнал О) с выхода ячейки с неисправным присоединением и заблокированной от включения, тем самым подготавливает устройство к последующей работе, т.е дает возможность устройству определить ячейку с вновь возникшим короткозамкнутым присоединением.

Пример 1. Полностью централизованное восстановление. Все ячейки распределительной сети находятся в режиме без устройств АПВ и без блокировки включения после срабатывания токовой защиты. Короткое замыкание происходит в точке . Вследствие короткого замыкания максимальная токовая защита выключает соответствующие фидерные и вводные ячейки на подстанциях 3 и 2, а защита минимального напряжения выключает все остальные ячейки на подстанциях 3, 2 и 1, а также все ячейки и на подстанции . Сигналы о всех этих выключениях при помощи средств связи 10 поступают в блок логики 23, который, выявив цепочку ячрек, выключенных максимальной токовой защитой, и последнюю в ней ячейку посылает сигналы (дает разрешение) на включение всех выключенных ячеек, кроме указанной последней, т.е. фидерной ячейки с поврежденным участком на подстанции 3, и всех ячеек на подстанции .

П р и м е р -Zp Централизованное восстановление с использованием АПВ. Все ячейки распредсети находятся в режиме АПВ с блокировкой включения после орабатывания максимальной токовой защиты Короткое замыкание также происходит в точке К2. После короткого замыкания имеет место выключение

ячеек и передача сигналов, указанных в примере 1. Блок логики, выполнив указанные в примере 1 олерации, посылает на все ячейки, выключенные 5 максимальной токовой защитой, кроме фидерной ячейки с поврежденным участком на подстанции 3, сигналы, которые используются для их деблокировки, после чего все деблокированные

0 ячейки, а также все ячейки, выключенные защитой минимального напряжения,, включаются своими устройствами АПВ.

Следовательно,предлагаемое устройство автоматического восстановления

5 распределительных сетей обеспечивает по сравнению с известным повышение безопасности энергоснабжения, так как исключает автоматическую подачу напряжения на участки с короткими замыканиями, сокращение простоев потребителей из-за перерывов в электроснабжении, так как обеспечивает восстановление сети при возникновении коротких замыканий не только

5 на оконечных, но и на промежуточных , участках и расширение области применения автоматического восстановления за счет распространения его на сети, имеющие в своем составе ячейки без

- блоков АПВ.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического восстановления распределительной сети, состоящей из ячеек нескольких уровней с вводной и фидерными ячейками на каждом уровне, содержащее датчики срабатывания максимально-токовой защиты каждой ячейки, блоки управления выключателями ячеек, блок логики и реле времени, отличающееся тем, что, с целью повы. шения быстродействия и безопасности, 5 блок логики выполнен в виде контрольно-управляющих модулей по числу ячеек распределительной сети, причем первый вход каждого контрольно-управляющего модуля соединен с выходом реле времени, второй вход - с датчиком срабатывания максимальной токовой защиты соответствующей ячейки, третий вхйд контрольно-управляющего модуля вводной ячейки каждого уровня соединен с первыми выходами контрольно-управляющих модулей фидерных ячеек этого уровня, а первый выход контрольно-управляющего модуля вводной ячейки соединен с третьим

99

входом контрольно-управляющего модуля питающей ее фидерной ячейки высшего уровня, второй выход каждого контрольно-управляющего модуля соединен с блоком управления выключателя соответствующей ячейки и входом реле времени.

2. Устройство по п. 1, обличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и ремонто-пригодности путем унификации, каждый контрольно-управляющий модуль содержит RS-триггер, два элемента 2И-НЕ, элемент НЕ и исполнительный орган, причем R-вход триггера соединен с клеммой первого входа модуля, 5-вход через элемент НЕ связан с первыми входами первого и второго элементов 2И-НЕ и клеммой второго входа модуля, выход триггера соединен с вторым

входом первого элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с клеммьй первого выхода модуля, второй вход второго элемента 2И-НЕ соединен с клеммой 5 третьего входа модуля, а выход соединен с входом исполнительного органа, выхрд которого соединен с клеммой второго выхода модуля.

10 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Шамро Ю.А., Семенов А.С., Сергиенко В.Е, Высоковольтные взрывозащищенные ячейки типа flB-SjOO и

15 применение их в системе электроснабжения угольных шахт. М.,Промышленная энергетика, 1973, с, 23-26..

2.Руководство по ревизии., наладке и испытанию подземных электроустановок шахт. М., Недра, 1977.

4.tv1

-Л-7

Ч

фи1.1

цеплн tjnpaSfltHu ячейками и реле Ьр(ненч

11

17

и

20

22

1L

n

w

.±-.

f

J

риг.2