Устройство для опережающего секционирования сети Советский патент 1982 года по МПК H02H3/06 H02H7/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ СЕТИ

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите и автоматике энергосистем, и может быть использовано, например, для адаптивной автоматики опережающего секционирования сети при коротких Зс1мыканиях с токами, превышающими отключающую способность установленных высоковольтных выключателей.

По основному авт. св. 892555 известно устройство для опережеющего секционирования сети, содержащее датчики тока всех п присоединений, блок коммутации входных сигналов, блок выходных органов, выходы которого соеди-15 нены с цепями отключения выключателей, максиселектор, миниселектор, блок автоматического задания уставки, сумматор, компаратор и блок выбора цепи секционирования, причем выходы датчи- 21; ков тока всех п присоединений соединены с соответствующими п входами максиселектора и блока автоматического задания уставки, а m из них, по числу присоединений, выделенных для 25 опережающего секционирования, подключены через блок коммутации к m входам блока выбора цепи секционирования и миниселектора, выход которого соединен с первым управляющим входом блока JO

коммутации, (т + 1)-м входам блока выбора цепи секционирования и первым входом компаратора, выход которого подключен к .второму управляющему входу блока коммутации и к (т+2)-му входу блока выбора цепи секционирования, к т выходам которого подключены m входов блока выходных органов отключения секционирующих выключателей, причем второй вход компаратора соединен с выходом сумматора, к первому входу которого подключены (п+1)-й вход блока автоматического задания уставки и выход максисилектора, а второй вход соединен с выходом блока автоматического задания уставки 1 .

Недостатком известного устройства является возможность отказа в срабатывании, если при коротком замыкании с требованием опережающего секционирования окажется, что в каждом из m секционирующих присоединений ток ниже той доли, на какую нужно снизить ток в поврежденном присоединении. В этом случае требуется отключение с опережением по крайней мере двух из m присоединений.

Цель изобретения - повыгиение надежности работы устройства в случаях когда недостаточно опережающего отключения одного секционирующего присоединения. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй сумматор, инвертирующий нуль-оргаи, второй блок выбора цепи С ;кционирова ния, второй максиселектор, причем вы ход миниселектрра соединен с первым входом компаратора через первый вход второго сумматора и с входом инвертирующего нуль-органа, выход которого соединен с пусковым входом второг Максиселектора, выход последнего под ключен к второму входу второго сумматора и к т+1-му входу второго блок выбора цепи секционирования, m входы которого соединены с m входами второ го максиселектора ист входами первого блока выбора цепи секционирова.НИН, m+2-ой вход последнего и второго блока выбора цепи секционирования объединены, выход последнего подключен к m входам блока выходнях органов . На чертеже прив.едена блок-схема устройства. Устройство содержит выключатели 1 датчики тока. 2, блок 3 коммутации входных сигналов, первыймаксиселектор 4, блок 5 автоматического задания уставки, миниселектор б, первый блок 7 выбора цепи секционирования, компаратор 8 первый сумматор 9, бло 10 выходных органов, второй максиселектор 11,. инвертирующий нуль-орган 12, второй сумматор 13 и второй блок 14 выбора цепи секционирования. Датчики токов 2 могут быть выполнены, например, с прогнозированием амплитуды периодической составляющей тока в начале процесса к.з. до возможного насыщения трансформаторов тока. Выборка и запоминание значения токрв может производиться по факту к.з. известными методами. Блок 3 коммутации входных сигнало состоит из m транзисторных ключей, управляемых через компараторы и триг геры от миниселектора б и компаратора 8. От миниселектора б в блоке 3 . коммутации входных сигналов осуществляется отключение цепи с сигналом, равным сигналу от миниселектора 6, если отсутствует сигнал с выхода ком паратора 8. При этом отключенная ijienb исключается из сравнения в мириселекторе 6. .- В блоке 5 автоматического задания уставки осуществляется выделение цепи , соответствующей .поврежденному присоединению, определяется к какой группе выключателей (по отключающей способности) относится эта цепь и в зависимости от этого автоматически устанавливается выходной сигнал напряжение смещения на втором входе первого сумматора 9. В первом блоке 7 выбора цепи секционирования по результату сравнения сигналов с входа и выхода миниселектора 6 осуществляется выделение цепи с сигналом, равным сигналу с выхода миниселектора 6, и, если имеется сигнал с выхода компаратора 8, подается сигнал на соответствующий выходной орган блока 10. В случае, если окажется, что цепей с одинаковыми сигналами больше одной, для обеспечения отключения только одного из секционирующих выключателей в первом блоке выбора цепи секционирования предусмотрена логическая схема предпочтения. Второй максиселектор 11 предназначен для выделения сигнала от присоединения (одного из т) с наибольшим током в том случае, если этот ток ниже требуемого значения, определяемого сигналом на выходе первого сумматора 9. Второй максиселектор 11 подключается в работу от инвертирующего нульоргана 12, срабатывание которого происходит при появлении нуля на выходе миниселектора б (хотя бы кратковременно) . Это может произойти только после того, как произойдет отключение всех цепей в блоке 3 коммутации входных сигналов. Во втором максиселекторе 11 предусмотрена аналоговая память выходного сигнала на заданное время. Второй сумматор 13 осуществляет сложение -сигналов от миниселектора б и второго максиселектора Г1. При .этом сигнал на выходе второго сумматора 13 равен сумме - сигнала (от второго максиселектора 11), пропорционального наибольшему току из m присоединений, и сигнала (от миниселектора б), пропорционального току присоединения (одного из га), который необходимо добавить к наибольшему, чтобы на выходе второго сумматора 13 был сигнал, равен или больше сигнала от первого сумматора 9. Второй блок 14 выбора цепи секционирования выполнен аналогично первому блоку выбора цепи секционирования 7 и предназначен для отключения секционирующего присоединения (одного из га) с наибольшим током в случае, если этот ток ниже той доли, на какую следует ограничить ток короткого замыкания в поврежденном присое динении. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме сигналы от датчиков тока 2 отсутствуют, поэтому с выхода миниселектора б сигнал, поступающий на первый управляющий вход блока 3 коммутации входных сигналов, равен нулю, и все m входных цепей через соответствующие ключи подключены к входам миниселектора б. На выходе компаратора 8 также сигнал

равен нулю, что исключает возможность срабатьшания первого 7 и второго 14 блоков выбора цепи секционирования, поэтому блок 10 выходных органов не срабатывает.

При коротком замыкании на одном и п присоединений с током, превышающим отключающую способность выключателя, на вьйходе первого максиселектора 4 формируется напряжение,пролорциональное току в поврежденном присоединении. Это напряжение подается на первый вход первого сумматора 9 и на (п+1)вход блока 5 автоматического задания уставки. В последнем определяется к какой группе относится выключатель поврежденного присоединения и формируется соответствующее напряжение уставки, подаваемое на второй вход первого сумматора 9. Причем напряжение с выхода блока 5 должно иметь знак, обратный знаку напряжения с выхода первого максиселектора 4, с тем, чтобы в первом сумматоре 9 осуществлялось вычитание сигнала уставки из максимального сигнала. Полученная на выходе первого сумматора 9 разность соответствует той доле тока через выключатель поврежденного присоединения, на какую он превышает отключающую способность этого выключателя.

Одновременно сигнал от датчиков тока 2 заранее выбранных m присоединения через блок 3 коммутации входных сигналов поступает на входы миниселектора 6 и на соответствующие входы первого блока 7 выбора цепи секционирования, второго максиселектора 11 и второго блока 14 выбора цепи секционирования.

На выходе миниселектора 6 выделяется сигнал, пропорциональный минимальному току из m присоединений. Этот сигнал поступает на первый управляющий вход блока 3 входных сигналов коммутации, на первый вход второго сумматора 13, на вход инвертирующего нуль-органа 12 и на второй вход первого блока 7 выбора цепи секционирования. Так как сигнал на выходе миниселектора 6 отличен от нуля, то инвертирующий нуль-орган 12 не срабатывает и не запускает второй максиселектор 11, поэтому на втором входе второго сумматора 13 сигнал равен нулю. Это значит, что на выходе второго сумматора 13 сигнал равен сигнулу на выходе миниселектора 6. Если сигнал с выхода второго сумматора 13, равный сигналу с выхода миниселектора б, превышает напряжение от первого сумматора 9, то на выходе компаратора 8 появляется логическая единица, запрещающая отключение минимальной входной цепи миниселектора 6 и разрешающая срабатывание первого 7 и второго 14 блоков

выбора цепи секционирования. Однако отключение одного из секционирующих выключателей блоком 10 выходных органов происходит только по сигналу от первого 7 блока выбора цепи секционирования, так как на (т+1)-ом входе второго блока 14 выбора цепи секционирования сигнал от второго максиселектора 11 равен нулю.

Если сигнал на выходе миниселек0тора 6 оказывается меньше сигнала с выхода первого сумматора 9, то компаратор 8 Не срабатьшает, поэтому разрешается отключение минимальной цепи в блоке 3 коммутации входных сигна5лов и запрещается срабатывание первого блока 7 выбора цепи секционирования.

После отключения минимальной цепи миниселектор 6 выпеляет на выходе сигнал,, пропорциональный минимальному

току оставшихся (.m-l) присоединений., Дальнейший процесс прохождения

,сигналов аналогичен приведенному выше.

После отключения секционирующего выключателя выключатель поврежденного

5 присоединения отключается своей защитой . Затем секционирующий выключатель вновь включается от АПВ. Так как повреждение отключено, сигналы от датчиков тока 2 становятся равными нулю.

0 Нулевой сигнал с выхода миниселектора 6 сбрасывает схему блока 3 коммутации входных сигналов в исходное

iсостояние, чем обеспечивается готов|ность устройства к повторному дейст5вию.

Если наибольший из m сигналов ниже сигнала от первого сумматора 9, то блоком 3 коммутации входных сигналов отключаются все цепи с входа миниселектора б. Нуль на выходе миниселек0тора 6 приводит к срабатыванию ин вертирующего нуль-органа 12 и возврату блока 3 коммутации входных сигналов в исходное состояние. СИГНЕШ с выхода инвертирующего нуль-органа 12

5 (кратковременный) запускает на заданное время второй максиселектор 11, на выходе которого выделяется и фиксируется на заданное время максимальный из m сигнал и подается на (п1+1)-й

0 вход второго блока 14 выбора цепи секционирования, а также на второй вход второго сумматора 13. Одновременно происходит выделение минимального сигнала на миниселекторе 6, как 5 было описано т.е. работает блок 3 коммутации входных сигналов до тех пор, пока сигнал на выходе второго сумматора 13, равный сумме максимального из m и с выхода от миниселек0 тора 6, превысит значение сигнала от первого сумматора 9. После этого происходит срабатывание компаратора 8, сигнал с выхода которого подается

на пуск первого 7 и второго 14 бло5 KOS выбора цепи секционирования и на сброс блока 3 коммутации входных I сигналов. Так как на всех входах Обоих блоков выбора цепи секциони рования имеются сигналы, то происходит их срабатьшание и отключение от блока 10 выходных органов двух из m секционирующих присоединений: Ъдного с максимальным током и второго с током, равным.или минималь,но превышающим ту долю, которую нужно добавить к максимальному току, чтобы снизить ток в поврежденном присоединении, до допустимого значения. , Использование данного устройства йозволяет уменьшить избыточность при опережающем секционировании сети путем автоматического выбора оптимал ного секционирующего присоединения (одного или двух) и тока уставки в зависимости от тока к.з. и отключающей способности выключателя на поврежденном присоединении, что повышает надежность работы. Формула изобретения Устройство для опережающего секционирования сети по авт. св. 89255

-/sJu отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены второй сумматор, инвертирующий нуль-орган, второй блок выбора цепи секционирования, второй максиселектор, причем выход миниселектора соединен с первым входом компаратора через первый вход сумматора и с входом инвертирующего нуль-органа, выход которого соединен с пусковым входом второго максиселектора, вькод последнего подключен к второму входу второго сумматора, и к т+1-му входу второго блокаГ выбора цепи секционирования, m входы которого соединены с m входами второго максиселектора ист входами первого блока выбора цепи секционирования, т4-2-ой вход последнего и второго блока выбора цепи секционирования объединены, выход последнего подключен к m входам блока выходных органов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 892555, кл. Н. 02 Н 3/06, 1980.