Изобретение относится к электро технике, в частности к устройствам , релейной защиты и автоматики энергосистем.
Основными задачами при осуществлении однофазного автоматического включения (ОАПВ) линии электропередачи являются выбор поврежденной фазы в случае возникновения однофазного короткого зa ыкaния (к.з.) на защищаемой линии и отключение Ловрежденной фазы с двух сторон, обеспечение быстрого отключения линии тремя фазами при междуфазных к.з. на хшнии, в том числе при двухфазных к.з. на землю, а также обеспечение релейной защиты линии в неполнофазном режиме и в момент повторного включения. Эти задачи решают с помощью специальных органов устройства ОАПВ, называемых избирательными органами (ИО).
Известно устройство для ОАПВ линии электропередачи, содержащее блок ИО, состоящий из шести реле сдвига фаз, к каждому из которых подводят ток нулевой последовательности . К трем из них подводят также фазные токи обратной последовательности линии, а к трем другим - линейные пряжения здесь и далее, если не будет специальной оговорки, под реле сдвига фаз понимается реле с зоной, срабатывания, близкой к 180° II.
Недостатком указанного устройства являются неправильное действие при отключении поврежденной фазы и . необеспечение защиты линии в неполнофазном режиме и при ОАПВ.
Известно также устройство для
10 ОАПВ, линии электропередачи, ИО в КОТОРОМ выполнены посредством шести реле: трех реле, реагирующих на сдвиг фаз между токами обратной и нулевой последовательности, и трех
15 реле дистанционного типа, реагирующих на разяость фазных токов и междуфазнме напряжения 2.
ИО этого устройства обеспечивают защиту линии при междуфазных к.з.
20 однако при однофазных к.з. в неполноФазном режиме и в момент ОАПВ они также работают неправильно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 25 устройство для ОАПВ трехфазной линии электропередачи, оснгиценный быстродействующей релейной защитой и Оборудованной на каждом конце измерительными трансформаторами напряжения ЗОДтН) и тока (ТТ) и выключателем c{fto фазным приводом, содержащее блок отключения, первый вход и первые три выхода которого предназначены для : подключения соответственно к выходу быстродействующей защиты и к отключа-, ющей цеди каждой фазы выключателя линии, и на каждую фазу линии дистанционный избирательный орган (ДИО)., ; реагирующий на отношение векторов фазного напряжения и фазного тока,, компенсированного током нулевой последовательности, три входа которого предназначены для подключения со ответственно к фазному выходу ТН, к фазному выходу и выходу нулевой j последовательности ТТ, а выход соедивен с соответствующим входом блока отключения. При этом НО могут &JTb Jоснащены токовой блокировкой, вводимой на той фазе, которая отключена в цикле ОАПВ, Эта блокировка включает в себя реле фазного и элемент Задержка на срабатывание и управляется от специального выхода блока отключения, ИО такого типа обеспечивают защиту линии в неполнофазном : режиме и во время ОАПВ З.. Однако при возникновении первого однофазного к.з. ИО известного устройства работают не очень надежнЮ, что приводит к каскадным отключениям к.з. т.е. к тому,что на одном конце линии ДИО поврежденной фазы срабатывает лишь после того, как отключается эта фаза на противоположном конце лини. Такие каскадные отключения нежелательны, так как при этом затягивается отключение к.з. что приводит к большому разрушению проводов в месте К.З., увеличиваются выдержки вре- мени в резервньис цепях отключения. устройства, предусматривае|(ых на случай отказа ИО при однофазных к.з. и двухфазных к.з. на землю, и увеличивается длительность возможных перенапряжений в цикле ОАПВ, что представляет большую опасность для ВЛ напряжением 750 кВ. Таким образом, недостатком известного устройства является невысокая надежность действия, обусловленная наличием каскалных отключений, . Цель изобретения - повыменив надеж ности устройства и исключение каскадных отключений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для ОАПВ трехфазной i линии электропередачи, оснаиенной быстродействующей релейной защитой и оборудованной на кгседом конце измарительньали ТТ и ТН и выключателем с . пофазным приводом, содержащее блок отключения, первый вход и первые три .выхода которого предназначены для i подключения соответственно к выходу быстродействующей релейной защиты и к отключающей цепи каждой фаэ.ы выклю-, чателя .линии, и на каждую линии f ДИО, реагирующий на отношение векторов фазного напряжения и фазного тока, линии компенсированного током нулевой последовательности, три входа которого предназначены для подключеНИН соответственно к фазному выходу ТН, к фазному выходу и выходу нулевой последовательности ТТ, а выход связан с соответствующим входом блока отключения дополнительно снабжено блоком фильтровых избирательных органов (ФИО), реагирующих, на угол сдвига фаз между токами обратной и нулевой последовательности линии, четыре входа которого предназначены для подключения соответственно к фад4 ным выходам и выходу нулевой последОватеЛьности ТТ линии, первыми вто- рым.элементами Задержка, на срабатывание, и на каждую фазу линии блоком вывода ФИО из ;9®йствия и первый элементом ИЛИ, причем входы обоих элементов Задержка на срабатывание подключены к выходу Фиксация команда на отключение хотя бы одной фазы блока отключения, каждый фазный выход блока ФИО соединен с первым входом блока вывода ФИО из дейчзтвия соответствующей фазы, второй и третий входы которого подключены.к инверсным выходам соответственно пер,... ого и второго элементов Задержка на срабатывание, а выход - к первом:; входу первого элемента ИЛИ той же фазы, второй вход Koioporo соеди нен с выходом ДИО этой фазы, а вы-;ход - с соответствующим входом блока отключения, Кроме того, каждый блок вывода ФИО из действия может .содержать вто рой элемент ИЛИ и элемент И, причем выход второго элемента ИЛИ: с;оединен с перв входом элемента И, к второму и третьему входам которого подключены соответственно фазный выход блока, ФИО и инверсный выход г;второго элетмента Задержка на срабатывание, ц к выходу подсоединены первые входы первого и второго элементов ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ совдинен с инверсным выходом первого э элемента Э-адержка на срабатывание На фиг о 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока вывода ФИЙ из действия, На фиг. 1 изображена линия 1 электропередачи , , оснащенная быстродейс5твуняцей защитой 2, измерительными ТТ 3 и ТН 4 и выключателем 5 с дофазным приводом. Вжок 6 отключения, три ДИО 7, бло, 8 ФИЯр первый 9 и . второй 10 элементы Задержка на срабатывание три блока 11 вывода ФИО из действия и три первых элемента ИЛИ 12 входят в состав устройства 13 .для ОАПВ тре;1фазной лккии. электропередачи. Первый вход и тря
выхода блока 6 отключения предназна чены для подключений соответйтвеняо к выходу быстродействующей защиты 2 и отключацощим цепям фаз выключате ля 5. Входы ДИО 7 и блока 8 ФИО предназначены для подключения к фазным . выходам ТН 4 и ТТ 3, а также к выходу нулевой последовательности ТТ 3. .. , .
Для каждой фазы выход ДИО 7.Не-. посредственно, а выход той же .фазы блока 8 ФИО через свой блок 11 вывода ФИО из действия подключены к входам первого элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с соответствующим фазньая входом блока 6 от ключения. К выг ходу Фиксация команды на отключение хотя бы одной фазы блока б отключиния Подключены входам первого 9 и второго 10 элементов Задержка на сра батывание ,, инверсные выходы которекж соединены с соответствующими входами всех трех блоков 11 вывода ФИО из действия.
- Блок 11 вывода ФИО из действия может соде1ржать второй элемент ИЛИ 14 и элемент И 15, Выход второго элем ента ИЛИ 14 соединен с первым выходом элемента И 15, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 14 и с втоfttiM входом первого элемента ИЛИ 12 соответствующей фазы. Вторые входа . второго элемента ИЛИ 14 и элемента И 15 соединены с инверсными выходами соответственно первого 9 и второго 10 элеглентов Задержка иа срабатывание, третий вход элемента И 15 подключен к соответствующему фазному выходу блока 8 ФИО.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении выключатель 5 включен всеми тремя фазами, на выходах защиты и всех элементов устройства сигналы отсутствуют. Исключение составляют инверсные выходы aneNieHтов 9 и 10 Задержка на срабатывание, на которых присутствуют сигналы, поз вOJrIяющиё блоку 8 ФИО при на(; добности действовать баз задержки через элементы ИЛИ 12 на входы блока 6 отключения .Однако, поскольку составляющие ббратной и нулевой по следовательности тока линии отсутствуют, блок 8 не срабатывает .Если вследствие несимметрии, обусловленной внешними к.з. блок 8 сработает, отключения выключателя 5 от блока 6 отключения не произойдет, пока не сработает защита 2 1.
При возникновении однофазного кгз. на защищаемой линии 1 cpa6ai%iвают быстродействующая защита 2н подготавливает блок б отключения к работе. Срабатывают также ДИО 7 поврежденной фазы и блок 8 ФИО, на соответствующем ВЕгходв которого появляется сигнал. Как на первом, так и
на втором входах элемента ИЛИ 12 появляется.сигнсш, от первого появившегося из них элемент ИЛИ 12 срабатывает и подает сигнал на вход блокД 6 отключения. Последний действует на отключение выключателя поврежденной фазы и запускает элементы 9 и 10 Задержка на срабатывание.
Выдержку времени первого элемента 9 Задержка на .срабатывание выбирают большей возможной разновременности работы ДИО и ФИО при двухфазных кГз. на землю порядка 20 мсД« Выдержку времени второго элемента 10 Задержка на срабатывание выбирают большей времени, необходимого для четкого формирования команды на отключение выключателя 5 (порядка 50 мс; .
Срабатывание первого элемента 9
Задержка на срабатывание приводит к тому, что выходу блока 8 ФИО, на которых сигнал не появляется, с помощью блоков 11 блокируется, а выход соответствующий доврежденной фазе,
не блокируется. Срабатывание второго элемента 10 Задержка на срабатывание приводит к тому, что все выходы блока 8 ФИО с помощью блоков 11 вывода ФИО из действия блокируются до
возврата элемента 10 Задержка на срабатывание, в исходное положение I.e. до возврата в исходное положение всего устройства после завершения полного цикла работы.
Выведение ФИО из действия необ.ходимо я предотвращения последствий их возможной неправильной работы после отключения поврежденной фазы линии хотя бы с одной ее стороны, при которой могут неблагоприятно изменяться фазовые соотношения между токами обратной и нулевой последовательностей. .Кроме того, при возникновении однофазного к.з. в полнофазном режиме работы линии ФИО обладают большей чувствительностью р значительно меньшей зависимостью от переходного сопротивления в месте к.з., чем ДИО. Поэтому при возникновении к.з. целесообразно использовать сочетание
ДИО и ФИО, а в неполнофазном peiiuiMe к в момент ОАПВ - только ДИО.
При возникновении двухфазного к.з, на землю срабатывает быстродействующая релейная защита линии, два ДИО поврежденных фаз и ФИО на неповрежденной фазе,, что приводит к быстрому и надежному отключению всех трех фаз линии. Так как блок б отключения
содержит мажоритарный элемент, к входам которого подключены выходы элементов ИЛИ 12, для обеспечения отключения трех фаз линии достаточно срабатывания ИО на двух любых фазах. После срабатывания первого элемента 9 Задержка на срабатывание
и любого из ИО с помощью блоков 11 ФИО поврежденных фаз выводятся из действия, а после срабатывания второго элемента 10 Задержка на срабатывание выводятся го действия ФИО неповрежденной фазы.
В случае возникновения на линии междуфазных к.з. без участия земли j линия отключается тремя фазами от блока в отключения помимо ИО, При этом, как правило, используется срабатывание релейной защиты и несрабатывание органа тока или (и) напряжения нулевой последовательности линии не показан . .
Таким образом, повышение надежности действия устройства достигается, главным образом, благодаря тому,что при однофазных к.з. на линии ДНО и . ФИО резервируют друг друга, срабаты-ая. на одной и той же фазе, а при д}вухфазных к.з. на землю они резервируют друг друга,- срабатывая на разных фазах. .
В предлагаемом устройстве при возникновении к.з. ФИО используются с действием прямо на отключение фазы независимо от вида закыкаиия на землю.
Надежная работа избирательных органов позволяет исключить каскады в отклонении как однофазных, так и вухфазных к.з. на землю, что особенно важно на линиях напряжением 750 кВ, поскольку значительно уменьается время существования перенапряжений при К.З.- Исключение каскадных отключений уменьшает бестоковую паузу при ОАПВ и время существования самого к.з. и при наличии ;вух систем ИО позволяет существенно уменьшить вгдэдержки времени а цепях резервирования (в блоке б отключения) предусматриваемых на случаи ИО при к.з, с участием зег.-ши.
дао могут быть оснащены токовой блокировкой, вводимой на той фазе,которая отключена в цикле ОАПВ. Предлагаемое выполнение (фиг. 2) влока. 11 вывода ФИО из действия обеспечивает возможность надежного срабатывания и действия ФИО при возникновении (первого к.з.)и предотвращает возможность их неправильного действия в послед тощем. Так как в исходном положении на инверсных выходах зяемантов 9 и 10 Задержка на сраба тьаванне сигналы присутствуют, то при появлении сигнала на выходе блока 6 ФИО, соответствующем поврежденной фазе,к следовательно, на третьем входе элемента И 15 блока 11 той жа фазы, элемент И 15 срабатывает, подает сигнгш на второй вход первого : элемента ИЛИ 12 и на первый вход второго элемента ИЛИ 14, после чего его работа не будет зависеть от положения первого элемента 9 Задержка
на срабатывание. После срабатывания второгЬ элемента 10- Задержка на срабатывание сигнал с выхода элемента И 15, т.е. с выхода блока 11 поврежденной фазы исчезает и больше не появляется независимо от сигналов на выходе .блока 8 ФИО. Сигналы на выхода ФИО неповрежденных фаз будут заблокированы, как только сработает первый элемент 9 Задержка
o на срабатывание.
Изобретение может быть реализовано с использованием известных элементов, выпускаемых промыишенностью. Технико-экономическая эффектив5 ность изобретения определяется повышением надежности работы устройства и пропуслной способности электропередачи благодаря повышению быстродействия при отключении к.з уменьшению
Q длительности перенапряжений и сокращению бестоковой паузы вследс твие исключения каскадных отключений к.з.. на защищаемой линии.
Предлагаемое устройство целесооб разно использовать на линиях высокого и сверхвысокого напряжения. Оно может быть применено и на линиях, котор е не оборудованы измерительными ТН, необходимо лишь, чтобы ТН был на шинах, к которым через выключатель
подключена линия.
ФорГЧула изобретения
1. Устройство для однофазного автоматического повторного включения трехфазной линии электропередачи,осн щенной быстродействующей релейной защитой и оборудованной на каждом конце измерительными ТТ и ТН и выключателем с пофазным приводом, содержащее блок отключения, первый вход и первые три выхода которого предназначены для подключения соответственно к выходу быстродействующей релейной защиты и отключающей цепи каждой фазы выключателя линии, и на каждую фазу линии ДИО, реагирующий на отношение векторов фазного напряжения и фазного тока линии, компенсированного током нулевой последовательности, три входа ко горого предназначены для подключения соответственно к разному выходу ТН, к фазному выходу и выходу нулевой последовательности ТТ, а вы5 ход связан с соответствукядим входом блока отключения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и идключения каскадных отключений, в него дополнительно вве0 дены блок ФИО, реагирующих на угол сдвига фаз мзжду токами обратной и нулевой последовательности линии,четыре входа которого предназначены для подключения соответственно к фаз5 иым выходам и выходу нулевой последовательности трансформаторов тока линий, первый и второй элементы Задержка на срабатывание, и на каждую фазу линии блок вывода ФИО из действия и первый элемент ИЛИ, причем входы обоих элементов Зг держка на срабатывание ,подключены к выходу Фиксация команды на отключение хотя бы одной фазы блока отключения,каждый фазный выход блока ФИО соединен с первым входом блока вывода ФИО из действия соответствующей фазы, второй и третий входы которого подключены к инверсным выходам соответственно цервого и второго элементов Задержка на срабатывание, а выход - к первому входу первого элемента ИЛИ той же фазы, второй вход которого соединен с выходом ДИО этой фазы, а выход - с соответствуюпдам входом блока отключения.
2. Устройство по и. 1, отличающееся тем,; что каждый блок вывода ФИО из действия содержит второй элеме нт, ИЛИ и элемент И, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, к
второму И третьему входам которого подключены соответственно фазный выход блока ФИО н инверсный выход второго элемента Задержка на срабатывание , а к выходу подсоединены пер5 вые входы первого и второго элемен тов ИЛИ, второй вход вторюго элемента ИЛИ соединен с инверсным выходом первого элемента Задержка на срабатывание.
10 Источники информации,
принятые во внимание при эксперткэе
.1. Ермоленко В.М. Принципы выполнения избирательных органов для пофазного отключения в защитах, яи-г
15 шенных избирательной способности. В сб. Автоматика и телемеханика а электросистемах. М.-Л., Госэнергоиэ. дат, 1959, с. 253.
2. Атабеков Г.И. Теоретические
20 основы релейной защиты высоковольтных сетей. М.-Л., Госэнергоиэдат, 1957, с. 285-295.
3. Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в
25 энергосистемах. М., Энертая, 1969, с. 251-255.
- в
