Устройство пуска трехфазного автоматического повторного включения

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЬСТВ ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно- изыскательский и научно-исследовательский институт Энергосетьпроектф (53) 621,316.925(088,8)(56) 1, Правила устройства электроустановок, ЕУЭ, раздЛ, п.Ш-13, с. 48. М., Энергоиздат, 19812, Авторское свидетельство СССР Р 410507, кл. Н 02 Н 3/06, 1972(54)(57) УСТРОЙСТВО ПУСКА ТРЕХФАЗНО-ГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ по несоответствию положения ключа управления выключателем и вык-. лючателя линии электропередачи, оборудованной на каждом из концов транс форматором тока, трансформатором нап. ряжения, дифференциально-фазной защи. той, блоком резервной релейной защиты, быстродействующим реле тока,содержащее блок управления линейным выключателем, включенный между линей-ным выключателем и трансформатором Тока через последовательную цепь блока контроля отсутствия напряжения, блока запрета и быстродействующего реле тока, второй выход которого через блок резервной релейной защиты подключен к второму входу блока управления выключателем, к которому подключен также первый выход дифференциально-фазной защиты, к первому входу которой подключен второй выход блока резервной релейнбй защиты, а к второму - трансформатор напряжения линии, второй вход блока резервной защиты и первый вход блока контроля синхронности напряжений линии и шин, смежных с линией электропередачи и оборудованных шинным трансформатором напряжения, включенного между выхо,ЯО 10 5 дом блока контроля отсутствия напря-ения и первым выходом блока трехфазного автоматического повторного включения, на вход которого включен второй выход блока управления выключателем, а на второй выход - второй вход блока контроля отсутствия напря жения, на третий вход которого включен трансформатор напряжения линии, третий вход блока контроля синхронности напряжений включен на выход трансформатора напряжения шин, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности трехфазного ф автоматического повторного включения за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешныхО трехфазных автоматических повторных включений, оно дополнительно содержит четыре логических блока И, два блока выдержки времени, второй блок С онтроля отсутствия напряжения линии лок контроля наличия напряжения на Я линии и ключ управления, включенный между входами блока запрета и третьим выходом блока резервной релейной защиты через последовательно включен ные первый логический блок И, первый блок выдержки времени, второй логический блок И, второй блок выдержки времени, третий логический блок И, причем к второму входу треть его логического блока И подключен второй вход первого логического блока И и выход второго блока контроля отсутствия напряжения линии, вход которого подключен к выходу трансформатора напряжения линии, который подключен через блок контроля наличия напряжения на линии к второму входу второго логического блока И, причем четвертый логический блок И подключен к выходу первого блока выдержки времени, второму входу третьего логического блока И и третьему входу дифференциально-Фазной защиты, второй выход которой включен на второ1065950 вход ключа управления, а третий выход - на третий вход первого логического блока И, а второй выход блока 1Из обрет ение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике электрических сетей и систем, и предназначено для повышения эффективности трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) .Известен принцип работы устройства ТАПВ на линии электропередачи (ЛЭП), заключающийся в том, что устройства ТАПВ с проверкой синхронизма выполняются на одном конце линии с контролем отсутствия напряжения на линии и с контролем синхронизма, а на другом конце - тольс контролем наличия синхрониэма 1) .Недостатком этого решения является жесткая последовательность включения выключателей линии электропередачи при ее ТАПВ после к.з., заключающаяся в том, что выключатель одного конца линии всегда включается первым, а другого -вторым, При этом, если выключатель одного из концов линии первый раз отключает ток к.з., близкий или даже равный току его отключающей способности, то повторное автоматическое включение этого выключателя на неустранившееся к.з. существенно утяжеляет условия его работы при втором отключении к.з, Такое включение возможно, так как жесткая последовательность включения выключателей линии при ТАПВ не позволяет варьировать место первого начала автоматического повторного включения (АПВ) линии.Известно техническое решение по пуску автоматического повторного включения элемента электрической системы, в том числе и ЛЭП. В общем елучае ЛЭП оборудуется на каждом из своих концов трансформаторами тока в каждой из Фаз и трансформаторами напряжения, На ЛЭП напряжением 220, 500 кВ и выше устанавливается основная дифференциальнофазная защита и система резервной релейной защиты. При наличии питающих энергосистем по концам ЛЭП устройства ТАПВ линейных выключателей пускаются по несоответствию положения ключа управления линейным выключателем и самого выключателя и контролируют отсутствие напряжения на ЛЭП или синхронизм напряжений линии и шин, смежных с ли. нией через линейный выключатель. С управления выключателем соединен счетвертым входом первого логическогоблока И. аростом мощности .энергосистем уровень токов короткого замыкания (к. з, ), отключаемый линейными выключателя" ми, растет.и может приблизиться или 5 даже превысить предельный, нормированный для выключателя ток отключения, Предложено измерять величину тока к.э. в цепи выключателя повреж" денного элемента, в том числе и ЛЭП, 10,сравнивать ее с заданной величинойтока, зависящей от фактической отклю чающей способности выключателя к моменту на повторное включение выключателя. Измерение уровня тока к.з. в цепи выключателя производится с помощью быстродействующего реле тока (2 Д .Недостатком этого решения является однозначный отказ от АПВ линии в укаэанных случаях без учета результатов процесса деионизации дугового промежутка в месте к.з. при снятии напряжения с линии после ее отключе.ния, Известно, что большинство к,з.25на ЛЭП 110-500 кВ бывают самоликвидирующимися, поэтому блокировка АПВ выключателя одного из концов линии исключает повторное включение линии в работу в случае устранения к.з. в цикле АПВ.Цель изобретения - повышение эффективности ТАПВ за счет включения линии в работу во всех случаях потенциально успешных ТАПВ.Указанная цель достигается тем, 35 что устройство пуска трехФазного автоматического повторного включения (ТАПВ) по несоответствио положения ключа управления выключателем и выключателя линии электрбпередачи (ЛЭП), 40 оборудованной на каждом из концовтрансформатором тока (ТТ), трансформатором напряжения (ТНЛ), дифферен" циально-Фазной защитой (ДФЗ), блоком резервной релейной защиты (БРРЗ), 45 быстродействующим реле тока (БРТ),содержащее блок управления линейным выключателем (БУВ), включенный между линейным выключателем и ТТ через последовательную цепь блока контро- О ля отсутствия напряжения (БКОН), бло.ка запрета (БЗ) и быстродействующего реле тока (БРТ), второй выход которого через БРРЗ подключен к второму входу БУВ, к которому подключен таку, первый выход ДФЗ, к первому входукоторой подключен второй выход БРРЗ, 1065950а к второму в . ТНЛ,второй вход БРРЗ и первый вход блока контроля синхрониэма напряжений линий и шин (БКР),смеж-ных с линией электропередачи и оборудованных трансформатором напряжения, включенного между выходом БКОН и первым выходом ТАПВ, на вход которого включен второй выход БУВ, а на второй выход - второй вход БКОН, на третий вход которого включен ТНЛ, третий вход БКС включен на выход ТНИ, дополнительно содержит четыре логических блока И (БИ), два блока выдержки времени (БВ), второй блок контроля отсутствия напряжения линии (БКОН), блок контроля наличия напряжения на линии (БКНН) и ключ управления (КУ), включенный между входами БЗ и третьим выходом БРРЗ через последовательно включенные первый БИ, первый БВ, второй БИ, второй БВ, третий БИ, причем к второму входу третьего логического блока И подключен второй вход первого логического блока И и выход второго БКОН, вход которого подключен к выходу ТНЛ, который подключен через БКНН к второму входу второ о логического блока И, причем четвертый логический блокИ подключен к выходу первого БВ, второму входу третьего логического блока И и третьему входу ДФЗ, второйвыход которой включен на второй входКУ, а третий выход - на третий входпервого логического блока И, а второйвыход БУВ соединен с четвертым входом первого логического блока И.На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства пуска трехфазного автоматического повторного включения ЛЭП,Устройство устанавливается на линии 1 электропередачи, вторая подключается через высоковольтные выключатели 2 и 3 к энергосистемам 4 и 5 соответственно через сборные шины 6 и 7. Линия 1 оборудована на каждом из концов ТНЛ 8 и ТТ 9, а сборные шины 6 - трансформатором напряжения ТНЮ 10, причем выходы ТНЛ 8 и ТНШ 10 включены соответственно на первый и третий входы БКС 11, на второй вход которого включен первый выход ТАПВ12. Между ТТ 9 и выключателем 2 включена последовательная цепь из БРТ 13,5 10 15 20 25 35 40 45 50 БРРЗ 14, ДФЗ 15, БУВ 16, ТНЛ 8 связан с вторым вхсФом БУВ 16 череьБРРЗ 14. Первый выход БРТ 13 включейна первый вход БУВ 10 через последовательно подключенные ВЗ 17 и БКОН18, к первому входу БУВ 16 подключается также выход БКС 11, ТАПВ 12включено между вторым выходом БУВ 16к вторым входам БКОН 18. Третий выход БРРЗ 14,включен в цепь последовательно соединенных БИ 19-21 и БВ22 и 23, причем БИ 22 включен междуБИ 19 и 20, а БВ 23 - между БИ 20 65 и 21. Второй вход БИ 21 подключен к второму входу БИ 19 и выходу БКОН 24, вход которого включен к выходу ТНЛ 8 непосредственно и второму входу БИ 20 через БКНН 25. Би 26 включен между первым входом БИ 20 и третьим входом ДФЗ 15, а к второму входу БИ 26 подключен выход БКОН 24. КУ 27 включен между выходом БИ 21 и входом БЗ 17, к второму входу Ку 27 включен второй выход ДФЗ 15, третий выход которого соединен с третьим входом БИ 19, четвертый вход которого включается к второму выходу БУВ 16, Второй вход ДФЗ 15 соединен с выходом ТНЛ 8, Короткие замыкания на ЛЭП 1 обозначе ны 28-30, а эоны ЛЭП, в пределах которых возникают эти к.з., обозначе ны соответственно 31-33Устройство, аналогичное описанному, устанавливается также и на другом конце ЛЭП 1 у выключателя 3. На устройствах обоих концов ЛЭП 1 включены как цепь БКОН 18, так и цепь БКС 11, Выдержки времени устройств ТАПВ 12 обоих концов ЛЭП 1 должны несколько отличаться.Рассмотрим работу устройства для случая выдержки времени ТАПВ 12 со стороны выключателя 2 равной 4 с а с другой стороны ЛЭП 1 - 2 с.При к,з. 28 в зоне 31 выключатель 2 отключает ток к.з ., близкий или на 5-10 превышающий его отключающую способность, аналогично происк ходит для выключателя 3 при к,з. 30 в зоне 33, Отключение тока к.з., близкого при несколько превышающего нормированный для выключателя ток отключения, ухудшает условия его функционирования. Поэтому особенно целесообразно исключить возможность в малом интервале времени повторного отключения таким выключателем значительного тока к.з. в случае. неуспеш" ного ТАПВ ЛЭП 1. Это можно сделать, начиная ТАПВ ЛЭП 1 с конца, наиболее удаленного от точки к.з, При этом даже в случае неликвидировавшегося к,з, выключатель, которым производилось опробование ЛЭП 1, будет отключать ток к.э ограниченный реактивностью линии . При неуспешном однократном ТАПВ линия отключается и больше автоматически не включается.Итак, при к,з. в зоне 31 целесообразно начинать ТАПВ ЛЭП 1 со стороны выключателя 3, а при к.з, в зоне 33 - со стороны выключателя 2, так как при этом исключается повторное включение на возможное неустранив шееся к.з. выключателя, первый раэ уже отключившего большой ток к.з.При возникновении к,з. 28 в зоне 31 по информации от ТТ 9 срабатывает БРТ 13, а по информации от ТТ 9 и ТНЛ 8 срабатывают БРРЗ 14 и ДФЗ 15, 1065950два последних блока воздействуют наотключение выключателя 2 через егоБУВ 16. Срабатывание БРТ 13 при к,э.в этой зоне происходит в результатетого, что ток к.з протекающий повыключателю 2, близок или превышаетотключающую способность выключателя2. Поэтому от БРТ 13 через БЗ 17 идет сигнал запрета подачи команды на включение выключателя 2 по цепи БКОН 18, и выключатель 2 может быть автоматически включен только после опробования ЛЭП 1 при ТАПВ выключателя 3, появления напряжения и работы ТАПВ 12 по контролю синхронизма линейного напряжения и напряжения шин 6 с помощью БКС 11. Контроль не" соответствия положения выключателя 2 и его ключа управления реализуется с помощью БУВ 16, и сигнал от этого блока идет на вход ТАПВ 12.Аналогичная последовательность действия имеет место при к.з. 30 в зоне 33, когда блокируется пуск ТАПВ 10 15 20 этого конца линии по цепи БКОН 18и разрешается ТМ 3 выключателя 3только по цепи блока БКС 11 того жеконца линии.При к.з. 29 в зоне 32 ограничения 25 Если включение ВЗ было неуспешным на неустранившееся несимметричное 45 к.з то на линии ЛЭП 1 кратковременно появится напряжение на одной илидух фазах, что фиксируется БКНН 25со стороны выключателя 2. Это напряжение пропадает после отключения ЛЭП1 выключателем 3. Со стороны выключателя 2 при этом ТАПВ будет запре"щено по цепи БКОН 18 по следующейпричине. 50 Уже при возникновении к,э, 29 и его отключении выключателями 2 и 3 от устройств релейной защиты ЛЭП 1 ыа вход БИ 19 поступает четыре сигнала: от БРРЗ 14, ДФЗ 15, от БУВ 16 об отключении выключателя и от БКОН 60 24 об отсутствии на каждой из трех фаз линии линейного напряжения, После этого на выходе БИ 19 формируется сигнал и поступает в БВ 22, где задерживается на время около 2 с (что 65 по функционированию выключателей 2 и 3 не вводятся, но учитывается требование ПУЭ об однократном ТАПВ30 ЛЭП 1 в случае неликвидировавшегося в паузу АПВ к.з. В соответствии с принятыми выдержками времени ТАПВ на ЛЭП 1 после отключения линии ее защиты первым от ТАПВ подается напря. жение на линию выключателем 3, ТАПВ которого контролирует отсутствие напряжения на линии и имеет выдержку времени 2 с, т.е. меньшую, чем устройство ТАПВ 12 выключателя 2 (4 с) . 40 Если ТАПВ ЛЭП 1 было успешным, то выключатель 2 включится от ТАПВ 12 по цепи БКС 11 как обычно. соответствует примерно времени, необходимому для включения выключателя 3 от своего ТАПВ) . Затем сигнал от БВ 22 поступает на вход БИ 20, на второй вход которого в случае неликвидировавшегося несимметричного к.э. 29 на ЛЭП 1 от БКНИ 25 поступает также и второй сигнал. При их совпадении на выходе БИ 20 появляется сигнал, который после прохождения через БВ 23 и задержки здесь приблизительно на 1 с .поступает на вход БИ 21, на второй вход которого поступает также сигнал от БКОН 24 в случае отключения ЛЭП 1 выключателем 3 после его неуспешного ТАПВ и исчезновения напряжения на линии, При совпадении сигналов на входе БИ 24 с его выхода через Ку 27 идет сигнал, блокирующий после прохождения через БЗ 17 цепь пуска ТАПВ вык лючателя 2 через ВКОН 18, и таким образом запрещается БАПВ выключателя 2, ТАПВ выключателя 2 по цепи БКС 11 также не будет по причине отсутствия линейного напряжения,Если к.з, 29 было трехфазным не- устраняющимся, то после включения от ТАПВ выключателя 3 с выдержкой времени 2 с по цепи БКОН напряжение на ЛЭП 1 у выключателя 2 не eоявится, В этом случае при появлении на выходу БВ 22 сигнала он поступит на вход БИ 26, на второй вход которого поступит сигнал с выхода БКОН 24, и при свопадении во времени этих сигналов с выхода БИ 26 пойдет коман да на вход ДФЗ 15, где запускается высокочастотный приемопередатчик, этой защиты, При этом запуске в ли нию пойдут ВЧ сигналы которые, отражаясь от трехфазной эакоротки на линии, вернутся к концу ЛЭП 1, к выключателю 2 и поступят в приемник защиты ДФЗ 15. По получении отраженных сигналов с выхода блока ДФЗ 15 пойдет сигнал через КУ 27 на вход блока запрета БЗ 17, и ТАПВ 12 выключателя 2 по цепи БКОН 18 запретитс я. Включенное состояние цепей БКОНпо кнопкам ЛЭП 1 позволяет иметьТАПВ линии в случае поломки и отказааппаратуры БКОН ТАПВ на одном иэ концов линии,Блок ХУ 27 может быть выполнен наоснове традиционного переключателяи позволяет оперативно в случае необходимости вывести предлагаемоеустройство иэ действия,Блоки И 19-21 и 26 и БВ 22 и 23являются стандартными логическимиблоками И и Время, выпускаемымина базе полупроводниковых элементов.Блоки БКНН и БКОН также традиционны и контролируют соответственноналичие хотя бы одного из трех фаэ1065950 оставитель Н,Лоханинаехред И. Тепер Корректор В .Бутяг едактор С,Квятковска б 19венногетений5, Рауш Заказ 11052 5 4 ТирВНИИПИ Государпо делам изо113035, Москва, Ж Патентф, г,ужгород, ул .Проектн или ныХ напряжений линии или полное отсутствие напряжения на любой из фаз линии.В связи с ростом мощности знерго-, объединений и усилением связей между отдельными их частями уровень максимальных токов к.з. постоянно растет. Такой рост может быть постепеннйм, иуровень тока к,з, приходит к пределу отклоняющей способности выключателя также постепенно, Поэтому превышение максимальных расчетных тоКов к,з. под отключающей способностью выключателей в пределах 10-20 встречается весьма часто в сетях 110 кВ и выше,Предлагаемая система организации ТАПВ на ЛЭП с двухсторонним питанием позволит испольэовать выключатели в упомянутых условиях по токам к.э. Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5