Устройство для резервирования защит присоединений сборных шин подстанции

(51)5 Н 02 Н 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ ит при очные ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ. СССР(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Еессгса 1 Розг апб Епегду Яуз 1 егпз, 1984, М 3, с.181 - 191, рис.4.Патент ФРГ М 3026126, кл, Н 02 Н 7/26, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЗАЩИТ ПРИСОЕДИНЕНИЙ СБОРНЫХ ШИН ПОДСТАНЦИИ(57) Изобретение относится к релейной защите и автоматике сосредоточенных элементов энергосистем и может быть использовано в комплексе систем по защите и управлению подстанциями. Цель изобретения - повышение надежности работы защиты. Поставленная цель достигается Изобретение относится к энергетике, а именно к релейной защите шин.Цель изобретения - повышение надежности функционирования.На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства для резервирования защит; на фиг.2 - пример конкретной реализации фрагмента этой схемы, где в качестве реле времени использовано электронное реле, выполненное на транзисторных элементах.Устройство резервирования защ соединений содержит промежут тем, что информация о состоянии энерго- объекта, т.е, его тока, вводится в устройство, формируется в массивы и записывается в оперативное запоминающее устрбйство микроЭВМ. Затем устройство выполняет требуемый набор функций релейной защиты (вплоть до отключения выключателей), При исчезновении напряжения питания, отказе основной микропроцессорной защиты и к.з, в одном из присоединений срабатывает реле 16, установленное в соответствующем присоединении, и замыкает свои контакты 19. Одновременно в одном иэ вводов сборных шин ток резко возрастает и с выдержкой времени с 1;,.тм на входах блока 18 формирования питаю.цего напряжения от оперативного тока к.э (контакты 29 релеЯ 28) появляется напряжение, которое через замкнутые контакты 19 соответствующего реле 16 и разделительный диод 20 поступает на схему управления приводом соответствующего выключателя, чем и обеспечивается селективная работа резервной защиты сборных шин. 1 .п.ф-лы, 2 ил.,аВ трансформаторы тока (ПТТ) 1 в цепях вводов и отходящих присоединений сборных шин подстанции, которые подсоединены к последовательно включенным мультиплексорам 2, аналого-цифровым преобразователям (АЦП) 3, блокам 4 ввода-вывода, микроЭВМ 5 и узлам 6 сопряжения, системную шину 7, к которой присоединены все узлы 6 сопряжения, блок 8 управления вы.- ключателями; резервная микроЭВМ 9 и приемопередатчик 10, подключенный также к каналу 11 связи, первую группу ПТТ 12 по числу присоединений сборных шин, цепоч 16900755 10 15 20 25 30 35 45 50 55 ки, каждая из которых присоединена к выходу ПТТ первой группы 12 и содержит выпрямительный мост 13, к выходу которого присоединен сглаживающий конденсатор 14 и вход резистора 15, к выходу которого подключена обмотка реле 16, дополнительные ПТТ 17 второй группы по числу вводов сборных шин подстанции, к выходам которых присоединены входы блока 18 формирования питающего напряжения от оперативного тока к.з., к каждому выходу которого подключен один из замыкающих контактов 19 группы реле, а другой контакт 19 каждого из этих реле через разделительный диод 20 подключен к схеме управления приводом соответствующего выключателя, при этом каждый выход блока 8 управления выключателями подключен к схеме управления приводом выключателя через разделительный диод 21.Блок 18 формирования питающего напряжения от оперативного тока к.з содержит выпрямительные мосты 22 по числу вводов сборных шин, входы которых являются входами блока формирования питающего напряжения от оперативного тока к.з., при этом их входы обьединены и к ним подключен конденсатор 23 и вход резистора 24,к выходу которого подключена обмотка реле 25, один из контактов 26 которого подключен к выходам выпрямительных мостов 22 и одновременно к первым входам группы реле времени, а другой - к вторым входам этой же группы реле 27 времени, выход каждого из которых присоединен к одному выходу обмотки своего реле 28, второй вывод которой присоединен к выходам выпрямительных мостов 22 и одновременно к одному из контактов 29 этого же реле 28, а другой контакт 29 каждого из этих реле 28 является выходом блока 18 формирования питающего напряжения от оперативного тока к э,При отсутствии возможности установления первой группы дополнительных ПТТ 12 цепочки, каждая из которых содержит выпрямительный мост 13, конденсатор 14, резистор 15 и обмотку реле 16 подключаются непосредственно к ПТТ 1.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Информация о состоянии энергообъекта - ток от первичных трансформаторов тока поступает на ПТТ 1, где трансформируется в эквивалентные напряжения,Полученные напряжения поступают на входы аналоговых мультиплексоров 2, которые в соответствии с двоичным кодом на своих управляющих входах подключают один из аналоговых сигналов на вход АЦП 3, осуществляющих эквивалентное преобразование измеряемого аналогового сигнала в цифровой код, Управление АЦП 3 ианалоговыми мультиплексорами 2 организовывается с помощью параллельных интерфейсов блоков 4 ввода-вывода черезканалы которых задается требуемый кодномера аналогового сигнала, поступающий на управляющие входы аналоговыхмультиплексоров 2, и выдается управляющий сигнал на запуск АЦП 3. Цифровой эк- .вивалентный код аналогового сигнала,полученный в результате преобразования вАЦП 3, вводится в микроЭВМ 5 с помощьютех же параллельных интерфейсов блоков 4ввода-вывода.МикроЭВМ 5 непосредственно осуществляют выполнение программы релейнойзащиты. Если результат выполнения программы одной из микроЭВМ указывает наналичие повреждений в защищаемой зоне,то она через узел 6 сопряжения, системнуюшину 7, блок 8 управления выключателямии разделительный диод 21 выдает сигналотключения на схему управления приводомсоответствующего выключателя, а также посредством приемопередатчика 10 и канала11 связи сообщает об этом на верхний уровень управления.При выходе иэ строя какой-либо из микроЭВМ 5, ее функции принимает на себярезервная микроЭВМ 9,Одновременно с описанной основной(микропроцессорной) частью устройствафункционирует и его резервная часть,Полученные с ПТТ 12 первой группынапряжения поступают на входы цепочек,состоящих их выпрямительных мостов 13,конденсаторов 14, резисторов 15 и обмотокреле 16, где выпрямляются, сглаживаются ипоступают на обмотку реле 16, Величинатока срабатывания реле 16 регулируется изменением величины сопротивления резисторов 15 и 24, Для того чтобы исключитьвлияние реле 16 на работу ПТТ 12, в качестве реле 16 может быть использовано герконовое реле с малым током потребления инизким напряжением срабатывания,В цепи вводов сборных шин дополнительно включены ПТТ 17 втор цл гр;",;пь; длятого, чтобы исключить излишний отбормощности от ПТТ 1 и 12 и возможность выхода из класса точности,Эквивалентные напряжения с выходовПТТ 17 поступают на входы блока 18 формирования питающего напряжения от оперативного тока к,э., где выпрямляются(конденсатор 23) и поступают на обмоткуреле 25, выполненного аналогично реле 16,При превышении током одного иэ вводовтока уставки реле 25 срабатывает и, замыкая свои контакты 26, запускает группу реле 27 времени, Количество реле 27 времени в общем случае определяется необходимым числом выдержек времени отключения различных присоединений сборных шин. Как правило, используются две выдержки времени: т - для отключения отходящих линий нагрузки и т+ 0,5 с - для отключения вводов. По истечении заданной выдержки времени формируется цепь включения соответствующего реле 28, которое, замыкая свои контакты 29, подает питание в следующую часть схемы, а именно на замыкающие контакты 19 реле 16 присоединений, которые необходимо отключать с равной выдержкой времени.Таким образом, при исчезновении напряжения питания, отказе основной микропроцессорной части защит и к,э, в одном из присоединений срабатывает реле 16, установленное в соответствующем присоединении, и замыкает свои контакты 19. Одновременно в одном из вводов сборных шин ток резко возрастает и с выдержкой времени 71 Хм на выходах блока 18 формирования питающего напряжения от оперативного тока к,э (контакты 29 реле 28) появляется напряжение, которое через замкнутые контакты 19 соответствующего реле 16 и разделительный диод 20 поступает на схему управления приводом соответствующего выключателя, чем и обеспечивается селективная работа резервной защиты сборных шин.Выдержки реле времени резервной части предлагаемого устройства выбираются на 0,5 с больше выдержек времени основной (микропроцессорной) части защиты,Разделительные диоды 20,21 необходимц для устранения взаимного влияния друг на друга основной микропроцессорной и резервной частей предлагаемого устройства.Одним иэ возможных вариантов конкретной реализации блока 8 управления вцключателями может служить схема узла формирования управляющих воздействий на приводы выключателей (Балан А.Г., Вульпе А.А., Велигоцкий Г.П. Управление приводом выключателей с помощью средств микропроцессорной системы защиты и автоматики питающей подстанции. - Энергетика и электрификация, 1986, М 4, с.49 - 50).В качестве реле времени может быть использовано электронное реле, выполненное на транзисторных элементах (см.,найример, Боев В,О. Реле времени в блоке20 25 ЗО 35 дополнительных промежуточных транс-,55 форматоров тока по числу вводов сборных 510 40 45 питания, - Радио, М 1, 1982, с.5 Э), Реле 27 времени, выполненное таким образом, позволяет получить зависимую от величины тока к.з, выдержку времени срабатывания.Устройство дает возможность обеспечить селективность защиты, поскольку работа устройства по двум каналам (реле 16 и реле 28) позволяет отключать только то присоединение, в котором произошло к,з. (замкнулись контакты 19 соответствующего реле 16), причем с той выдержкой времени, которая необходима именно для этого присоединения.П.редлагаемое устройство может быть использовано при выполнении релейной эащиты распределительных подстанций.Эффективность изобретения определяется повышением надежности работы защиты, поскольку его функционирование не зависит от внешнего источника питания эащиты. Это позволит предотвратить выход из строя релейной защиты подстанции, как следствие, увеличить время бесперебойного электроснабжения и сократить затраты времени эксплуатационного персонала на профилактику, периодические осмотры и ремонты элементов защиты. Предлагаемое устройство может быть установлено на не- обслуживаемых подстанциях, В этом случае эффект может быть получен за счет экономии фонда заработной платы.Формула изобретения 1, Устройство для резервирования защит присоединений сборных шин подстанции, содержащее для установки в каждом ответвлении сборных шин свой промежуточный трансформатор тока, к которому последовательно подключены свои мультиплексор,аналого-циФровой преобразователь, блок ввода-вывода, микроЭВМ и узел сопряжения, а также содержащее приемопередатчик, блок управления выключателями и резервную микроЭВМ, при этом. все узлы сопряжения, приемопередатчик и реэервная микроЭВМ присоединены к системной шине, к которой также подключен вход блока управления выключателями, а приемопередатчик подключен к каналу связи, отл ича ющеесятем,что,сцелью повышения надежности, в него введены первая группа дополнительных промежуточных трансформаторов тока по числу при-, соединений сборных шин, вторая группа шин, блок формирования питающего напряжения от оперативного тока короткого замыкания, разделительные диоды по удвоенному числу выключателей, цепочки, квждая иэ которых присоединена к выходу1690075 Фиг. 1 своего дополнительного промежуточного трансформатора тока первой группы, содержащая выпрямительный мост, к выхоДу которого присоединен конденсатор, и вход резистора, к выходу которого подключена5 обмотка реле, при этом каждый выход блока управления выключателями имеет клеммы для подключения к схеме управления приводом соответствующего выключателя черезразделительный диод, к выходам 10 дополнительных промежуточных трансформаторов тока второй группы присоединены соответствующие входы блока формирования питающего напряжения от оперативного тока короткого замыкания, к каждому 15 выходу которого подключены замыкающие контакты соответствующего реле, каждые из которых через разделительный диод соединены с клеммами для подключения к схеме управления приводом соответствующего 20 , выключателя. 2. Устройство по п:1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок формирования питающего напряжения от оперативного тока короткого замыкания содержит выпрямительные мосты, входы которых являются входами блока формирования питающего напряжения от оперативного тока короткого замыкания, при этом их выходыобъединены и к ним подключены конденсатор, первые входы группы реле времени и вход резистора, к выходу которого подключена, обмотка реле, контакты которого подключены между выходом выпрямительных мостов и вторыми входами группы реле времени, выход каждого из которых присоединен к первому выводу обмотки своего реле, второй вывод которой присоединен к выходам выпрямительных мостов и через контакты этого же реле подключен к соответствующему выходу блока формирования питающего напряжения от оперативного тока короткого замыкания.1690075 оставитель Ю, Постниковехред М.Моргентал Корректор М, Шарош едакт роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго рина, 10 Заказ 3821 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5