Устройство резервирования деления энергосистемы на две несинхронно работающие части при отказе секционного выключателя

атея,1 э т. биОлиогед 1 и ья Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Оп и(45) Дата опубликовани Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий) Авторы изобретен А, Гладь С. А. Любарская Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный государственныйпроектно-изыскательский и научно-исследовательскийинститут энергетических систем и электрических сетей 71) Заявител(54) УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ДЕЛЕНИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА ДВЕ НЕСИНХРОННО РАБОТАЮЩИЕ ЧАСТИ ПРИ ОТКАЗЕ СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 1 2Предлагаемое устройство относится к области противоаварийной автоматики энергосистем и может быть использовано при выполнении устройства деления энергосистемы на две несинхронно работающие части.Известно устройство резервирования отказа выключателя 1 . Такое устройство состоит из пускового органа, органа фиксации отказа выключателя и органа выдержки времени. Устройство предназначено для отключения выключателем системы шин при коротком замыкании на отходящем от этой системы шин присоединении с отказом его выключателя или на самой системе шин с отказом секционного выключателя. Так, при коротком замыкании на присоединении и отказе его выключателя отключается та система шин, с которой связано поврежденное присоединение, а в случае короткого замыкания на системе шин и отказе секционного выключателя отключаются выключатели как поврежденной, так и неповрежденной секции, Данное устройство по принципу своего выполнения не приспособлено для резервирования при отключении секционного выключателя от внешних устройств, не реагирующих на короткие замыкания на присоединении или системе шин. Наиболее близким по техническои сущности к изобретению является устройство резервирования деления энергосистемы на две несинхронно работающие части при отказе выключателя, связывающего две секции распределительного устройства, содержащее последовательно включенные пусковой орган деления, орган фиксации отказа выключателя и орган выдержки времени 2. В таких устройствах резервирование при отказе секционного выключателя выполняется путем отключения выключателей одной из секций, связанной с отказавшим выключателем.Эти устройства имеют следующие недостатки: выбор отключаемой секции при действии устройства резервирования осуществляется без учета в момент срабатывания устройства количества выключателей, подлежащих отключению, может быть выпол- нено отключение секции с большим числом выключателей, что менее надежно, чем отключение секции с меньшим числом выключателей (более вероятен отказ выключателя при отключении секции с большим числом выключателей); в условиях коммутации элементов энергосистемы к двум системам шин распределительного устройства через два выключателя действие устройства может сопровождлть я потерей части элементов энергосистемы, вторые выключатели которых были предварительно отключены.Целью изобретения является повышениенадежности,предотвращение потери элементов при их коммутации к двум системам шин распределительного устройства через два выключателя и исключение одновременного отключения выключателей системы шин обеих секций.Поставленная цель достигается тем, что в устройство резервирования деления энергосистемы на две несинхронно работающие части при отказе секционного выключателя, содержащее последовательно включенные пус.ковай блок деления, блок для фиксации отказа выключателя и блок выдержки времени, дополнительно введены счетчики числа включенных выключателей первой и второй секции, блок сравнения. двухпозиционный переключатель и два элемента И, причем счетчики нодклкяены к блоку сравнения, 20 олин иа выходов которого соединен с двухпозицнонным переключателем, а два других вместе с выходами двухпозиционного переклочателя подключены к одному входу элементов И, к другому входу которых под 25 ключеп выход блока выдержки времени.Кроме того, в устройство резервированиядополнительно введены блок фиксации отключения выключателей противоположной системы шин каждой секции, блок фиксации отключения элементов энергосистемы ка- з 0 ждой секции, элемент запрета выбора секции и дополнительный элемент И, причем блок фиксации отключения элементов И энергосистемы каждой секции через орган фиксации отключения выключателей противоположной системы шин каждой секции вклю- З 5 чеп к выходу блока сравнения, относящемуся к противоположной секции, а также к элементу запрета выбора данной секции и к выходу дополнительного элемента И,выход элемента запрета выбора каждой сек.ции соединен с входом элемента И.Кроме того, в устройство резервирования дополнительно введен элемент запрета отключения каждой секции, включенный между выходом элемента запрета выбора каждой секции и элементом И, запрещаюший 45 вход которого подключен к выходу элемента И противоположной секции.11 а фиг. 1 изоораженд поясняю 1 ая схема первичных электрических соединений распределительного устройства с одной системой шин; на фиг. 2 - - структурная схема устройства резервирования деления энергосистемы при отказе секционного выключателя для распределительного устройства с одной системой шин; на фиг. 3 - поясняюгцая схема первичных электрических соединений распределительного устройства с двумя системами шин; на фиг. 4 - структурная схема устройства резервированного деления энергосистемы при отказе секционного выключателя для распределительного уст 60 Ойетва е двумя системами шин. Распределительное устройство (фиг.) имеет одну систему шин, разделенную па две секции, к которым через выклкхчатели- 6 подключены элементы энергосистемы. Две секции распределительного устройства связаны выключателем 7, отклк)чением которого осуществляется деление энергосистемы на две несинхронно работающие части. Устройство резервирования деления системы при отказе секционного выключателя 7, приведенное на фиг. 2., содержит пусковой блок 8 деления, блок 9 фиксации отказа выключателя, блок 10 выдержки времени. Для выбора секции с наименьшим числом вкл 1 оченных выключателей используются счетчики числа включенных выключателей секции1 и второй секции 12, подключенные своими выходами к блоку 13 сравнения. Блок 13, осушествлякнций выбор секции с наименьшим числом включенных выключателей, имеет три выхода, причем в каждый момент времени существует си нал только на одном из них. ,Чва выхода блока 3, сигнал на которых появляется в случае неравенства чисел включенных в работу выключателей первой и второй секции, связаны с одним из входов элементов И 14 и 15. Третий выход блока 13, сигнал которого свидетельствует о равенстве чисел включенных в работу выключателей первой и вгорой секций, связан с двухпозиционным переключателем 16, выходы которого включены па входы элементов И 14 и 15. Вторыс входы элементов И 14 и 15 связаны с выходом блока 10. Выходы элементов И 14 и 5 включены в цепи отключения выключателей соответственно- 3 и 4 - 6.Устройство резервирования деления при отказе секцио 1 шого выключателя для распределительного устройства с одной системой шин работает следующим образом. При действии внешних устройств (например, устройств противоаварийной автоматики) на деление энергосистемы срабатывает блок 8, действуюгций на отключение секционного выключателя 7. В случае отказа секционного выключателя 7, что фиксируется с помощью блока 9, производится резервируюшее отключение смежных присоединений (отключение всех присоединений первой или второй секции распределительного устройства). Это отключение выполняется с выдержкой лля отстройки действия устройства от времени отключения выключателя 7 и времени возврата блока 8 и блока 9.Выбор отк.почаемой секции производится в исходном режиме до срабатывания блока 8. Устройство выбирает секцию с наименгипим числом включенных В данный момент времени выключателей. Например, если на первой секции в ремонте выключатель 1, а на второй секции включены все выключатели, то блок 13 вырабатывает сигнал, подготавливакнций с помощью элемента И 14, отклкгчепие выключателей 2, 3. Эти нык чо чатели будут отклочены, если сработ, "т блок 8 и будет зафиксирован с помощью5055 60 блоков 9 и 10 отказ выключателя 7. Отключение двух выклоцателей 2 ц 3 первой секции более предпочтительно, чем отключениетрех выключателей 4 - 6 второй секции.5Блок 9, кроме его действия ца блок 10,повторно воздействует на выключатель 7.Этим действием резервируется цепь от пускового блока 8 до цепи отключения выключателя 7,Если меньшим окажется число включен Оных выключателей на второй секции, топроизойдет переориентация блока 13, который выработает сигнал, подготавливаюшийк отключению выключатели второй секции.Если число включенных выключателейна первой и второй секциях в данный момент времени одинаково, то первая и вторая секции равноценны, В этом случае заранее задается предпочтение какой-нибудьодной секции путем установки двухпозиционного переключателя 16 в соответствующееположение, и по сигналу, вырабатываемому20блоком 13 на его среднем выходе, осу 1 цествляется подготовка к отключению выбранной секции.Устройство резервирования деления энергосистемы при отказе секционного выключателя для распределительного устройствас двумя системами шин показано на фиг. 3и 4,На фиг. 3 показано подключение элементов энергосистемы к двум системам шин через два выключателя: коммутация элементов ЗОэнергосистемы к первой системе шин осуществляется выключателями 1, 2, 4, 5, а ко второй - выключателями 17 - 20. Наличие двухсистем шиц обусловливает необходимость установки двухсекционных выключателей 7и 2.35Для данной схемы распределительногоустройства устройство резервирования выполняется в виде двух полюкомплектов, одинполукомплект - для резервирования отказасекционного выключателя 7, второй - для 40секционного выключателя 21.На фиг. 4 приведена схема устройства,относящегося к секционному выключателю 7первой системы шин. Схема второго полукомплекта, относящегося к секционному выклкцателю 21 второй системы шин, аналогицна. Устройство, показанное на фиг. 4, включает в себя элементы рассмотренного ранее устройства на фиг. 2 и, кроме того, содержит следующие дополнительные элементы; блоки 22 и 23 фиксации отключения выключателей второй системы шин первой и второй секций, блоки 24 и 25 фиксации отключения элементов энергосистемы первой и второй секций, элементы 26 и 27 запрета цьбора первой и второй секций, управляемые сигналами на выходе блоков 22 и 23, дополнительный элемент И 28, два входа которого связаны с выходами блоков 22 и 23, а выходс двухпозиционным переключателем 16, элементы запрета 29 и 30 отклкцеция первой и второй секций, управляемые отключаю 1 цими сигналами ца выходе элементов И 15 и 4 соответственно.Особенности работы устройства, показанного на фиг. 4, состоят в следуюгцем. Выбор отключаемой секции обусловлен це только ццслом включенных выключач елей данной системы шин, но и положением выключателей противоположной системы шин. Например, если в исходном режиме в отключенном положении находятся выключатели 2 и 7, то блок 13 выберет для отключения первую секцию первой системы шин распределительного устройства как имеющую меньшее по сравнению со второй секцией число включенных выключателей. Однако отклюцение первой системы шин первой секции в случае деления системь и отказа секционного выклюцателя 7 привело бы к потере элемента энергосистемы, имеющего выключатели 1 и 17.Для предотвращения потери элементов энергосистемы в подобных условиях блок 22, фиксирующий отключенное положение выключателей 17 и 18, заблокирует с помоцью элемента 26 запрета выбора первой секции выход блока 13 сравнения и подготовит к отклоцецию выключатели 4 и 5 второи секции первой системы шин, несмотря ца то, что число выключателей, включенных ца второй секции, больше числа выключателей первой секции. Таким образом, устройство подготавливает к отключению ту секцию, отключение которой не сопровождается потерей элемента энергосистемы.Если в исходном режиме отключен, например, элемент энергосистемы с выключателями 1 и 17, то в этих условиях целесообразно отключение первой секции первой системы шин, поскольку это отключение це сопровождается потерей элемента энергосистемы.Указанное достигается тем, цто блок 24 энергосистемы первой секции заблокирует выход блока 22, фиксирующего отключенное положение выключателя 17. Тем самым снимается запрет выбора первой секции, создаваемый элементом 26, и выбор отклюцаемой секции будет осуществлять блок 13, который выберет первую секцию.Если в исходном режиме в отключенном положении находятся, например, выключатели 17 и 19, то при действии устройства резервирования на отключение любой секции первой системы шин не удается избежать потери элемента энергосистемы. В этом с 1 учае выбор отключаемой секции производится с помощью двухпозиционного переключателя 16, положение которого должно учитывать значимость теряемого элемента энергосистемы, переключатель 16 устанавливается в такое положение, при котором ущерб от потери элемента энергосистемы наименьший. Сигнал выбора вырабатывается дополнительным элементом И 28, на входы которого поступают сигналы от блоков 22 и 23, фиксирующих отключенное положение выключателей 17 и 19 соответственно. Одно618818 Формула изобретения агн екци секция г.ф На апня.4,д,а алкл,т,г,Х иг временно блоки 22 и 23 блокируют с помощью элементов 26, 27 запрета выбора секций выходы блока 13.В устройстве фиг. 4 исключена возможность одновременного отключения выключателей системы шин обеих секций, которая может появиться вследствие схемных неисправностей. Это достигается тем, что при срабатывании устройства на отключение, например, первой секции (выключателей 1 и 2) сигнал отключения с выхода элемента И 14 блокирует с помощью элемента запрета 30 цепь отключения второй секции (выключателей 4 и 5), благодаря чему предотврашается отключение этой секции в случае появления сигналов на входе элементов 27 или 16 из-за неисправностей. Аналогично блокируется цепь отключения первой секции при срабатывании устройства на отключение второй секции. 1. Устройство резервирования деления энергосистемы на две несинхронно работающие части при отказе секционного выключателя, содержащее на каждой системе шин последовательно включенные пусковой блок деления, блок фиксации отказа выключателя и блок выдержки времени, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены счетчики числа включенных выключателей первой и второй секций, блок сравнения, двухпозиционный переключатель и два элемента И, причем счетчики подключены к блоку сравнения, один из выходов которого соединен с двух- позиционным переключателем, а два других вместе с выходами двухпозиционного переключателя подключены к одному входу элементов И, к другому входу которых подключен выход блока выдержки времени.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем,что, с целью предотвращения потери элементов при их коммутации к двум системамшин распределительного устройства черездва выключателя, в него дополнительно введены блок фиксации отключения выключате 1 О лей противоположной системы шин каждойсекции, блок фиксации отключения элементов энергосистемы каждой секции, элементзапрета выбора секций и дополнительныйэлемент И, причем блок фиксации отключения элементов энергосистемы каждой секции через орган .фиксации отключения выключателей противоположной системы шинкаждой секции включен к выходу блока сравнения, относящемуся к противоположной секции, а также к элементу запрета выбора данной секции и к входу дополнительного элемента И, выход элемента запрета выборакаждой секции соединен с входом элемента И.3. Устройство по.п. 2, Отличающееся тем,что, с целью исключения одновременного отключения выключателей системы шин обеихсекций, в него дополнительно введен элементзапрета отключения каждой секции, включенный между выходом элемента запретавыбора каждой секции и элементом И, запрещающий вход которого подключен к выходу элемента И противоположной секции,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Федосеев А. М. Основы релейной защиты ГЭИ, 1961, с. 278.35 2. Иофьев Б. И. Автоматическое аварийное управление мошностью энергосистем, МЭнергия, 1974, с. 359,лкл кл. /,Фиг. Ф Составитель Г. ДамскаяТехред О. Луговая Корректор Л. Небола Тираж 892 .Подписное Редактор В. ФельдмЗаказ 4271/45 дарственного комделам изобрет Москва, Ж, П сПатент, г. тров СССР 4/5 ктнаяета Совета Миний и открытиаушская иаб.,жгород, ул. Пр