Устройство для резервирования при отказе выключателя

(22) Заявлено 08.08.77 (21) 2514849/24-07с присоединением заявки Ио(51)М, Кл.2 И 02 Н 3/ОО Государственный комитет СССР яо делам июбретений н открытийСлубЛИКОВаНО 0501.80. БЮЛЛЕТЕНЬ Ио 1 Дата опубликования описания 0501.80(72) Авторы ИЗОбрЕтЕНия Л,д,Кузнецова, В,В,Авдеева и Р.А.Геворков Ордена Октябрьс кой революции Всесоюзный государственнуй проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетейф фЭнергссетьпроект(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПРИ ОТКАЗЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Изобретение относится к релейнойзащите н автоматизаций энергосистеми осуществляет автоматическое отключейие места повреждения выключателями смежных элементов при отказе выключателя псврежденного элемента (1),Известны устройства для резервирования отказа выключателя аналогичногона значения 21. 1 ОИзвестные устройства резервирования отказа выключателей выполнены ввиде одного устройства для двух выключателей, что резко снижает егоуниверсальность и не позволяет применять единое устройство резервиро 15вания при различных схемах электричю к их с оеди некий перв ич ного оборудования,Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройстворезервирования при отказе выключателя которое выполнено для одного выключателя (3).25Известное устройство резервирования при отказе выключателя содержитцепи пуска от защит, действующих наотключение отдельных Фаз объектов,примыкающих к данному выключателю,цепи контроля и удержания этих цепей от реле тока, вклаченных на ток соответствующей Фазы выключателя, цепи контроля выходных цепей от упомяйутых цепей пуска и общего для них реле времени, цепи взаимной блокировки выходных цепей. К недостаткам известных устройств относятся отно" ительно большие габариты и недостаточная надежность работы электромеханических реле тока и реле времени, а также недостаточное быстродействие, что объясняется следующююПри наличии на защищаемой линии од нофа з ного ав томатическ ого повторного включения (ОАПВ), когда при коротком замыкании на данной фазе производится отключение и повторное включение только отключенной Фазы, избирательные органы, определяющие поврежденную Фазу могут сработать в следующем порядке - при,двухфазном коротком заьыкании на землю один из двух избирательных органов;поврежден" ной фазы срабатывает немедленно после возникновения короткого замыкания, а второй - только после отключения этойфазы с противоположного конца линии( в каскаде ) .В этом случае единственный элементвремени пускается от избирательногооргана, который сработал первым, а возВращается после срабатывания второгоизбирательного органа, когда отключается вторая поврежденная фаза. Для исключЕния неправильного действия УРОВВ этом режиме приходится увеличиватьвремя действия УРОВ на время отключения линий с противоположного конца (время каскадного действия защиты) .Увеличение времени действия устройства резервирования отклюЧенияВыключателя (УРОВа) приводит к увеличению времени отключения поврежденияВ случае отказа выключателя,что, всвою очередь, вынуждает приниматьдополнительные дорогостоящие меры пообеспечению устойчивой работы энергосистем.Недостаточной является также чувствительность устройства, котораяобъясняется тем, что для современныхПротяженных ЛЗП 500-750 кВ значениеемкостного тока линии, отключенной 25с одного конца, может превышать токкороткого замыкания при удаленныхкороткого замыкания, Поскольку дляисключения действия УРОВ при отказевыключателя в неповрежденной Фазе 30реле тока должно быть отстроено отемкостного тока линии возможен отказв действии УРОВ при удаленном коротком замыкании с малым током,С целью устранения указанных недостатков, устройство, содержащеецепи пуска от защиты, действующей наотключение отдельных фаз, а такжеот защиты, действующей на отключениетрех фаз объектов, примыкающих к данному выключателю, реле времени, элементы контроля тока фазы выключателяи их цепи, а также выходные цепиотключения фаз выключателя, выполнено в виде двух идЕнтичных каналов,каждый из которых имеет три одинако- "5вые параллельные цепи, соответствующие трем фазам объекта, а каждаяпараллельная цепь состоит из последовательно соединенных первых элементов ИЛИ и И, а также второго элемента И, выход которого подключен кпервому входу первого элемента ИЛИ,выход последнего подключен также кпервому входу второго элемента И,второй вход первого элемента ИЛИ соединен. с цепью пуска от защиты, действующей на отключение данной фазы, атакже с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединенс выходной цепью отключения соответствующей фазы выключателя третийвход первого элемента ИЛИ соединенс цепью пуска от защиты, действующейна отключение трех фаз, и со входамипервых элементов ИЛИ других фаз, а также со вторыми входами вторых эле ментов ИЛИ всех фаз, на второй вход первого элемента И подключен выход элемента контроля тока соответствующей фазы выключателя, второй вход второго элемента И соединен с выходом включенных последовательно элемента задержки и третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, причем на вход третьего элемента ИЛИ подключены цепи пуска всех защит, действующих через соответствующие четвертые элементы ИЛИ на отключение объекта, кроме того, второй вход второго элемента И подключен к первым входам выходных третьих элементов И, а также к первым входам четвертых элементов И, общих для трех параллельных цепей каждого какала, при этом выходы этих последних элементов подключены к входам упомянутого третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, выход первого элемента И подключен к входу пятого элемента ИЛИ, общего для трех параллельных цепей каждого канала, выход пятого элемента ИЛИ подключен ко второму входу четвертого элемента И и одновременно на второй вход выходного третьего элемента И соответствующего канала, выходы первых элементов И обоих каналов, принадлежащих одной фазе, через шестой элемент ИЛИ, общий для этих одноименных цепей, подключены к входу элемента времени соответствующей фазы, выход трех этих элементов времени через седьмой элемент ИЛИ, общий для них, подключены на третьи входы выходных третьих элементов И, кроме того, четвертый вход каждого выходного третьего элемента И через инвертор соединен с выходом выходного третьего элемента И другого канала, причем входы упомянутых каналов присоединены к цепям пуска от защит объектов по обе стороны выключателя,Цепь фазы Л первого канала содержит элемент ИЛИ 1, на первый вход которого поступает сигнал при действии релейной защиты на отключение Фазы А. К выходу элемента ИЛИ 1 включены первые входы элементов И 2 и И 3, Выход последнего включен на второй вход элемента ИЛИ 1, а третий вход элемента ИЛИ 1 поступает сигнал при действии релейной защиты на отключение трех Фаз выключателя, Упоминавшийся выше сигнал, поступающий на первый вход элемента ИЛИ 1, действует кроме того, на первый вход элемента ИЛИ 4, на второй вход которого поступает также упоминавшийся выше сигнал при действии релейной защиты на трехфазное отключение выключателя. Выход элемента ИЛИ 4 присоединен непосредственно к цепи отключения Фазы А, На второй вход элемента И 24 включей ййход элемента 5 контроля токафазы выключателя, образующего выходной сигнал при наличии тока в фазе А,Цепь фазы В выполнена аналогичнои содержит соответственно ранее рассмотренным элемент ИЛИ б, элемент И7 дополнительный элемент И 8, ИЛИ9 и элемент 10 контроля тока фазывыключателя,.Аналогичная цепь ФазыС содержит элемент ИЛИ 11, элементИ 12, дополнительный элемент И 13,ИЛИ 14 и элемент 15 контроля токафазы выключателя,Вторые входы дополнительных элементов И 3, 8, 13 объединены и включены на выход включенных последовательно элемента 16 задержки и элемента ИЛИ 17, общего для обоих каналов, на который через вспомогательные элементы ИЛИ 18 и ИЛИ 19 включены все (трех- и однофазные) выходызащит, действующие соответственнопо цепям первого или второго каналовна отключение объектов, примыкающихк данному выключателю,Выходы элементов И 2, 7, 12 черезэлемент ИЛИ 20, общий для цепей трехфаэ первого канала, подключены напервый вход элемента И 21, также общего для трех фаз первого канала,и на первый вход элемента И 22, выходного элемента цепи первого канала. Второй канал выполнен аналогично 3 Орассмотренному и в нем имеются такжетри цепи соответственно фазам объекта, Фаза А содержит элемент ИЛИ 23,И 24 и дополнительный элемент И 25,на второй вход элемента И 24 включен элемент 26 контроля тока фазы Авыключателя,Соответственно Фаза В содержитэлементы ИЛИ 27,И 28, дополнительный элемент И 29 и элемент 30 контроля тока фазы В выключателя ФазаС содержит элементы ИЛИ 31, И 32,дополнительный элемент И 33 и элемент34 контроля тока фазы С выключателя.Входы элементов ИЛИ 23,27,31 соединены с выходами элементов ИЛИ 4535-37, йа общие точки указанных входов поступают сигналы при действиирелейной защиты второго канала,Выходы элементов И 24, 28, 32 через элемент ИЛИ 38, общий для трех Яфаз второго канала, подключены к первому входу элемента И 39, также общему для второго канала, и первомувходу выходного элемента второго канала И 40. Вторые входы элементовИ 21, И 39 объединены и на них поступает сигнал с выхода упоминающегося ранее элемента 16 задержки времени, Выходы элементоз обоих каналов,принадлежащих одной фазе соответственно И 2, 24, 7, 28 и 12, 32 через элементы ИЛИ 41, 42, 4 3, подключены кэлементам 44, 45, 46 времени, выходыкоторых через элемент ИЛИ 47 подключены на вторые входы выходных элементовИ 22, 40. 5 Выход каждого выходного элементаИ 22 и 40 подключен к третьему входудругого выходного элемента через инвертор соответственно 48 и 49.на чертеже входы выходных элементов И 22, 40 включен выход упоминающегося элеменга 16 задержки времени,работа предлагаемого устройствапроисходит следующим образом.В нормальном режиме работы объектаего релейная защита не работает ивходные сигналы от защиты отсутствуют. Все элементы 5, 10, 15, 26, 30,34 контроля тока фаз выключателейв нормальном режиме могут находитьсяв состоянии срабатывания и подаватьсигнал на один вход элементов И 2, 7,12, 24, 28, 32. однако, ввиду отсутствия пусковых сигналов на выходеупомянутых элементов И, сигнал отсутствует. Согласно построению схемы внормальном режиме всегда имеется сигнал на выходе инверторов 49, 48.При повреждении какой-либо фазыпервого защищаемого объекта (ЭЛ) отрелейной защиты этого элемента подается сигнал на отключение выключателяповрежденной фазы и одновремеино навход трех .элементов ИЛИ, например,при повреждении фазы В - на ИЛИ б, 9,18, причем одновременно через ИЛИ 18сигнал подается на ИЛИ 17, через элемент ИЛИ 9 подается сигнал на отключение фазы В выключателя, Элемент 10контроля тока поврежденной фазы находится в состоянии срабатывания и навыходе элемента И 7 появляется сигнал, благодаря чему происходит удерживание пускового сигнала от защиты через элементы ИЛИ 20, 21, 8, одновременно через ИЛИ 42 подается сигнална вход элемента 45 времени, которыйначинает Отсчитывать Выдержку Времени.Если выключатель исправен, он отключается до истечения упоМянутой выдержки, элемент 10 контроля тока возвращается, а сигнал на выходе элемента И 7 и входе элемента 45 времениисчезает.После возврата элемента 16 задержки прекращается удерживание входногосигнала и после возврата защиты поврежденной фазы схема приходит в исходное состояние,Если произошел отказ выключателяповрежденной фазы, то сигнал на входе элемента 45 времени сохраняетсяи по истечении заданной выдержки времени на всех входах выходного элемента И 22 появляются сигналы а еговыходной сигнал подается на отключение выключателя ЭЛ. Аналогично происходит работа устройства при возникновении повреждения со стороны объекта ЭЛ,.При возникновении двухфазного короткого замыкания с землей, например,АВ со стороны объекта ЭЛможетсработать вначале защита. (избирательный орган) только фазы А и отключитьее, после чего ьемедленно Возвра 11 ается элемент 5 контроля тока этой фазыи с элемента 44 Времени снимаетсявходной сигнал,После отключения фазы А срабатывает защита (избирательный орган) фазы В и подает пусковой сигнал на элемент ИЛИ б и поскольку элемент контроля 10 тока фазы В нахОДится В со тоянии срабатывания, на элемент 45 времени подается сигнал. После отключения выключателя фазы В элемент 10контроля тока немедленно возвращается, снимая сигнал с элемента 45 времени,15Благодаря такому выполнению схемы,когда для каждой фазы используетсянезависимый элемент времени, при выборе уставки элементов времени(чтоопределяет быстродействие устройства) 2 Оможно не учитывать время отключениялинии с противоположного конца (время каскадного действия защиты), чтопозволяет повысить быстродействиеПрименение предлагаемого устройст(ва позволяет повысить надежность ибыстродействие устройства резервирования при отказе выключателейр снизить его габариты и выполнить единоеустройство для различных схем первич- Эрных соединений,Формула изобретения1. Устройство для резервирования35 при отказе выключателя содержащее цепи пуска от защиты, действую(цей на отключение отдельных фаз, а также от защиты, действующей на отключение трех фаз Объектов, приьыкающих к дан О ному выключателю, реле Времени, элементы контроля тока фаз выключателя и их цепи, выходные цепи отключения фаз выключателя,.о т л и ч а ю щ е етсм, что, с целью повышения на дежности, снижения габаритов и увеличения быстродействия оно выполнено в виде двух идентичных каналов, каждый из которых имеет три одинаковые параллельные цепи, соответствующие трем 5 О фазам объекта, а каждая параллельная цепь состоит из последовательно соединенных первых элементов ИЛИ и И, а также второго элемента И, выход которого подключен к первому входу пер вого логического элемента ИЛИ, выход последнего подключен также к первому входу второго элемента И, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с цепью пуска от защиты, действующей на отключение данной фазы, а также с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходнойцепью отключения соответствующейфазы выключателя, третий вход первого элемента ИЛИ соединен.с цепью пус ка от защиты, действующей на отключение трех фаэ, и со входами первых элементов ИЛИ других фаз, а также со вторыщ, Входами вторых элементов ИЛИ всех фаз, на второй вход первого элемента И подключен выход элемента контроля тока соответствующей фазы выключателя, второй вход второго элемента И соединен с выходом включенных последовательно элемента задержки к третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, причем на вход третьего элемента ИЛИ подключены цепи пуска всех защит, действующих через соответствующие четвертые элементы ИЛИ на отключение объекта, кроме того, второй вход второго элемента И подключен к первым входам выходных третьих элементов И, а также к первым входам четвертых элементов И общих для трех параллельных цепей каждого канала, при ртом выходы этих последних элементов подключены к Входам упомянутого третьего элемента ИЛИ, общего для обоих каналов, Выход первого элемента И подключен к Входу пятого элемента ИЛИ, общего для трех параллельных цепей каждого канала, выход пятого элемента ИЛИ подключен ко второму входу четвертого элемента И и одновременно на второй вход выходного третьего элемента И соответствующего канала, выходы первых элементов И обоих каналов, принадлежащих одной фазе, через шестой элемент ИЛИ, общий для этих одноименных цепей, подключены к Входу элемента времени соответствующей фазы, выходы трех этих элементов времени через седьмой элемент ИЛИ, общий для них, подключены на третьи входы выходных третьих элементов Ир кроме тОВОр четВертый ВХОД каждого выходного третьего элемента И через инвертор соединен с выходом выходного третьего элемента И другого канала, причем входы упомянутых каналов присоединены к цепям пуска От защит объектов по обе стороны Выключателя.2 Устройство по п,1, о т л и чающе ес я тем, что, сцелью повышения чувствительности, в качестве элементов контроля тока фаз выключателя использованы реле тока с полной компенсацией емкостного тока фазы линии электропередачи и с возвратом при полном отключении тока Фазы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Федосеев А,М., Релейная защитаэлектрических систем, М., Энергия,1976, с,505-511,2, Принципиальные схем релейнойзащиты и АПВ линий 500 кВ с исполь"зованием модернизированных комплект708454 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 206 3654/24-07,кл, Н 02 Н 11/00, 1974. Составитель В. Техред М.Петк дактор Ю.Челюка Тираж 783 Государственног делам изобретени Москва, Ж, Ра Заказ 8510/5 И 13035,филиал ППППатент, г.ужгород, ул, Проектная ных панелей, типовой проект ЭСП Р 407-0-129, М., 1973 (инв, Р 5480 тм - П - 05) . лчанов Корректор К,горва Подпис нокомитета СССРи открытийская наб д, 4/