Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи

Союз Советских Социалистических Республикд-ву олнительное к авт. 51) Ч 12Н 02 Н 3 влено 12,07,77 (21) 250037 присоединением заявкисударствеииый комите 3) Приоритет3) Опубликовано 30.04,80. Б плетень16 ания 30,04,80о) Дата опубликования оп 2) Авторы изобретен В. М. Стрелков, Г, Г. Якубсон и А, ф. Дронова Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики1) Заявите фАЗНОГО;й А, .В КЛЮЧ ЕН И 1 - (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДА Изобретение относится к электротехнике, в частности, релейной защите и системной автоматике и может быть применено на ли ниях электропередачи, оборудованных устройствами однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).Известны устройства для ОАПВ линий электропередачи, в которых применяются реле тока или напряжения нулевой последовательности, основными требованиями к которым является надежное срабатывание при однофазных коротких замыканиях к. з, и надежное несрабатывание при междуфазных к. з. без участия земли. Основное назначение этих реле состоит в блокировке цепи отключения трех фаз помимо избирательных органов при однофазных к. з, на землю. При этом осуществляется резервирование отказа избирательных органов при межфазных к. з. без участия земли.В устройстве АПВдля этих целей применяются реле напряжения нулевой последовательности, в качестве которого используется реле напряжения типа РН/60 или реле тока нулевой последовательности с торможением от фазных токов 111.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство АПВ для ВЛ 750 кВ 2. Устройство для ОАПВ линии 2электропередачи, снабженной быстродействующей релейной защитой, содержит блокировку цепи трехфазного отключения линии прц однофазном к. з., состоящую из ре лейного органа нулевой последовательностии формирователя тормозного напряжения, предназначенных для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, элемента Задержка на воз врат и элемента Запрет, предназначенногодля включения в цепь трехфазного отключения линии от быстродействующей релейной защиты, причем выход формирователя тормозного напряжения подключен к тор мозному входу упомянутого релейного органа, выход которого соединен со входом элемента Задержка на возврат, а выход последнего подключен к запрещающему входу элемента Запрет.20 Релейный орган нулевой последовательности прц подключении линии к шинам подстанции с относительно малым сопротивлением нулевой последовательности включается на ток нулевой последовательности ли нии, т. е. в рассечку нулевого провода измерительных трансформаторов тока линии, а при подключении линии к шинам подстанции с относительно большим сопротивлением нулевой последовательности на напря жение той же последовательности, - квторичным обмоткам трансформатора напряжения линии (ццн), соединенной в разомкнутый треугольник. Возможно тактке комбинированное включение релейного органа нулевой последовательности, при котором релейный орган реагирует ца максимальную из этих двух величин - ток илц напряжение нулевой последовательности линии.Недостатком известных устройств является отсутствие резервирования отказа избирательных органов при очень тяжелом виде междуфазного к. з. - двухфазном к. з. на землю.В этом случае блокировка практически всегда срабатывает и формируст команду, запрещающую отключение трех фаз помимо избирательных органов.Цель изобретения - повышение надежности работы электропередачи путем исключения блокирования трехфазного отключения линии при близких двухфазных к, з.на землю.Это достигается тем, что в устройстве для ОЛПВ линии электропередачи, снабженной быстродействующей релейной защитой, содержащем блокировку цепи трехфазного отключения линии при одцофазном к. з., состоящую из релейного органа нулевой последовательности и формирователя тормозного напряжения, предназначенных для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения л 11 нии, элемента Задержка на возврат и элемента Запрет, предназначенного для включения в цепь трехфазного отключения линии от быстродействующей релейной защц. ты, причем выход формирователя тормоз ного напряжения подключен к тормозному входу релейного органа, выход которого соединен со входом элемента Задержка ца возврат, блокировка цепи трехфазного отключения линии снаб)кена дополнительным релейным элементом и вторым элементом Запрет, причем вход дополнительного релейного элемента подключен к выходу формирователя тормозного напря;кения, а выход - к запрещающему входу второго элемента Запрет, включенного между выходом элемента Задержка ца возврат и запрещающим входом первого элемента Запрет.При этом формирователь тормозного напряжения снабжен тремя формирователями фазных тормозных напряжений, сумматором, максиселектором и инвертором, причем входы формирователей фазных тормозных напряжений предназначены для подключения к трансформаторам тока лццип, а выходы к трем входам сумматора и максиселектора соответственно, выход макси- селектора через инвертор подключен к четвертому входу сумматора, выход которого подключен к выходу формирователя тормозного напряжения.При этом напряжение 77, на выходе фор 1 О 20 25 00 35 О 45 50 55 60 65 Мироватс,151Ор МОЯ 1 ОГО 1211 ряжсн 1151 1 ро.норццоцально сумме фазцых тормозньх на.пряжсццй за вычетом наибольшего цз ццхзЬ = Сф - макс(СI, )1=1 где Г 1.; - фазное тормозное напряжение,зависящее от фазного тока У 11-ой фазы; например, црц токеначала торможения 1,1;п,т. Можно сделать так, чтобыУф; -- К/Уф - ф .т. 1 12)На фцг. 1 приведена структурная схемапредлагаемого устройства; ца фиг. 2структурная схема формирователя тормозного напряжения.1 х шинам 1 подстанции выключателя 2подключена линия электропередачи 3, оборудованная измерительными трансформаторами напряжения 4 и тока 5 и оснащеннаябыстродействующей защитой б и устройством ОАПВ 7. Входы релейного органа 8нулевой последовательности и формирователя 9 тормозного напряжения подключенык соответствующим цепям измерительныхтрансформаторов напряжения 4 ц тока 5л 11 йии, Выход релейного органа 8 соединенсо входом элемента 10 Задержка ца возврат, Первый элемент 11 Запрет включенмежду выходом оыстродействующей защиты б и цепью 12 трехфазного огключеция.К выходу формирователя 9 тормозного напряжения подключен реагирующий ца величину тормозного напряжения дополнительный релейный элемент 13, выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента 14 Запрет, снимающего блокировку трехфазного откгиоченця линий ивключенного между выходом элемента 10и запреща 1 ощим входом первого элемента11 Запрет.Формирователь 9 тормозного напряжениямояст быть выполнен, например, по структурной схеме на фиг, 2, где дополнительноцрицяты следующие обозначения:15, 1 б и 17 - формирователи фазцыхтормозных напряжений от токов фаз Л, В иС соответственно,18 - сумматор,19 - селектор максимального сигнала -максиселектор,20 - ннвертор аналогового типа.Входы формирователей 15, 1 б и 17 фазцых тормозных напряжений подключены ифазцым измерительным трансформаторам5, а их выходы соединены с соответствую.шими входами сумматора 18 и максиселектора 19, Выход максиселсктора 19 черезинвертор 20 подключен к четвертому входусумматора 18, выход которого является выходом всего формирователя тормозного напряжения, и подключен к входам релейного органа 8 и дополнительного релейногоэлемента 13.50 55 60 65 5Работоспособность предлагаемого устройства определяется тем, что тормозное напряжение (на выходе блока 9) при однофазных к. з. при полнофазиых и неполнофазных рсжи".,ах, сопровождающихся качаниями, мало по сравнсшио с тем же напряжением при близких междуфазиых к. з., в частности при двухфазном к, з. на землю. Поэтому, если выбрать напряженс срабатывания дополнительного релейного элемента 13 отстроенным от первых режимов, то он может оказаться чувствительным к вторым рекимам и запрещать блокировку трехфазного отключения.Устройство работает следующим обраПри близком однофазном к. з. токи (напряжения в начале линии) содержат боль шую составляощую нулевой последовательности (31 о-ф, ). а тормозное напряс)жение в соответствии с уравнениями 1 и 2 мало (УА=1 к, Ул=с=О; (ст -- 0). Релейный орган 8 срабатывает, а релейный элемент 13 не срабатывает. Сигнал с выхода релейного органа 8 через элемент 10 Задержка на возврат, второй элемент 14 Запрет проходит на запрещающий вход первого элемента 11 Запрет, который разрывает цепь 12 отключения трех фаз сишип от быстродействующей защиты 6 - начинается цикл ОАПВ.При удаленных к, з. на линии с участием земли токи невелики, тормознос напряжсние мало, релейный орган 8 должен срабатывать, а релейным элемент 13 не сра батывает, т, е. при двухфазном к, з. на землю либо изсшратсльные ор: аны сразу выбираот обе поврежденные фазы, либо происходит каскадное отключс.ие повреждения при однофазном к, з. - цикл ОЛПВ.При близких двухфазных к. з. на землю составляющие нулевой последовательности велики (1,с -- 0; в=1 с=1 ф 31 о - ф ) поэтому несмотря на большое тормозное напряжение (сс-, = К 1 ф, ) релейный орган 8 срабатывает и через эчемент 10 подает сигнал на вход второго элемента 14 Запрет. Однако к запрещающему входу первого элемента 11 запрет этого сигнала не проходит, так как под действием большого тормозного напряжения срабатываетрелейный элемент 13 и подает сигнал на запрещающий вход второго элемента 14 Запрет Если при этом срабатывает быстродействующая защита 6 линии, то происходит быстрое оключение трех фаз линии.Величины тормозных напряжений логуг быть определены, например, с помощью уравнении 1 и 2, из которых следуют те соотношения, которые были испо.чьзовань выше при описании работы устройства.Таким образом, из изложенного следует, что данное устройствоозволяет исключить блокирование цепи трехфазного отключе 5 1 О 15 20 30 35 40 6ния линии п 1 чп близких междуфазиых с. 3.Использование дополнительного релейного элемента 13 в совокупности со вторым элементом 14 Запрет позволяет существенно облегчить трсоования к тормозной характеристике срабатывания релейного органа 8 и поведению его в переходных процессах.Введение допогцн;тельного релейного элемента 13, которыи срабатывает при двух фазнс (. 3. при токе 1 чоп ср, позволяет ограничить зависимость тока срабатывания при том ке виде к. з. до величины Кп 1 чоп. ои, где Кн - коэффишент надежности (К,-:1,5). В случае ложного срабатывания релейного органа 8 при междуфазных к. з. при наличии апериодической составляющей тока, искажения формы кривой и т. п. факторов, влияние которых наиболее проявляется при близких к. з., наличие дополнительного релейного элемента 13 позволяет быстро исправить положение и отключить без замедления все три фазы линии, даже в случае отказа избирательных органов.Использование данного устройства целесообразно во всех случаях применения однофазного автоматического повторного включения лшши электропередачи, при этом ие имеет существенного значения, на какие составляющие нулевой последовательности - тока линии, напряжения линии пли комбинацию того и другого реагирует релейный орган блокировки цепи трехфазного отключения линии помимо избирательных органов.Технико-экономический эффект от применения изобретения достигается за счет повышения надежности работы электропередачи путем повышения быстродействия трехфазного отключения линии при близких междуфазпых коротких замыканиях, в том числе с участием земли. Форм ла изобретения 1. Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, оснащенной быстродействующей релейнои защитой, содержащее блокировку цепи трехфазного отключения линии при однофазном коротком замыкании, состоящую из ре,чейного органа нулевой последовательности и формирователя тормозного напряжения, предназначенных для подк,ючсния к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, элемента Задержка на возграт и элемента Запрет, поедиазначенного для вк,чюченпя в цепь тпехсазного отслочсния линии от быстродсйств.осе речейной защиты, причем выход с ормрователя тормозного напряжения подключен к тормозному входу упомянутого релейного органа, выход которого соединен со входом элемента Задержка на воз 731509врат, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы электропередачи путем исключения блокирования трехфазного отключения линии при близких двухфазных коротких замыканиях на землю, блокировка цепи трехфазного отключе. ння линии снабжена дополнительным рслейным элементом и вторым элементом Запрет, причем вход дополнительного ре. лейного элемента подключен к выходу фор О мнрователя тормозного напряжения, а выход - к запрещающему входу второго элемента Запрет, включенного между выходом элемента Задержка на возврат и запрещающим входом первого элемента Запрет. 152. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем, что формирователь тормозного напряжения снабжен тремя формирователями фазных тормозных напряжений, сумматором, максиселектором и инвертором, при чем входы формирователей фазных тормоз. ных напряжений предназначены для подключения к трансформаторам тока линии, а выходы - к трем входам сумматора и максиселектора соответственно, выход макси- селектора через инвертор подключен к четвертому входу сумматора, выход которого подключен к выходу формирователя тормозного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Устройство автоматического повторного включения типа АПВ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Оок. 469517 Чебоксарский электроаппаратный завод. Изд. 01 (ЧЭАЗ), с, 31.2. Быстродействующее устройство автоматического повторного включения ВЛ 750 кВ типа АПВ, Технические материалы по опытным образцам. Части 1 и 11,Гос. регистрации 73013627 ВНИИЭ, М., 1974,