Устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи

и 748623 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцналнстмческикРеспублин Фпе делам нзебретеннй н еткрытнйДата опубликования описания 25,07,80(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИИзобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защите и автоматике протяженных высоковольтных линий "(ВЛ) электропередач напряжением 50 кВ и выше, На этих линиях разновременность включения выключателей по концам линии не должна превышать 40 мс, Это обусловлено необходимостью ограничения длительности воздействия коммутационных перенапряжений на основное высоковольтное оборудование, которые имеют место при односто. роннем включении линии.Известно устройство типа АПВ, предназначенное для осугцествления автома. тического повторного включения (АПВ) линии электропередачи 1, Оно широко используется на ВЛ 330 - 500 кВ, а также может быть применено на относительно коротких линиях 750 кВ, т, е. в тех случаях, когда нет ограничений в отношении разновременности включения выключателей по концам линии, Для линий 50 кВ, протяженностью порядка 500 км и более, для которых особенно важны ограничения в отношении разновременности включения выключателей по концам линии при АПВ, устройство АПВбез допрлнительных мероприятий 2неприменимо, Эго обусловлено тем, что уст- ройства АПВ по концам линии действуют ,независимо друг от друга и могут подавать команды на включение выключателей с недопустимой разновременностью, Даже при БАПВ, когда отключение линии происходит от быстродействующей высокочастотной защиты, включение выключателей может происходить также со значительной разно- временностью из-за различия времени действия устройства АПВ, защиты и выключатв телей по концам линии,Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с ключом управления, цепью отключенного положения и цеттью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее два двуплексных канала связи между концами линии, имеющих на каждом конце линии пе. гп редающие входы, приемные и контрольныевыходы, содержащее также на каждом конце элемент ИЛИ, элемент Задержка на срабатывание, блок подготовки команды на включение выключателя (блок подготовки)3и блок однократности действия, основной .входкоторого соединен с выходом блока подготовки, а выход - со входом элемента Задержка на срабатывание и передавшим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной зашитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократности действия соединен с выходом блока запрещения АПВ.Устройство состоит из двух полукомплектов и двух каналов связи. Для организации 10тгервогоканала связи используется один иэ проводов ВЛ, а второго - проводящий грозозащитный трос этой же линии. Как первый, так и. второй каналы связи включают в себя приемопередающую аппаратуру телеотключения типа ВЧЮ-М 2)и 3).Недостатки известного устройства - невысокая надежность и необходимость ис пользования двух каналов связи. Кроме того, это устройство не позволяет обеспечить допустимую разновременность включения 26 выключателей по концам линии при значительной разнице в собственных временах включения последних, например, в случае применения выключателей разных типов. Необходимость применения двух каналов связи обусловлена тем, что при использовании только одного канала в случае егонеисправности возможно включение выключателей линии по ее концам с недопустимойразновременностью, или даже односторон- )фнее включение линии. При организации ка нала связи по линии электропередачи выходиз строя канала связи при к. з. на ней весьма вербятен,а именнов это время и происходит работа устройства АПВ.Следует иметь в виду, что вероятность3одновременного повреждения обоих каналов связи хотя и невелика, но отлична отнуля, особенно при организации каналов попроводам и по тросам включаемой линии,вчастности при к, з. на ней,46Кроме того, для исключения возможности. одностороннего- включения линии в случае запрета АПВ на одном из концов линии от каких-либо внешних устройств защиты и автоматики необходима дополнительная передача сигнала запрета АПВ на дру- ффгой ее конец, а иначе происходит одностороннее включение линии.Известно, что используемые на ВЛ750 кВвыключатели, имеют следующие диапазоны времени включения: О, - 0,13 с длявыключателей типа ВНВ 750 и 0065 -0,085 с для ВПВ. Очевидно, что даже при установке по концам ВЛ выключателей одного и того же типа и точной компенсации времени передачи сигнала с одногоконца линии на другой, разновременностьвключения выключателей по концам линиидля устройства - прототипа может достигать 0,03. с, а при установке выключателей разных типов 0,065 с, т. е. превышать допустимую.Цель изобретения - повышение надежности устройства и его удешевление.. Это достигается тем, что устройство для автоматического повторного включения линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с ключом управления, цепью отключенного положения и цепью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее дуплексный канал связи между концами линии, имеющий на каждом из них передающий вход, приемный и контрольный выходы, содержащее также на каждом конце элемент ИЛИ, первый элемент Задержка на срабатывание, блок подготовки команды иа включение выключателя и блок однократности действия, основной вход которого соединен с выходом блока йодготовки, а выход - со входом первого элемента Задержка на срабатывание и передающим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной защитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократиости действия связан с выходом блока запрещения АПВ, дополнительно снабжено элементом Задержка на возврат, вторым элементом Задержка на срабатывание, первым и вторым элементами И, причем выход блока подготовки и контрольный выход канала связи соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого и выход блока запрещения АПВ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрешаюшим входом блока однократности действия, выход первого элемента Задержка на срабатывание и приемный выход канала связи соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого через последовательно включенные элемент Задержка на возврат н второй элемент Задержка на срабатывание соединен с цепью включения выключателя.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства,где 1 - линия электропередачи;2 и 3 - выключатели;4 и 5 - шины подстанций А и Б;6 - дуплексный канал связи, имеющий передающий вход а, приемный б и контрольный в входы;7 - релейная зашита;8 - ключ управления;9 - блок запрещения АПВ. Сигнал на его выходе появляется при возникновении условий, при которых запрещается тот или иной вид АПВ, например, при срабатывании устройства резервирования отказа выключателя, защиты шин или смежных участков сети (для ТАПВ), при срабатывании медленнодействуюших резервных зацит линии(для БАПВ), при трехфазном отключениивыключателя (для ОАПВ);О и 11 - полукомплекты устройстваАПВ (оба полукомплекта идентичны):12 - блок подготовки команды на включение выключателя (блок подготовки). Сигнал на его выходе появляется при наличиисовокупности условий, определяющих необходимость и допустимость осуществлениятого или иного вида АПВ. К необходимым.условиям относятся, например, несоответствие положений выключателя и его ключауправления (для ТАПВ и БАПВ) или срабатывание релейной защиты линии (для.ОАПВ); К условиям допустимости осуществления АПВ относятся например, отсутствиенапряжения на линии (для ТАПВ), срабатывание высокочастотной защиты линии(для БАПВ), фиксация команды на отключение только одной поврежденной фазы (дляОАПВ). Во всех случаях сигнал на выходеблока 12 появляется с задержкой, определяемой необходимой бестоковой паузой;13 - блок однократности действия. Сигнал на его выходе появляется немедленнопосле появления сигнала на его основномвходе и существует заданное время, котороене зависит от длительности входного сигнала. Время готовности блока 13 к последующему действию как после его срабатывания,так и после исчезновения запрещающего сигнала, в случае воздействия на его запрещающий вход составляет 15 - 20 с для ТАПВ иБАПВ и 6 - 9 с для ОАПВ;14 - первый элемент Задержка на срабатывание;15 - элемент ИЛИ;16 - устройство АПВ;17 и 18 - первый и второй элементы Исоответственно;19 - элемент Задержка на возврат;20 - второй элемент Задержка на срабатывание.Линия электропередачи 1 через выключатели 2 и 3 подключена к шинам 4 и 5 подстанций А и Б. Она оборудована на каждомконце релейной защитой 7 и блоком 9 запрещения АПВ. Каждый из выключателей2 и 3 имеет ключ управления 8, цепь отключенного положения и цепь включения, Накажаждом из концов линия 1 снабжена иден;тичными полукомплектами 10 и 11 устро"- йства 16,Для передачи сигналов с одного концалинии на другой устройство 6 АПВ снабжено дуплексным каналом 6 связи.Каждый полукомплект устройства АПВсодержит блок 12 подготовки команды навключение, блок3 однократности действияс основным и запрещающим входами, первый элемент 14 Задержка на срабатываниеэлемент 15 ИЛИ, первый элемент 17 И, вто.й элемент 18 И, элемент 19 Задержка навозврат и второй элемент 20 Задержкана срабатывание. Блок 12 подготовки своими входами соединен с релейной. защитой 7, ключом управления 8 и цепью отключенного положениявыключателя 2. Выход блока 12 соединенс основным входом блока 13 однократностидействия н с первым входом первого элемен 5та 17 И, второй вход которого соединенсконтрольным выходом е канала связи 6,а выход в . с первым входом элемента 15ИЛИ, Второй вход этого элемента соединенс выходом блока 9 запрещения АПВ, а вы 1 е ход - с запрещающим входом блока 13однократности, выход которого соединен спередающим входом а канала 6 связи и совх одом первого элемента 14 Задержка на4срабатывание. Выход первого элементаЗадержка на срабатывание соединен спервым входом второго элемента 18 И, второй вход которого соединен с приемным выходом б канала 6 связи. Выход второгоэлемента 18 И через последовательно включенные элемент 19 Задержка на возврате и второй элемент 20 Задержка иа срабатывание соединен с цепью включения выклю.чателя 2Устройство работает, например, при .БАПВ, следующим образом.При повреждении линии 1 срабатываетиее релейная защита 7, в том числе и высокочастотная, из-за чего отключаются выключатели 2 и 3. Из-за несоответствия положения выключателя 2(3) и его ключа управления 8 и срабатывания высокочастотнойи зашиты линии приходит в действие блок 12подготовки, на выходе которого по истечении заданной выдержки времени появляетсясигнал, который поступает на основной входблока 13. Этот сигнал на подстанциях Аи Б может появляться неодновременно пояду и"ичин, в частности из-за некоторогоряду рразличия во времени срабатывания элеме- нтов задержки, входящих в состав блоко в 12.Предположим, что первым срабатываетблок 12, а следовательно, и блок 13, на под.ае станции А. Выходной сигнал блока 13 поступает на вход первого элемента 14 Задержка иа срабатывание и передающийвход а канала 6 связи. На приемном выходеб канала 6 связи подстанции Б сигнал появляется с задержкой, вносимой каналом свя 4 ф зи. Принятый сигнал поступает на второ йвход элемента 18 И полукомплекта 11 устойства АПВ. Поскольку выдержка времениэлемента 14 устанавливается равной рро снн передачи сигнала с одного конца линиина друго ,р гой сйгналы на первом входе элемента п18 И полукомплекта 10 и на втором вхое такого же элемента полукомплек та 11депоявляются одновременно. Появлени е этихо не досигналов является необходимым, ностаточным условием действия полукомплектов 10 и 11 на включение выключателей 2и 3, Последнее возможно лишь при появлении сигнала на втором входе элемента Иполукомплекта 10 и первом входе такого жеб 3 7элемента полукомп чекта1, т. е. при появлении сигнала на приемном выходе б канала связи на подстанции А и срабатыванииэлемента 14 полукомплекта 1 на подстанции Б. Эти сигналы, как было указано выше, появляются по концам линии одновремен- юно, но лишь после срабатывания блоков 12и 13 полукомплекта 11, Таким образом, выходные сигналы элементов 18 И полукомплектов 10 и1 устройства АПВ по концамлинии появляются одновременно; хотяблоки 12 и 13 этих полукомплектов могут 1 Всрабатывать и неодновременно. Этим обеспечиваются синхронизированные включениявыключателей по концам линии,Выше отмечалось, что выходной сигналблока 13 имеет заданную, но ограниченнуюпо величине длительность. 1; тому при знаИчительной разновременности срабатыванияблоков 12 по концам линии может оказаться, что длительность выходного сигналаэЛементов 18 И недостаточна для действияна включение выключателя. Поэтому на вы входе элемента 18 предусматривается элемент9 Задержка на возврат, при помощи которого продлевается кратковре .лнь й выходной сигнал элемента .18 И, Выходной сигнал элемента 19 через второй элемент 20Задержка на срабатывание поступает на21цепь включения выключателя,Выше отмечалось также, что собственныевремена включения выключателей по концам линии могут существенно отлнчатьсяпо величине, что обуславливает значитель- Фную разновременность их включения при.использовании устройства - прототипа.Для снижения этой разновременности в предлагаемом устройстве и предназначен второйэлемент 20 .Задержка на срабатывание,Его выдержка времени устанавливается взависимости от собственного времени включения выключателя, на который воздействует данный полукомплект устройства АПВ,На том конце линии, где выключатель имеет наибольшее время включения, выдержка 4 фвремени элемента 20 устанавливаетСя "рав-ной нулю, а на другом конце линии вравной разнице между временами включениявыключателей по концам линии, Очевидно,что выдержка времени элемента 19 Задержка на возврат должна с необходимымзапасом превышать время, необходимое дляфиксации команды в цепи включения выключателя, с учетом выдержки времени элемента 20.В предлагаемом устройстве несмотряна использование только одного канала связи неисправность последнего не может привести к одностороннему включению линии,Это обусловлено, во-первых, применениемэлемента 18 И для формирования включающего сигнала и, во-вторых, использованиемконтрольного выхода в канала 6 связи длязапрета действия блока 13 Сигнал на контрольном выходе в канала 6 связи появляется при неисправности аппаратуры канала, а также при к. з, на защищаемой линии. При использовании в канале связи, например, аппаратуры типа ВЧТО-М это соответствует исчезновению контрольной частоты, которая непрерывно посылается с одного конца линии на другой.Наличие сигнала на контрольном выходе в канала б связи, а следовательно, и на втором входе первого элемента 17 И, не приводит к запрету действия блока 13. Для этого необходимо также наличие сигнала на первом входе первого элемента 17 И, что имеет место лишь после срабатывания блока 12 подготовки, т. е, непосредственно перед осуществлением АПВ линии. Такая блокировка "запрещения АПВ необходима на случай срабатывания контроля канала связи во время к, з. на линии до ее отключения. Если к. з. неустойчиво, то АПВ запрещать не нужно; что и обеспечивается предлагаемым устройством.В тех случаях, когда к. з. устойчиво, или происходит повреждение аппаратуры канала, АПВ запрещается, так как сигнал с вы. хода элемента 17 И через элемент 15 ИЛИ поступает на запрещающий вход блока 13 одиократности, который блокируется на длительное время подготовки к повторному действию. Если на выходе блока 13 сигнал не появится хотя бы на одной стороне, то на выходе блока 18 И сигнал не появится ни на одном из концов, й АПВ ни на одном конце линии, не происходит. На том конце линии, где имеется сигнал на контрольном выходе в канала 6 связи, это происходит потому, что отсутствуют оба входных сигнала элемента 18 И, а на другом конце линии изза отсутствия сигнала от приемного выхода б канала связи.Если при повреждении линии 1 и последующем отключении выключателей 2 и 3 срабатывает блок 9 запрещения АПВ хотя бы на одном из концов линии,то исключается действие устройства АПВ на включение выключателей на обоих ее концах. Как и в случае неисправности канала связи, это происходит изза несрабатывания блока 13 на одном из концов линии, из-за чего не может появиться сигнал на выходе элемента 18 И на обоих. концах линии,Из сказанного следует, что для исключения одностороннего АПВ линйи в предлагаемом устройстве не нужно передавать по каналу связи с одного конца линии на другой дополнительный сигнал запрещения АПВ.Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет использовать только один канал связи и при этом надежнее обеспечить минимальную разновременность включения выключателей по концам линии электропередачи при. ее автоматическом повторном включении.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется повышением надежности работы высоковольтного оборудования и электропередачи в целом,Формула изобретенцяУстройство для автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи, подключенной по концам к шинам подстанции через выключатель с ключом управ- ления, цепью отключенного положения и цепью включения и снабженной релейной защитой и блоком запрещения АПВ, содержащее дуплексный канал связи между концами линии, имеющий на каждом из них передающйй вход, приемный и контрольный выходы, содержащее также на каждом конце линии элемент ИЛИ, первый элемент Задержка на срабатывание, блок подготовки команды на включение выключателя и блок однократности действия, основной вход которого соединен с выходом блока подготовки, а выход - со входом первого элемента Задержка на срабатывание и передающим входом канала связи, причем блок подготовки соединен с релейной защитой, ключом управления и цепью отключенного положения выключателя, а запрещающий вход блока однократностн действия связан с выходом блока запрещения АПВ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уде 1 Ошевления, в него введены элемент Задержка на возврат, второй элемент Задержка на срабатывание, первый и второй элементы И, причем выход блока подготовки и контрольный выход канала связи соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого и выход блока запрещения АПВ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом блока однократяостн действия, выход первого элемен та Задержка на срабатывание и приемныйвыход канала связи соединены с соответству,ющими входами второго элемента И, выход которого через последовательно включенные элемент Задержка на возврат и второй элемент Заде" 1 кка на срабатывание соединен с цепью включения выключателя. Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе 1. Устройство автоматического повтор ного включения типа АПВ, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ОБК 695.г 7, Изд. 2, с. 31.2. Реленная защита, линейная и противоаварийная автоматика, связь и телемеханика электропередачи 750 кВ на подстанции Альбертирша на расчетный этап 1978 г. Рабочие чертежи2481-15, Украинское от.деление института Энергосетьпроект, 1977.3. Микуцкий Г. В. н Скитальцев Д. С.Высокочастотная связь по лийиям электроЗо передачи, Энергия, 1969, с. 401 в 4.аров Редактор Т. ЯковчикЗаказ 4253/43 ЦНИИПИ Гос по делам 113035, Москва илиал ППП ПаСоставитель Г. ДамскаяТехред К. Шуфрич Корректор Г. Н Тираж 783 Подписное нного комитета СССР теннй н открытийРаушская .наб., д. 4/5 Ужгород, ул. Проектная,дарствнзобреЖ - 35нт