Устройство для защиты трансформатора подключенного к линии электропередачи через отделитель

ЩИТЪ ТРАНС ЕННОГО К ЛИ ДАЧИ ЧЕРЕЗ я к электротехниГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВ(57) Изобретение относит частности к устроиствам защиты от72 8(51)5 Н 01 Н 7/06//Н 02 Н 7/04 аварий на подстанциях 110 - 220 кВ при коммутации искусственных коротких замыканий (ИКЗ) короткозамыкателями. Цель изобретения - повышение надежности отключения искусственного короткого замыкания, Надежность работы устройства обеспечивается схемно-компоновочными решениями по включению бетзловой резисторной установки в цепи короткозамыкателя и выполнением выявительного блока отключаемой линии с использованием штатных защит и элементарной базы, Поставленная цель достигается тем, что бетэловые резисторы собраны в установку 5 из п 1-параллельных ветвей по К-последовательно включенных резисторов в каждой ветви, а в выявительный блок 6 введены дополнительная ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности 7 и реле активной мощности 9. 6 ил.Изобретение Относится к электротехнике, а именно к схемам защиты от аварий, осуществляющим автоматические коммлации в случае недопустимых Отклонений От нормальных рабочих параметров:оков и напряжений в сети и элемен .ах распред-устройств,Целью изобретенля является повышение надежности отключения искусственного короткого замыкания,На фиг,1 показана блок схема ус. ролства; на фиг.2 - схема цепи Оперативноо. о .а выявительного блока; на фиг.3 и 4 - характеристики ресурсно-пропускной способности бетэловых резисторов, используе 1 лые для расчета надежных БРУ; на флг.5 и 6 - соответственно схемы взаимной блокировки и сигнализации местоположения срабатывания устройства защиты сети на нескольких (трех) подстанциях,Устройство содержит трансформатор 1, подключенный к линии электропередачи 2 через отделитель 3 короткозамыкатель 4, соединенный последовательно с бетэловой резисторной установкой (БРУ) 5, Выяви- тельный блок 6 включает дополнительную ступень 7 направленной токовой загдить. нулевой последовательности, подключенную к нулевому проводу вторичной цепи трансформатора 8 тока, блокирующее реле 9 активной мощности, подключаемое к вторичным цепям трансформаторов 8 тока и напряжения 10 той фазы, в которой установлен короткоэамыкатель 4 с резисторной установкой 5, и исполнительный элемент 11, действующий на отключение выкл ючателя 12 линии, блок 13 защиты трансформаторов 1, действующий на вкл 1 ачен.ле короткозамыкателя 4,Выявительный блок 6 работает независимо от существующих токовых защит и не . меняет их уставок и принципов построения релейной защиты сети. Дополнительная ступень 7 токовой защиты (фиг 2, в выяви- тельном блоке 6 содержит реле 14, являющееся повторителем реле положения "Включено" выклочателя 12, которое своим замыкающим контактом 15 обеспечлвает срабатывание реле 14. Это реле имеет выдержку времени на срабатывание и замыкание контакта 16 0,10,2 с, которая позволяет не производить отстройку защиты 7 от броска намагничивающего тока трансформатора, имеющего глухозаземленные нейтрали и включаемоо под напряжение при включении линии; а также от утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки заиить в кратковременном неполнофаэном режиме, возникающем при неодновременйом включении фаз выключателя линии 2 и самозапусе двигателей при работе хотя бы од- НОГО трансформатора наГОуэ",и этОЙ линии с 5 глухозазамленной нейтралью.Замыкающий контакт 17 реле повторителя мощносги нулевол г:оследовательности основной защиты выключателя 12 обеспечивает использование направленно сти и позволяет не производить отстройкузащиты от утроенного тока нулевой последовательности в месте установки защиты при КЗ "за спиной" выключателя линии 12.Ток срабатывания ступени 7 выбирает ся по условиям отстоойки от тока небалансав нулевом проводе трансформатора 8 тока при КЗ между фазами эа трансформатором 1, а также от утроенного тока нулевой последовательности в месте установки защиты 20 при КЗ на землю за автотрансформаторомприемнойподстанции на стороне, примыкающей к сети с глухоэаэемленной нейтралью,Уставка реле тока дополнительной ступени с замыкающим контактом 18 должна 25 Обеспечивать коэффициент чувствительноСТИ Кут = 1,5оз мин31(1)уто )тб где 1 оз мин - минимальное значение периодической составляющей начального тока нулевой последовательности в месте защиты при трехфаэном КЗ за трансформатором 1 при искусственном коротком замы кании(ИКЗ) через БРУ,Реле 9 активной мощности включаетсяна ток и напряжение "особой" фазы, в кото" рой установлен короткозамыкатель 4 с ЕРУ 5, Мощность срабатывания реле с эамыкао шим контактом 19 выбирается из условийотстройки от максимальной рабочей активной мощности Рмзкс, проходящей в месте установки защиты(2)где Котс =- 1,2-1,3 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность 1 лэмерительных трансформаторов тска 50 напряжения и неточность настройки реле.Коэфф 1 лцлент чувствительности определяется какРмин13)сзГде Рмлн = 11 Ф 1 Ф соз т - м:.нимальнаяактивная мощность в месте установкл защиты при ИКЗ с БРУ в "особой" фазе,10 . следовательного электрического включекъ 0 25 30 35 40 4 ь 50 55 Прл й50 Ом и удалении ИКЗ не более10 км угол гр между векторами тока и напряжения "особой" фазы не превышает 5 о,а сов р0,99=1,0. При этом следуетЖРмин =р (4)Решая совместно уравнения (2 Я 4)., определяем условие выбора величины сопротивления БРУ 5Й1,5: ЧМРмаксТаким Образом, последовательная цепьзамыкающих контактов 16 - 19 обеспечиваетсрабатывание указательного реле 20, всеговыявительногО блошка 6 и выдачу сигнала наоткл 1 очение выключателя 12.На Фиг,3 даны характеристики электрической прочности Ч 19 (КВ) бетэловых резисторов сопротивление й 1 комплектующихБРУпри различных длительностях т иколичествах и токовых воздействий промышленной частоты на них.На фиг,4 построены зависимости ресурсно-пропускной способности резисторовЮ 1 = - т19Я,для различного числа токовых воздействий(включений) п эа срок их службы. Точечныехарактеристики соответствуют результатамзаводских испытаний резисторов и подтверждают достоверность приведенных зависимостей,Технические требования на БРУ 5 включают данные о воздействующем на нее напряжении Ыф (кВ), сопротивленииустановки Р (Си), а гакже величине т (с) и и(шт). В сетях с Оком = 110 - 220 кВ (Оф) =70-130 кВ) согласно (5) сопротивление БРУ5 составляет й = 60 - 100 Ом, Для Оптимальньх величин бетэловых резисторов 81= 5 -25 Ом, обеспечивающих 100-80 максимальной пропускной способности%1(фиг,4), допустимые условия по 019== т (й 1,п, т) обеспечиваются при включениипоследовательно 4 - 6 резисторов,Таким образом, расчет БРУ 5 включаетзадние числа К последовательно включенныхрезисторов вычислечие рабочего напряжения на резисторе О 19 = ОфК; выбор В 1 -- ей/при гл = 1,2 и 0 19(Р 1 и, 7)Кз О 1 р где КЗ =- -1 15 - коэффициент запаса, определяемыйтехническим допуском отклонения сопротивления БРУ 5 на 15%, а также определениечисла резисторов в БРУ 5:И=гл к=( - )019 Вукомплектованная таим образом БРУ 5соединяется последовательно с короткозамь 1 кателем 4. Пооядок электрического включения БРУ 5 после или до короткоэамыкателя 4 определяет соответственно наличие или отсутствие дополнительных мероприятий гю изменению электромеханических характеристик коооткозамыкателя и различных компоновочных схем включений ВРУ 5,Принципиально возможны две схемы пония БРУ 5 в цепи короткозамыкателя (КЗ)-4, Фаза - БРУ 5 - К 34 - земля и Фаза К 34 - БРУ 5земля.Первая схема не требует изменений электромеханических характеристик короткоэамыкателя 4 и предполагает раздельную компоновку БРУ 5, и КЗБРУ 5 монтируется на изолированных конструкциях в габаритах распредустройства. В связи с этими особенностями вся компоновка отличается большими габари 1 ными размерами, чем в случае использования втооой схемы.ВО втОООЙ схеме подвижный контакт и основание короткозамыкателя 4 изолируется для создания цепи протекания тока через БРУ 5. Основание БРУ 5 для ее заземлению через цепь трансформатора 8 тока также изолировано. Пои реализации этой схемы металлическая тяга от привода заменяется на изолирующую штангу. Для этой цели мо 1 уг быть использованы промышленно-выпускаемые полимерные изоляторы типа ПК(35-220) кВ. Низковольтные изоляторы основания ко-. роткозамыкателя 4 заменяются на опорные изоляторы 35-100 к В, Габаритные преимущества схемы выявляются при совмещенных горизонтальных и вергикальных компоновках БРУ 5 и КЗ. В . Оризон гальной компоновке БРУ 5 и КЗмогут располагаться на одной рама основания. Особенно эффективна эта схема при установке КЗ сверху на колонки БРУ 5,Устройство работает следующим образом.При срабатывании короткозамыкателя 4 по сигналу блока 13 защиты трансформатора 1 ограниченный с помощью БРУ 5 ток ИКЗ и местоположение ИКЗ фиксируются выявительным блоком 6, выдающим сигнал на отключение выключателя 12 линии 2.При наличии на линии 2 нескольких отпаек с короткозамыкателями 4, оснащенными БРУ 5, необходима селективная фиксация местоположения коммутации ИКЗ. На фиг,5 и 6 показаны схемы оперативных цепей фиксации срабатывания устройств на тоех подстанциях ПБ, ПВ, ПГ с использованием трех реле активной мощности в выявительном блоке б. Уставки реле выбиРаютсЯ из Условил Роз 1 Рсз 2 Рлз. ДЛЯэтого сопротивления БРУ 5 иа отпайках выбираются отличающимися по величине на 30-40 соответственно й 1 В 2 д- Вз .Принцип работы выявительного блока 6 на линии с тремя отпайками можно описать на примере ИКЗ подстанции ПБ с БРУ 5 наименьшего сопротивления, При этом срабатывают все три реле активной мощности, запитывающие своими контактами 21 -23 промежуточные реле 24 - 26. После их срабатывания контакты 27 - 29 обеспечиваютподхват питания реле 24 - 26. Контакты 30 -32 замыкают цепи питания сигнальныхламп 33 - 35 соответствующих подстанций. Однако реле активной мощности с большей уставкой Обеспечивает размыкающими контактами 36 и 37 промежуточных реле соответственно 24 и 25 блокировку включения сигнальных ламп 34 - 35,Таков выполнение выявительного блока 6 позволяет иметь оперативную информацию иа головной подстанции о срабатывании короткозамыкателей 4 с БРУ 5, беэ дополнительных затрат на сигнализацию, т.к, иагруэочные подстанции работают, как правило, беэ.обслуживающего персонала,При Отказе защиты или выключателя линии отключение ИКЗ с БРУ 5 будет выполняться Н или 1 У ступенями токовой защиты смежного элемента, При этом длительность токового воздействия иа БРУ 5 может Оказаться больше расчетного допустимого й Для исключения рассматриваемой ситуации необходимо ближнее резервирование защиты на принципах УРОВ или использованием второго комплекта дополнительной ступени направленной то- ковОЙ защиты нулевой последовательности с разделением цепей переменного и оперативного постоянного токов, 5 10 15 20 30 35 40 Формула изобретения Устройство для защиты трансформатора, подключенного к линии электропередачи через отделитель, содержащее блок защиты трансформатора, выход которого подключен к цепям включения короткоэамыкателя, включенного последовательно с бетэловыми резисторами между выводами для подключения стороны высшего напряжения и земли, выявительиый блок, включающий трансформатор тока и трансформатор напряжения, исполнительный элемент, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения выключателялинии, отлича ющее с я тем,что, с целью повышения надежности отключения искусственного короткого замыкания, бетэловые резисторы собрано .в установку иэ гп - параллельных ветвей по К последовательно включенных резисторое в каждой ветви, сопротивление которой определяется выражением1,5 ЧУсгде Оф - фаэное напряжение линии;Рмзкс - максимальная активная рабочая мощность линии,в выявительный блок дополнительно введены последовательно соединенные дополнительная ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности и реле активной мощности, при этом входдополиительной ступени направленной токовой защиты нулевой последовательности подключен к нулевому проводу вторичной обмотки трансформатора тока, к выходам вторичных обмоток трансформатора тока и трансформатора напряжения той фазы, в которой установлен короткозамыкатель, подключены входы реле активной мощности, выход которого подключен к входу исполнительного элемента,Тиражвенного комитета по и113035, Москва, Ж,енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,роиз аказ 4471 ВНИИПИ Госуд Подписное бретениям и открытиям при ГКНТ СССРущская наб., 4/5