Устройство для трехфазного автоматического повторного включения

(59 Н 02 Н 3 БРЕ ТВУ ьс.ОСУДАРСТЕННЫЙ НОМИТЕТ СООР ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРсНОВФУ СВИДЕТел(56) 1. Богорад А.М., Назаров В.Г.Автоматическое повторное включениев энергосистемах. М., "Энергия",1969.2. Контроль синхронизма автоматического повторного включения (АПВ ).Информационный листок Р 191-79, Курский межотраслевой территориальныйинформационный центр научно-технической информации и пропаганды. Курск,1979.3. Авторское свидетельство СССР .В 736245 кл. Н 02 Н 3/06, 1979, .4, Панель защитная типа АПВЩУ 4,АПВТ 4, Техническое описаниеи инструкция по эксплуатации,ВОЕ 469,517, Издание ОЗ.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНОГОАВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЙ (ТАПВ ) выключателя, посредствомкоторого линия электропередачи с датчиком.напряжения одной фазы подключена к шинам с датчиком напряженияна них, содержащее орган контролясинхронизма, первый и второй измерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответственно к выходу датчика напряжения одной Фазы линии, выходу датчика напряжения на шинах и включающей цепи выключателя, элемент "Задержка на срабатывание"., вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход которого соединен с первым измерительным входом органа контроля синхронизма, пусковой вход которого соединен с выходом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью уменьшения времени действия на линии, оборудованной высой кочастатной защитой, при осуществлении на первом конце линии ускоренно- фД го ТАПВ,дополнительно содержит пер- фвый и второй элементы ИЛИ и второй элемент И, причем первый вход первого элемента ЙЛИ предназначен для,подклю-Я чения к выходу высокочастотной защиты линии электропередачи, второй его вход соединен с выходом второго эле-мента И и первым входом второго элемента ИЛИ, а выход подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента "Задержка на срабатывание", выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И.30 Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейнойзащите и автоматике энергосистем.Подавляющее большинство повреждений линий высокого напряжения яв"ляется неустойчивыми дуговыми эамыканиями, которые устраняются последвустороннего отключения линии. Этимобъясняется большая технико-экономическая эффективность автоматического повторного включения (АПВ ) линий электропередач и его широкоеприменение в энергосистемах,На линиях с двусторонним питаниемнаибольшее распространение получилтакой вид трехфазного автоматического повторного включения (ТЪПВ ),.при котором включение выключателяна втором конце линии разрешаютлишь при наличии напряжения на нейи синхронизма между напряжениямина шинах и на линии, т,е. толькопосле успешного включения выключателя на первом конце линии.тНа подавляющем большинстве линий110-220 кВ и на линиях 330 кВ измерительные трансформаторы напряженияна всех трех Фазах не устанавливаются, а для контроля напряжения и синхронизма предусматриваются на каждом конце линии по одному датчикуфаэного напряжения. В качестве таких датчиков используются различныеустройства отбора напряжения. В соответствии с этим для осуществлейияТАПВ на втором конце линии широкоприменяется известное устройство,содержащее реле сдвига фаз, первый .ивторой измерительные входы ното-рого подключены соответственно квыходам датчика напряжения однойфазы линии и датчика напряженияшиь, Оно содержит также элементфЗадержка на срабатывание", выходкоторого подключен к включающей .цепи выключателя, элемЕнт И, первый вход которого подключен к выходу блока несоответствия положений,.выключателя н его ключа управления,и максимальное реле напряжения,вход которого соединен с первымизмерительным входом реле сдвига 50фаэ, а выход - с вторым входом элемента И, Третий вход элемента Исоединен с выходом реле сдвига Фаэ,а выход - с входом элемента "Задержка на срабатывание", 55Сочетание реле сдвига Фаз и эле мента "Задержка на срабатывание"представляет собой орган контролясинхрониэма ( ОКС ), как правило,очень медленно действующий, поскольку указанный элемент "Задержка насрабатывание" выполняет в этом устройстве еще несколько функций, чтои определяет выбор его времени срабатывания 11, 65 Недостатком укаэанного устройства является большое время действия, что объясняется тем, что однофазный контроль наличия напряжения на линии не позволяет ъолучить достоверную информацию р положении выключателя на противоположном ее конце, Потому для предотвращения включения на еще не отключенное к.з. приходится выдержку времени элемента "за, держка на срабатывание" выбирать с учетом отстройки от максимального времени действия резервной защиты противоположного конца линии, охватывающей всю ее длину, т,е, от времени срабатывания третьей ступени защиты от замыканий на землю. В связи с этим укаэанная выдержка времени обычно йринимается не менее 2-3 с. Для выполнений только функции контроля с синхронизма она могла бы быть выбрана значительно меньшей.Кроме того, при таких больших выдержках времени ЭДС по концам линии могут за время бестоковой паузы разойтись на недопустимо большой угол, вследствие чего ТАПВ с контролем синхронизма на втором конце линии может не произойти вовсе либО произойти с большим замедлением после осуществления мероприятий противо- аварийной автоматики.Несмотря на отмеченный недостаток, описанное устройство очень широко применяется вследствие своей простоты.Наиболее близким к предлагаеглому является устройство для ТЛПВ выключателя, посредством которого линия электропередачи с датчиком напряжения на них, содержащее орган контроля синхронизма, первый и второй изглерительные входы и выход которого предназначены для подключения соответственно к выходу датчика напряжения одной Фазы линии, выходу датчика напряжения на шинах и включающей цепи выключателя, элемент фЗадержйа на срабатывание", вход которого предназначен для подключения к выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход последнего соединен с первым измерительным входом органа контроля сиихронизма, пусковой вход которого соединен с выходом элемента И 2,)В указанном устройстве благодаря использованию отдельного органа контроля еинхрониама, не требующего внешнего реле времени, пуск элемента "Задержка. на срабатывание" осуществляется непосредстВенно от блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, что позволяетв некоторых случаях уменьшить времяразрыва электропередачи.ОКС может .быть выполнен, например,:.путем сочетания реле сдвига фаз ирелеконтроля скольжения илн двухреле сдвига Фаз и трех элементов 5. Применение указаннЫх ОКС в устройстве-прототипе позволяет такжерасширить рабочие диапазоны углаи скольжения., особенно .при испольЗаванни ОЖС второго типа. Все этов некоторой .(.относительно небольшой)степени повышает вероятность осуществления ТАПВ с контролем синхронизма 3 15Недостаток указанного устройствазаключается в том, что оно всегдаработает. с временем, большим выдержки,времениэлемента "Задерж.ка на срабатыванием.В настоящее время линии 110-330 кВс двусторонним питанием оснащаютвысокочастотной защитой, при срабатывании которой линия отключаетсяс двух сторон практически одновременно. Это позволяет на первом концелинии осуществлять ускоренное трехФазное автоматическое повторное включение УТАПВ ) с выдержкой времени,отстроенной только от времени восстановления электрической прочностидугового столба в места к.зна линиипосле ее отключения с двух сторон 4 .Применениеустройства-прототипана втором конце линии, на первомконце которого предусмотрено осущест вление УТАПВ,.приводит к тому, чтовыключательвторого конца включаетсяс задержкой, хотя на линии уже естьсщелетричное и синхронное напряжения.ЭФФективность ТАПВ с контролем син Охроиизма при этом существенно сни-,жается.Цель изобретения - уменьшение времени действия устройства налинии,оборудованной высокочастотной защитой, цри осуществлении. на первом кон 45це линии ускоренного ТАПВ.Поставленная цель достигается тем,что устройство для ТАПВ выключателя,посредствои которого линия электропередачи с датчиком напряжения однойФазы подключена к шинам с датчикомнапряжения на них, содержащее органконтроля синхрониэма, первый и второй измерительные входы и выход которого предназначены для подключения 55соответственно к выходу датчика напряжения одной фазы линии, выходудатчика напряжения,на шинах и включающей цепи выключателя, элемент фЗадержка на срабатыванием, вход которого предназначен для подключенияк выходу блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, а выход связан с первым входом первого элемента И. второй вход у которого соединен с выходом максимального реле напряжения, вход кото-рого соединен с первым измерительнымивходом органа контроля синхронизма,пусковой вход которого соединен с выходом первого элемента И, дополнительно содержит первый и второй эле".менты ИЛИ и второй элемент И, причемпервый вход первого элемента ИЛИпредназначен для подключения к выходу высокочастотной защиты линииэлектропередачи, второй его входсоединен с выходом второго элементаИ,и первым входом второго элементаИЛИ, а выход подключен к первомувходу второго элемента И, второйвход которого соединен с входом элемента "Задержка на срабатывание",выход которого подключен к второмувходу второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с первым входом первого элемента И.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства ТАПВ); нафнг.2 - временные диагральы.Посредством выключателя 1 линия2 электропередачи с датчиком 3 напряжений одной фазы подключена кшинам 4 с датчиком 5 напряжения наних. Линия 2 оснащена высокочастотной защитой б, а выключатель 1блоком 7 несоответствия положенийвыключателя и его ключа управления.Предлагаемое устройство.8 для трехфазного автоматического повторноговключения выключателя 1 содержиторган 9 контроля синхронизма,: максимальное реле 10 напряжения, элемент11 "Задержка на срабатыванием, первый 12 и второй 13 элементы И, первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ.Первый и второй измерительные входыоргана 9 контроля синхроннзма подключены соответственно к выходу датчика 3 напряжения одной фазы пинии2 и к .выходу датчика 5 напряженияна шинах 4, а выход органа 9 н квключающей цепи выключателя 1,Вход максимального реле 10 напря-,жения соединен с первым измерительным входом органа 9 контроля синхроиизма, а выход реле - с вторым входомэлемента И 12, первый вход и выходкоторого соединены соответственнос выходом элемента ИЛИ 15 и с пусковым входом органа 9 контроля синхро-низма. Первый вход элемента ИЛИ 14предназначен для подключения к выходувысокочастотной защиты б, второй ее .вход соединен с первым входом элемента ИЛИ 15 и подключен к выходуэлемента И 13, первый вход которогоподключен к выходу элемента ИЛИ 14,Выход элемента 11 фЗадержка на срабатывание" соединен с вторым входом,.элемента ИЛИ 15, а вход элемента 11соединен с вторым входом элементаИ 13 и предназначен для подключенияк выходу блока 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления,В нормальном режиме, когда выключатель 1 включен и на линии 2 и шинах 4 имеется напряжение (одно 5Фи то же ), максимальное. реле 10 напряжения находится в положении после срабатывания, и имеются сигналы только на обоих измерительных входах органа 9 контроля синхронизма и на О втором входе элемента И 12. Все остальные входные и выходные сигналы отсутствуют.При возникновении повреждения на линии 2 в подавляющем большинст ве случае срабатывает высокочастотная защита б, вследствие чего на обоих концах линии практически одновременно отключаются выключатели 1.20Срабатывание высокочастотной защиты 6 приводит к появлению сигнала на первом входе и выходе элемента ИЛИ 14, а следовательно, и на первом входе элемента И 13. Одновременно с отключением выключателя 1 срабатывает блок 7 несоответствия положений выключателя и его ключа управления, вследствие чего появляются сигналы на входе элемента 11 фЗадержка на срабатывание" и на втором входе элемента И 13, Последний срабатывает и подает сигнал на второй вход элемента ИЛИ 14, вследствие чего сигнал на первом входе элемента И 13 существует непрерывно до возврата блока 7 в исходное положение т.е. до повторного включения выключателя 1(или квитирования ключа управления после неуспешного АПВ ).Таким образом, при помощи элемен тов И 13 и ИЛИ 14 осуществляется Фиксация срабатывания высокочастотной защиты 6, что необходимо для правильного Функционирования устройства 8, после возврата ее, который 45 происходит с небольшим замедлением после отключения выключателя 1Сраба. тыванне элемента И 13 приводит к Появлению сигналов на первом входе и на выходе элемента ИЛИ 15, а следо вательно, и на первом входе элемента И 12. Однао этот элемент не срабатывает, поскольку отсутствует сигнал на втором его входе. В случае успешного ускоренного ТАПВ выключателя противоположного конца линии на ней появляется напряжение, вследствие чего срабатывает максимальное реле 10 напряжения, появляется сигнал на втором входе 60 элемента И 12. Последний срабатывает и подает сигнал на пусковой вход органа 9 . контроля синхронизма., Если после пуска органа 9 контроля синхронизма угол между напряжениями на шинах 65 и на линии и скольжение не превосходят заданныхзначений, то этоторган срабатывает и подает командуна включение выключателя 1. Послевключения последнего происходит воз"врат в исходное положение блока 7несоответствия, положений выключателя и его ключа управления, а такжевсех логических элементов 12-15 иоргана 9 контроля синхронизма, входящих в состав устройства 8,Рассмотрим случай неуспешногоУТАПВ выключателя первого конца линии 2 с устойчивым несимметричнымк.з., не охватывающим фазу, к которойподключен датчик 3 напряжения. Наэтой фазе в интервале времени отмомента включения при АПВ выключателяпервого конца линии до момента егоотключения от высокочастотной илиускоренной резервной .защиты можетпоявиться напряжение, достаточноедля срабатывания максимального реле10 напряжения на втором конце линии.Срабатывание последнего приводитк кратковременному пуску органа 9контроля синхронизма, После отключения линии высокочастотной защитойособенно при однофазных. к.з. в режиме малых нагрузов могут сохраниться условия для срабатывания органа 9контроля синхронизма.Для обеспечения в этом случаеправильной работы устройства минимальное время срабатывание ОКС долж, но быть больше указанного интервалавРемени наличия напряжения на линии,Выполнение этого требования не вызывает трудностей и не оказывает существенного влияния на действие устройствав случае успешного АПВ, посколькуэтот интервал очень невелик.Таким образом, применение предлагаемого устройства на линии, .оснащен- ной высокочастотной защитой, когда на первом конце линии предусматривается осуществление УТАПВ, приводит к существенному сокращению длительности полного разрыва электропередачи при успешном трехфазном АПВ. Это наглядно иллюстрируется временными диаграммами для случая успешного АПВ,приведенными на Фиг,2, где приняты следующие обозначения: 16 - момент отключения выключателей на первом 1 и втором 17 концах линии в результате действия высокочастотной защиты," срабатывание блока несоответствия положений выключателя и его ключа управления, 18.-. включение выключателя 17 на первом конце линии при УТЛПВЬ 78);19 - сигнал на выходе максимальйого реле напряжения (ИРН) на втором конце линии - возврат после отключения 1 и 17, срабатывании после УТАПВ 1(СррН);20 - сигнал наЙвыходе элемента "Задержка на срабатЫание"Ч,-21 и 22.- действие органа контроля синхронизма ф )в устройстве-прототипе, и в предлагаемом устройстве; 23 и 24 -.включение выключателя 17 И ) при -использовании соответственно устройства-прототипа и предлагаемого устройства,В соответствии с диаграммам 4 иг. полное время разрыва электропередачи при использовании устройства-прото-. типа составляет1:аф +" +АПЫ зс Ока ЬЬа при использованиипредлагаемогоустройстваЖР+с" дАП 62 УТАИВ . МРН . окс ИЬ20Отсюда следует, что при использовании предлагаемого устройства вместо устройства"прототипа длительность полного оаэрыва электропереда.чи сокращается на"величину2 ф спи Айи 1 япь 2. эсЯАйи мРН)Для ВЛ 110-330 кВдлительностьбестоковой паузы УТАЙВ 1 утдб не пРевьмает 0,4. с. Время срабатыванияМРН не превиаает,0,1 с.Определяющей явяяется выдержкавремени элемента Задержка на срабатыванием, которая обычно составляет2-3 с. Поэтому.а 1,5-2,5 с,Технико-экономическая эффективностьизобретения определяется существенным сокращением длительности полногоразрыва электропередачи и пщиааениемвероятности осуществления ТаПВ с контролем синхронизмабеэ замедленияна линии, оборудованной высокочастотной защитной, в конечном счете, повиаением надежности работы энергосистемыПредлагаемое устройство может бытьвыполнено при помощи блоков и элемен-тов вхсджцих в состав известных уст-.тов,ройств для АПВ. Поэтому реализацияизобретения не вызывает трудностей.1020906 Составитель Г. Дамскаядактор А. Мотыль Техред В.далекорей Корректор А.Дзя д, 4 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Заказ 3909/45 Тираж 617 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, )(-35, РаушскаяПодпи ета СССР ытий аб.,