Способ резервной защиты от короткого замыкания электроподстанции

1 1343493 сигнал на отключение всех его выключателейПри положительных знаках 7, Ч- и Ч 4 аналогично определяют повреждение в автотрансформаторе 2. При отрицательных знакахи Ч 4 фиксируют повреждение на стороне 220 кВ, при отрицательных знаках У и У - на стороне 110 кВ, при отрицательных знаках Уз и У - на стороне 10 кВ, так как отрицательные знаки указанных углов свидетельствуют о направлении токов КЗ к соответствующим шинам.При положительном знаке 1 з ток КЗ направлен от шин в линию 33. Поэтому фиксируют повреждение на линии 33 или в направлении этой линии и приводят в действие ее резервную защиту (ЗЛ), При отказе ЗЛ, когда сохраняет положительный знак Ух, подают с выдержкой времени на ступень большей выдержки времени чувствительной ступени ЗЛ сигнал на отключение секционного выключателя 4 и выключателя 6 этой стороны автотрансформатора 1, чем уменьшают время отключения последнего, Аналогично действуют при положи 10 15 20 2 с тельном знаке УПри отрицательных знаках угловна линиях 33 и 34 и в цепи секционного выключателя 4, учитывая ранеевыявленное повреждение на стороне220 кВ, фиксируют повреждение на перЗ вой секции 35 шин 220 кВ и посылаютбез выдержки времени сигнал на отключение всех присоединений этой секции,Аналогично определяют повреждениена линиях и шинах других напряжений.40 Для опредепения направления мощности нулевой последовательности вэлементах напряжением 220 кВ в качестве опорного напряжения принимаетсямаксимальное из напряжений Бо, полу 4, чаемых от трансформаторов 45 й 46,для определения направления мощностив элементах 110 кВ в качестве Пои принимается максимальное из О, от трансформаторов 47 и 48,50 Изобретение относится к автоматике и релейной защите энергетическихсистем, в частности к способам резервных .защит электроэнергетических объектовЦелью изобретения является повышение надежности функционированияпутем увеличения быстродействия.На фиг,1 представлена Функциональйая схема подстанции,На фиг,2 - блок-схема устройства,реализующая способ резервной защитыподстанции, на фиг,.3 и 4 - блок-схемы отдельных блоков устройства.Устройство содержит автотрансформаторы 1 и 2, выключатели 220 кВ 3-7,выключатели 110 кВ 8-12, выключате- -,ли 10 кВ 13-17, трансформаторы 18-22тока 220 кВ, трансформаторы 23-27 тока 110 кВ, трансформаторы 28-32 тока10 кВ, линии 220 Кв 33 и 34, первая35 и вторая 36 секции сборных шин220 кВ, линии 110 кВ 37 и 38, первая39 и вторая 40 секции сборных шин110 кВ, линии 10 кВ 41 и 42, первая43 и вторая 44 секции сборных шин10 кВ, трансформаторы 45 и 46 напряжения 220 кВ, трансформаторы 47 и 48напряжения 110 кВ, трансформаторы49 и 50 напряжения 10 кВ,Стрелками указаны условные положительные направления токов 1 у в каждой из контролируемых цепей, положительному направлению тока поставленв соответствие положительный знакугла У, определяемого как угол между этим током и некоторым опорнымнапряжением Б В качестве 1) используется напряжение от трансформатора напряжения той секции к которой подключен элемент с контролируемым током. Знак угла считается положительным, если ток имеет активно-индуктивный характер,Для нахождения поврежденного присоединения или направления с поврежденным присоединением определяют знак угла , находят по нему направление мощности КЗ, и далее сравнивают знаки углов в различных цепях, При положительных знаках углов Р Р и У в цепях высшего, среднего и низшего напряжений автотрансформатора 1 фиксируют повреждение, при этом токи КЗ направлены внутрь поврежденного элемента и имент положительное направление, и посылают без выдержки времени Для определения направления мощности обратной последовательностиП выбирается аналогично (по П),Дополнительно для определения направления мощности обратной последовательности на стороне низшего напряжения используется Цо от Т Б, установленных на этой стороне (трансформаторы 49 и 50), В защите может использоваться дистанционный принцип.Углы;определяют при токах, больших порога срабатывания 1, принятого равным току срабатывания чувствительной ступени резервной защиты или току точной работы дистанционной защиты. Если какие-либо токи меньше 1, то поврежденный элемент или направление с повреждением определяют без учета знака угла элементов, а в которых ток меньше 1 - только по знакам углов остальных сравниваемых токов. Так, например, при 1 1 повреждение на первой системе шин (35) 220 кВ определяют только по отрицательным знаками Ч, Защита снабжена пусковым органом, обеспечивающим пуск защиты при всех КЗ. Пусковой орган исключает возможность излишнего срабатывания защиты в нагрузочных режимах при токах, меньших 1, Для повышения чувствительности к несимметричным КЗ, исключения влияния токов нагрузки и токов:в. КЗ в неповрежденных фазах защиту выполняют токовой нулевой последовательности при КЗ на землю и либо фазной (трех- системной) дистанционной, либо токовой обратной последовательности совместно с односистемной дистанционной при междуфазных КЗ. Влияние токов нагрузки при трехфазных КЗ исключают использованием органа сопротивленияс двумя четырехугольнымихарактеристиками, направленными в 1 и 111квадранты.Для выполнения защиты нулевой последовательнэсти определяют и сравнивают знаки углов Ч лишь на сторонах220 и 110 кВ подстанции.На фиг.2 показан один из вариантов блок-схемы устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройствосодержит Б (по числу контролируемыхтоков) идентичных блоков 51-65, выполняющих функции пороговых и выявляющих знак угла органов, а также блоков. 66-76, определяющих поврежденныйэлемент или зону с повреждением. Кроме того, в устройство входит блок 77,формирующий опорные напряжения,На фиг.3 представлена структураблоков 51-65. Каждый такой блок включает пороговый элемент 78, фазосравнивающий элемент 79 двухстороннегодействия, инвертор 80 и дизъюнкторы81 и 82, У блоков по два входа: 1 -3493для контролируемого тока и П - дляопорного напряжения, а также три выхода. На выходе П единичный сигнал5имеет место при значениях контролируемого тока, больших его пороговогозначения, на выходе 9, единичный сигнал имеет место при условии, что контролируемый ток меньше порогового10 значения или знак его положительный,а на выходе - - при контролируемомтоке, меньшем порогового значения,или при отрицательном его знаке. Вовсех остальных случаях сигналы насоответствующих выходах нулевые, Таким образом, если контролируемый токпревышает пороговое значение, единичные сигналы имеют место на выходе Пи одном из выходов У или У , еслиже меньше порогового значения, то навыходе П сигнал нулевой, а на обоихвыходах У и Р - единичные.На фиг.4 представлена структураодного из блоков 66-76. Каждый из25 них включает в себя конъюнкторы 83,дизъюнктор 84 и конъюнктор 85. Навходы конъюнктора 83 подаются сигналы, несущие информацию о знаках контролируемьгл токов,а на входы дизъюнкЗ 0. тора 84 - сигналы о результатах сопоставления их значений с пороговымис соответствующих выходов П (фиг.3).Таким образом, единичный сигнал навыходе рассматриваемого блока можетиметь место только тогда, когда всесигналы на входе конъюнктора 83 ихотя бы один из сигналов на входедизъюнктора 84 единичные, в противномслучае сигнал будет нулевым.4 О Входы 1, П блоков 51-65 подключены к трансформаторам 18-32 тока ивыходу блока 77 (фиг.2). Выходы Пблоков 51-65 соединены с соответствующими входами блоков 66-76,Выходы 1,. блоков 51-53 соединеныс входами блока 66, блоков 54-56 -с входами 67, выходы У блоков 51 и.54 - с входами 68, блоков 52 и 55 -с входами 69, блоков 53 и 56 - с входами 70. Выход блока 68, выходы Ублоков 57 и 58 соединены с входами71, а выход блока 68, выход У блока57 и- блока 59 - с входами блока72. Связи между блоками 69,60,61,62и 73 и 74, а также блоками 70,63,64,65 и 75,76 выполняются аналогично.Выходы блоков бб и 67 подключены к цепям отключенияавтотрансформаторов 1 и 2соответственно, выходы 71 и 72 - к цепямотключения первой 35 и второй 36 секций шин 220 кВ, выходы 73 и 74 - кцепям отключения первой 40 и второй39 секций шин 110 кВ, выходы 75 и76 - к цепям отключения секций 10 кВ,Выходы Т, блоков 59,61,62,64 и 65подключены к цепям пуска ступенчатыхзащит линий 33,34,37,38,41 и 42 соответственно, 10Устройство работает следующим образом.При КЗ в автотрансформаторе 1,когда включены все его выключателии токи 1, 1 и 1 больше порОговых 15единичные сигналы имеют место на выходах П и Р блоков 51-53, тогда какна их выходах У сигналы нулевые.Поэтому на выходе блока 66 имеет мес-:то единичный сигнал на отключение 2 Оповрежденного автотрансформатора 1.На выходах блоков 68-70 сигналы нуле-вые. Нулевым является сигнал и на выходе блока 67, поскольку при включенном автотрансформаторе 2 на выходе 25хотя бы одного из блоков 54-56присутствует нулевой сигнал, а приотключенном - сигналы на выходах Пвсех блоков 54-56 нулевые. Если жеимеет место КЗ в автотрансформаторе З 01, когда включены не все его выключатели например в режиме опробовывания только выключатель 6, токи 1н 1 равны нулю т,е, меньше пороговых, на обоих выходах У, и У блоков 52 и 53 имеют место единичные, авыходах П нулевые сигналы. При этомна выходах П и . блока 51 сигналыединичные, на выходе 1 - нулевой,Поэтому на выходе блока 66 имеет место единичный сигнал на отключение,а на выходе блока 68 - нулевой, Еслив указанном режиме автотрансформаторы 1 и 2 включены параллельно на сто-,роне 320 кВ, т.е. включены выключатели 4 и 7, то при подпитке в местеКЗ со стороны 110 кВ и 10 кВ черезавтотрансформатор 2 имеет место такое распределение токов, что знакитоков 15 иположительные, а знак 50тока 1 отрицательный, Поэтому сигналы на выходах блоков 67,69 и 70 нулевые.Аналогично при КЗ в автотрансформаторе 2 имеют место единичные сигналы на выходах , блоков 54-56, чтоприводит к появлению на выходе блока67 сигнала на отключение автотрансформатора 2,При КЗ на стороне 220 кВ возникают единичные сигналы на выходахблоков 51 и 54, что приводит к появлению единичного сигнала на выходеблока 68. При наличии этого сигналаи сигналов на выходах нР блоков 57 и58 появляется сигнал на выходе блока71 на отключение первой секции 35пин 220 кВ, а при наличии сигнала навыходе блока 68, выходе Ч, блока 57и выходе М блока 59 появляется сиг"нал на выходе блока 72 на отключениевторой секции 36 шин 220 кВ,При КЗ на стороне 110 кВ возникают единичные сигналы на выходах Ублоков 52 и 55, что приводит к появлению сигнала на выходе элемента 69,При наличии этого сигнала и сигналовна выходах М блоков 60 и 61 появляется сигнал на. выходе элемента 73 наотключение первой секции 40 шин 110 кВ,а при наличии сигналов на выходе блока 69, выходах У+, У блоков 60 и 62соответственно появляется сигнал навыходе элемента 74 на отключение второй секции 39 шин 110 кВ.При КЗ на стороне 10 кВ возникаютединичные сигналы на выходах ф блоков 55 и 56, что приводит к появлениюсигнала на выходе элемента 70. Приналичии этого сигнала и сигналов навыходах Ч блоков 63 и 64 появляетсясигнал на выходе элемента 75 на отключение первой секции 43 шин 10 кВ,а при наличии сигналов на выходе блока 70, выходахблоков 63 и 65соответственно появляется сигнал навыходе элемента 76 на отключение второй секции 44 шин 10 кВ,При КЗ на линиях 33,34,37,38,41и 42 появляются сигналы на выходахУ блоков 58,59,61,62,64 и 65 соответственно, что приводит к пуску вдействие резервных защит (ЗЛ)еНаиболее просто предлагаемый способ реализуется при программном выполнении защиты.Способ может быть использован длярезервных защит подстанций и станцийс любой схемой электрических соединений,Формула изобретенияСпособ резервной защиты от короткого замыкания электроподстанции с трансформаторами, сборными шинами и подключенными к ним линиями электро 713434 передачи, снабженными защитами и шиносоединительными выключателями (ШСВ, по которому измеряют на одной стороне любого трансформатора электропод 5 станции величины токов, напряжений и угол между этими параметрами, преобразуют их в величины, пропорциональные мощности и определяют положительный или отрицательный знак этой 10 мощности, сравнивают величины токов и знак мощности с заданными уставками, по результатам сравнения определяют факт короткого замыкания и формируют сигнал отключения данной стороны трансформатора электроподстанции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем увеличения быстродействия, дополнительно изме р ряют величины токов, напряжений и углов между этими параметрами на всех других сторонах каждого трансформатора электроподстанции, выявляют знак мощности короткого замыкания на каж дой стороне каждого трансформатора электроподстанции, в случае положительных знаков мощности короткого замыкания на всех сторонах трансформа 938тора электроподстанции определяют без выдержки времени поврежденный трансформатор электроподстанции и действуют на его отключение, в случае наличия отрицательных знаков мощности короткого замыкания на сторонах трансформаторов электроподстанции по отрицательньм знакам мощности короткого замыкания всех трансформаторов электроподстанции определяют поврежденную сторону электроподстанции, затем дополнительно измеряют на поврежденной стороне электроподстанции токи, напряжения и углы между этими параметрами во всех линиях электропередачи и ШСВ, выявляют знак мощности короткого замыкания в указанных элементах электроподстанции, в случае отрицательного знака мощности короткого замыкания всех элементов данных сборных шин определяют без выдержки времени поврежденные сборные шины и действуют на отключение выключателей этих сборных шин в том числе ШСВ, в случае положительного знака мощности короткого замыкания в одной из упомянутых линий электропередачи формируют сигнал на пуск защит данной линии.