SU1398024A1 - Устройство дл блокировани включени на короткое замыкание шин - Google Patents

Description

(21)4113181/24-07

(22)23.06.86

(46) 23.05.88. Бюл. № 19

(71)Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектно-изы- скательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей Энерго- сетьпроект

(72)С.М.Куцовский и Е.П.Королев (53) 62J.316,925(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 838881, кл. Н 02 Н 11/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1053214, кл. Н 02 Н 11/00, 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ШИН (57) Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в релейной защите электрических сетей от подключени  короткозамкну тых шин. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. На отключенные шины (Ш) 2 от энергосистемы (ЭС) 4 через конденсаторы 7 шинного выключател  (ШВ) 5 поступает напр жение, составл ющее не менее 4% от номинального напр жени  ЭС 4. Напр жение с Ш 2 поступает на вход цепи, включаю

СО

со

00

о ю

4;i

щей в себ  последовательно установленные трехфазный преобразователь 8 напр жени , резисторы 21-23, датчики 9-11 фазных напр жений, дифференциальные усилители 12-14, программный переключатель 27, миниселек- тор 15, компаратор (К) 16. При отсутствии КЗ на Ш 2 К 16 находитс  в сработанном состо нии, и сигнал высокого уровн  с его выхода через элемент 28 времени с задержкой на возврат поступает на вход элемента И 18, другой вход которого соединен с блоком (В) 3 формировани  команды на подключение Ш 2 к ЭС 4. При поступле1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в релейной защите электрических сетей от подключени  короткозамк- нутых шин.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема шести- ajenHoro программного переключател .

Устройство 1 дл  блокировани  включени  шин 2, подключаемых по импульсной выходной команде блока 3 формировани  команды к энергосистеме 4 через шинный .выключатель 3, с силовыми контактами 6, пгунтированными емкостными делител ми 7 напр жени ,, содержит измерительный преобразователь 8 напр жени , датчики 9 - 11 фазных напр жений, дифференциальные усилители 12 - 14, миниселектор 15, компаратор 16, элементы НЕ 17 и И 18 испо.гиительный орган 19, входы 20 включени  шинного выключател  5, резисторы 21 - 23, -кнопки 24 - 26 с замыкающим контактом, шестицепной программный переключатель 27, элемент 28 времени с задержкой на возврат, индикатор 29 срабатывани , логический 5лок 30 контрол  исправности, замыкающий контакт 31 реле положени  От- : {лючено шинного выключател  5, трех- 3ходовый элемент ИЛИ 32, размыкающий

нии команды от Б 3 срабатывает исполнительный орган (Ио) 19, выдава  команду на включение ШВ 5. При наличии КЗ на отключенных Ш 2 К 16 находитс  в несработанном состо нии, на входе элемента И 18 отсутствует сигнал , разрешающий включение ШВ 5. При нештатном срабатывании элементов устройства срабатывает индикатор 35 неисправности . При поочередном нажатии кнопок 24, 25, 26 имитируютс  межфазные КЗ на Ш 2, при этом срабатывает индикатор 35, что свидетельствует об исправности устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

контакт 33 реле положени  Отключено элемент 34 времени с задержкой на срабатывание и индикатор 35 неисправности .

Преобразователь 8 напр жени  представл ет собой комплект трех однофазных понижающих трансформаторов напр жени  и служит дл  согласовани  уровней напр жени  на шинах 2 с уровнем допустимого напр жени  функцио- нальных узлов устройства.

Резисторы 21 - 23 и замыкающие кнопки 24 - 26 служат дл  тестового контрол , обеспечивающего вы вление выхода из стро  элементов схемы, привод щего к отказу в срабатывании устройства.

Датчики 9-11 фазных напр жений служат дл  гальванического разделени  цепей электронных функцио- нальных узлов устройства и вторичных цепей преобразователей 8 напр жени , а также дл  дополнительного согласовани  уровней напр жени .

Дифференциальные усилители 12 - 14 формируют сигнал, пропорциональный разности входных фазных напр жений.

Программный переключатель 27 обеспечивает подачу на входы миниселек- тора 15 заданной комбинации фазных и междуфазных напр жений. В качестве программного переключател  может быть вз т шест1рцепной коммутатор на контактах или выполн ющий аналогичные

1.1

функции luec гнкан;им,и1) т не к тронный

коммутатор,

Миниселектор 15 осуществл ет выделение наименьшего из входных напр жений , причем разомкнутый вход не- ключаетс  из сравнени . Компар.атор 16 формирует сигнал высокого уровн , если входное напр жение превысит его уставку срабатывани .

Элемент 28 времени с задержкой на возврат поддерживает на выходе в течение заданного времени (,1 с) сигнал высокого уровн  и служит дл  исключени  подачи блокирующего сигнала под воздействием импульсных помех Замыкающий контакт 31 реле положени  Отключено предназначен дл  подключени  индикатора 29 к выходу элемента 28 времени при отключенном выключателе 5. Индикатор 29 служит дл  сигнализации исправного состо ни  шин отключенных от сети выключателем 5.

Блок 3 служит дл  формировани  команды , обеспечивающей надежное вклю- чение выключател  в режимах его оперативного или автоматического повторного включени .

Логический элемент И 18 предназначен дл  того, чтобы сигнал с блока 3 на исполнительный орган 19 и далее на входы 20 выключател  5 проходил только при наличии сигнала высокого уровн  на выходе элемента 28 времени, а следовательно, при отсутствии короткого замыкани  на шинах 2.

Блок 30 контрол  исправности служит дл  индикации выхода из стро  элементов схемы в нормальном режиме. Логический элемент ИЛИ 32 формирует на выходе сигнал высокого уровн  при наличии сигнала высокого уровн  хот  бы на одном из его входов.

Размыкающий контакт 33 реле положени  Отключено предназначен дл  вывода из работы блока 30 контрол  исправности при отключенном выключателе 5. Элемент 34 времени с задержкой на срабатывание служит дл  предотвращени  излишнего срабатывани  индикатора 35 ври выполнении операции включени  выключател  5.

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии КЗ на отключенных шинах 2 имеетс  остаточное напр жение поступающее через конденсаторы 7 и составл ющее не менее 4% от номинального значени . Напр жени  с шин 2 через измерительный преобразователь 8

0

0

02

„

5

0

5 0

5

0

р апр жсни , резисторы 21 - 23 и датчики 9-11 фазных напр жений, поступают на входы дифференциальных усилителей 12 - 14 и на входы программного переключател  27. Выбором коэффициентов передачи блоков 12-14 обеспечиваетс  равенство действующих значений фазных и междуфазных напр жений , поступающих на входы минисе- лектора 15 при исправных шинах. С выхода миниселектора 15 наименьшее из фазных или междуфазных напр жений поступает на компаратор 16, срабатывающий в случае превышени  входным сигналом уровн  уставки.

Уставка компаратора 16 выбираетс  с учетом отстройки от ЭДС, наводимых во вторичных цеп х преобразовател  напр жени , и принимаетс  равной 1-2% от номинального напр жени . При исправных шинах 2 компаратор 16 находитс  в сработанном состо нии и сигнал высокого уровн  с его выхода через элемент 28 времени поступает на второй вход логического элемента И 18, разреша  срабатывание исполнительного органа 19 от блока 3, и на вход индикатора 29 через замыкающий контакт 31.

При наличии на отключенных шинах 2 любого вид КЗ одно из фазных или междуфазных напр жений, поступающих на входы миниселектора 15, снижаетс  практически до нул , ввиду чего на выходе миниселектора также устанавливаетс  низкое, близкое к нулю, напр жение . При этом компаратор 16 переходит в несработанное состо ние и через врем  пор дка 0,1 с, определ емое уставкой элемента 28 времени, сигнал низкого уровн  поступает на второй вход логического элемента И 18, запреща  прохождение сигнала высокого уровн  от блока 3 через первьй вход элемента И 18 на включение выключател  5. Одновременно сигнал низкого уровн  от элемента 28 через замыкающий контакт 31 поступает на индикатор 29, отключа  индикацию исправности шин, что свидетельствует о наличии на шинах 2 неустраненного КЗ.

Ввиду того, что сопротивление конденсаторов 7 составл ет не менее 500 кОм, переходное сопротивление в точке КЗ практически не оказывает вли ни  на значение остаточного напр жени  в поврежденных фазах, что обуславливает высокую чувствитель51j

ность устройства и возможность применени  его на шинах с неограниченнЕ)м числом присоединений.

В нормальном режиме при включенных выключател х 5 на выходе компаратора 16, а следовательно, и элемента 28 времени присутствует сигнал высокого уровн . Этот сигнал поступает на второй вход логического элемента И 18 и на вход логического элемента НЕ 17 При этом на первый вход элемента И 18 поступает сигнал низкого уровн  от блока 3, ввиду чего исполнительный орган 19 находитс  в несработанном состо нии и на его выходе также формируетс  сигнал низкого уровн . Поэтому с учетом инвертировани  в элементе НЕ 17 на все входы логического

элемента ИЛИ 32 блока 30 контрол  ис- 20 нени .

правности поступают сигналы низкого уровн  и индикатор 35 не срабатывает.

Если в нормальном режиме в результате выхода из стро  какого-либо элемента в измерительной (блоки 9-16 и 2t-28) или выходной (блоки 18 и 19) част х имеет место излишнее срабатывание устройства, то на один из входов блока 30 поступает сигнал высокого уровн . Далее через наход пщйс  в замкнутом состо нии размыкающий контакт 33 реле положени  Отключено

после вьщержки времени t« на элемента 34 указанный сигнал поступает на

:индикатор 35 неисправности и вызывает

:его срабатывание.

Врем  tj выбираетс  по условию обеспечени  несрабатывани  индикатора 35 в режиме оперативного или автоматического повторного включени  вы;ключател  и должно быть больше наи

большего времени от момента подачи команды на включение выключател  с блока 3 до момента размыкани  блок- контактов привода выключател  5 и возврата блока 3. Дл  выключателей напр жением 110 кВ и выше это врем  не превышает 0,5 с. Поэтому принимаетс  с, что обеспечивает надежную отстройку блока контрол  исправности от срабатывани  в указанных режимах.

Вы вление случаев повреждени  элементов , привод щих к отказу в действии , производитс  с помощью схемы тестового контрол , выполненной на элементах 21-26, При поочередном нажатии КНОПОК 24 - 26 имитируютс  междуфазные КЗ. Правильной реакцией,

6

5

свидетельствующей об исправности схемы ,  вл етс  срабатывание (на врем  нажати  кнопки) индикатора 35 в блоке 30.

В р де случаев шины оборудуютс  трансформаторами напр жени  не во всех фазах. Например, на обходной системе шин трансформаторы напр жени  обычно устанавливаютс  лишь в фазе В. Правильна  работа устройства в этих случа х обеспечиваетс  с помощью программного переключател  27, подвод щего к миниселектору 15 требуемую комбинацию фазных и междуфазных напр жений . Те напр жени , которые ввиду отсутстви  трансформаторов напр жени  равны нулю, к миниселектору не подвод тс  и исключаютс  из сравНа фиг. 2 показана схема реализации переключател  27 с помощью шести- цепного семипозиционного ком1«1утатора дл  разных схем включени  ТН (в одной фазе А,В,С; в двух фазах А и В, В и С, А и С; во всех фазах А,В,С).

Изобретение может быть использовано дл  предотвращени  включени  на КЗ шин 110-750 кБ как при их оперативном опробовании, например, после

5

0

5

0

5

ремонта, так и в режиме АПВ.

Применение изобретени  позвол ет сократить число таких т желых, особенно по условию сохранени  устойчивости системы, аварийньпс режимов, какими  вл ютс  КЗ на шинах,.увеличить срок службы основного энергооборудовани  и повысить надежность электроснабжени .

Claims (1)

1. Устройство дл  блокировани  включени  на короткое замыкание шин, подключаемых по импульсной выходной команде блока формировани  команды к энергосистеме через шинные выключатели , снабженные силовыми контактами , шунтированными каждый емкостным делителем напр жени , содержащее из- мерительньш преобразователь с входными выводами дл  подключени  к контролируемьм шинам, три датчика фазных напр жений, три дифференциальных усилител , миниселектор, компаратор , элемент НЕ, элемент И, исполнительный орган с выходным выводом дл  подключени  к входам включени  шинных выключателей, входом подключенный к выходу элемента И, пер- вый вход которого снабжен выводом дл  подключени  к выходу блока формировани  команды, причем, выходы датчиков фазных напр жений подключены попарно к входам дифференциальных усилителей , а выход миниселектора подключен к входу компаратора, о т л и- чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  надежности, в него введены три резистора, три кнопки кажда  с замыкающим контактом, шестицепной программный переключа тель, элемент времени с задержкой на возврат, индикатор срабатьшани , логический блок контрол  исправности

2, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок контрол  исправности выполнен на трехвхои замыкающий контакт реле положени  Отключено шинного выключател , при- 20довом элементе ИЛИ с выходньм выводом чем входы трех датчиков фазных на-дл  подключени  к первому выводу . пр жений через резисторы подключеныразмыкающего контакта реле положени  каждьй к соответствующему выходу из- Отключено шинного выключател , эле- мерительного преобразовател  и попар-менте времени с задержкой на срабаты- но соединены друг с другом через за- 25ванне, имеющем входной вывод дл  под- мыкающий контакт соответствующей кнопки, шестицепной программньй пере ключатель входами подключен к выходам датчиков фазных напр жений и дифференциальных усилителей, а выходами-зовремени с задержкой на срабатывание, к входам миниселектора, выход компа-при этом входы трехвходового элемен- ратора подключен к входу элементата ИЛИ  вл ютс  входами блока конт- времени с задержкой на возврат, вы-рол  исправности.

ключени  к второму выводу размыкающего контакта реле положени  Отключено и индикаторе неисправности, входом подключенном к выходу элемента

ход которого подключен к входу элемента НЕ, второму входу элемента И и снабжен вьшодом дл  подключени  к первому выводу замыкающего контакта реле положени  Отключено, при этом индика срабатывани  имеет входной вывод дл  подключени  к второму вьшоду замьпсающего контакта реле по- ложени  Отключено, а первый, второй , третий входы блока контрол  исправности соединены с выходом элемента ИЛИ, первым входом элемента И и с вькодным выводом исполнительного органа соответственно.

2, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок контрол  исправности выполнен на трехвходовом элементе ИЛИ с выходньм выводом дл  подключени  к первому выводу . размыкающего контакта реле положени  Отключено шинного выключател , эле- менте времени с задержкой на срабаты- ванне, имеющем входной вывод дл  под- времени с задержкой на срабатывание, при этом входы трехвходового элемен- та ИЛИ  вл ютс  входами блока конт- рол  исправности.

довом элементе ИЛИ с выходньм выводом дл  подключени  к первому выводу . размыкающего контакта реле положени  Отключено шинного выключател , эле- менте времени с задержкой на срабаты- ванне, имеющем входной вывод дл  под- времени с задержкой на срабатывание, при этом входы трехвходового элемен- та ИЛИ  вл ютс  входами блока конт- рол  исправности.

ключени  к второму выводу размыкающего контакта реле положени  Отключено и индикаторе неисправности, входом подключенном к выходу элемента