SU48719A1 - Устройство дл защиты высоковольтной линейной передачи от сверхтоков - Google Patents

Description

Описываемое устройство представл ет систему направленной защиты с блокировкой через линию св зи.

На фиг. 1 показана однопроводна 

схема, на которой реле -j, RAi и RS

относ тс  к дистанционной защите, а реле /, 2, 2 и З-к блокировке, осуществл емой посто нным током.

Нормально, при отсутствии короткого замыкани  на высоковольтной линии, контакты всех реле наход тс  в том положении, как это изображено на фиг. 1. При этом происходит н епрерывный контроль за состо нием линии св зи. Контрольный ток протекает по пути, отмеченному на фиг. 1 стрелками. Таким образом, оба контрольных /, включенные в цепь последовательно, наход тс  нормально под током и, преодолева  нат жение пружин, держат замкнутыми нижние контакты, а верхние- разомкнутыми. При этом цепь приемных реле 3 (блокировочна  цепь), как видно из схемы, разорвана на обоих концах линии.

При коротком замыкании на высоковольтной линии передачи приходит в действие дистанционна  защита на обоих концах следующим образом. Одновременно на обоих концах действуют максимальные реле RA (фиг. 2), которые при достаточной величине протекающего через них тока, мгновенно замыкают свои контакты, после чего возбуждаютс  промежуточные реле . также мгновенно замыкающие обе пары своих контактов. Вслед за этим замыкает контакт одно из дистанционных реле, ближайшее к месту повреждени , и происходит выключение масл ного выключател  на этом конце, по следующей цепи: плюс батареи, контакт одного из дистанционного реле, верхний контакт реле выключающа  катушка масл ника , минус батареи В момент замыкани  контакта дистанционного реле на одном конце (например Б) происходит передача команды по линии св зи и одновременное выключение масл ного выключател  также на конце А.

При замыкании контакта на конце Б одновременно с выключающей катушкой масл ного выключател  возбуждаютс  обмотки командных реле 2 и 2. Эти реле, под действием тока, производ т переключение с контрольной цепи на блокировочную путем размыкани  верхних контактов и замыкани  нижних. Так как при этом контрольна  цепь разрываетс , то реле / на обоих концах линии лишаютс  тока и под действием пружнн

одновременно производ т также переключение с контрольной цепи на блокировочную , размыка  нижние контакты и замыка  верхние. При этом цепь дл  передачи команды оказываетс  замкнутой на обоих концах и блокировочный ток протекает по следующему пути: плюс батареи Б, контакты реле 2, земл , станци  А, верхний контакт реле 2, нижний контакт реле R, верхний контакт реле 7, обмотка реле 5, лини  св зи, станци  Я, обмотка реле 3, минус батареи Б. При этом реле 3 на конце А замыкает своим контактом цепь на выключающую катушку и, следовательно , одновременно с выключением масл ного выключател  на станции Б выключаетс  с помощью блокировки также масл ный выключатель на конце А. Реле 3 примен ютс  пол ризованные , т. е. реагирующие на направление посто нного тока, причем пол рность их в cxewe выбрана таким образом , что при протекании блокировочного тока на передающем конце реле 3 «заклинивает, т. е. замыкает холостой контакт, а на приемном-замыкает рабочий контакт. Благодар  такому выбору пол рности устран етс  возможность ложной работы реле 3 от случайного попадани  в них контрольного тока, что может иметь место при совпадении р да неблагопри тных обсто тельств, о чем подробнее будет сказано ниже. Дл  нагл дности на фиг. 2 показано положение контактов всех реле в случае работы дистанционного реле,только на одном конце Б. Из этой схемы  сно виден путь протекани  блокировочного тока (обозначенного стрелками), а также переход от контрольной цепи к блокировочной .

Так как весь процесс блокировки, благодар  применению быстродействующих реле, совершаетс  в течение нескольких периодов, то практически можно считать, что выключение обоих масл ных выключателей происходит почти одновременно с выдержкой времени первого сработавшего дистанционного реле. Если при коротком замыкании на высоковольтной линии первым сработает дистанционное реле на конце А, то действие блокировки будет аналогично предыдущему случаю- Разница

заключаетс  лишь в том, что блокировочный ток будет посылать батаре  и, кроме того, реле 2 и 2 работают здесь последовательно одно за другим. Такой способ включени  реле 2 и 2 обусловлен тем обсто тельством, что с данного конца происходит питание контрольной цепи. Последовательна  работа этих реле гарантирует надежное отпадание реле 1 на конце Б, при пере,даче команды с конца А.

Как видно на фиг. 2 цепь реле 3 нормально разорвана не только контактами контрольных реле /, но также нижними контактами RAz. Следовательно, дл  работы блркировки при коротком замыкании на линии передачи необходимо , как было указано выше, одновременное замыкание контактов реле RA на обоих концах. Однако на транзитном участке сложной сети может иметь место такой случай повреждени , при котором на одном конце линии ток будет достаточен дл  замыкани  контактов реле RAz, а на другом слишком мал.

; В ЭТОМ случае сначала выключитс  масл ный выключатель с одной стороны (от своей дистанционной защиты), затем весь ток короткого направитс  с другой стороны, после чего мгновенно сработают реле RAz и на этой стороне и тотчас же от блокировки выключитс  второй масл ный выключатель .

Таким образом, если такой случай и будет иметь место, то полное врем  отключени  короткого увеличитс  по сравнению с те.м случаем, когда оба реле RAz работают одновременно, на величину собственного времени второго масл ного выключател .

При более внимательном рассмотрении схемы можно убедитьс  в том, что при желании это требование одновременной работы реле R может быть вовсе отброшено, так как вместо нижних контактов этих реле можно сделать глухое соединение. Тогда блокировка будет всегда работать с одинаковым минимальнь)м временем, независимо от того, подействуют ли оба реле RA одновременно или последовательно друг за другом, однако при этом несколько понижаетс  :надежность блоки.ровкш

Как видно из фиг. 3, при исчезновении тока в контрольной цепи по какойлибо причине оба реле / под действием пружин переключают контакты из нижнего положени  в верхнее. При этом получаетс  разрыв у катушек этих реле и они уже не могут самосто тельно вернутьс  в нормальное положение. Поэтому дл  восстановлени  нормального питани  контрольных реле после каждого случа  их работы при повреждении линии св зи или при коротком на высоковольтной линии служи г специально автоматическое устройство, действие которого можно проследить при замыкании контактов одного из дистанционных реле па конце Л.

В этом случае командные реле 2 и 2 на этом конце размьисают верхние контакты и замьщают нижние. При этом получаетс  разрыв контрольной цепи и оба контрольных реле / под действием пружин замыкают верхние контакты, после чего передаетс  команда на выключение масл ного выключател  на другой конец. Реле 2 и 2 на конце Б при этом остаютс  в покое. Блокировочный ток протекает последовательно через оба приемные реле 3, причем направление этого тока таково, что реле 3 на конце замыкает свои контакты , а на конце А заклинивает. При замыкании контакта реле 5 возбуждаетс  промежуточное реле 9, которое размыкает нижний конгакт (контакт а на фиг. 2) и замыкает два других контакта, после чего возбуждаетс  выключающа  катушка масл ного выключател  по следующей цепи: плюс батареи Б, контакт реле времени -/, контакт промежуточного реле Р, рубильник /7, выключающа  катущка масл ного выключател -минус батареи. Одновременно выпадает блинкер /О. указывающий на то, что команда, посланна  с конца А, прин та.

Дл  обеспечени  надежной передачи блокировочного импульса в схеме предусмотрено , так называемое, прилипание командных реле, которое осуществл етс  с помощью того же контакта реле времени 4. Этот контакт нормально находитг  в замкнутом положении. В момент замыкани  нижних контактов командных реле последние получают дополнительное питание через контакт реле времени.

До тех пор, пока этот контакт остаетс  замкнутым,  кори реле 2 и 2 будут прит нуты, несмотр  на то, что контакт дистанционного реле уже успеет разомкнутьс  и питание реле с этой стороны прекращаетс .

Так как при работе любой пары командных реле каждое контрольное реле /, замыка  верхние контакты, тем самым дает питание реле времени 4, то оба они приход т в действие и размыкают свои контакты. При этом сработавша  пара командных реле освобождаетс  от прилипани  и под действием пружин приходит в нормальное положение.

Назначение контакта реле времени, работающего на размыкание, помимо обеспечени  прилипани  заключаетс  в том, чтобы через 0,5 сек. после того, как контрольные реле пришли в ненормальное положение, независимо от причины их работы, разорвать выключающую цепь блокировки во избежание опасности ложных выключений.

Дл  приведени  в нормальное положение контрольных реле служат реле времени 5 и телефонные реле 6.

Как видно из схемы, при замыкании верхних контактов контрольных реле, помимо реле времени 4, получает питание также реле б. Последнее мгновенно замыкает свои контакты и возбуждает реле времени 5 и параллельно с ним включенное биметаллическое реле 8. Реле 3, имеющие длительную выдержку времени 10 сек., на обоих концах замыкают свои контакты. При этом на том конце, с которого происходит питание контрольной цепи (конец Л}, плюс батареи подводитс  непосредственно к катушке реле /, мину  разрыв на ее контактах, а на противоположном конце устран етс  разрыв цепи катущки контрольного реле путем его закорачивани  контактом реле времени 5. Так как причиной работы контрольных реле послужило действие дистанционной защиты, а лини  св зи находитс  в исправном состо нии, то при замыкании контактов реЛе 5 по контрольной цепи пройлет ток, под действием которого оба контрольных реле / будут приведены в свое нормальное положение.

При этом питание реле 6 прекращаетс , они отпускают  кори, после

чего реле времени 5 снова размыкают свои контакты. Все описанные операции по восстановлению нормального положени  блокировки автоматически про-исход т в течение 10 сек.

В качест е реле 6 примен етс  замедленное реле, которое замыкает контакты мгновенно, а размыкает с некоторым замедлением, составл ющим приблизительно 0,2 сек., благодар  чему реле 5 размыкает свои контакты с таким же замедлением.

Поведение блокировки будет различным в зависимости от характера повреждени  на линии св зи. При обрыве обоих проводов линии св зи без заземлени  или с заземлением в сторону питаемого конца Б оба контрольных реле Д вследствие прекращени  контрольного тока, размыкают нижние контакты и замыкают верхние. При этом гаснут зеленые лампы и загораютс  красные . Миллиамперметры показывают нуль. Через 0,5 секунды реле времени 4 разрывают своими контактами цепь на выключающие катушки масл ных выключателей . Одновременно приход т в действие на обоих концах реле 6 и реле времени 5, которые через 10 сек. замыкают контакты. Так как причиной работы реле / послужил обрыв проводов , то при замыкании контактов реле 5 контрольные реле не п;.идут в нормальное положение. Контакты реле 5 остаютс  в замкнутом положении. Если в течение 4-5 минут обрыв линии св зи не будет устранен, то на обоих концах замыкаютс  контакты биметаллических

-реле 8, получаюн1их питание одновременно с реле 5. При этом возбуждаютс  катушки реле 7, которые: а) размыка  верхние контакты, разрывают блокировочную цепь, прерывают питание реле времени #, 5 и биметаллических реле, после чего контакты этих реле возвращаютс  в нормальное положение; б) замыка  нижние контакгы, тотчас же прилипают , несмотр  на то, что контакты реле. размыкаютс , так как остаетс  питание от реле б, принимают на себ  функции выведенных из работы реле 5, т. е. на питаю1цем конце подводитс  плюс непосредственно к катушке контрольного реле, а на противоположном конце шунгируютс  контакты катушкн

этого реле; дают сигналы сирен 22 о повреждении линии св зи.

По устранении обрыва линии св зи через контрольные реле пройает ток и они переключат свои контакты в нормальное положение.

В случае кратковременных повреждений на линии св зи, в пределах 4 - 5 мин., нормальна  работа блокировки восстанавливаетс  таким же путем, К1К это было описано дл  случа  короткого замыкани  на высоковольтной линии, т.е. безучасти  реле 7и5 и без сигнала сирены.

При обрыве обоих проводов линии св зи с заземлением в сторону питаю, ш,его конца контрольное реле на конце К будет лишено тока, замкнет верхние контакты, после чего придут в действие реле 4, 5 v. загоритс  красна  лампа. Через-0,5 сек. цепь на выключающую катушку будет разорвана, через 10 сек. контакты контрольною реле шунтируютс , через 5 мин. действуют реле 7, 8, сирена дает сигнал аналогично предыдущему .

Hi конце Л, напротив, величина тока через реле / увеличитс ; оно еще сильнее подт нет Свой  корь и останетс  в нормальном потожении.

После устранени  обрыва линии св зи норм1льна  работа блжировки восстанавлива.тс  автоматически, как и в предыдуще 1 случае.

При обрыве одного провода без заземлени  контрольный (и блокировочный ) ток будет протекать по одному проводу. Величина тока ли1пь несколько уменьшитс  соответственно увеличению сопротивлени  цепи. Реле рассчитаны и отрегулированы таким образом, что они работают в этом случае нормально.

При заземлении одного провода или обрыве с заземлением поведение блокировки будет различным в зависимости от величины сопротивлени  заземлени . При по влении заземлени  на линии св зи реле / на конца К шунтируетс . Если сопротивление заземлени  будет велико, то ток на питающем конце А несколько увеличитс , а на приемном уменьшитс , но оба контрольных реле могут остатьс  в нормальном положении . При малом сопротивлении заземлени  ток через реле / на конце Б

может оказатьс  недостаточным дл  противодействи  нат жению пружины и реле на этом конце замкнет верхние контакты, после чего придут в действие реле 6, 4, 5 к т. д.

Короткое замыкание между проводами линии св зи не оказывает никакого вли ни  на работу блокировки. Контрольный и блокировочный ток передаетс  по линии св зи нормально, как и при отсутствии повреждени .

На фиг. 4, 5 и 6 показана система блокировки, предназначенна  дл  защиты двухлиний с отпайками.При коротком замыкании на любой линии защита на одном из концов этой линии, успевша  сработать первой, должна одновременно с возбуждением выключающей катущки соответствующего масл ника вызвать передачу команды по вспомогательным проводам на выключение двух других масл ников этой же линии, не дожида сь действи  защиты на других концах.

Следовательно блокирозка должна действовать в этом случае на 6 масл ников .и должна обладать способностью выбора соответствующих масл ников каждой линии.

Нормально, при отсутствии короткого замыкани  на высоковольтной линии и исправном состо нии линии св зи контакты всех реле наход тс  в том положении, как это показано на фиг, 4.

Питание контрольной цепи происходит с подстанции /, .но оно может осуществл тьс  с любой подстанции, причем минус батареи должен быть заземлен через сопротивление. Таким образом, все три контрольных реле нормально наход тс  под током и держат замкнутыми нижние контакты. При этом цепь приемных реле J разорвана на всех трех подстанци х. От контактов реле / латаютс  контрольные и сигнальные приборы, реагирующие на вс кую неисправность линии св зи.

При коротком замыкании на линии высокого напр жени  все три контрольных ре 16 должны разомкнуть нижние контакты и замкчугь вэрхние чго достигаетс  следующим образом. Контрольна  цель на всех трех подстанци х (фиг. 4) проходит через верхние нормально замкнутые контакты каждого командного реле 2. Таким образом, если катущка любого командного реле будет возбуждена, то оно, прит нув  корь, переключит свои контакты нз верхнего положени  в нижнее и тем самым разорвет контрольную цепь на соответствующем конце. Если одно из командных реле сработает на питающей подстанции /, то очевидно, что все три контрольных реле в этом случае будут лишены то.ча и одновременно отпуст т свои  кори, замкнув при этом верхние контакты Если же какое-либо командное реле сработает на подстанции // или ///, то оно прервёт только цепь местного контрольного реле. Втора  ветвь контрольной цепи при этом не нарушаетс  и контрольный ток может продолжать течь через два других реле. Однако и в этом случае достигаетс  одновременное переключение контактов всех трех контрольных реле из нижнего положени  в верхнее путем определенного подбора сопротивлений в контрольной цепи и регулировки контрольных реле.

При разрыве контрольной цепи контакты любого командного реле 2 на любой подстанции все три контрольных реле производ т переключение с контрольной цепи на блокировочную, подготовл   путь дл  прохождени  команды.

Дл  того, чтобы проследить действие блокировки при коротком замыканин, предположим, что повреждение произтщло на северной линии. При этом мгновенно должны замкнутьс  контакты 4 пусковых реле на всех трех подстанци х . В качестве пусковых реле могут быть использованы, например, реле понижени  напр жени . Одновременно приходит в действие основна  защита линий (восьмерочна , дистанционна  или комбинированна ).

Предположим, что первым успело замкнуть контакт и послать импульс на вык1ючающую катущку масл ного выключател  реле северной линии на подстанцию //. При этом, одновременно с выключающей катушкой масл ного выключател  возбуждаетс  также катушка реле 2 северной линии на той же подсганции (все остальные командные реле остаютс  в покое).

Это реле, размыка  верхние и замыка  нижние контакты, разрывают цепь контрольного реле /. Вследствие этого, ток через реле / на питающей подстанции уменьшаетс  вдвое и вслед за контрольным реле подстанции // замыкают верхние контакты также контрольные реле на двух других подстанци х.

Таким образом цепь дл  передачи команды подстанции // на подстанцию / и III похгловлена и блокировочный ток, посылаемый сработавшим командным реле, протекает , указанному на фиг. 5 стрелками.

В качество приемных реле примен ютс  пол ризованные реле, реагирующие на направление посто нного тока. Пол рность этих реле в схеме выбрана таким образом, что при указанном на схеме направлении блокировочного тока реле 5 Севериной линии на подстанции / и /// замыкают свои контакты и вызывают выключение масл ных выключателей, а реле соответствующие южной линии заклинивают. Как видно из схемы, на том конце, с которого посылаетс  блокировочна  команда, при переключении контактов сработавшего реле 2, цепь на пол ризованное реле 3 разрываетс , так как в работе этого реле на данной под станции нет надобности в виду того, что выключение здесь происходит от основной защиты.

На фиг. б представлен случай короткого замыкани  на южной линии, причем первым возбуждено командное реле, соответствуюн1ее этой линии на подстанции . В этом случае блокировочный ток через приемные реле на подстанци х / и III течет в направлении, противоположном предыдущему. Реле 5, соответствующие южной линии на обеих подстанци х, замыкают свои контакты и вызывают выключение масл ных выкл1О чателей, а реле северной линии заклинивают . Таким образом дл  селективного выбора масл ных выилючателей используетс  различное направление блокировочного тока, командное реле, соответствующие северной линии, посылают ток одного направлени , а командное южной линии-ток другого направлени . Передача команды от реле 2 подстанции / или /// происходит- аналогичным образом. Каждое сработавшее

командное реле тотчас же прилипает, как и в предыдущей системе.

Одновременное действие командных реле, соответствующих одной и той же или двум различным лини м, не вызывает никаких осложнений.

Короткого замыкани  на посто нном токе при одновременной работе командных реле различных линий не происходит в виду наличи  в соответствующих цеп х ограничивающих сопротивлений.

Полное врем  действи  блокировки с момента возбуждени  катушки командного реле (замыкание контакта реле основной за1циты) и до момента возбуждени  выключающих катушек масл ных выключателей на приемных концах составл ет около 6-7 периодов.

При возникновении кратковременного замыкзни  на землю на линии св зи и одновременном коротком замыкании в сети, вызывающем действие пусковых реле (замыкание контактов 4), не исключена была бы возможность ложной работы блокировки. Поэтому на питающей подстанции, последовательно с сопротивлением , заземл ющим минус- батареи , включена о бмотка максимального земл ного реле 5. Эго обычное быстродействующее телефонное реле, отрегулированое на ток трогани  35 шА.

Нормально через это реле протекает ток 24 шА и при этом  корь его находитс  в отпущенном состо нии, т. е. замкнуты верхние контакты, через которые проходит цепь контрольного тока. В момент замыкани  на землю на линии св зи, когда величина тока через реле 5 достигает 35 шА, реле мгновенно прит гивает  корь и прерывает питание контрольной цепи, после чего снова возвращаетс  в нормальное положение, причем все контрольные реле отпускают свои  кори и на всех подстанци х приход т в действие реле 5, 6, S,, 5. Через 10 сек. реле S., замыкает свои контакты, и если заземление на линии св зи уже исчезло, то восстанавливаетс  нормальное положение блокировки. Если же заземление длительное, то на питающей подстанции контрольное реле при замыкании контакта реле 2 прит нет  корь и останетс  в таком положении, несмотр  иа то, что одновременно с ним сработает снова и разорвет контрольную цепь

также земл ное реле. В таком положении , с прит нутыми  кор ми, оба реле остаютс  до тех пор, пока иа линии св зи имеетс  земл .

Роль земл ного реле сводитса к тому, чтобы в момент замыкани  на землю на линии св зи мгновенно прерывать контрольный ток с тем, чтобы реле Si (подстанции II, III) успели разорвать цепи на выключающие катушки масл ных выключателей. Восстановление же блокировки при наличии длительной земли не представл ет никакой опасности.

При обрыве обоих проводов линии св зи без заземлени  или с заземлением в сторону питаемой по1станции//или /// контрольные реле отпускают  кори, загораютс  красные лампы, миллиамперметры показывают нуль. Через 0.5 сек. реле времени 5, на всех трех подстанци х разрывают своими контактами цепи на выключающие катушки масл ных выключателей. Через 10 сек. реле времени 52 замыкают контакты. При этом на подстанции // контрольное реле не вернетс  в нормальное положение, так как цепь остаетс  разорванной. Через контрольные реле / на подстанци х / и /// при замыкании контактов реле 5 пройдет ток, равный приблизительно 13 тА Под дейсткием этого тока реле на подстанции /// прит нет  корь и на этом конце восстановитс  нормальное положение блокировки. Дл  реле / (подстанци  /), указанный токнедостаточен , так как нормально оно восстанавливаетс  при токе, равном приблизительно 24 шА. Поэтому  корь этого реле остаетс  в отпавшем состо нии, несмотр  на то, что через его катушку все врем  будет протекать ток 13 шА. Если обрыв линии св зи не будет устранен , то на подстанци х / и // замыкаютс  контакты биметаллических реле 8, получающих питание одновременно с реле Sz. При этом возбуждаютс  катушки вспомогательных реле 7, которые производ т операции, уже описанные в предыдущей системе усвоени  работы блокировки.

Как только обрыв линии св зи будет устранен, тотчас же автоматически восстанавливаетс  нормальное питание контрольной цепи и нормальное положение блокировки.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1.Устройство дл  защиты высоковольтной линии передачи от сверхтоков, состо щее из установленных на каждом конце защищаемой линии селективных реле защиты и управл емых ими реле блокировки, служащих дл  управлени , через посредство щлейфа линии св зи, блокировочной цепью, назначенной дл  передачи выключающего импульса с одного конца защищаемой линии на друюй , отличающеес  тем, что, с целью использовани  блокировочной цепи как дл  протекани  тока, контролирующего состо ние этой цепи при нормальном режиме защищаемой линии, так и дл  передачи выключающего импульса селективных реле на любом из концов защищаемой линии, одна из двух параллельных ветвей блокировочной цепи, присоединенных к шлейфу линии св зи, проведена через обмотки и нормально замкнутые контакты контрольных реле / и через контакты блокировочных реле 2, служащих дл  размыкани  этой ветви при действии селективных реле, а втора  из ветвей проведена через обмотки выключающих пол ризованных реле 3 через контакты вспомогательного блокировочного реле 2 на передающем сигнал конце липни и через дополнительные контакты ре.ле 7 на принимающем сигнал конце линии.

2.Видоизменение устройства по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью использовани  устройства дл  защиты двойной линии с ответвлением от нее или без такового на каждом из концов линии имеютс  соответственно числу параллельных цепей два блокировочных реле2 и два выключающих реле 3, причем соответственные контакты реле 2 соединены последовательно, а обмотки реле 3 включены в одну цепь.

J/J

Tan. . Труд. |«к.