Устройство для блокирования включения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателями с емкостными делителями напряжения на контактах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ,ШИН, ОБОРУДОВАННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЕМКОСТНЫМИ ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ, содержащее измерительный преобразовательнапряжения, подключенный к датчикам фазных напряжений , блок формирования сигнала на включение выключателя исполнительный орган, а также последовательно соединенные орган сравнения, элемент выдержки времени и логический элемент НЕ, о т ли ч а ю вд е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены три дифференциальных усилителя , мнниселектор и логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формирования сигнала на включение выключателя, второй вход - к выходу логического 1&) элемента НЕ, а выход - к исполнительному органу, причем входы миниселектора подключены к выходам датчМ f ков фазных напряжений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к входу Органа сравнения, а вы;ходы датчиков фазных напряжений дополнительно попарно подключены к. О СП входам дифференциешьных.усилителей. 00 ьэ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Su„„1053214 А

ЗШ Н 02 Н 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ("

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

nO PE AV ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54 } (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЙ ВКЛЮЧЕНИЯ HA KOPOTKOE 3AMbHCAHHE ,ШИН, ОБОРУДОВАННЫХ.ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

С ЕМКОСТНЫМИ.ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ (21) 3464840/24.-07, (22) 07.07.82 (46) 07.11.83. .Бюл. в 41 (72) С.Я. Петров, Т.Н. Мамонтова, С.М. Куцовский и -Е.П. Королев, (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических сис.тем и электрических сетей "Энергосетьпроект" и Горьковское отделе ние Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научнь исследовательского института энер-; гетических систем и электрических

1 етей "Энергосетьпроект"

53) 621.316:925(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

"В 513444, кл. Й 02 Н 11/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР .9 838881, кл. H 02 H 11/00,.1980.

HA КОНТАКТАХ, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключейный к датчикам фазных напряжений, блок формирования сигнала на включение выключателя, исполнительный орган, а также последовательно соединенные орган сравнения, элемент выдержки времени и логический элемент НЕ, о т л н ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены три дифференциальных усилителя, миниселектьр и логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока Формирования сигнала на включение выключателя, второй вход - к выходу логического элемента НЕ, а выход - к. исполни- } тельному органу, причем входы мини-- Ц ф селектора подключены к выходам датчи-у ю ков фазных напряжений и дифференци- Ь ю альных усилителей, его выход подключен к входу органа сравнения, а выходы датчиков фазных напряжений Фиг дополнительно попарно подключены к входам дифференциальных усилителей. () 1053214

Изобретение относится к релейной защите электрических сетей и может быть использовано для предотвращения подключения к сети короткозамкнутых шин.

Известно устройство для выявле» ния, короткого замыкания (к .з. ) в отключенном энергообъекте, осуществляющее блокирование его включения в сеть. оно содержит источник зондирующих сигналов, который через спе- 10 циальную сопрягающую аппаратуру подключается к контролируемому энерго-. объекту, измерительный орган, выяв-, ляющий наличие к.э, по фазе или амплитуде зондирующих сигналов и исполнительный орган L1 3.

Недостатками известного устройства являются значительная сложность и потребность для реализации в специальной высоковольтной аппаратуре. Кроме 20 того, представляется затруднительным его. использование на шинах электрических станций и подстанций, оборудованных широко распространенными воздушными выключателями с 25 емкостными делителями напряжения на контактах. В этом случае на Отключенные шины через емкости, шунтирующие разомкнутые контакты отделителя, поступает напряжение, которое может достигать 60% номинального значения. Поэтому подключение низковольтной аппаратуры через отключенный от земли .:заземляющий нож разъединителя без специал) ных . 35 защитных и согласующих устройств недопустимо l

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для блокирования боклю- 40 чения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателями с емкостными делителями напряжения на контактах. В устройство к вторичной

ОбмОтке иэмерителънОГО трансфОрма 45 тора напряжения, первичная обмотка которого подключена к контролируемым шинам, подключены фильтр напря.жения прямой и фильтр напряжения об4 ратной последовательностей. Выход первого из них через первую цепочку, состоящую из последовательно соединенных выпрямителя, порогового элементаp расширителя импульсов и логического элемента НЕ, подключен к первому входу логического элемен- 55 та ИЛИ, а выход второго через вторую цепочку, состоящую иэ последовательно соединенных выпрямителя, порогового элемента и расширителя импульсов - к второму входу логического g) элемента ИЛИ, к выходу которого подключены соединенные последовательно элемент времени с задержкой на срабатывание, исполнительный элемент и блок формирования сигнала на включение выключателя, производящего опробование шин C2 ).

Недостатком известного устройства является снижение устойчивости функционирования при наличии наведенных напряжений в первичных и вторичных цепях трансформатора напряжения. В этом случае на исправных шинах нарушается симметрия векторов фазных напряжений и появляется некоторое отличное от нуля значение напряжения обратной последовательности. Влияние наведенных напряжений особенно велико в режиме оперативного опробо» вания шин, когда собрана .схема одного присоединения, а разъединители s ,цепях. остальных присоединений отклю-. чены. При этом суммарная емкость делителей минимальна, а следовательно остаточное напряжение на исправ ных шинах имеет наименьшее значение, составляющее от 4 до 10% номинального значения.

Кроме того, известное устройство . имеет низкую чувствительность, огра ничивающую область его применения.

Это вызвано тем, что уровень остаточных напряжений может колебаться . з широких пределах в зависимости от соотношения емкости шин и емкости конденсаторов, составляющих делители напряжения выключателя. На.именьшее значение остаточного напряжения наблюдается в режиме оперативного включения шин (минимальный режим ). Наибольший уровень остаточ ного напряжения (максимальный режим); . .имеет место перед повторным включением в режиме автоматического повторного включения (АПВ ), так как в этом режиме разъединители всех присоединений находятся во включенном состоянии, и емкости,делителей напряжения всех выключателей суммируются. Отличие напряжений в мини.мальном и максимальном режимах,в зависимости от числа подключенных к шинам выключателей, может достигать

10-20 раз . Чувствительность известного устройства определяется соотношением между значением небаланса напряжения обратной последователь ности в максимальном режиме при исправных шинах, от которого необходимо отстроиться, и значением напряжения обратной последовательности при двухфазных к.з. в минимальном режиме, Уровень небаланса обусловлен разбросом емкости .фаз шин на землю, отличием параметров конденсаторов в емкостных делителях напряжения и- рядом других факторов и может достигать 10% от фазного напряжения, Поэтому уже при наличии на шинах 8-10 выключателей напряжение небаланса может превысить значение напряжения обратной последова-

)тельности, в результате чего чувст1053214 вительность устройства окажется недостаточной для шин с большим числом выключателей.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для блокирова" ния гключения на короткое замыкание шин, оборудованных выклю чателями с емкоатными делителями напряжения на контактах, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключенный.к датчикам фазных напряжений, блок формирования сигнала на ,включение выключатели, исполнитель-. ный орган, а также последовательно 15 соединенные орган сравнения, элемеит выдержки. времени и логический эле-.: мент НЕ, введены три дифференциальных усилителя, миниселектор и логи- . ческий элемент И, первый вход кото- . 2О рого подключен к выходу блока формкрования сигнала на включение выключателя, второй вход - к выходу логического элемента НЕ, а выход — к исполнительному органу, причем входы: миниселектора подключены к выходам

:датчиков фазных напряжений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к, входу органа сравнения, а выходы датчиков фазных напряжений дополнительно попарно подключены к входам, дифференциальных усилителей. . На чертеже приведена фунциональ :ная схема предлагаемого устройства, При отключенных выключателях 1 шины 2 сохраняют связь с энергосистемой 3 через емкостные.делите ли 4 напряжения, шунтирующие разомкнутые.контакты отделителей 5. .Напряжение на шинах 2 через измери;тельный преобразователь б напряже-,4О ния и датчики 7 — 9 фазных напряжений поступает на дифференциальные усилители 10 - 12 и на входы мини.селектора 13, который осуществляет выделение наименьшего из входных 45 . напряжений, Дифференциальные усилители 10.- 12 формируют сигнал, пропорциональный разности входных напряжений, Следовательно на входы . миниселектора .13 поступают фазные 5О и междуфазные напряжения, имеющиеся на контролируемых шинах. Орган 14 сравнения срабатывает, если входное напряжение меньше заданного установкой. Элемент 15 выдержки .вре- у мены с зедержкой на срабатывание . служит для исключения излишных срабатываний при кратковременных снижениях напряжения. на шинах, не связанных с наличием на них устойчивого к.з. Логический элемент НЕ

16 и блок 17.формирования сигнала на включение выключателя подключены через логический. элемент И 18 и исполнительный орган 19 к выключателю 1.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии к .з, на отключенных шинах имеется остаточное напряжение, поступающее через конденсаторы и составляющее в .минимальном режиме не менее 4% от номинального значения. Выбором коэффициен-. тов передачи усилителей 10 - 12. обеспечивается равенство действующих значений soex напряжений, поступающих на входы миниселектора.

13 при исправных шинах. Уставка органа 14 сравнения выбирается ни" же этого минимального значения по условию отстройки от ЭДС, наводимых в первичных и вторичных цепяХ преобразователя б напряжения, что составляет примерно 1-2% от номинального значения. Поэтому при ис» правных шинах орган 14 сравнения находится в несработанвом состоянии, и на первый вход логического элемента И 18 поступает сигнал "1", разрешав срабатывание исполнительного органа 19. При наличии на отключенных шинах 2 любого вида к.з. одно из напряжений, поступающих на входы миниселектора 13, снижается практйчески до нуля, ввиду чего срабатывает орган 14 сравнения и че-. рез время порядка 0,2 с, определяемое уставкой элемента 15 выдержки времени, на первый вход логического элемента И 18 поступает сигнал "0" блокирующий прохождение команды от блока 17 на включение выключа

Феля 1.

Ввиду того, что сопротивление . конденсаторов составляет не менее

500 кОм, переходное сопротивление в месте к. з.практически не оказывает влияния на значение остаточного напряжения в поврежденных фазах, что обуславливает высокую чувствительность устройства и возможность применения на шинах с неорганиченным числом присоединений.

Эффективность выявления к .з. обеспечивается также тем, что проверкаизоляции производится достаточно высоким напряжением, поступающим на обесточенные шины через емкостные делители из высоковольтной сети .

Применение устройства позволяет сократить число таких тяжелых, особенно по условию сохранения устойчивости системы, аварийных режимов, какими являются .к.з. на шинах, увеличить срок службы основного энергооборудования и повысить надежность электроснабжения потребителей.

1053214

Составитель Ю. Барабанов

Редактор О ° Бугир Техред И.Лсталош Корректор г, Решетник

Заказ 8892/52 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4