Устройство для двухстороннего автоматического избирательного резервирования однолучевой линии распределительной сети высокого напряжения

 

Класс 21с, 42ю

21с, 68з

М 130552

CCCD

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 91

И. Я. Искин и Е. В. Лысенко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХСТОРОННЕГО ПОВТОРНОГО

ВКЛКЗЧЕНИЯ ОДНОЛУЧЕВОЙ ЛИНИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ

СЕТИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Заявлено li7 августа 1959 г. за № 636565/24 в Комитет по целам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 15 за )960 г.

Предлагаемое устройство для двухстороннего автоматического избирательного резервирования однолучевой распределительной линии высокого напряжения (АИР-БРЛ) относится к известному типу устройств того же целевого назначения. в которых применяются автоматические выключатели, установленные на обоих питательных пунктах, и выключатели нагрузки — на входе и выходе трансформаторных пунктов, с конденсаторами в качестве источника оперативного тока.

С целью сокращения перерыва питания потребителей при коротком замыканиии на любом участке линии предлагается для создания включающих импульсов, передаваемых по проводам самой линии в период бе токовой паузы, применить добавочные конденсаторы, установленные на трансформаторных пунктах линии и подключаемые через нормально закрытые блок-контакты выключателей нагрузки к двум фазным проводам низковольтной стороны силовых трансформаторов.

Действие предлагаемого устройства основано на передаче включающих импульсов с автоматизированных трансформаторных пунктов, сме>кных поврежденному участку, на распределительный (питательный) пункт и на делительный трансформаторный пункт. Передача импульсов происходит в бестоковую паузу по проводам (или кабелю) самой однолучевой линии после выделения с двух сторон поврежденного участка выключателями нагрузки на указанных автоматизированных трансформаторных пунктах, На распределительном и делительном пункгах включающий импульс соответственно приводит к срабатыванию чувствител»ного поляризованного реле, которое через промежуточное реле воздействует на повторное включение масляного выключателя на распрел=лительном пункте и на включение выключателя нагрузки на делительЛо 130552 ном трансформаторном пункте. Таким образом, через несколько секунд происходит автоматическое восстановление электроснабжения всех трансформаторных пунктов неповрежденных участков однолучевой линии 6 — 10 кв.

Фиг. 1 изображает принципиальную электрическую схему предлагаемого устройства, фиг. 2 — схему входящего в его состав трехимпульсного конденсаторного устройства, фиг. 3 — распределение выдержек времени вдоль однолучевой линии и фиг. 4 — график этих выдержек.

На каждом автоматизируемом промежуточном трансформаторном пункте однолучевой линии 6 — 10 кв (фиг. 1), которая имеет на питающем и отходящем выводах выключатели нагрузки с рычажными автоматическими приводами, устанавливается следующая аппаратура:

1) Трехимпульсное конденсаторное устройство (фиг. 2), состоящее из питающего трансформатора ТР, выпрямителя В, промежуточного реле П и трех конденсаторов С,, C>, C>, из которых конденсаторы С и С являются источниками оперативного тока. а конденсатор С3 служит для передачи включающего импульса.

На фиг. 1 показана только первичная обмотка трансформатора TP и обмотка реле П.

2) Два указателя Т тока короткого замыкания, каждый из которых соответственно надевается на проходной изолятор отходящего вывода

6 — 10 кв фазы «А» и фазы «С». Вместо указателей Т могут быть использованы два трансформатора тока с токовым реле, включенным на разность токов этих трансформаторов. Назначением указателей Т или токового реле является фиксация протекания тока короткого замыкания при повреждении на любом участке однолучевой линии 6 — 1О кв.

3) Реле времени РВ переменного тока, отсчитывающее время с момента исчезновения напряжения íà его обмотке. Реле PB имеет оди мгновенный переключающий контакт, а также проскальзывающий и упорный контакты, замыкающиеся с выдержкой времени. Назначением реле PB является создание взаимно-возрастающего графика выдержек времени вдоль линии 6 — 10 кв (фиг. 3 и 4), который позволяет избирательно отключать поврежденный участок с двух сторон.

На фиг. 4 участки А кривых изображают выдержки времени питающих выводов трансформаторных пунктов (выключателей нагрузки BH1) и участки Б — выдержки времени их отходящих выводов (выключателей ВН2).

На каждом из двух распределительных (питательных) пунктов

РП-1 и РП-2, между которыми включена однолучевая линия 6 — 10 к», устанавливается следующая аппаратура:

1) Однофазный трансформатор напряжения ТН, на стороне низкого напряжения которого через выпрямитель В, включена обмотка чувствительного поляризованного реле П,, шунтированная сглаживающей емкостью С.

Указанный комплект аппаратуры является устройством, предназначенным для приема включающего импульса, передаваемого с промежуточного трансформаторного пункта.

2) Промежуточное реле П, служащее для замыкания оперативной цепи включения масляного выключателя однолучевой линии 6 — 10 кв, на которой произошло повреждение. На делительном трансформаторном пункте ТП-д устанавливаются два устройства для приема включающего импульса, аналогичные устройству, находящемуся на каждом распределительном пункте РП-1 и РП-2, а также два промежуточных реле П и П, аналогичных реле П . Отличием является лишь то, что одно из устройств не имест трансформатора напряжения, так как оно подключено к низкой стороне силового трансформатора. Назначение этих устройств и промежуточных реле такое же как и аналогичных элементов, находящихся на распределительных пунктах РП-1 и РП-2.

Кроме этого устанавливается двухимпульсное конденсаторное усгройство с конденсаторами С, и С, являющееся источником оперативного тока, и реле времени РВ, участвующее в создании взаимно-возрастающего графика выдержек времени. На всех трансформаторных пунктах Т11-1, ТП-2, ТП-З, включая и неавтоматизированные, предусматривается установка контактора К в цепи силового трансформатора.

Назиа.-:ением контактора, помимо обычных функций, является предотвращение «ложного» разряда включающего импульса на нагрузку в момент его передачи. Масляные выключатели на распределительных пунктах РП-1 и РП-2 должны иметь грузовой или пружинный привод, с целью осуществления автоматического включения.

Деиствие устроиства достаточно рассмотреть при повреждении нз одной полупетле однолучевой линии 6 — 10 кв, например HB полупетле между трансформаторными пунктами РП-1 и ТП-д, так как при повреждении на другой полупетле (между пунктами РП-2 и ТП-д) действие

3 стройства происходит аналогично Взаимно-возрастающий график Bhlдержек времени (фиг. 3 и 4) построен следующим образом: масляный выключатель ВМ на распределительном пункте РП-1 имеет минимальную выдержку времени — 0,5 сек. Тогда все выключатели нагрузки ВН питающих выводов автоматизированных трансформаторных пунктов имеют выдержки времени на отключение с увеличением от распределительного пункта РП-1 в сторону делительного пункта ТП-д: на пункте

ТП-1 — 1,2 еек. на пункте ТП-2 — 2,2 сек, на пункте ТП-3 — 3.2 сек, на пункте ТП-д — 4,2 сек.

Выключатели нагрузки ВН отходящих выводов этих пунктов. за исключением пункта ТП-З, имеют выдержки времени, больше чем выдержки времени питающих выводов, с увеличением от делительного пункта TП-д в сторону распределительного пункта РП-1: на пункге

ТП-3 — 4,2 сек, на пункте ТП-2 — 5,2 сек, на пункте ТП-1 — 6,2 сек.

Ступень времени, равная 1 сек, может быть изменена с учетом действительного собственного времени отключающих элементов. Положение элементов устройства в нормальном режиме следующее:

На распределительном пункте РП, масляный выключатель ВМ включен. Его H.З. блокконтакты в цепи реле П, и соленоида включе ния СВ, разомкнуты, а его H.Î. блокконтакт в цепи реле П замкнуг.

Следовательно, реле П и соленоид СВ; ооесточены, а реле П, .включено.

При этом реле П2 еще самоудерживается через свой Н.О. контакт по другой цепи. Груз или пружина привода выключателя ВМ, находятся иоответственио в поднятом или заведенном положении.

На промежуточных пунктах ТП,, ;, ТП-. выключатели нагрузки

ВН, и ВН> включены, Н.О. контакты указателей Т тока короткого замыкания (или Н.О. контакты токового реле) разомкнуты, так как их дей ствие отстроено от максимально возможного значения рабочего тока, протекающего по однолучевой линии 6--10 кв. Промежуточное реле П, подключенное к низкой стороне силового трансформатора на фазы «А» и «О» подтянуто и, следовательно, его Н.О. контакть; в цепи конденсаторов С, — С, конденсаторного устройства (фиг. 2) в цепи реле времени PB и первичной обмотки питающего трансформатора TP замкнуты. а eio H.Ç контакт в последней цепи разомкнут. Включение указанным образом реле времени PB и обмотки трансформатора ТР создает блокировку запуска устройства при перегорании высоковольтного предохранителя фазы «А» силового трансформатора (на фиг. 1:ти предохрани № 130552 тели не показаны). В последнем случае реле 17 отпадает, размыкаег свой Н.О. контакт и замыкает Н.З. контакт, в связи с чем реле PB u трансформатор TP оказываются включенными на фазу «С», на которой имеется напряжение по отношению к фазе «О». Следовательно, реле PB остается подтянутым, а его проскальзывающий и упорный контакты при этом разомкнуты. Перегорание высоковольтных предохранителей других фаз («В» или «С») не влияет на запуск устройства. 1 рехим:.ульсное конденсаторное устройство (фиг. 2) в нормальном режиме постоянно подзаря>кается через трансформатор TP и выпрямитель B. При отсутствии напряжения переменного тока реле П размыкает свои H.Î. контакты в цепи конденсаторов С вЂ” С,, чем предотвращается их саморазряд на вторичную обмотку трансформатора ТР. При этом каждый конденсатор отделяется от другого и может разрядиться только на свою нагрузку в момент подключения нагрузки к его зажимам. Нагрузкой для конденсаторов С, и С> являются соленоиды отключения

СО, и СО, соответствующих выключателей BHi и ВН2. Эти соленоиды в нормальном режиме обесточены, так как их цепи разомкнуты контактами реле времени РВ. Конденсатор С> является элементом, создающим в определенный момент включающий импульс, посредством которого происходит срабатывание чувствительного реле П на распределительном пункте РП или реле П, на делительном трансформаторном пункте ТП-д.

Для этой цели конденсатор Сз подключается к фазам «А» и «В> низковольтной обмотки силового трансформатора. Для создания контура тока к этим же фазам на распределительном пункте РП, должен быть подключен трансформатор напряжения TH. В нормальном режиме цепь конденсатора Сз разомкнута Н.3. блокконтактами выключателей нагрузки ВН, и ВН2, а также Н.З. контактом реле 11.

На делительном пункте Т-П-о выключатель ВН включен, а выключатель ВН отключен. Промежуточное реле П, реле времени РВ и двухимпульсное конденсаторное устройство находятся в таком же положении, в каком находятся аналогичные элементы на промежуточных трансформаторных пунктах ТП,, ТП,, 7Л,.

На делительном трансформаторном пункте ТП-д установлены два устройства для приема включающего импульса от трансформаторных пунктов, находящихся как слева, так и справа от него. Реле П;, служит для приема включающего импульса слева и включено на фазы «А» и

«В» силового трансформатора. Реле Пд служит для приема включающего импульса справа и включено на трансформатор напряжения ТН. Оба реле ll3 и 175 в нормальном режиме обесточены. Промежуточные реле П, и Пб подтянуты, так как самоудерживаются через свои H.Î. контакты. При этом реле П еще удерживается через замкнутый Н.О. контакт реле П, а реле П„, удерживается через замкнутый H.Î. контакт реле П4При коротком замыкании, например, в точке К, ток короткого замыкания протекает через трансформаторные пункты ТП, и ТП,, где срабатывают указатели Т тока короткого замыкания (и,чи токовые реле), которые при этом замыкают свои Н.О. контакты и производят предварительный разряд конденсаторов С1 в конденсаторном устройстве нз сопротивление. После этого происходит отключение под действием защиты масляного выключателя ВМ1 на распределительном пункте РП, с выдержкой времени 0,5 сек. При этом замыкаются H.З. блокконтакты

ВМ1 в цепи реле П, и цепи соленоида включения СВ1, вследствие чего происходит ввод устройства к приему включающего импульса и подг,>товка цепи своего соленоида СВ1 к включению. H. О. блокконтакт выключателя ВМ размыкается в цепи реле 172, однако последнее подтя№ 130552 нуто, так как самоудерживается через свой Н.О. конгакт. При исчезновении напряжения одновременно на всех трансформаторных пунктах

ТПь 1П2, ТП, и ТП-д отпадают реле П, которые разделяют конденсаторы С вЂ” С в конденсаторном устройстве и замыкают H 3. контакты в цепи конденсатора С . Тем самым подготавляется цепь передачи включающего импульса. При этом отпадает реле времени PB и их подвижные контакты начинают движение. Отпадают также контакторы К на всех трансформаторных пунктах, включая и неавтоматизированные, и отключают таким образом нагрузку от низковольтной обмотки силовых трансформаторов. При этом на делительном пункте ТП-д реле времени PB замыкает свой мгновенный H.З. контакт в цепи реле Пз, и тем самым производит ввод устройства для приема включающего импульса со стороны левых трансформаторных пунктов, а реле П6, отпадая, замыкает свой H.3. контакт в цепи соленоида включения СВ2, подготавливая его цепь к включению. Через 1,2 сек замыкается проскальзывающий контакт реле PB в цепи соленоида СО1 на трансформаторном пункте ТП,, однако выключатель нагрузки ВН1 не отключается, так как конденсатор С; был предварительно разря>кен Н.О. контактами указателя Т (или Н.О. контактом токового реле) . Через 2,2 сек замыкается проскальзывающий контакт реле РВ на трансформаторном пункте ТП, однако выключатель нагрузки ВН1 не отключается по той же причине. Ввиду того, что при коротком замыкании в точке Кь ток короткого замыкания через трансформаторный пункт ТП, не протекал, конденсатор С1 на этом пункте сохранил свой заряд. Через 3,2 сек замыкается проскальзыва;ощий контакт реле РВ в цепи соленоида СО| на пункте ТПЗ и выключатель ВН, на этом пункте отключается, изолируя с одной стороны поврежденный участок от остальной линии 6 — 10 кв. При этом замыкаются

H.3. блокконтакты ВН1 в цепи заряженного конденсатора С, который поэтому оказывается включенным на фазы «А» и «В» низковольтной обмотки силового трансформатора. Таким образом создается цепь для передачи включающего импульса в сторону делительного пункта ТП-д (так как в сторону распределительного пункта РП, линия отключена выключателем ВН1 на пункте ТП,, а именно: конденсатор С-. — трансформатор пункта ТПз — неповре>кденная линия 6 — 10 кв — трансформатор пункта ТП-д — обмотка чувствительного реле П . При этом в неповрежденной линии происходит колебательный затухающий процес, вызывающий срабатывание реле П-., которое размыкает свой Н.З. контакт в цепи самоудер>кивания промежуточного реле П4 При этом происходит распад цепи самоудерживания реле 114, которое отпадает (Н.О. контакт реле П в цепи реле П4 разомкнут, так как реле П отпало при исчезновении напря>кения). В связи с этим происходит замыкание Н.З. контактов реле П„в цепи соленоида СВ2, на который разряжается конденсатор С,, что приводит к включению выключателя ВН> на пункте ТП-д.

Таким образом, автоматически восстанавливается электроснаб>кение трансформаторных пунктов ТП-д, ТП, и всех неавтоматизированных трансформаторных пунктов, включенных между ними. При появлении напряжения на пунктах ТП-д и ТПз устройства автоматики возвращаются в исходное положение. Последнее происходит раньше, чем упорный контакт реле времени PB на пункте ТП . с выдержкой 4,2 сек успеет замкнуть цепь соленоида СО выключателя ВН2. Через 5,2 сек на пункте ТП, замыкается упорный контакт реле времени PB в цепи соленоида СО2 выключателя ВН, который отключается вследствие разряда заряженного конденсатора С, на этот соленоид.

При этом поврежденный участок оказывается изолированным с другой стороны от остальной линии 6 — 10 кв. H.З. блокконтакты отклю чившегося выключателя ВН> в цепи конденсатора Сз замыкаются, в свя¹ 130552 зи с чем последний включается на фазы «А» и «В» силового трансформатора. Таким образом, создается цепь для передачи включающего импульса в сторону распределительного пункта РП-1 (так как в сторону делительного пункта ТП-д, линия отключена выключателем ВН2, на трансформаторном пункте ТПЗ). По этой цепи происходит колебатель ный затухающий процесс, вызывающий срабатывание реле Пь Последнее срабатывая размыкает свой H.З. контакт в цепи самоудерживания реле П, которое, отпадая, замыкает свой Н.З. контакт в цепи соленоида включения СВ, выключателя ВН,.Выключатель ВН включается и автоматически восстанавливает электроснабжение трансформаторных пунктов

ТП,, ТП, и всех неавтоматизированных пунктов, включенных между пунктами РП, и TII>, а также между пунктами ТП и ТП,. Все устройства автоматики на пунктах РП,, ТП, и ТП возвращаются в исходно положение. Таким образом, поврежденный участок однолучевой линии

6 — 10 кв отключается с обеих сторон, а все трансформаторные пункты неповре>кденных участков продолжают получать бесперебойное электроснабжение. При коротком замыкании на шинах б — 10 кв любого автоматизированного трансформаторного пункта, например, на шинах пункта TI12, устройство сохраняет избирательное действие. В этом случае отключаются выключатели ВН> на пункте ТП; и ВН на пункте ТП,, с которых передачей включающих импульсов на пункты ТП-д и PIT восстанавливается питание неповрежденных трансформаторных пунктов однолучевой линии б — 10 кв.

При повреждении питающей линии 6 — 10 кв, на которую включен распределительный пункт РП,, происходит отключение ближайшего к нему выключателя ВН на трансформаторном пункте ТП> с выдержкой

1,2 гек. Затем, с этого пункта передачей включающего импульса производятся включение выключателя ВН на делительном пункте ТП-д, в результате чего электроснабжение всех трансформаторных пунктов однолучевой линии 6 — 10 кв автоматически переключается на распределительный пункт РП2.

Таким образом предлагаемое устройство для двухстороннего автоматического резервирования позволяет: а) .При аварии в любой точке однолучевой распределительной линии 6 — 10 кв отключить только поврежденный участок с двух сторон при сохранении бесперебойного электроснабжения всех трансформаторных пунктов неповрежденных участков данной линии. б) При аварии в линии питающей сети б — 10 кв, на которую включен один из распределительных пунктов, сохранить бесперебойное электроснабжение всех трансформаторных пунктов однолучевой распределительной линии, автоматически переключая ее питание на другой распределительный пункт. в) Осуществить как выборочную, так и полную автоматиз" öèþ городских распределительных сетей 6 — -10 кв, независимо от количества трансформаторных пунктов на однолучевой линии. г) На основе изложенного осуществить создание однолучевых городских сетей 6 — 0 кв, имеющих высокую степень надежности без поперечных резервных связей. д) Сократить время обнаружения поврежденного участка, отказавшись от аварийных переключений, замеров изоляции, сопротивления кабелей и т. д. в связи с наличием двухсторонних видимых разрывов, отделяющих этот участок от остальной сети. е) Расширить область применения и повысить надежность электроснабжения низковольтной продольно-замкнутой сети, вплоть до сохранения бесперебойного питания нагрузки трансформаторного пункта, вошедшего в повре>кденный участок магистрали 6 — 10 кв.

Предмет изобретен чя

Устройство для двухстороннего повторного включения однолучевой линии распределительной сети высокого напряжения, снабженной автоматическими выключателями, установленными на обоих питательных пунк-. тах, и выключателями нагрузки на входе и выходе трансформаторных пунктов с конденсаторами в качестве источника оперативного тока и с передачей включающих импульсов по проводам самой линии в период бестоковой паузы, о т л ичающееся тем, что, с целью сокращения перерыва питания потребителей при коротком замыкании на любом участке линии, для создания указанных включающих импульсов применены добавочные конденсаторы, установленные на трансформаторных пунктах линии и подключаемые через нормально закрытые блокконтакты выключателей нагрузки к двум фазным проводам низковольтной стороны силовых трансформаторов.

Лз 130552 № 130552

А7< ТП< ТПк Tfb ТIЫ ТПз Tllz Tf7lt 0Пz

Тр,7аж ивы кои3еноа по о3

Корректор Е Ф. Шварц

Редактор М. П. Золотарев

Тсхред T П. Курилко

По п ь пен 20 V11 01

Зак. 1049

Формат бум УОХ! 08 /„

Тираж 050

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер. д. 2/б

Обьем 0 18 изд. л.

Цена 4 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.