Устройство для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 Н 3 /06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4837574/07 (22) 23.04.90 (46) 07.07,92. Бюл. М 25 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики и Всесоюзный научноисследовательский институт электроэнергетики (72) М.И.Хорошев, А.Ф.Калиниченко, В;М.Стрелков и Г.Г.Фокин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Богорад А.М„Назаров Ю, Г, Автоматиче ское повторное включение в энергосистемах; — M. Энергия, 1969, Панель устройства автоматического повторного включения типа ПДЭ-2004. Техническое описание и инструкции по эксплуатации ИАЕЖ 656.264.006 ТО, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и линейной автоматике.
Одним из наиболее эффективных средств линейной автоматики является од нофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ). Это объясняется тем, что на высоковольтных линиях электропередачи в
70 — 95$ случаев повреждения являются одмофазными и имеют проходящий характер.
Известные устройства для ОАПВ содержат последовательно включенные блок выбора и отключения поврежденной фазы, элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ и блок повторного включения. Эти устройства
„., Я2,, 1746456 А1 (57) Назначение: изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике. Изобретение направлено на повышение эффективности однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, Сущность изобретения: состояние аварийной фазы контролируется по величине электростатической составляющей напряжения аварийной зоны линии электропередачи. которая формируется путем компенсации электромагнитной составляющей в полном сигнале напряжения. При этом вектор компенсации определяется по параметрам режима ВЛ для каждого конкретного повреждения. В Я блок моделирования электромагнитной связи введены последовательно соединенные блок вычисления вектора компенсации,. блок сравнения с предельным значением и блок "Память". 1 ил, .!
Дь. в паузе ОАПВ не контролируют состояние.: О отключенной фазы, поэтому основным их р недостатком являегся большая выдержка времени паузы ОАПВ, не допустимая в ряде случаев по условиям динамической устойчивости, а также возможность повторного включения на устойчивое короткое замыкание (K3). При неуспешном ОАПВ энергосистема получает дополнительное динамическое воздействие, которое может нарушить ее устойчивость, а силовое и коммутационное оборудование — дополнительный износ.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором сигнал на повторное включение формируют после
1746456 установления факта исчезновения замыкания на поврежденной фазе. Сигнал о гашении дуги вырабатывается путем контроля за напряжение на отключенной фазе с компенсацией его напряжением, пропорциональным модулю тока нулевой последовательности, сдвинутого на угол 90 эл,град. При этом для получения приемлемой чувствительности и избирательности устройства предлагается формировать два напряжения компенсации и использовать два релейных органа, Недостаток известного устройства заключается в том, что даже при использовании двух компенсирующих напряжений и двух релейных органов не удается полностью скомпенсировать электромагнитную составляющую напря>кения, наведенную на поврежденную фазу, и имеются участки на линии электропередачи, при замыкании в зоне которых остается нескомпенсированным 257, наведенного напряжения, Это приводит к загрублению релейных органов и ухудшению их селективности, Кроме того, угол сдвига вектора компенсации Z< с учетом переходного сопротивления дугового промежутка может отличаться от принятого, что дополнительно ухудшает селективность работы устройства, Если вектор компенсации Z Цель изобретения — повышение чувствительности и селективности при определении факта гашения дуги подпитки, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ОАПВ линии электропередачи, оснащенной датчиками напряжения и тока и подключенной к шинам посредством выключателя, содержащее последователь но включенные блок выбора отключенной фазы, блок контроля состояния отключенной фазы и блок повторного включения, выход которого предназначен для подключения к включающей цепи выключателя, причем блок контроля состояния отключенной фазы, токовый вход которого предназначен для подключения к выходу . нулевой последовательности датчика тока линии, содержит коммутатор напряжений фаэ линии, три измерительных входа которого предназначены для подключения соответственно к фазным выходам датчика напряжения линии, а три.управляющих входа соединены с пофазными выходами. блока, выбора отключенной фазы, последовательНо включенные сумматорный блок, релейный блок и элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, выход которого является выходом блока контроля состояния отключенной фазы, и блок моделирования электромагнитной связи, выход которого подключен к второму входу сумматорного блока, первый вход которого подключен к выходу коммутатора. дополнительно введены блок вектора сопротивления компенсации, блок сравнения значения вектора сопротивления компенсации с предельным значением; блок предельного значения век10 тора сопротивления компенсации и блок ПАМЯТЬ, причем на вход блока моделиро вания электромагнитной связи дополнительно с выхода блока. коммутатора напряжений фаз линии подается напряжение аварийной фазы, которое является одновременно входным для блока вектора сопротивления компенсации, второй вход блока вектора сопротивления компенсации является токовым входом блока моделирования электромагнитной связи, выход блока вектора сопротивления компенсации подключается к первому входу блока сравнения значения вектора сопротивления компенсации с предельным значением, а к второму входу блока подключается выход блока предельного значения вектора сопротивления 25 компенсации, выход блока сравнения подключается к входу блока ПАМЯТЬ, выход которого подключается к второму входу блока формирования электромагнитной составляющей, первый вход которого является токовым входом блока моделирования электромагнитной связи, выход блока формиро30 вания электромагнитной составляющей является выходом блока моделирования электромагнитной связи, Повышение селективности и чувствительности достигается за счет того, что вектор сопротивления компенсации формируется по параметрам переходного 40 Ооа ЗТ. процесса, а не расчетным путем, как это . выполнено в известном устройстве. В результате величина вектора сопротивления компенсации соответствует реальному мес45 ту замыкания и реальным характеристикам линии: активному и реактивному сопротивлению линии до места замыкания с учетом переходного сопротивления дугового промежутка. 50 Действительно, вектор сопротивления компенсации в режиме горения дуги подпитки является коэффициентом пропорциональности между током нулевой последовательности и напряжениями ава55 рийной фазы в режиме горения дуги.подпит1746456 В известном устройстве вектор сопротйвления компенсации определяют заранее расчетным путем при замыкании в некоторой расчетной точке линии и в сумматоре из входного напряжения вычитают вектор Ut< = 5 Zky j3lo, т.е. получают в устройстве напряжение . U17(18) = Ооф - 0к . (2) Если используется несколько векторов сопротивлений компенсации, рассчитан- 10 ных на замыкание в нескольких контрольных точках линии, то образуется несколько НаПряжЕНИй U17 = Up> — Uk1; 018 = Ооф - Йк2: ...; Un = Ооф - U<> и сигнал о гашении дуги подпитки формируется, если все эти нэпря- 15 жения оказываются больше некоторого значения уставки, одинакового для всех ° реагирующих органов, Очевидно, что малое число векторов сопротивлений компенсации приводит к большим йогрешностям 20 компенсации, а большое число — к усложнению устройства. Кроме того, расчетные векторы сопротивлений компенсации не учитывают реальное переходное сопротивление дугового промежутка, что также сни- 25 жает эффективность компенсации, В предлагаемом устройстве вектор сопротивления компенсации 2к вычисляется в темпе процесса по(1) при горении дуги подпитки, что позволяет учесть реальное сопро- 30 тивление линии до места КЗ и упростить устройство, так как в этом случае определяется только одна величина 0 и требуется один релейный орган. Если при измерении 2к дуга погасла, то вводится максимальное 35 значение вектора сопротивления компенсации, отвечающее его расчетному значению при замыкании на противоположном от места установки устройства конце линии электропередачи. На чертеже приведена структурная схе- 40 ма предлагаемого устройства. Линия 1 электропередачи оснащена датчиками напряжения 2 и тока 3 и подключается к шинам 4 подстанции посредством выключателя 5. 45 Блок 6 выбора отключенной фазы своими выходами связан с блоком 7 контроля состояния отключенной фазы, выход которого через блок 8 повторного включения подключается к включающей цепи выключа- 50 теля 5, который производит адаптивное 0AI18 в случае погасания дуги подпитки и срабатывания блока 7. Последний содержит коммутатор 9 напряжений фаз линии, релейный блок 10, элемент 11 ЗАДЕРЖКА НА 55 СРАБАТЫВАНИЕ. блок 12 моделирования электромагнитной связи фаз линии и сумматорный блок 13, Блок 12 моделирования электромагнитной связи содержит блок I4 вектора сопротивления компенсации, блок 15 сравнения, блок 16 предельного значения вектора сопротивления компенсации, элемент ПАМЯТЬ 17 и блок 18 формирования электромагнитной связи. Управляющие входы коммутатора напряжений фаэ линии 9 соединены с выходами блока 6, а измерительные входы подключаются к фазным выходам датчика напряжения линии. Выходы блока 12 моделирования электромагнитной связи фаз и коммутатора 9 соединены с входами сумматорного блока 13, выход которого соединен с входом сумматорного блока 13, выход которого соединен с входом релейного блока 10, Выход последнего через элемент 11 ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ связан с входом блока 8 повторного включения, выход которого является выходом блока 7 контроля состояния отключенной фазы и подключается к включающей цепи выключателя 5. На вход блок 12 моделирования электромагнитной связи с выхода коммутатора 9 подается напряжение аварийной фазы, которое является одновременно входным для блока 14 вектора сопротивления компенсации, второй вход блока 14 совместно с первым входом блока 18 формирования электромагнитной составляющей образуют ToKo8blA вход блока 12 моделирования электромагнитной связи. который подключен к выходу нулевой последовательности датчика 3 тока. Выход блока 14 вектора сопротивления компенсации подключается к первому входу блока 15 сравнения значения вектора сопротивления компенсации с предельным значением, а к второму входу блока 15 подключается выход блока предельного значения вектора сопротивления компенсации, выход блока сравнения подключается к входу блока 17, выход которого подключен к второму входу блока 18 формирования электромагнитной составляющей, Выход блока 18 является выходом блока 12 моделировайия электромагнитной связи. Релейный блок 10 представляет собой блок сравнения выходного напряжения сумматорного блока 13 с уставкой срабатывания. При превышении выходным напряжением блока 13 уставки срабатывания происходит срабатывание релейного блока 10. Величина уставки срабатывания определяется выходным напряжением блока 12 модеЛирования электромагнитной связи при предельном значении вектора сопротивления компенсации. Устройство работает следующим образом, В нормальном трехфазном режиме работы линии сигналы только на входах коммутатора 9 (фэзные напряжения линии). 1746456 При возникновении на линии однофазного К3 происходит отключение одной фазы линии и на одном из трех выходов блока 6 выбора отключенной фазы появляется сигнал, что приводит к появлению на выходе коммутатора напряжений фаз линии 9 напряжения отключенной фазы линии, которое подводится к входам сумматора 13 и блока 12 моделирования электромагнитной связи. На токовый вход блока 12 поступает ток нулевой последовательности, Возможны два варианта работы блока 12. В первом случае, когда к моменту начала работы блока 14 дуга на линии 1 не погасла, происходит вычисление вектора сопротив. ления компенсации 2к, который в этом случае меньше предельного значения ZK.np. В результате на блок 17 поступает реальное значение вектора сопротивления компенсации, используя который в блоке 18 формируется напряжение, полностью компенсирующее напряжение при горении дуги подпитки. В этом случае выходное напряжение сумматорного блока равно нулю и релейный блок не срабатывает, Во втором случае, когда к моменту начала работы блока 14 дуга гаснет и на вход блока 14 поступает восстанавливающееся после погасания дуги напряжение, вычисленное значение 2» будет превышать предельное значение Йк.пр. для случая горения дуги подпитки. В этом случае с выхода блока 15 сравнения в блок 17 поступает значение ZK,ïð„êîTîðoå используется в блоке 18. Значение вектора компенсация хранится в блоке 17 все время паузы ОАПВ. После погасания дуги на выходе сумматорного блока 13 появляется напряжение, превышающее его уставку срабатывания, что вызывает срабатывание релейного блока. Устройство реализуется на базе микропроцессорной техники, Технический и экономический эффект от изобретения заключается в повышении чувствительности и селективности и расширение области использования, Формула. изобретения Устройство для однофаэного автоматического повторного включения линии элект10 ропередачи, оснащенной датчиками напряжения и тока и подключенной к шинам посредством выключателя, содержащее последовательно включенные блок выбора отключенной фазы, блок контроля состояния отключенной фазы и блок повторного включения, выход которого предназначен. для подключения к включающей цепи выключателя, причем блок контроля состояния отключенной фазы, токовый вход которого предназначен к выходу нулевой последовательности датчика тока линии, содержит коммутатор, три измерительных входа которого предназначены для подключения соот15 ветственно к фазным выходам датчика напряжения линии, а три управляющих входа соединены с пофазными выходами блока выбора отключенной фазы. последовательно включенные сумматорный блок, релей20 ный блок и элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЪ|ВАНИЕ, выход которого является выходом блока контроля состояния отключенной фазы, и блок моделирования электромагнитной связи, вход которого является 25 токовым входом блока контроля состояния отключенной фазы и его выход подключен к второму входу сумматорного блока, первый вход которого подключен к выходу коммутатора, отл ича ющеесятем,что,с целью 30 повышения надежности действия устройства путем повышения чувствительности и селективности контроля состояния отключенной фазы, в блок моделирования электромагнитной связи, содержащий блок 35 формирования электромагнитной составляющей, один из входов которого является токовым входом, а выход — выходом блока моделирования, дополнительно введены последовательно соединенные блок векто40 ра сопротивления компенсации, входы которого связаны соответственно с выходом коммутатора и выходом нулевой последовательности датчика тока линии. блок сравнения значения вектора сопротивления 45 компенсации с предельным значением, блок "Память", выход которого является вторым входом блока формирования электромагнитной составляющей, и блок предельного значения вектора сопротивле50 ния компенсации, выход которого подключен к второму входу блока сравнения. 1746456 1 ) 1 ll! ) II 1> ! l ) I I (1 Il! -I 1 1 I Составитель M.È.Õîðîøåâ Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова Редактор В,Петраш Производственно-издательский комбинат" Патент",г.ужгород,уд. Гагарина.101 Заказ 2399 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
