Устройство для однофазного автоматического повторного включения трехфазной линии электропередачи

 

Использование: в электротехнике, в релейной защите и линейной автоматике. Сущность: устройство для однофазного автоматического посторного включения (ОАПВ) содержит блок пуска, блоки фиксации команд на отключение данной фазы и отключение хотя бы одной фазы, реле сопротивления, реле тока, общий и фазный элементы "Задержка на срабатывание", логический элемент ИЛИ и четыре элемента И. Введенный пятый элемент И позволяет исключить дополнительное замедление в отключении фазы, повредившейся после отключения первой. Этим повышается надежность работы устройства ОАПВ и энергосистемы в целом. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и линейной автоматике энергосистем.

Однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ) является одним из самых эффективных средств линейной автоматики, поскольку позволяет сохранить в работе линию электропередачи в большинстве случаев ее повреждений при однофазных дуговых коротких замыканиях (КЗ).

Основными функциональными элементами устройства ОАПВ являются избирательные органы (ИО), осуществляющие выбор одной поврежденной фазы при однофазных КЗ и двух фаз при двухфазных КЗ с землей. К этим ИО предъявляется дополнительное требование: осуществление защиты линии в цикле ОАПВ, когда ВЛ работает двумя фазами и ее штатные устройства защиты функционируют недостаточно надежно. Как известно, основная (дифференциально-фазная или направленная с ВЧ-блокировкой) защита в таком режиме может отказывать, а быстродействующие ступени резервных защит, как правило, выводятся из действия. Поэтому быстрое отключение трех фаз при возникновении КЗ на второй фазе в цикле ОАПВ или при переходе однофазного КЗ в двухфазное является весьма важной функцией ИО.

Известно устройство для ОАПВ трехфазной линии электропередачи, содержащее блок пуска, блок фиксации команды на отключение хотя бы одной фазы (ФКО-1), общий элемент "Задержка на срабатывание" и для каждой фазы блок фиксации команды на отключение данной фазы (ФКОф), реле сопротивления, реле тока, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ и фазный элемент "Задержка на срабатывание".

Отключение КЗ на второй фазе в устройстве-прототипе осуществляется с дополнительным замедлением, хотя для обеспечения селективной работы ИО этого не требуется. Такое дополнительное замедление ИО при КЗ на второй фазе является недостатком устройства-прототипа.

Целью изобретения является исключение дополнительного замедления в отключении фазы, повредившейся после отключения первой.

Цель достигается тем, что в устройство для ОАПВ трехфазной линии электропередачи, содержащее блок пуска, блок фиксации команды на отключение хотя бы одной фазы (ФКО-1), общий элемент "Задержка на срабатывание" и для каждой фазы ИО, состоящий из блока фиксации команды на отключение данной фазы (ФКОф), реле сопротивления, реле тока, четырех логических элементов И, логического элемента ИЛИ и фазного элемента "Задержка на срабатывание", причем выход блока ФКО-1 через общий элемент "Задержка на срабатывание" соединен для каждой фазы с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока ФКОф, а инверсный выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом фазного элемента "Задержка на срабатывание", вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к реле сопротивления, второй связан с выходом реле тока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока пуска, а выход является выходом ИО, введен в ИО для каждой фазы пятый элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй с выходом элемента ИЛИ, выход с третьим входом элемента ИЛИ, при этом выход реле сопротивления соединен с вторым входом второго элемента И, а выход реле тока подключен непосредственно к второму входу третьего элемента И.

Несмотря на том, что элементы НЕ, И, ИЛИ широко применяются, не известны устройства, в которых эти элементы были бы включены аналогично. Известные устройства, содержащие такие элементы, не обладают теми свойствами, которые приобрело заявляемое устройство в результате введения элемента И и новых связей между элементами. Следовательно, заявляемое решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит блок 1 пуска, блок 2 фиксации команды на отключение хотя бы одной фазы (ФКО-1), общий 3 и фазный 13 элементы "Задержка на срабатывание", блок 4 фиксации команды на отключение данной фазы (ФКОф), реле 5 сопротивления, реле 6 тока, первый-пятый элементы И 7-11 и элемент ИЛИ 12. Элементы 1-3 являются общими, а элементы 4-13 предусматриваются для каждой фазы.

Выход блока 2 ФКО-1 через общий элемент 3 "Задержка на срабатывание" соединен с первым входом первого элемента И 7, второй вход которого подключен к выходу блока 4 ФКОф, а инверсный выход соединен с первым входом второго элемента И 8, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 12. Выход реле 5 сопротивления соединен с вторым входом второго элемента И 8 и с первым входом третьего элемента И 9, второй вход которого соединен с выходом реле 6 тока, а выход с входом элемента 13 "Задержка на срабатывание" и первым входом пятого элемента И 11. Второй и третий входы элемента ИЛИ 12 подключены к выходам соответственно фазного элемента 13 "Задержка на срабатывание" и пятого элемента И 11, выход элемента ИЛИ 12 соединен с вторым входом пятого элемента И 11 и первым входом четвертого элемента И 10, второй вход которого подключен к выходу блока 1 пуска, а выход является выходом ИО.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме сигналы на выходах всех элементов, за исключением элемента И 7, отсутствуют. При возникновении КЗ на одной из фаз линии в результате действия ее защит срабатывает блок 1 пуска, а также реле 5 сопротивления и реле 7 тока поврежденной фазы. Вследствие этого через элементы И 8, ИЛИ 12 срабатывает четвертый (выходной) элемент И 10, действующий на отключение поврежденной фазы и фиксацию команд на отключение данной фазы (блок 4 ФКОф) и на отключение хотя бы одной фазы (блок 2 ФКО-1). Одновременно с этим срабатывают элементы И 9 и 11, в результате чего на элементе И 11 осуществляется запоминание выходного сигнала элемента ИЛИ 12 до момента возврата реле 5 сопротивления или реле 6 тока. После срабатывания общего элемента 3 "Задержка на срабатывание", выдержка времени которого отстроена от времени отключения выключателя, появляются сигналы на первых входах элементов И 7 всех трех фаз. Поскольку на втором входе элемента И 7 данной фазы сигнал имеется (с выхода блока 4 ФКОф), то элемент И 7 срабатывает и сигнал с его инверсного выхода исчезает. Вследствие отсутствия тока в отключенной фазе отсутствует выходной сигнал реле 6 тока, а следовательно, и выходные сигналы элементов И 9, 11 и ИЛИ 12. Повторное действие на отключение данной фазы (при ее ОАПВ) происходит с дополнительной задержкой (на элементе 13 "Задержка на срабатывание") по цепи: элемент И 9 элемент 13 "Задержка на срабатывание" элемент ИЛИ 12 элемент И 10. Это обусловлено необходимостью исключения ложного действия ИО под влиянием тока качаний при замыкании линии с второго конца.

За время набора выдержки (30 мс) элемента 13 "Задержка на срабатывание" успевают возвратиться реле, фиксирующие восстановление симметричного режима, и заблокировать действие ИО (эта часть логики не показана).

На неповрежденных фазах в неполнофазном режиме элементы И 7 находятся в несработанном состоянии из-за отсутствия сигналов на их вторых входах, связанных с выходами блоков 4 ФКОф, и, следовательно, сигналы на инверсных выходах элементов И 7 имеются. При возникновении КЗ на второй фазе сигнал на отключение (и фиксацию команды) этой фазы на выходе элемента И 10 появляется без замедления по цепи: реле 5 сопротивления элемент И 8 элемент ИЛИ 12 элемент И 10. От выходного сигнала элемента ИЛИ 12 срабатывает элемент И 11, чем осуществляется удержание выходного сигнала до момента возврата реле 6 тока или реле 5 сопротивления. Вследствие этого срабатывание блока 4 ФКОф и исчезновение выходного сигнала элемента И 7 и, следовательно, возврат элемента И 8 не приводят к прерыванию выходного сигнала устройства. Дополнительное замедление в действие ИО не вводится, элементы ИЛИ 12, И 11 и 10 остаются в сработанном состоянии до возврата элемента И 9, определяемого моментом возврата реле 5 сопротивления или реле 6 тока.

Таким образом, введение в устройство запоминания первого срабатывания ИО на дополнительно включенном элементе И 11, т.е. осуществление предлагаемого технического решения, позволяет исключить дополнительное замедление в отключении фазы, повредившейся после отключения первой. Этим существенно повышается надежность работы устройства ОАПВ и энергосистемы в целом.

Реализация изобретения не вызывает трудностей, поскольку оно построено на известных, широко используемых в технике релейной защиты и автоматики логических элементах.

Изобретение использовано в разрабатываемом на АО "ЧЭАЗ" устройстве автоматического повторного включения типа ПДЭ-2004.03.

Технико-экономическая эффективность предложения определяется повышением надежности работы энергосистемы, поскольку исключается дополнительное замедление в отключении фазы ВЛ, повредившейся после отключения первой.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее блок пуска, блок фиксации команды на отключение хотя бы одной фазы, общий элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, для каждой фазы избирательный орган, состоящий из блока фиксации команды на отключение данной фазы, реле сопротивления, реле тока, четырех логических элементов И, логического элемента ИЛИ и фазного элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, причем выход блока фиксации команды на отключение хотя бы одной фазы через общий элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ соединен для каждой фазы с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока фиксации отключения данной фазы, а инверсный выход к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом фазного элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ, вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к реле сопротивления, второй связан с выходом реле тока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока пуска, а выход является выходом избирательного органа, отличающееся тем, что в избирательный орган для каждой фазы введен пятый элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй с выходом элемента ИЛИ, выход с третьим входом элемента ИЛИ, выход реле сопротивления подключен к второму входу второго элемента И, а выход реле тока подключен непосредственно к второму входу третьего элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1