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

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260980 (21) 2985249/24-07 (Зт) j4. Кд.З с присоединением заявки ¹â€”

Н 02 Н 11/00

Государственный комитет

СССР ио делак изобретений и открытий (23) Приоритет. (Щ УДК 621. 316 ° .925(088.8) Опубликовано 300382. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 30.03.82

С.Я.Петров, T.Н.Мамонтова и С.М.Куцовский

{72) Авторы изобретения

L с

Всесоюзный проектно-изыскательский науяно-исследова институт энергетических систем и влекктрическйх„сет Энергосетьпроект и Горьковское отделение-Ижуи Энергосетьпроект льский

Ъ (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ

HA КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ШИН ОБОРУДОВАННЫХ

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЕМКОСТНЫМИ ДЕЛИТЕЛЯМИ

НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ

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

Известны устройства для выявления короткого замыкания (кз) в отключенном энергообъекте и блокированияего включения в сеть, содержащие ис-. точник зондирующих сигналов, который через специальную аппаратуру под" ключается к контролируемому энергообъекту, измерительный орган, выяв" ляющий по фазе или амплитуде зондирующих сигналов наличие короткого замыкания, и исполнительный орган, осуществляющий блокирование включения выключателей (1), (2) и (3)..

Недостатками известных устройств являются значительная сложность, потребность для реализации большого количества специальной аппаратуры.

Кроме того, представляется затруднительным их использование на шинах, кбторые оборудованы широко распространенными воздушными выключателями с емкостными делителями напряжения на контактах. Действительно, в этом случае отключенные шины соединяются с питающей сетью через конденсаторы, шунтирующие разомкнутые контакты отделителя шинного выключателя, ввиду чего на шинах имеется напряже5 ние, составляющее 0,1 — 0,8 от номи-. нального значения. Поэтому подключение низковольтной аппаратуры к ши- нам через разземленную нейтраль трансформатора (1) или через отклю1О ченный оТ земли заземляющий нож разъединителя (2) и (3) без специальных защитных и согласующих устройств недопустимо.

Наиболее близкое к предлагаемому является. устройство для блокирования включения выключателя, в котором ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения подключенного первичной обмоткой к контролируемым шинам, подключены фильтр напряжения прямой и фильтр напряжения обратной последовательности. Выход первого из них через первую цепочку, состоящую из последовательно соединенных выпрямителя, порогового элемента, расширителя импульсов и элемента HE подключен к первому входу элемента ИЛИ, а выход второго через вторую цепочку, состоящую из последовательно соединенных.выпрямителя, порогового элемента

917253 и расширителя импульсов — ко второму входу 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 (4).

lIpH отсутствии к.3. на шинах имеется симметричное напряжение, посту- 10 пающее через емкостные делители напряжения, шунтирующие контакты отделителя высоковольтного выключателя.

В этом режиме имеется некоторое напряжение прямой последовательности и отсутствует напряжение обратной последовательности, ввиду чего сигнал на блокирование включения выключателя не формируется.

При наличии на шинах трехфазного к.з. в первом канале, а при несимметричных к.з. во втором канале формируется сигнал, блокирующйй включение выключателя.

Недостатком известного устройства является недостаточная чувствительность, ограничивающая область его применения. Это вызвано тем, что действующие значения напряжений прямой и ббратной последовательности могут изменяться в широких пределах в зависимости от соотношения емкости шин и емкости конденсаторов, образующих делитель напряжения выключателя. ак, перед оперативным включе- 3з нием шин суммарная емкость делителей напряжения, как правило, минимальна, ввиду того, что опробование производится одним выключателем при отключенных разъединителях в цепях 40 остальных присоединений. В этом случае уровень напряжения, поступающего через емкостные делители на обесточенные шины, минимален. Наиболь" шее действующее значение напряже" ния на отключенных шинах при .отсутствии к.з. имеет место перед повторным включением в режиме AIIB, так как в этом режиме разъединители всех присоединений находятся во включенном состоянии и емкости делителей напряжения всех выключателей суммируются. Отличие напряжений в максимальном и минимальном режимах в зависимости от числа подключенных к шинам выключателей может достигать 10 — 20 раз. Чувствительность устройства при несимметричных к.з. определяется соотношением между значением небаланса обратной последовательности при исправных шинах в максимальном режиме (от которого необходимо отстраиваться) и его значением при короткозамкнутых шинах в минимальном режиме. Уровень небаланса обусловлен разбросом емкостей 65 фаз шин на землю, отличием параметров конденсаторов в емкостных делителях напряжения и рядом других факторов и может достигать 7 — 10 Ъ от фазного напряжения. Ввиду этого уже при наличии на шинах 8 — 10 выключателей напряжение небаланса может превысить значение напряжения обратной последовательности при к.з. в минимальном режиме, что накладывает ограничения на область использования устройства.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для блокирования включения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателя- ми с емкостными делителями напряжения на контактах, содержащем измерительный трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к шинам, а вторичная функционально связана с элементом ИЛИ, элементом времени с задержкой на срабатывание, расширителем импульсов и исполнительным элементом, подключенным выходом к блоку формирования сигнала на включение выключателя, дополнительно введены три формирователя прямоугольных импульсов, два элемента ИЛИ и трехвходовый логический элемент И-НЕ, при этом входы первого, второго и третьего формирователей прямоугольных импульсов подключены соответственно к фазам

А, В и С вторичной обмотки упомянутого трансформатора напряжения, а выходы первого и второго, второго и третьего, первого и третьего через соответствующие элементы ИЛИ подключены к трехвходовому элементу и-не, выход которого через последовательно соединенные элемент времени с задержкой на срабатывание и расширитель импульсов подключен к исполнительному элементу.

На фиг. 1. приведена блок- схема предлагаемого устройства; иа фиг.2 и 3 - эпюры, поясняющие его работу.

Подключение энергообъекта 1 к шинам 2 производится выключателями

3 с емкостными делителями напряжения, у . которых разомкнутый контакт 4 отделителя зашунтирован. конденсатором 5. К фазам ь, В и С вторичной обмотки шинного измерительного трансформатора 6 напряжения соответственно подключены формирователи 7, 8 и 9 прямоугольных импульсов. Блоки

10 - 12 представляют собой элементы

ИЛИ.Устройство включает элемент И-НЕ

13, элемент 14 времени с задержкой на срабатывание, расширитель 15 импульсов, исполнительный орган 16 и блок 17 формирования сигнала на включение выключателя.

917258

Устройство работает следующим образом.

Если на отключенных шинах нет к.з. (фиг. 2а), то на них имеется некоторое симметричное напряжение, поступающее через конденсаторы 5. Указанное напряжение со вторичной обмотки трансформатора 6 поступает на блоки 7 — 9, формирующие прямоугольные импульсы на фазных напряжениях одноименной полярности. В симметричном режиме векторы U„, U и U сдвинуты друг относительно друга на

1120, ввиду чего ширина импульсов на выходах блоков 10 — 12 составляет

300, а на выходе элемента И-НЕ

13 — 60 . Время задержки срабатывания элемента 14 выбирается порядка

5 - 6 мс, ввиду чего импульсы шириной 60 не проходят на исполнительный элемент 16, и блокирования включения выключателя не происходит.

При наличии на отключенных шинах однофазного к.з, например на фазе A (фиг. 2ь), напряжение в поврежденной фазе снижается до нуля, при этом паузы на выходе блоков 10 и

12 возрастают до 180, а сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 до 300 .

Поэтому сигнал проходит через элемент 14 задержки, обеспечивая блокирование действия блока 17, формирующего сигнал на включение ныключателя.

Аналогично осуществляется блокирование включения выключателя при двухфазных к.з. (Фиг. За), двухфазных к.з. на землю (фиг. Зб) и трехфазных к.э.

Следует отметить, что сопротивление шунтирующих конденсаторов 5 току промышленной частоты весьма велико и в зависимости от конфигурации сети, составляет не менее

500 кОм. Поэтому переходное сопротивление в месте к.з. создает малое остаточное напряжение поврежденных. фаз, отстройка от него достигается порогом чувствительности устройства.

Это позволяет использовать устройство для контроля исправности шин при неограниченном числе подключенных к ним присоединений. ЭФфективность выявления повреждений обеспечинается также тем, что проверка изоляции осуществляется достаточно высоким напряжением, поступающим на обесточенные шины через конденсаторы 5 от мощного источника 1 (системы).

Предлагаемое устройство может быть использовано для предотвраще5

f0 тактах, содержащее измерительный

20 трансформатор напряжения, первичная

55 нйя нключення шин на к.з, в режиме АПВ, а также при опробовании шин после ремонта или при первом их включении. Его использование позволяет исключить случаи подключения короткозамкнутых шнн к сети, в результате чего повышается устойчивость энергосистемы и надежность электроснабжения потребителей, а также увеличивается срок службы энергооборудования, н частности выключателей.

Формула изобретения

Устройство для блокирования включения на короткое замыкание шин, оборудованных выключателями с емкостными делителями напряжения на кон;обмотка которого подключена к шинам, 1 а вторичная функционально связана с элементом ИЛИ, элементом времени с задержкой на срабатывание, расширителем импульсон н исполнительным элементом, подключенньм выходом к блоку формирования сигнала на включение выключателя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно нведены три формирователя прямоугольных импульсов, два элемента ИЛИ и элемент И-НЕ, при этом входы первого, второго и третьего формирователей прямоугольных импульсов подсоединены соответственно к фазам А, В и С вторичной обмотки упомянутого трансформатора напряжения, а выходы первого и нторого, второго и третьего, первого и третьего через соответствующие элементы ИЛИ подключены к трехвходовому элементу

И-НЕ, выход которого через последовательно соединенные элемент времени с задержкой на срабатывание и расширитель импульсов подключен к исполнительному элементу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское снидетельство СССР

9 194920, . H 02 H 11/00, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 302786, кл. Н 02 Н 11/00, 1967.

3 ° Авторское свидетельство СССР

М 513444, кл. Н 02 Н 11/00 1974.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2843800/24-07, кл. Н 02 Н 11/00, 1979.

917258

Составитель В.Зимаков

Редактор A ° Ëåæíèíà Техред A. Бабинец Корректор А.Дзятко

Заказ 1898/72 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаУшскаЯ наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4