Устройство для защиты трансформатора подключенного к линии электропередачи через отделитель

Устройство для защиты трансформатора подключенного к линии электропередачи через отделитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам защиты от аварий на подстанциях 110-220 кВ при коммутации искусственных коротких замыканий (ИКЗ) короткозамыкателями. Цель изобретения - повышение надежности отключения искусственного короткого замыкания . Надежность работы устройства обеспечивается схемно-компоновочными решениями по включению бетэловой резисторной установки в цепи короткозамыкателя и выполнением выявительного блока отключаемой линии с использованием штатных защит и элементарной базы. Поставленная цель достигается тем, что бетэловые резисторы собраны в установку 5 из т-параллельных ветвей по К-последовательно включенных резисторов в каждой ветви, а в выявительный блок 6 введены дополнительная ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности 7 и реле актив-- ной мощности 9. 6 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

О

О

О (21) 4678456/07 (22) 11.04.89 (46) 23.12.91, Бюл. М 47 (71) Сибирский научно-исследовательский институт знергетики (72) А.К. Милевский, Е.Г. Хромов, О,В. Подзоров и Н.С. Афанасьев (53) 621.316.925 (088.8) (56) Кожин А.H. и Рубинчик В.А. Релейная защита линий с ответвлениями. — M.: Энергия, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 1032515, кл. Н 02 Н 7/04, 1981 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА, ПОДКЛЮЧЕННОГО К ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ

ОТДЕЛ ИТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к электротехнике, s частности к устройствам защиты от

„„SU ÄÄ 1700624А1 (н)ю Н 01 Н 7/06//Н 02 Н 7/04 аварий на подстанциях 110 — 220 кВ при коммутации искусственных коротких замыканий (ИКЗ) короткозамыкателями. Цель изобретения — повышение надежности отключения искусственного короткого замыкания, Надежность работы устройства обеспечивается схемно-компоновочными решениями по включению бетзловой резисторной установки в цепи короткозамыкателя и выполнением выявительного блока отключаемой линии с использованием штатных защит и элементарной базы. Поставленная цель достигается тем, что бетэловые резисторы собраны в установку 5 из m-параллельных ветвей по К-последовательно включенных резисторов в каждой ветви, а в выявительный блок 6 введены дополнительная ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности 7 и реле актив-. ной мощности 9. 6 ил.

Изобретение Относится K электротехнике, а именно к схемам защиты 0Т аварий, осуществляющим автоматические комм лации В случае недопустимых ОТКЛОнений От нормальных рабОчих параГл8тров:-ОКОВ и напряжений в сети и элемен а. ; peI;!;pep- тстройств.

Целью изобретения является повышение надежности отключения искусственноI0 короткого замыкания.

На фиг,1 показана блок сx8I.":а «TpDлс Tва; на фиг.2 — схема цепи Оператив О. 0 то;-.а выявительного блока; на фиг.3 и 4 — характеристики ресурсно-пропускной с особности бетэловых резисторов, используе л;„,l8 для расчета надежных БРУ; на фиг.5 и 6— соответственно схемы взаимной блокировки и сигнализации местоположения срабатывания устройства защиты сети на нескольких (трех) подстанциях, Устройство содержит трансформатор 1, подключенный к линии электропередачи 2 через отделитель 3„ короткозамыкатель 4, соединенный последовательно с бетзловой резисторной установкой (БРУ) 5. Выявительный блок 6 включает дополнительную ступень 7 направленной токовой за1цить. нулевой последовательности, подключенную к нулевому проводу вторичной цепи трансформатора 8 тока, блокирующее реле 9 активной мощности, подключаемое к

Вторичным цопям трансформаторов 8 ..Ока и напряжения 10 той фазы, в которой установлен короткоэамыкатель 4 с резисторной установкой 5, и исполнительный элемент

11, действующий на отключение вы <л юча-:еля 12 линии, блок 13 защиты трансфор; laT0ров 1, действующий на вклточение короткозамыкателя 4.

Выявительный блок 6 работает независимо от существующих токовых защит и не . меняет их уставок и принципов построения релейной защиты сети. Дополнительная ступень 7 токовой защиты (фиг.2, В Выявительном блоке 6 содержит реле 14, являющееся повторителем реле положения

"Включено" Выкл очателя 12, которое своим замыкающим контактом 15 обеспечивает срабатывание реле 14. Это реле имеет выдержку времени на срабатывание и замыкание контакта 16 0,1...0,2 с, которая позволяет не производить отстройку защиты 7 от броска намагничивающего тока трансформатора, имеющего глухозаземленные нейтрали и включаемого под напряжение при Вклточении линии; а также 0-г утроенного тока нулевой последовательности, проходящего в месте установки защ лть: в кратковременном неполнофаэнсм режиме, возникающем при неодновременйом

Вкл очении фаз выключателя линии 2 и самозапус е двигателей при работе хотя бы одМОГО pGHc$0pMBTop& наГОуз .и зтОЙ линии с

5 Гл /КОЗазамленной нейтралью.

Замыкающий КОнтак 17 p8JI8 повторителя I40U нОсти нулевой Г Оследовательности основной защиты Выключателя 12 обеспечивает использование направленно1Î сти и позволяет не производить отстройку защиты 0Т утроенного тока нулевой г:оследовательности в месте установки защиты при 1:3 "за спиной" Выключателя линии 12.

Ток срабатывания ступени 7 выбирает15 ся по условиям отстоойки От тока небаланса в нулевом проводе трансформатора 8 тока при КЗ мехсду фазами за грансформдт01эом

1, а также 0Т утроенного тока нулевой последовательности в месте установки защиты

20 при КЗ на землю за автотрансформатором приемной подстанции на стороне, примыкающей к сети с глухоэаэемленной нейтралью.

Уставка реле тока дополнительной ступени с замыкающим контактом 18 должна

25 обеспечивать коэффициент чувствительноСТИ 1 ут = 1,5 оз мин

31 (1) ут и ъ аб - где Ьз gH — минимальное значение периодической составляющей начального тока нулевой последовательности в месте защиты при трехфаэном КЗ за трансформатором 1 при искусственном коротком замы35 кании (ИКЗ) через БРУ.

Реле 9 активной мощности включается на ток и напряжение "особой" фазы, в которой установлен короткозамыкатель 4 с ЕРУ

5, Мощность срабатывания реле с замыка о40 шим контактом 19 выбирается из условий отстройки от максимальной рабочей активной мощности Р зкс, проходящей в месте установки защиты

4:э

74ВКС

Рс з = отс

3 1 (2) где Ko.c =- 1,2-1,3 — коэффициент 0Тстройки, учитывающий погрешность иэмериTельных Tранcôîpìàò0p0в тска напряжения и неточность нас ройки реле. коэффициент чувствительносп определяется как

PìèH

1 Q) сз

Где Рмлн = 11ф 1Ф соз (f3 — I+I .HIlt .BBbHBs

;.:-.тивная мощность в месте установки защиты при ИКЗ с БРУ В "особой" фазе.

Прл й» 50 Ом и удалении ИКЗ не более

10 км угол р между векторами тока и напряжения "особой" фазы не превышает 5О, а cos p 0,99=1,0. При этом следует

V ;

Pi4ÈÍ " р (4)

Решая совместно уравнения (2) — (4)., определяем условие ы -бора величины сопротивления БРУ 5

1,5 V3 ()

Рмэкс

Таким Образом, последовательная цепь замыкающих контактов 16 — 19 обеспечивает срабатывание указательного реле 20, всего выявительного блока 6 M выдачу сигнала на отключение выключателя 12.

На фиг.3 даны характеристики алек-.рической прочности Vgg (КВ) бетэловых резисторов сопротивление Я1 комплектующих

БРУ-5 при различных длительностях t u количествах и токовых воздействий промышленной частоты на них.

На фиг.4 построены зависимости ресурсно-пропускной способности резисторов ь

WI — — — r

1 я

Rp для различного числа токовых воздействий (включений) и за срок их службы. Точечные характеристики соответствуют результатам заводских испытаний резисторов и подтверждают достоверность приведенных зависимостей.

Технические требования на БРУ 5 включают данные о воздействующем на нее напряжении .4, (кВ), сопроти ален ли установки Р (Си), а гакже величине т (с) и и (шт). В сетях = Vi;oM = 110 — 220 KB (иф) =

70-130 кВ) согласно (5) сопротивление БРУ

5 составляет и = 60 — 100 Ом, Для оптимальных величин бетэловых резисторов Rl = 5—

25 Ом, обеспечивающих 100-80% максимальной пропускной способности

М/1(фиг.4), допустимые условия по U>g=

= f (В1,r, g обеспечиваются при включении последовательно 4 — 6 резисторов, Таким образом, расчет БРУ 5 включает задние числа К последовательно включенных резисторов вычислечие рабочего напряжения на резисторе О1я = Uy/К; выбор К1=- mR/k при гл = 1,2... и U,д(Р;,и, )» Кз Ulp, где K3 = — -1,15 — коэффициент запаса, определяемый техническим допуском отклонения сопротивления БРУ 5 íà 15%, а также определение числа резисторов в БРУ 5:

И= к=(— -)—

U1g R укомплектованная таким образом БРУ 5 соединяется последовательно с короткозамь.кателем 4. Порядок электрического включения БРУ 5 после или до короткоэамыкателя 4 определяет соответственно наличие или отсутствие дополнительных мероприятий -Ia изменению электромеханических характеристик коооткозамыкателя и различных компоновочных схем включений

5PV 5.

Принципиально возможны две схемы по10 . Следовательного электрического включе1ь, r9 Q

4 .3

55 ния БРУ 5 в цепи короткозамыкателя (КЗ)-4, фаза — БРУ 5 — К34 — земля и фаза К34 — БРУ

5 -- земля.

Первая схема не требует изменений электромеханических характеристик короткоэамыкателя 4 и предполагает раздельную компоновку БРУ 5, и КЗ-4 БРУ 5 монтируется на изолированных конструкциях в габаритах распредустройства. В связи с этими особенностями вся компоновка Отличается большими габари-ными размерами, чем в случае использования второй схемы.

ВО ьтОООЙ схеме подвижный контакт и основание короткозамыкателя 4 изолируется для создания цепи протекания тока через БРУ

5. Основание БРУ 5 для ее заземлению через цепь трансформатора 8 тока также изолировано. При р ализации этой схемы металлическая тяга от привода заменяется на изолирующую штангу. Для этой цели мо уг быть использованы промышленно-выпускаемые полимерные изоляторы типа ПК(35-220) кВ. Низковольтные изоляторы основания ко-. роткозамыкателя 4 заменяются на опорные изоляторы 35-100 к В, Габа рити ые преимущества схемы выявляются при совмещенных гориэонтальных и вертикальных компоновках

БРУ 5 и К3-4. В оризонгальной компоновке

БРУ 5 и К3-4 могут располагаться на одной раме основания. Особенно эффективна эта схема при установке КЗ сгерху на колонки

БРУ 5, Устройство работает следующим образом.

При срабатывании короткозамыкателя 4 по сигналу блока 13 защиты трансформатора 1 ограниченный с помощью БРУ 5 ток

ИКЗ и местоположение ИКЗ фиксируются выявительным блоком 6, выдающим сигнал на отключение выключателя 12 линии 2.

При наличии на ллнии 2 нескольких отпаек с короткозамыкателями 4, оснащенными БРУ 5, необходима селективная фиксация местоположения коммутации

ИКЗ. На фиг,5 и 6 показаны схемы оперативных цепей фиксации срабатывания устройств на трех подстанциях ПБ, ПВ, ПГ с использованием трех реле активной мощности в выявительном блоке 6. Уставки реле выбираются из условия Рсз1>Рсзг>Рсзз. Для

1700624 этого сопротивления БРУ 5 иа отпайках выбираются отличающимися по величине на

30-40 соответственно R> < Rzl- Вз .

Принцип работы выяаительного блока 6 на линии с тремя отпайками можно описать на примере ИКЗ подстанции ПБ с БРУ 5 наименьшего сопротивления, При этом срабатывают все три реле активной мощности, запитывающие своими онтактами 21 -23 промежуточные реле 24 — 26. После их срабатывания контакты 27 — 29 обеспечивают подхват питания реле 24- 26. Контакты

30 -32 замыкают цепи питания сигнальных лами 33 - 35 соответствующих подстанций.

Однако реле активной мощности с большей уставкой обеспечивает размыквющими контактами 36 и 37 промежуточных реле соответственно 24-и 25 блокировку включения сигнальных ламп 34 — 35.

Тэкое выполнение вы я Вител ьного блока

6 позволяет иметь оперативную информацию на головной подстанции о срабатывании короткозамыквтелей 4 с БРУ 5. беэ дополнительных затрат нз сигнализацию, т.к, нвгруэочные подстанции работают, как правило, беэ.обслуживающего персонала, При отказе защиты или выключателя линии отключение ИКЗ с БРУ 5 будет выполняться III или IY ступенями токовой защиты смежнОго элемента. При этом длительность токового воздействия иа БРУ 5 может оказаться больше расчетного допустимого t. Для исключения рассматриваемой ситуации необходимо ближнее резервиро: .вание защиты на принципах УРОВ или использованием второго комплекта дополнительной ступени направленной токовой Защиты нулевой последовательности с разделением цепей переменного и оперативного постоянного токов, 5

Формула изобретения

Устройство для защиты трансформатора, подключенного к линии электропередачи через отделитель, содержащее блок защиты трансформатора, выход которого подключен к цепям включения короткоэамыкателя, включенного последовательно с бетэловыми резисторами между выводами для подключения стороны высшего напряжения и земли, выяаительиый блок, включающий трансформатор тока и трансформатор напряжения, исполнительный элемент, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения выключателялинии, отлича ющее с я тем,что, с щелью повышения надежности отключения искусственного короткого замыкания, бетэлоаые резисторы собраны .в установку иэ m — параллельных ветвей по К последовательно включенных резисторов а каждой ветви, сопротивление которой определяется выражением

1,5 V$ NmC где Uy — фаэное напряжение линии;

I assoc — максимальная активная рабочая мощность линии, в выявительный блок дополнительно введены последовательно соединенные дополнительная ступень направленной токовой защити нулевой последовательности и реле активной мощности, при этом входдополиительной ступени направленной токовой защиты нулевой последовательности подключен к нулевому проводу вторичной обмотки трансформатора тока, к выходам вторичных обмоток трансформатора тока и трансформатора напряжения той фазы, в которой установлен короткозамыкатель, подключены входы реле активной мощности, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, 1706624

1700624 го

2

Ю

t5

5 rO

"Ю

%yg. б

Составитель A. Милевский

Редактор Н. Лазоренко Техред M.Моргентал Корректор М, Демчик

Заказ 4471 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/Б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.- Ужгород, ул.Гагарина, 101