Устройство для защиты электросети промышленных предприятий от многофазных коротких замыканий

Устройство для защиты электросети промышленных предприятий от многофазных коротких замыканий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

600645

Целью изобретения является повышение быстродействия путем отключения без выдер>кки времени любого поврежденного элемента сети, вкл|очая секции шин, а также повышение надежности путем обеспечения непрерывного контроля исправности пусковых органов и входных цепей логического блока.

Поставленная цель достигнута благодаря тому, что в устройство, содержащее для каждой секционированпой подстанции токовые пусковые органы всех питающих и всех отходящих от нее линий и секционного выключателя, а также исполнительные органы, действующие на отключение выключателей линий, питающих данную подстанцию с обеих сторон, и секционного выключателя, дополнительно введены логический блок н пусковые органы минимального напряжения, подключенные к секциям шин подстанции, выходные цепи которых и выходные цепи токовых пусковых органов подключены ко входам логического блока, а выходы логического блока подключены к указанным исполнительным органам. При этом логический блок содержит для каждой секции шин первый элемент

ИЛИ вЂ” НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам питающей линии и пусковому органу минимального напряжения секции, а выход подключен ко входу первого элемента И, к остальным входам которого подключены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих линий и секционного выключателя, выход указанного элемента И через элемент задержки соединен с элементом запрета, выход которого подключен к исполнительному органу отключения питающей линии, второй логический элемент И, входы которого присоединены к токовым пусковым органам отходящих линий всех секций, а выход подключен вместе с выходной цепью токового пускового органа секционного выключателя ко входу второго элемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход которого соединен с элементом запрета блокировки отключения секционного выключателя, элемент И вЂ” НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам всех питающих и всех отходящих линий подстанции, а также секционного выключателя и к пусковым органам минимального напряжения секций, а выход соединен через элемент задержки с управляющими входами указанных выше элементов запрета и со входом сигнализатора неисправности. Кроме того, выходные контакты пусковых органов выполнены нормально замкнутыми.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — структурная схема логического блока.

Устройство содержит токовые пусковые органы 1, пусковые органы 2 минимального напря>кения, логический блок 3 защиты на подстанции В, исполнительный орган 4, действующий на отключение выключателя линии.

Логический блок включает (см. фиг. 2) первый логический элемент ИЛИ вЂ” НЕ 5, ко входам которого присоединены выходные цепи токового пусковог о органа питающей линии и пускового органа минимального напряжения секции; первый логический элемент И б, ко входам которого присоединены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих линий, потребителей и секционного выключателя; элементы задержки 7 и 8, соответственно с временем задержки с t> и t2, причем t2)4; элементы запрета 9 и 10, причем выход элемента

9 соединен с исполнительным органом отключения питающей линии, вы: од элемента 10— с исполнительным органом блокировки отключения секционного выключателя его основной быстродействующей защитой; второй логический элемент И 11, ко входам которого присоединены выходные цспи токовых пусковых органов отходящих линий и присоединений; второй логический элемент ИЛИ вЂ” НЕ 12, ко входам которого присоединены выходы второго элемента И и входная цепь токового пускового органа секционного выключателя, логический элемент И вЂ” НЕ 13.

Схемы на элементах 5, б, 7, 9 содержатся в

25 логическом блоке для каждой секции шин.

Элементы 5, б, 7 и 9 соединены последовательно, так же как и элементы 11, 12 и 10 и элементы 13 и 8. Выходы элемента 8 соединены с управляющими входами элементов запрета 9 и 10 и выходом сигналнзатора неисправности.

Для определения места к. з. в сети промпредприятия достаточной является информация о срабатывании пусковых органов на головных концах всех линий, примыкающих к подстанции, и на секционном выключателе.

Например: сработал токовый пусковой орган только защиты питающей линии — к. з. на этом фидере; сработал токовый пусковой орган защиты питающей линии и одного из потребителей — к. з. в присоединении последнего; сработали токовые пусковые органы защиты питающей линии и секционного выключателя подстанции (пусковые органы всех остальных присоединений этой подстанции в исходном положении) — к. з. па другой системе шин (режим, при котором вторая питающая линия подстанции в ремонте).

При коротких замыканиях в различных меgO стах сети ликвидация повреждений предло>кенным устройством, установленным в этой сети, происходит следующим образом.

К. з. на тупиковых линиях, отходящих от данной подстанции к отдельным потребителям

55 (в том числе к понижающим трансформаторам), отключаются установленными токовыми отсечками без выдер>кки времени.

К. з. на линиях, отходящих от данной подстанции и питающих другис подстанции, лик60 видируются с помощью предло>кепного устройства. Блок 3 данной подстанции не должен вырабатывать сигналов на срабатывание.

Если имеет место к. з. на тупиковой (потребительской) линии прп включенном секционном выключателе, то устройство вырабатыва600645 ет сигнал, блокирующий мгновенное действие защиты секционного выключателя. Защита от к. з. секционного выключателя, если нет блокирующего сигнала предложенного устройства, в том числе блокирующего сигнала о неисправности этого устройства, должна срабатывать без выдержки времени.

Если запускается только защита линии, питающей данную подстанцию, то устройство вырабатывает сигнал на отключение этой линии одновременно с обеих сторон. При необходимости вырабатывается и сигнал на гашение поля синхронных двигателей (для обеспечения их самозапуска).

Ложная работа устройства может быть вызвана, главнь;м образом, отсутствием сигнала о срабатывании какого-либо пускового органа или появлением ложного сигна".а о его срабатывании. (Вероятность таких случаев невелика, так как получаемой устройством информацией является наличие или отсутствие напряжения постоянного тока, легко выделяемое на фоне помех. Вследствие этого и требования, предъявляемые к цепям, передающим информацию этому устройству, не являются жесткими) .

Исключение ложных срабатываний предложенного устройства достигнуто следующим образом.

Для входных цепей устройства срабатывание пускового органа соответствует прекращению тока во входной цепи, чем обеспечивается непрерывный контроль цепей в Hîðìà Ibíîм режиме работы сети состояние входа «1», при срабатывании пускового органа — состояние

«0» этой цепи) .

Введен пуск логического блока по напряжению данной подстанции, так как при близких к данной подстанции к. з. напряжение существенно ниже нормального, что делает такой пуск весьма эффективным. При этом, если имеется сигнал о срабатывании какого-либо пускового органа при нормальном напряжении или имеется сигнал о глубоком снижении напряжения при отсутствии срабатываний токовых пусковых органов, то вырабатывается сигнал о неисправности цепей, подаваемый с выдержкой времени, перекрывающей время ликвидации к. з. Сигнал о неисправности цепей блокирует дальнейшую работу устройства до устранения неисправности.

Сигнал на отключение выключателей вырабатывается с задержкой по времени t>, не ограничивающей условия самозапуска двигателей и необходимой для отстройки от токов подпитки места к. з. со стороны потребителей.

В тех случаях, когда имеются мощные синхронные двигатели и допустимая в большинстве случаев отстройка по времени (порядка

0,1 с) от токов подпитки не эффективна, вместо токовых пусковых органов следует применять пусковые органы направления мощности.

Если источниками информации для предложенного устройства являются сигналы пуско5

65 вых органов установленных максимальных токовых защит, то в случае отказа устройства короткое замыкание ликвидируется с помощью защит обычным способом, т. е. применяемая в настоящее время система максимальных токовых защит в данном случае становится резервной системой защиты от к. з.

Прн нормальном режиме работы сети состояние всех входов логического блока 3 (фиг. 1 — «1». Выход элемента 5 (см. фиг. 2), а следовательно, и элемента 9 — «О». В аналогичном состоянии находятся и элементы 10 и 8. Сигналы к исполнительным органам не поступают.

При к. з. на пнтающен линии Л вЂ” В (см. фиг. 1) срабатывают токовый пусковой орган этой лилии и орган минимального напряжения питаемой секции ппш. Состояние входов элемента 5 (фиг. 2) — «О», состояние его викода — «1». Также меняется состояние выходов элементов 6 и 7. Выход элемента 13 также «О», состояние выхода элемента задержки

8 в течение времени t(t. — «О», сигнал запрета на элемент 9 е подается н сигнал «1» с элемента 7 через элемент 9 поступает на исполнительный орган отключения выключателя линии Л вЂ” В.

При к. з. на отходящей линии срабатывают токовые пусковые органы этой линии и пусковой орган минимального напряжения. Состояние выхода элемента 5 — «1», состояние выхода элемента — «О». Сигналы к исполнительным оргаHàм не поступают. К. з. ликвидируется токовой отсечкой (еслп поврежденная линия тупиковая) пли таким же устройством, установленным на питаемой подстанции.

При к. з. на отходящей линии и питании через секционный выключатель срабатывают токовые пусковые органы питающей и отходящей линии и секционного выключателя и пусковой орган минимального напряжения. Состояние выходов элементов 5, 6, 7, 9 такое же, как в предыдущем случае. Состояние выхода элемента 11 — «О», элемента 12 — «1». Состояние выхода элемента задержки 8 в течение времени t(t — «О. Поэтому сигнал с выхода элемента 12 через элемент 10 поступает на исполнительный орган, блокирующий работу быстродействующей токовой защиты секционного выключателя. К. з. ликвидируется так же, как в предыдущем случае.

К. з. на секции шин за секционным выключателем отличается от предыдущего тем, что состояние выхода элемента 11 — «1», а элемента 12 — «0». Сигнал на блокировку работы защиты секционного выключателя не поступает и последняя обеспечивает его отключение. Питающая поврежденную секцию линия отключается устройством так же, как при к. з. на питающей линии.

При неисправности входной цепи одного какого-либо пускового органа состояние этой цепи — «О». Выходы элементов 6, 7 и 9 остаются в том же состоянии, как и дри норМал1ной ра

600645

45 боте. Выход элемента 13 — «1». Через время задержки (элемент 8) поступает сигнал запрета на элементы 9 и 10, препятствующий подаче сигналов на исполнительные органы впредь до устранения неисправности. Одновременно подается сигнал неисправности.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства короткие замыкания селективно ликвидируются без выдержки времени, что обеспечивает значительное снижение ущерба от нарушения технологических процессов промышленных предприятий. Реализация предлагаемого устройства весьма несложна, тем более, что в условиях действующего предприятия могут быть использованы токовые пусковые органы установленной максимальной токовой защиты. Кроме того, поскольку передача сигналов вдоль фидера осуществляется только в двух уровнях, соответствующих срабатыванию плп несрабатыванию пускового органа, то не предъявляется жестких требований к каналу передачи этой информации.

Формула изобретения

Устройство для защиты электросети промышленных предприятий от многофазных коротких замыканий, содержащее для каждой секционированной подстанции токовые пусковые органы всех питающих и всех отходящих от нее линий и секционного выключателя, а также исполнительные органы, действующие па отключение выключателей линий, питающих данную подстанцию с обеих сторон, и секционного выключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем отключения без выдержки времени любого поврежденного элемента сети, включая секции шип, в него дополнительно введены логический блок и пусковые органы минимального напряжения, подключенные к секциям шин подстанции, выходные цепи которых и выходные цепи токовых пусковых органов подключены ко входам логического блока, а выходы логического блока подключены к указанным исполнительным органам.

Зо

2. Устройство по и. 1, отл и ч а ющееся тсм, ITQ логический блок содержит для каждой секции шин первый элемент ИЛИ вЂ” НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам питающей линии и пусковому органу минимального напряжения секции, а выход подключен ко входу первого элемента

И, к остальным входам которого подключены выходные цепи токовых пусковых органов отходящих линий и секционного выключателя, выход указанного элемента И через элемент задержки соединен с элементом запрета, выход которого подключен к исполнительному органу отключения питающей линии, второй логический элемент И, входы которого присоединены к токовым пусковым органам отходящих линий всех секций, а выход подключен вместе с выходной цепью токового пускового органа секционного выключателя ко второму элементу ИЛИ вЂ” HE, выход которого соединен с элементом запрета блокировки отключения секционного выключателя, элемент И вЂ” НЕ, входы которого присоединены к токовым пусковым органам всех питающих и всех отходящих линий подстанции, а также секционного выключателя и к пусковым органам минимального напряжения секций, а выход соединен через элемент задержки с управляющими входами указанных элементов запрета и со входом сигнализатора неисправности, 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения непрерывного контроля исправности пусковых органов и входных цепей логического блока, выходные контакты пусковых органов выполнены нормально замкнутыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев А. М. Основы релейной защиты, М.— Л., 1961, с. 223.

2. Дударев Я. В. Быстродействующие токовые защиты кабельных линий, — «Промышленная энергетика» Ко 9, 1971, с. 18 — 20.

3. Андреев В. А., Фабрикант В. Л. Релейная защита распределительных сетей, М., «Высшая школа», с. 120 — 125.

600645

Рог. g

Составитель Л. Корнеева

Корректоры: А. Степанова и Л. Брахннна

Техред Л. Гладкова

Редактор H. Коляда

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 356/8 Изд. № 340 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб„д. 4/5