RU2050657C1

RU2050657C1 - Device for single-phase automatic reclosure of three-phase power transmission line

Info

Publication number: RU2050657C1
Application number: RU93016051A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Королев; Р.З. Розенблюм; В.М. Стрелков; Г.Г. Фокин
Original assignee: Акционерное общество "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has starting unit, units recording commands for opening given phase and for opening at least one phase, resistance relay, current relay, common and phase OPERATION DELAY elements of OR gate, and four AND gates. Newly introduced AND gate eliminates additional delay in opening phase failed after opening first one. EFFECT: improved reliability of device and power system as a whole. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и линейной автоматике энергосистем. The invention relates to electrical engineering, in particular to relay protection and linear automation of power systems.

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). Single-phase automatic restart (OAPV) is one of the most effective means of linear automation, since it allows you to save the power line in most cases, its damage during single-phase arc short circuits (KZ).

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. The main functional elements of the OAPV device are selective bodies (IOs), which select one damaged phase in case of single-phase faults and two phases in two-phase faults with ground. These IOs are subject to an additional requirement: protection of the line in the OAPV cycle when the overhead line operates in two phases and its standard protection devices do not function reliably enough. As you know, the main (differential-phase or directional with RF lock) protection in this mode can fail, and high-speed backup protection stages are usually taken out of action. Therefore, the rapid shutdown of the three phases in the event of a short circuit in the second phase in the OAPV cycle or when a single-phase short-circuit occurs in a two-phase is a very important function of the IO.

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". A device is known for OAPV three-phase power lines, containing a start block, a block for fixing a command to turn off at least one phase (FKO-1), a common element "Delay on response" and for each phase a block for fixing a command to turn off this phase (FKOf), relay resistance, current relay, four logical elements AND, two logical elements OR and phase element "Delay on operation".

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. Disabling the short circuit in the second phase in the prototype device is carried out with additional deceleration, although this is not required to ensure selective operation of the IO. Such an additional deceleration of the AI during short circuit in the second phase is a disadvantage of the prototype device.

Целью изобретения является исключение дополнительного замедления в отключении фазы, повредившейся после отключения первой. The aim of the invention is the elimination of additional deceleration in the disconnection of the phase, damaged after disconnecting the first.

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. The goal is achieved by the fact that in the device for OAPV of a three-phase power line, containing a start block, a block for fixing a command to turn off at least one phase (FKO-1), a common element "Delay for operation" and for each phase of an IO consisting of a block for fixing a command to turn off this phase (FKOf), a resistance relay, a current relay, four logical AND elements, an OR logical element and a phase delay element, and the output of the block FKO-1 through a common element "delay delay" is connected for each phase with first entry p the first AND element, the second input of which is connected to the output of the FKOf block, and the inverse output is connected to the first input of the second And element, the output of which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the "Operation delay" phase element, whose input is connected to the output of the third AND element, the first input of which is connected to the resistance relay, the second is connected to the output of the current relay, the output of the OR element is connected to the first input of the fourth And element, the second input of which is connected to the output of the start block, and the output is is the output of the IO, the fifth element AND is introduced into the IO for each phase, the first input of which is connected to the output of the third AND element, the second with the output of the OR element, the output with the third input of the OR element, while the output of the resistance relay is connected to the second input of the second AND element, and the output of the current relay is connected directly to the second input of the third element I.

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". Despite the fact that the elements NOT, AND, OR are widely used, devices in which these elements would be included in the same way are not known. Known devices containing such elements do not possess the properties that the claimed device acquired as a result of the introduction of the And element and new connections between the elements. Therefore, the claimed solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. The structural diagram of the proposed device is shown in the drawing.

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. The device comprises a start block 1, a block 2 for fixing a command to turn off at least one phase (FKO-1), a common 3 and phase 13 elements "Delay on operation", block 4 for fixing a command to turn off this phase (FKOf), a relay 5 of resistance, current relay 6, the first to fifth elements AND 7-11 and the element OR 12. Elements 1-3 are common, and elements 4-13 are provided for each phase.

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. The output of block 2 FKO-1 through a common element 3 "Delay on response" is connected to the first input of the first element And 7, the second input of which is connected to the output of block 4 FKOf, and the inverse output is connected to the first input of the second element And 8, the output of which is connected to the first input of the OR element 12. The output of the resistance relay 5 is connected to the second input of the second And 8 element and to the first input of the third And 9 element, the second input of which is connected to the output of the current relay 6, and the output with the input of the element 13 "Delay on operation" and the first the input of the fifth element And 11. Second and the third inputs of the element OR 12 are connected to the outputs of the phase element 13 "Operation delay" and the fifth element And 11, respectively, the output of the element OR 12 is connected to the second input of the fifth element And 11 and the first input of the fourth element And 10, the second input of which is connected to the output block 1 start, and the output is the output of the EUT.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. In normal mode, the signals at the outputs of all elements, with the exception of element And 7, are absent. If a fault occurs on one of the phases of the line as a result of its protection, the start-up block 1, as well as the resistance relay 5 and the relay 7 of the current of the damaged phase are triggered. As a result, through the AND 8, OR 12 elements, the fourth (output) And 10 element is activated, which acts to turn off the damaged phase and fix commands to turn off this phase (FKOf block 4) and to turn off at least one phase (FKO-1 block 2). At the same time, the elements And 9 and 11 are triggered, as a result of which the element And 11 is stored the output signal of the element OR 12 until the return of the resistance relay 5 or current relay 6. After the tripping of the common element 3 "Delay on operation", the time delay of which is set off from the time the circuit breaker was turned off, signals appear on the first inputs of the And 7 elements of all three phases. Since there is a signal at the second input of the And 7 element of this phase (from the output of the FFOf block 4), the And 7 element is triggered and the signal from its inverse output disappears. Due to the lack of current in the disconnected phase, the output signal of the current relay 6 is absent, and therefore, the output signals of the And 9, 11 and OR 12 elements. The repeated action on the disconnection of this phase (with its OAPV) occurs with an additional delay (on the element 13 "Delay on triggering ") along the circuit: element And 9 element 13" Delay on response "element OR 12 element And 10. This is due to the need to eliminate the false action of the EUT under the influence of the swing current when closing the line from the second end.

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). During the set time delay (30 ms) of element 13 "Delay on response", the relays fixing the restoration of the symmetrical mode have time to return and block the action of the EUT (this part of the logic is not shown).

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. On undamaged phases in the out-of-phase mode, the And 7 elements are in an unworked state due to the lack of signals at their second inputs associated with the outputs of the 4 FKOf blocks, and, therefore, there are signals at the inverse outputs of the And 7 elements. If a short circuit occurs in the second phase, the signal to turn off (and lock the command) this phase at the output of the And 10 element appears without slowing down the circuit: resistance relay 5, And 8 element, OR, 12 element, And 10. From the output signal of the OR element 12, the And 11 element is triggered what is the holding of the output signal until the return of the current relay 6 or relay 5 resistance. As a result of this, the operation of block 4 of the FCF and the disappearance of the output signal of the element And 7 and, therefore, the return of the element And 8 do not lead to interruption of the output signal of the device. Additional deceleration is not introduced into the operation of the EUT, the elements OR 12, AND 11 and 10 remain activated until the return of the And 9 element, determined by the moment of the return of the resistance relay 5 or current relay 6.

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. Thus, the introduction into the storage device of the first actuation of the IO on the additionally included element And 11, i.e. the implementation of the proposed technical solution, eliminates the additional slowdown in the disconnection of the phase that was damaged after the shutdown of the first. This significantly increases the reliability of the OAPV device and the power system as a whole.

Реализация изобретения не вызывает трудностей, поскольку оно построено на известных, широко используемых в технике релейной защиты и автоматики логических элементах. The implementation of the invention does not cause difficulties, since it is built on well-known logical elements that are widely used in the technology of relay protection and automation.

Изобретение использовано в разрабатываемом на АО "ЧЭАЗ" устройстве автоматического повторного включения типа ПДЭ-2004.03. The invention was used in a device for automatic re-inclusion of PDE-2004.03 type being developed at ChEAZ JSC.

Технико-экономическая эффективность предложения определяется повышением надежности работы энергосистемы, поскольку исключается дополнительное замедление в отключении фазы ВЛ, повредившейся после отключения первой. The technical and economic efficiency of the proposal is determined by increasing the reliability of the power system, since additional deceleration in the shutdown of the overhead line phase, which was damaged after the first shutdown, is excluded.

Claims

DEVICE FOR SINGLE-PHASE AUTOMATIC REPEATING OF THE THREE-PHASE ELECTRIC TRANSMISSION LINE, containing a start block, a block for fixing a command to turn off at least one phase, a common element DELAY TO START, for each phase there is a selective element consisting of disconnecting a block of a relay for holding a command for a resistance current, four logical elements AND, a logical element OR and a phase element DELAY TO WORK, and the output of the block fixing the command to turn off at least one phase through a common element Z The START-UP HOLD is connected for each phase to the first input of the first AND element, the second input of which is connected to the output of the trip block of this phase, and the inverse output to the first input of the second AND element, the output of which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the phase element DELAY TO OPERATION, the input of which is connected to the output of the third element AND, the first input of which is connected to the resistance relay, the second is connected to the output of the current relay, the output of the OR element is connected to the first input through of the fifth AND element, the second input of which is connected to the output of the start-up unit, and the output is the output of the electoral body, characterized in that the fifth element And, the first input of which is connected to the output of the third AND element, the second with the output of the OR element, is introduced into the selective organ for each phase , the output with the third input of the OR element, the output of the resistance relay is connected to the second input of the second element And, and the output of the current relay is connected directly to the second input of the third element I.