SU52265A1 - Устройство дл защиты системы шин - Google Patents

Description

3 технике релейной защиты имеетс  целый р д схем дл  защиты шин станций и подстанций. Главна  трудность в выполнении удовлетворительной защиты щин, имеющих по одному масл ному выключателю на ответвлении , заключаетс  в том, как определить поврежденную секцию (систему) щин, если защита выбрана быстродействующей , основанной на диференциальном принципе.

Насто щее изобретение имеет целью дать рещение этой задачи. Предлагаемое устройство дл  защиты щин обладает выбором поврежденной системы щин, независимо от того, работает ли подстанци  с замкнутыми или разомкнутыми параллельными масл ными выключател ми.

Дл  достижени  этой цели в предлагаемом устройстве применено особое сочетание диференциальной защиты всех ответвлений от щин с балансной защитой.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом, на фиг. 1 которого изображена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства по первому варианту (с диференциальнотоковым пуском и с балансно-токовым

и балансно-вольтметровым выбором); фиг. 2-схему устройства по второму варианту; фиг. 3-схему по третьему варианту (с диференциально-токовым пуском и балансно-токовым выбором); фиг. 4-схему включени  балансных реле.

В диференциальную схему на каждую фазу, кроме диференциального реле /, включаютс  два балансно-токовых реле 2 и балансное реле 5.

Балансное реле 5 представл ет собою балансное реле, на каждом плече которого имеетс  по две катущки: катушка тока и катущка напр жени .

Схему включени  защиты легко у снить из фиг. 1-2 чертежа. Реле 2 включаетс  в общую цепь диференциальной схемы. Реле 5 включаетс  в плечи первой и второй систем шин диференциальной схемы. При таком включении, при замкнутом параллельном масл ном выключателе 6, реле 2 и 5 в общем случае действуют параллельно , помога  друг другу.

Однако, в некоторых случа х реле 2 может отказать в выборе; в этих случа х сработает правильно реле 5, Работа токовых катушек реле 5  сна

из чертежа и осооых по снении не требует. Следует только отметить назначение трансформаторов тока на параллельном масл ном выключателе 6, включенных в общую диференциальную схему. Эти трансформаторы тока имеют назначением компенсацию тока повреждени , протекающего через параллельный масл ный выключатель, что создает четкую работу токовой части балансного реле 5 в этих услови х.

Работа реле 2 основана также на принципе сравнени  токов. Из схемы фиг. 1 видно, что полный ток повреждени , протека  через катушку диференциального реле 7, протекает также через обе катушки обоих элементов реле 2,

Разность токов в разных катушках реле 2 достигаетс  путем специального подключени  трансформаторов тока, установленных на параллельном масл ном выключателе.

Из чертежа легко у снить способ подключени  трансформаторов тока к катущке реле 2.

Если повреждение произойдет на одной системе шин, то ток, протекающий от здоровой секции шин через параллельный масл ный выключатель, будет протекать также через катушки реле 2, но у одного реле 2 этот ток будет суммироватьс  с полным током повреждени  в рабочей катущке и вычитатьс  в тормозной катущке, во втором реле сочетание токов будет обратным, т. е. токи будут суммироватьс  в тормозной катушке и вычитатьс  в рабочей катущке.

Таким образом, сработает только одно реле 2, которое через промежуточные реле 3, 4 произведет выключение поврежденной системы шин. Если повреждение произойдет на второй системе щин, то сработает второе реле 2 и также произведет выбор поврежденной системы щин.

Выбор масл ных выключателей, приключенных к поврежденной системе шин, производитс  при помощи контактов на разъединител х обычным путем. На схеме фиг. 1 эти контакты не показаны, но они расположены в лини х 13, 4, 75 и 76 в тех

местах, где эти линии условно показаны оборванными.

Кроме того, на случай отказа в работе как балансного реле 2, так и балансного реле 5 предлагаетс  применить на каждом реле 2 вторую пару размыкающихс  контактов. При наличии этих размыкающихс  контактов последние соедин ютс  последовательно и замыкают цепь промежуточного реле 8. Таким образом, если реле 2 не сработает, тр сработает реле 8 и выключит параллельный масл ный выключатель. При разомкнутом параллельном масл ном выключателе под действием разных напр жений на поврежденной и здоровой секци х щин и под действием токов реле 5 сработает и отключит поврежденную систему щин. Катущки напр жени  реле 5 включаютс  таким образом, что на плечо токовой катушки поврежденной системы действует напр жение здоровой системы щин и наоборот. При наличии такого включени  правильный выбор поврежденной системы от реле 5 обеспечен .

Однако, реле 5 может дать неправильную работу в случае обрыва или перегорани  предохранител  в цепи одного из трансформаторов напр жени . Дл  исключени  последнего в схеме предусматриваетс  специальна  автоматическа  блокировка цепи напр жени  при помощи реле 9, Ю, П и 72.

Из схемы видно, что при нарушении баланса напр жений реле 9 сработает и замкнет свои контакты. В этих услови х через определенную выдержку времени реле Ю сработает и включит реле /2, которое разомкнет цепь напр жени  к катущкам реле 5.

Комбинаци  реле 10, 7/ и 72 имеет то достоинство, что длительно под током находитс  только одно реле 72. Многоконтактное реле 72 можно заменить двум  стандартными.

У реле 72 предусматриваютс  два сигнальных контакта - замыкающийс  и размыкающийс . При наличии поc leдниx персонал получит сигнал в любых услови х нарушени  нормального положени  реле 72.

Преимущество предлагаемой схемы заключаетс  в том, что даже при выходе из стро  реле напр жени  схема не тер ет избирательности ни при замкнутом, ни при разомкнутом параллельном масл ном выключателе .

При переводе всех линий на одну систему шин защита автоматически переводитс  на жесткую диференциальную схему. Последнее выполн етс  при помощи использовани  блок-контактов на разъединител х. Возможна  схема использовани  этих блок-контактов условно показана внутри пунктирного контура в нижнем правом углу фиг. 1 чертежа.

Защита может дать неправильную работу в случае, если все линии переведены на одну из систем полос, кроме двух линий, выделенных на вторую систему шин, дл  подъема с нул . Однако, последнее легко устран етс  введением в схему специального штепсел  17, замыкающегос  персоналом при выделении двух линий дл  подъема с нул .

В случае отказа в работе основной быстродействующей аппаратуры в схеме предусмотрена обычна  резервна  защита, котора  произведет выключение всей подстанции через резервные реле 23 и 24, действующие с определенной выдержкой времени .

В схеме по фиг. 2 отсутствует балансное реле .5, но введены ба лансно-вольтметровые реле 18 и 19.

В общий провод диференциальной схемы включаютс  балансно-токовые реле 2, работающие на принципе сравнени  токов в катушках. Разность токов в разных катушках достигаетс  путем специального подключени  к балансно-токовым реле 2 трансформаторов тока, установленных на параллельном масл ном выключателе .

Если повреждение произойдет на одной из систем шин при замкнутом параллельном масл ном выключателе, то полный ток повреждени , протека  через обмотки диференциального реле /, будет протекать через обмотки балансных реле 2. Часть тока, протекающа  через параллельный

масл ный выключатель от здоровой секции щин, трансформиру сь, будет протекать также и через катушки балансных реле 2. У одного из балансных реле этот ток суммируетс  с общим током повреждени  в рабочей катушке и вычитаетс  - в тормозной катушке. Во втором балансном реле сочетание токов будет обратное, т. е. сумма токов - в тормозной катушке и разность- -в рабочей катушке. Таким образом, сработает только одно балансное реле и через промежуточное реле 4 или 3 произведет выключение поврежденной секции.

Если повреждение произойдет на второй системе шин, то сработает второе балансное реле и также произведет выключение поврежденной части установки. Выбор масл ных выключателей, приключенных к поврежденной системе шин, производитс  при помощи контактов на разъединител х обычным путем (на схеме не показано).

При использовании обычных балансно-токовых реле защита не могла бы считатьс  удовлетворительной , потому что в некоторых услови х последн   отказала бы в работе .

К этим услови м относ тс  случаи, когда на одну систему шин выведены все линии, на другую же систему выведены только одна или две концевые линии или линии с маломощными источниками питани .

В этих услови х при повреждении на основной системе шин ток через параллельный масл ный выключатель будет равен или нулю или очень малой величине по сравнению с полным током повреждени , протекающим через диференциальное реле /.

В этих услови х балансные реле 2 не сработают, и защита откажет в работе. Дл  исключени  последнего предлагаетс  у балансных реле 2 пристроить вторую пару размыкающихс  контактов.

При наличии этих контактов указанный недостаток схемы устран етс .

Размыкающиес  контакты обоих элементов балансного реле 2 соедин ютс  последовательно и через них

подводитс  цепь к промежуточному реле 8. Поэтому, если в вышеуказанных услови х балансные реле не сработают , то сработает реле 8 и произведет выключение параллельного масл ного выключател . После выключени  параллельного масл ного выключател  поврежденную секцию выберут балансно-вольтметровые реле /5 и J9.

Из сказанного следует, что во всех услови х при замкнутом параллельном масл ном выключателе защита произведет выбор поврежденной системы шин.

Дл  условий работы заш,иты при разомкнутом параллельном масл ном выключателе предусматриваетс  установка двух комплектов балансно-вольтметровых реле JS и 79.

Исследовани  автора показали, что при повреждении на одной из систем шин в услови х разомкнутого масл ного вь ключател  разность повреждений между поврежденной и здоровой секци ми шин при всех услови х будет вполне достаточной дл  правильной работы балансно-вольтметровых реле /5 и /9. Следовательно, в этих услови х защита также произведет правильный выбор поврежденной системы шин.

Дл  того, чтобы предохранить ложную работу защиты (балансно-вольтметровых реле) в случае обрыва или перегорани  предохранител  в цепи одного из трансформаторов напр жени , в схеме предусматриваетс  автоматическа  блокировка при помощи реле 9, 10, 11 и /2. В этих услови х балансное волыметровое реле 9 сработает; через определенную выдержку времени, задаваемую реле W, сработает и прилипнет промежуточное реле 72, благодар  чему разорветс  цепь посто нного тока от обоих балансно-вольтметровых реле 18 и 19.

Как и в схеме по фиг. 1, комбинаци  трех реле 10, 11 и 72 выполнена таким образом, что под длительным током находитс  только реле 72. В реле 72 предусмотрены замыкающийс  и размыкающийс  сигнальные контакты, предупреждающие персонал о нарушении нормального положени  блокировочного реле 72 в любых услови х.

Эта же комбинаци  реле 9, W, 77 и 12 выполн ет роль автоматической перестройки защиты на жесткую диференциальную схему при переводе всех линий на одну систему шин.

К основному недостатку схемы следует отнести то, что при выходе из стро  балансно-вольтметровых реле 18 и 19 при замкнутом параллельном масл ном выключателе защита тер ет избирательность, но в этих услови х отключение всей подстанции производ т реле 23 и 24 резервной защиты.

В схеме по фиг. 3 отсутствуют как реле 5, так и реле 18 и 19. Выбор поврежденной части установки осуществл етс  только реле 2.

Как и в первых двух вариантах, в схеме на фиг. 3 в цепь реле 7 диференциальной схемы включаютс  два балансно-токовых реле 2, работающие на принципе сравнени  токов в катушках. Разность токов в разных катушках достигаетс  путем спец 1ального подключени  балансно-токовых реле 2 к трансформаторам тока, установленным на параллельном масл ном выключателе.

Если повреждение произойдет на одной из систем шин при замкнутом параллельном масл ном выключателе, то полный ток повреждени , протека  через обмотки диференциального реле 7, будет протекать через обмотки обоих балансных реле 2, но часть тока, притекающа  к месту повреждени  от здоровой системы шин через параллельный масл ный выключатель , будет протекать также и через катушки балансных реле.

У одного из балансных реле этот ток будет суммироватьс  с общим током повреждени  в рабочей катушке и вычитатьс  в тормозной катущке с полным током диференциального реле. Во втором балансном реле сочетание тока будет обратное, т. е. сумма токов -в тормозной катушке и разность-в рабочей катушке. Таким образом, сработает только одно балансное реле и произведет выключение через (условно показанное) промежуточное реле 3 поврежденной системы шин.

Если повреждение произойдет на | второй системе шин, то сработает второе балансное реле 2 и подобным же образом произведет выключение второй (поврежденной) секции через реле 4.I

Выбор масл н.ь1х выключателей, приключенных к поврежденной системе шин, производитс  при помощи контактов на разъединител х (на чертеже не показано).I

При использовании обычных балансно-токовых реле 2 защита не j могла бы считатьс  удовлетворительной , потому что в некоторых услови х I она отказала бы в работе. Это слу- , чаетс , когда на одну систему шин i выведены все линии, на другую же : систему выведены только одна или две концевые линии (без питани  на противоположном конце) или линии со слабым источником питани . В этих i услови х, при повреждении на системе шин, на которую выведены все линии, ток второй секции шин через параллельный масл ный выключатель будет равен или нулю или очень малой величине по сравнению с полным током повреждени , протекающим через диференциальное реле 7. В этих услови х балансные реле 2 не тронутс  и защита отказала бы в работе.

Дл  исключени  такого случа  балансные реле 2 снабжаютс  второй парой размыкающихс  контактов j (в схеме на фиг. 4 -эти контакты не j показаны).

Размыкающиес  контакты обоих реле 2 соедин ютс  последовательно и через них проводитс  цепь промежуточного реле 8. Таким образом, если в указанных услови х балансные реле не сработают, то сработает j реле 8 и через реле 3 4 произведет выключение всей подстанции.

Реле 8 имеет назначение резервной защиты, обычно прин той на случай отказа в работе основных реле.

Достоинство схемы заключаетс  в том, что защита получаетс  быстродействующей .

Недостаток схемы заключаетс  в том, что последн   может быть применена только на подстанци х, которые работают на обеих системах

шин с замкнутыми параллельными масл ными выключател ми. При разомкнутом параллельном масл ном выключателе и одновременной работе на обеих системах шин защита не имеет избирательности.

Предмет изобретени .

Claims (7)

1.Устройство дл  защиты системы шин, содержащей междущинный автоматический выключатель и снабженной диференциальной защит;ой, охватывающей все ответвлени  от щин, отличающеес  тем, что в цепь реле / диференциальной схемы включены два балансно-токовых реле 2, обмотки которых питаютс  током от вторичных обмоток трансформаторов тока, установленных на междушинном автоматическом выключателе, дл  того, чтобы в балансно-токовом реле 2 поврежденной секции шин ток, протекающий через междущинный автоматический выключатель, суммировалс  с током повреждени  в рабочей обмотке и вычиталс  в тормозной обмотке из полного тока диференциального реле, с целью обеспечени  селективного срабатывани  одного элемента реле 2 и отключени  поврежденной системы шин.

2.В устройстве по п, 1 применение в реле 2 второй пары контактов, устанавливаемых на коромысле реле 2, работающих на размыкание и соединенных цепью оперативного тока с диференциальными реле и с промежуточным реле 3, с целью предотвращени  отказов в работе баланснотоковых реле 2 при питании от одной системы шин всех ответвлений и от другой системы одной или двух тупиковых линий или линий со слабым источником питани .

3.Форма выполнени  устройства по п. 1, отличающа с  тем, что в плечи диференциальной защиты, кроме диференциальных / и балансно-токовых 2 реле, включены балансные реле 5, одно плечо которых имеет обмотку тока первой системы щин и обмотку напр жени  второй системы шин и, наоборот, с той целью, чтобы таким включением обмоток реле 5 обеспечить как токовый выбор поврежденной системы шин, так и выбор по напр жению.

4.В устройстве по п. 3, с целью предотвращени  ложных действий защиты при перегорании предохранителей или обрыве фазы в цепи одного из трансформаторов напр жени , применение реле 9, служащего дл  блокировки цепи напр жени  и включенного во вторичную обмотку трансформатора напр жени , и реле /(-72, включенных в оперативную цепь.

5.В устройстве по п. 3 применение реле 72, длительно наход щегос  под напр жением оперативного тока и служащего как дл  размыкани  цепи катушек напр жени  реле 3 от обоих трансформаторов напр жени  в любых услови х нарушени  баланса напр жений через посредство реле времени/О , так и дл  замыкани  сигнальной цепи с целью обеспечени  контрол  работы устройства.

6.Форма выполнени  устройства

по п. 1, отличающа с  тем, что на каждой системе шин установлен комплект балансно-вольтметровых реле 75, 79, соединенных цепью оперативного тока через контакты диференциальных реле /, балансно-вольтметровых реле 75, 79 и обмотки выключающих реле 3, 4.

7. В устройстве по п. 6, с целью предотвращени  ложных действий защиты при перегорании предохранителей и обрыве фазы в цепи одного из трансформаторов напр жени  и при переводе питани  всех линий от одной системы шин, применение балансновольтметровых реле 9, служащих дл  блокировки цепи напр жени  и включенных во вторичную цепь трансформаторов напр жени , и реле времени 10 и двух промежуточных реле 77, 72, включенных в оперативную цепь дл  осуществлени  автоматического перевода защиты на диференциальную схему.

Фиг1 , - --О 

..-J

(О-1|л:

( i 1 Ы Г

о i i I

J

..

:rl

r.w J ,

- -L

V i --

-e-- --,

:ЮГЧ:

-. .01

4.4.J-:4PO