Устройство ускоренного трехфазного автоматического повторного включения линии

 

УСТРОЙСТВО УСКОРЕННОГО ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ, соединяющей электростанцию и систему,подключенное со стороны электростанции и содержащее цепь управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую, из последовательно соединенных конденсатора , замыкающего контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательяости обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и замыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к тому же трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторного включения введен в цепь управления линейно-го выключателя, о т л rt ч аю щ е с я. тем, что, с целью исключения несинхронных включений и нарушений устойчивости без контроля с«6ль1жения, в него введены два реле (Л контроля угла, включенных на разность напряжений по концам линии, размыкающие контакты этих реле соединены последовательно и включены в рассечку цепи управления реле повторного включения, а замыкающие кон- I такты соединены параллельно между собой и последовательно с замыкающим ; оо контактом реле повторителя быстро00 00 действующей защиты, подключены к цепям: противоаварийной автоматики, выполня-: ющим разгрузку линии связи без выдержки времени, при этом одно реле выполнено с постоянной уставкой угла а другое - с уставкой, зависящей от угла исходного режима.

„„SU,,11 8 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(Si1 Н 02 Н 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3525979/24-07 (22) 28.12.82 (46) 07.02.85. Бюл. У 5 (72) Т.,В;Колонский (71) Киевский отдел комплексного проектирования Украинского отделения

Ордена Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектноизыскательского и научно-исследовательского института Энергосетьпроект" (53) 621 . 316. 925 (088. 8) (56) 1. Богород А.M., Назаров Ю.Г.

Автоматическое повторное включение в энергосистемах. M. "Энергия", 1969, с. 191-200.

2. Фокин Г.Г. Быстродействующий орган контроля синхронизма для устройств АПВ линий 110-750 кВ. -"Электрические станции", 1983, В 1.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 518833, кл. Н 02 Н 3/06, 1974. .(54)(57) УСТРОЙСТВО УСКОРЕННОГО

ТРЕХФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ, соединяющей электростанцию и систему, подключенное со стороны электростанции и содержащее цепь управленИя реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую. из последовательно соединенных конденсатора, замыкающего контакта реле повторителя быстродеиствующеи sащиты линии, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и замыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к тому же трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторного включения введен в цепь управления линейного выключателя, о т л и ч аю щ е с я тем, что, с целью исключения несинхронных включений и нарушений устойчивости без контроля скольжения, в него введены два реле контроля угла, включенных на разность напряжений по концам линии, размыкающие контакты этих реле С: соединены последовательно и включены в рассечку цепи управления реле повторного включения, а замыкающие кон- фы такты соединены параллельно между фииаа собой и последовательно с замыкающим контактом реле повторителя быстродействующей защиты, подключены к цепям:. противоаварийной автоматики, выполня-. ющим разгрузку линий связи без.вы- „ IawL держки времени, при этом одно реле выполнено с постоянной уставкой угла, а другое — с уставкой, зависящей от угла исходного режима.

3 1138 Изобретение относится к энерге-. тике, а именно к автоматике энергосистем.

Известны устройства трехфазного автоматического повторного включения (ТАПВ) с проверкой (или ожиданием) синхронизма 1).

Для предотвращения в условиях успешного ТАПВ несинхронных включений при высоких углах сдвига фаз 10 (между векторами, эквивалентными ЭДС генераторов), опасных для механичес.кой прочности генераторов электростанций, в известных устройствах ТАПВ используется реле контроля сдвига фаз (реле контроля синхронизма).

Для предотвращения нарушения динамической устойчивости при успешном

AIIB в условиях допустимых углов сдвига фаэ, но высоких скольжениях (при 20

"которых нарушается устойчивость при успешных АПВ) в известных устройствах, кроме угла включения, обязательно фиксируется. скольжение, при котором еще разрешается успешное АПВ 25 линии с сохранением устойчивости. Необходимость фиксации скольжения обусловливает в известных устройствах, кроме органа контроля сдвига фаз (органа контроля синхронизма), также и орган выдержки времени. Поэтому известные устройства принципиально обладают хотя и незначительной, но определенной дополнительной выдерж.кой времени (2j. Указанное несколько

35 снижает эффективность ТАПВ линии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство ускоренного ТАПВ без дополнительной выдержки времени на линии связи со стороны электрических станций.

Это устройство ускоренного ТАПВ линии, соединяющей электростанцию и систему, включено со стороны электро45 станции и содержит цепь управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую из последовательно соединенных конденсатора, замыкающего контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта"реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и замыкающего контакта реле напряжения прямой последовательности, обмотка которого подключена к тому же

871 2 трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторого включения введен в цепь управления линейного выключателя.

Известное устройство АПВ без дополнительной выдержки времени, обеспечивая быстрое восстановление сети и сохранение устойчивости энергосистемы по линии межсистемной связи при самоустраняющихся коротких замыканиях, исключает возможность нежелательного включения линии со стороны электростанции на неустранившееся короткое замыкание как по условию сохранения устойчивости электростанции, так и по условию излишнего включения высоковольтного выключателя на короткое замыкание (3 ), Недостатком известного устройства является то, что возможно повторное включение линии межсистемной связи при высоких углах, опасных для механической прочности синхронных генераторов электростанции, и в условиях, когда при успешных АПВ имеет место нарушение динамической устойчивости энергосистемы.

Цель изобретения — исключение несинхронных включений и нарушения устойчивости без контроля скольжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство ускоренного ТАПВ линии, соединяющей электростанцию и систему, подключенное со стороны электростанции и содержащее цепь управления реле повторного включения с блокировкой от многократных срабатываний, состоящую из последовательно соединенньгх конденсатора, замыкающего

Ф контакта реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к трансформатору напряжения линии, и замыкающего контакта реле напряжения нулевой последовательности, обмотка которого подключена к тому же трансформатору напряжения, замыкающий контакт реле повторного включения введен в цепь управления линейного выключателя, введены два реле контроля угла, включенных на разность напряжений по концам линии, размыкающие контакты этих реле соединены последовательно и включены в рассечку цепи управления реле повторного включения, а замыкающие контакты соединены параллельно между собой

3 11388 и.последовательно с замыкающим контактом реле повторителя быстродействующей защиты, подключены к цепям противоаварийной автоматики, выполняющим разгрузку линий связи без вы5 держки времени, при этом одно реле выполнено с постоянной уставкой угла, а другое с уставкой, зависящей от угла исходного режима.

На фиг. 1 изображена упрощенная 10 принципиальная, схема устройства со стороны электрической станции; на фиг. 2 — угловые зависимости, поясняющие принцип реализации устройства.

Устройство со стороны электростан«15 ции по цепям постоянного оперативного тока состоит (фиг. 1) из цепи фиксации быстродействующей защиты линии, содержащей последовательно соединенные замыкающий контакт 1 быстродействующей .защиты, обмотку 2 реле повторителя быстродействующей защиты, три размыкающих контакта 3-5 реле положения Включено" в трех фазах, замыкающий контакт 6 реле контроля давления в баке выключателя и замыкающий контакт 7 реле фиксации, включенного от ключа управления выключателя, из цепи заряда конденсатора 8, содержащей последовательно соединенные конденсатор 8, резистор 9 и замыкающий контакт 10 реле, из цепи управления реле повторного включения выключателя, содержащей последовательно соединенные обмотку пеле 11, 35 замыкающий контакт 12 которого введен в цепь включения выключателя, замыкающий контакт t3 реле повторителя быстродействующей защиты линии, размыкающий -контакт 14 реле напряже- 40 ния нулевой последовательности, замыкающий контакт 15 реле напряжения прямой последовательности, размыкающий контакт 16 контроля угла постоянной уставкой угла д, размыкающий 45 контакт 17 реле контроля угла и три замыкающих контакта 18-20 реле блокировки от многократных срабатываний в трех фазах. Замыкающие контакты 21 и 22 реле контроля угла 50

16 и 17 соединены параллельно между собой и последовательно с замыкающим контактам 23 реле повторителя быстродействующей защиты и подключены к цепям.противоаварийной автоматики, 55 выполняющим разгрузку оставшихся в работе линий связи без выдержки времени при первом отключении линии уст71 4 ронством УАПВ. Обмотки реле 14 и 15 подключены к трансформатору напряжения линии, реле 16 и 17 включены на разность- напряжений по концам ли- 1 нии для изменения угла d между векторами этих напряжений.

В качестве реле контроля угла 21 с независимой от исходного режима характеристикой 8 (фиг. 2) используется известный измерительный орган максимального угла (фиксирующий текущий угол) с характеристикой где d" — уставка срабатывания органа.

В качестве реле контроля угла 22 с зависимой от исходного режима характеристикой ъ (фиг. 2) используется известный комбинированный измерительный орган максимального угла с характеристикой

d+Kt „wj Р (a)

rye d" — текущий угол; д „ — угол исходного нагрузочного режима;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

У вЂ” уставка срабатывания органа.

Линии м и Б (фиг. 2) образуют внутреннюю область углов, в пределах

KoTI >ой повторное включение выключателя линии не является опасным как для генераторов, так и для динамической устойчивости энергосистемы. Горизонтальная прямая a +ep = const соответствует максимальному допустимому углу повторного включения выключателя по условию механической прочности генератора.

Иаксимальное допустимое значение угла.с АЛВ выключателей в функции угла исходного режима д"н в двухмашинной схеме сети по условию сохране ния динамической устойчивости энергосистемы определяется в соответствии с граничной аналитической зависимостью

Т (d -d )+N с ьо -М qngd

d" = си.с сов, (11 и -й"

Г ° где Т и о „ — переток и угол в исходном нагрузоЧном режиме; (l, — предел статической устойчивости в до1138871 аварийной (послеаварийной. при успешном

AHB} схеме сети и при отключении линии в течение бестоковой 5 паузы;

gi = 1So — Ф" — максимальный .(критим н ческий) угол при АПВ с сохранением динамической устойчи- 10 вости.

По выражению (3} кривая d"(ôèã. 2} характеризует граничную зависимость

Ы" „ =f.(dH) допустимого угла повторного включения выключателя по условию15 сохранения динамической устойчивости в различных исходных режимах при

N-=const (например N = 0,5 N<).

Уставки реле 21 и 22 контроля угла должны характеризоваться соответству-20 ющими допустимыми углами д" и д *>, срабатывание реле 21 и 22 контроля при которых обусловливает включение выключателя через время его включения 1з при углах, меньших <ГАВ (пря- 25 мая м} и Рз (кривая Е).

На основании расчетов устойчивости с учетом времени бестоковой паузы и времени включения выклю п чателя 1дв определяется (упрощенно 30 или с помощью ЭВМ) уставка: y* реле 21 с независимой от исходного режима характеристикой по выражению (1) с- А.

Аналагочно определяется уставка / реле 22 с зависимой от исходЧАА ного режима характеристикой по выражению (2), 40 " + Кр = el" = Д" (.5) в виде наклонной прямой ъ, проходящей ниже линии 5.

Причем характеристика ъ определя-45 ется как наклонная прямая, проходящая через несколько точек (например, две точки д и е} в каждой из которых наРЯДУ с 1: з УчитываетсЯ соответ„ао ствующий угол исходного нагрузочного 50 режима, Ф (40 и 50 ). На фиг. 2

d = 115 при К=1 (сумма ординаты

УА4 и,абсциссы для каждой точки характеристики).

Характеристика 1, ограничена вертикальной прямой (пунктир), соответствующей углу Ф = 56 в наиболее йапряженном исходном режиме,с нормированным коэффициентом запаса Кз по статической устойчивости 207.

Устройство со стороны электростанции работает следующим образом.

В случае короткого замыкания на линии, отключения линии от быстродействующей защиты на время, достаточное для депонизации пространства дуги с противоположной от станции стороны линии, благодаря срабатыванию реле 1 и 2 (реле 15, 14, 16 отсутствуют) будет иметь место быстрое

АПВ выключателя. При самоустранении короткого замыкания и успешном повторном включении линии с противоположной от станции стороны в устройстве со стороны электростанции срабатывает реле 15, возвращается реле 15, возвращается реле 14 и если угол, который измеряют реле 21 и 22, не превышает уставки допустимого угла **, то размыкающие контакты

14 и 16 реле 21 и 22 находятся в замкнутом состоянии. В результате конденсатор 8 разряжается на обмотку реле 11, что обусловливает ускорение

АПВ выключателя линии со стороны станции без выдержки времени. После включения линии исключается действие средств противоаварийной автоматики на разгрузку связей при увеличении. угла и замыкании замыкающих контактов 21 и 22 °

При успешном повторном включении линии с противоположной от .электростанции стороны в устройстве со стороны электростанции реле 15 не срабатывает, его контакт не замыкается и АПВ со стороны электростанции не выполняется.

В напряженных исходных режимах или ремонтных схемах сети, или же при существенном изменении схемы сети, когда при успешном повторном включении линии с противоположной от электростанции стороны имеет место электромеханический переходный процесс, сопровождаемый высокими скоростями (скольжениями), из-за которых в конце бестоковой паузы

Ф „ углы превысят значения Ф „ и в устройстве со стороны электростанции замыкающие контакты

21 и 22 реле будут разомкнуты еще до того, как замкнутся контакты 14

"-и 15 реле после успешного ТАПВ с противоположной от электростанции стороны линии. В результате АПВ со

1138871

7 стороны электростанции не выполняется.

При успешном повторном включении линии с противоположной от электростанции стороны в условиях электромеханического процесса, в котором в конце бестоковой паузы замыкание контактов 14 и 15 реле одновременно сопровождается достижением угла значения, несколько меньшего, чем допустимый угол уставки е (характеристика

e), д", (характеристика a), реле 21 и 22 сохраняют свои контакты 16 и 17 замкнутыми в цепи разряда конденсатора 8, в результате чего подается импульс на включение выключателя и выполняется АПВ со стороны электростанции. При этом благодаря выбору уставок срабатывания реле 21, 22 для наиболее тяжелых условий включение выключателя через время 1 будет происходить при углах, не превышающих допустимые d s и о "Е соответственно для линий м и S ..

Если же скорость (скольжение) электромеханического переходного процесса будет выше, то в конце бестоковой паузы при замыкании .контактов 14 и 15 реле угол превысит зна чение сР или д"„ и реле 21 или 22 разомкнут размыкающие контакты 16 и 17 и замкнут замыкающие контакты.21. и 22. В результате АПВ линии выполняться не будет, а будет выполняться разгрузка оставшихся .линий без дополнительной выдержки времени.

При- качаниях, характеризующихся изменением угла д" во времени, устройство работать не будет, так как для выполнения успешного АПВ или разгрузки оставшихся линий при неуспешном AIIB устройстве фиксируется как срабатывание релейной защиты (контакты 13 и 23), так и отключение линии в составе цепей противоаварии

10 автоматики, разгружающих оставшиеся линии без дополнительной выдержки времени.

Таким образом, в устройстве для предотвращения нарушения динами15 ческой устойчивости при успешном

АПВ используется параметр, не зависящий от скольжения, в виде допустимого угла срабатывания о „ реле контроля 22 в функции угла исход20 ного нагрузочного режима д"„ (характеристика ъ ) и допустимого угла срабатывания d> реле контроля 21 (характеристика а на фиг. 2) . Поэтому успешное повторное включение линии выполняется в виде ускоренного без выдержки времени при углах д, исключающих опасность для генераторов, и устойчивости энергосистемы. В случае неуспешного АПВ с противо39 положной от .электростанции стороны линии или при превышении углом d допустимого значения d" „ или 4"z * в течение бестоковой паузы, АПВ линии не Выполняется и ускорению разгрузки

35 оставшихся линий сВязи оТ средстВ противоаварийной автоматики способствует сигнал на такую разгрузку без дополнительной выдержки времени.

1138871

1138871

120

70 K 70 40 ХО Ю Уд дд М

Quz. 2

Заказ 764

Тираж 620

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

Составитель К. Хоециан

Редактор А. Шишкина Текред Т. Дубинчак Корректор,Л. Пилипенко