Pierwszenstwo. 09.IV.1962 dla zastrz. 1 do 4 ¦ %\oQ I UKD Opublikowano l0.XL1966 Wspóltwórcy wynalazku: Rudolf Ulbricht, Wolfgang Peuker, Kurt Neumann Wlasciciel patentu: VEB Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow, Ber¬ lin-Treptow (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób selektywnego i bezzwlocznego wylaczania jedno- lub wielobiegunowego zwarcia linii wysokiego napiecia, wystepujacego po samoczynnym ponownym zalaczeniu (SPZ), oraz uklad polaczen do stosowania tego sposobu Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu bezzwlocz¬ nego wylaczania zwarc w trójfazowych liniach energetycznych wysokiego napiecia z bezposrednio lub posrednio uziemionym punktem zerowym, wy¬ stepujacych ponownie po samoczynnym ponownym zalaczeniu (SiPZ) zwartej linii, dokonanego przez zabezpieczenie odleglosciowe, oraz ukladu polaczen do stosowania tego sposobu.Bezzwloczne wylaczenie ponownie wystepujace¬ go zwarcia po SPZ mozna osiagnac w znany spo¬ sób za pomoca pradowego lub mocowego zabezpie¬ czenia porównawczo-kierunkowego z laczem wy¬ sokiej czestotliwosci lub kablowym, zainstalowa¬ nym pomiedzy stacjami zwiazanymi chroniona linia wysokiego napiecia.Jedna ze znanych metod wylaczania zwarc bez zastosowania lacza polega na wykorzystaniu prze¬ kazników odleglosciowych, których charaktery¬ styka oporowo-czasowa jest tak dobrana, ze pod¬ czas wystapienia zwarcia w kazdym dowolnym punkcie chronionej linii nastepuje jego bezzwlocz¬ ne wylaczenie. Przy tym, zaleznie od polozenia miejsca zwarcia wskutek objecia charakterystyka oporowo-czasowa chronionej linii, poza rezerwo¬ wym wylacznikiem moze nastapic bezzwloczne wylaczenie nieobjetej zwarciem linii.Ta nieselektywna metoda wymaga stosowania SPZ wylaczajacych wylaczników.Podczas wystapienia ponownego zwarcia musi zadzialac przekaznik o charakterystyce oporowo- 10 15 20 25 30 -czasowej, aby wyeliminowac kazde nieselektywne wylaczenie wylacznika.Z tego powodu przekaznik odleglosciowy o cha¬ rakterystyce oporowo-czasowej przelaczany jest podczas pauzy bezpradowej z powrotem na selek¬ tywnie dzialajaca charakterystyke. W wyniku tego, podczas W3rstapienia zwarcia w poblizu konca linii, moze ono nie byc wylaczone. Te znane metody z wykorzystaniem lacza wymagaja stosunkowo du¬ zego wydatku technicznego i ekonomicznego, nie gwarantujac absolutnej skutecznosci, tak ze w praktyce zazwyczaj stosuje sie przekazniki odleg¬ losciowe o ciaglej charakterystyce.Metoda ta, zwlaszcza w zastosowaniu do sieci z bezposrednio uziemionym punktem zerowym, podczas dlugiego i ciaglego oddzialywania pradu zwarciowego powoduje wystepowanie niebezpiecz¬ nych napiec krokowych i napiec dotyku, jak rów¬ niez wplywa zaklócajaco na prace urzadzen sygna¬ lizacyjnych i zdalnego sterowania.Te niedogodnosc mozna zmniejszyc przy obecnym stanie techniki tylko przez zastosowanie bardzo drogich lacz kaiblowych lub lacz wysokiej czesto¬ tliwosci.Celem niniejszego wynalazku jest zmniejszenie niebezpiecznych napiec krokowych i dotyku do dopuszczalnej wartosci, jak równiez wyeliminowa¬ nie zaklócajacego wplywu na prace lacza podczas wystepowania ponownych zwarc po cyklu SPZ, przy jednoczesnym uniknieciu duzych wydatków ma-terialowycn i ekonomicznych jakie trzeba bylo po¬ nosic dla wymaganych do tego celu lacz.Istota wynalazku polega na tym, ze bezzwloczne i selektywne wylaczenie zwarcia na liniach wyso¬ kiego napiecia dokonywane jest dla kazdego przy¬ padku zwarcia, przy czym wynalazek odznacza sie takim bezzwlocznym wylaczeniem zwarcia, które wystepuje ponownie po cyklu SPZ. Zgodnie z wyna¬ lazkiem zadanie to zostalo spelnione w taki spo¬ sób, ce podczas pauzy bezpradowej w czasie SPZ wystepujace na koncu linii przed stacja napiecie do sterowania zakresu stopni przekaznika odleglos¬ ciowego wykorzystane jest tak, ze predkie stopnie pozostaja dla pomiaru odleglosci zasiegu przy Obu¬ stronnie otwartym wylaczniku.(Przy tym podczas wznowionego zwarcia po SPZ przewidziane jest nastepne bezzwloczne wylaczenie obu wylaczników, podczas gdy przekaznik odleg¬ losciowy z jego normalna charakterystyka opo- rowo-czaisowa zadziala, wylaczajac tylko jedno¬ stronnie wylacznik i nie przeszkadzajac cyklowi SPZ sasiednich odcinków linii.Wedlug tego sposobu wystepujace napiecie na zaciskach wtórnych przekladanka napieciowego, za¬ instalowanego na koncu linii wykorzystane jest pojedynczo lub w kombinacji. Wedlug dalszej cechy wynalazku, wystepujace napiecie zerowe na otwar¬ tym trójkacie wtórnego uzwojenia przekladnika zainstalowanego na koncu linii uzyte jest do ste¬ rowania.Do bezzwlocznego wylaczania sluzy kombinacja napiecia zerowego z napieciem trójprzewodowym — ziemia.Równiez dla sieci bez uziemionego bezposred¬ niego punktu zerowego mozna uzyc trójprzewodo- wego napiecia — ziemia lub tylko napiecia trój- przewodowego.W jednym z ukladów polaczen, przeznaczonym do zrealizowania sposobu wedlug wynalazku, im¬ puls wylaczajacy przekaznika odleglosciowego po¬ budza jeden lub wiecej przekaznik6w pomocniczych wybranym napieciem przewód — ziemia linii ob¬ jetej zwarciem. Wybrane napiecie przewód — zie¬ mia doprowadzone jest do zmieniajacego faze czwórnika, którego napiecie wyjsciowe sumuje sie z napieciem zerowym i podawane jest do nadmia¬ rowego przekaznika napieciowego.Dla drugiego przypadku zainstalowano przekaz¬ nik pomocniczy o dzialaniu zwlocznym, polaczo¬ ny z przekaznikiem dzialajacym na zanik napiecia oraz z nadmiarowym przekaznikiem napieciowym o opóznionym dzialaniu, którego otwierajacy sie styk blokaje ponowne polaczenie ze stopnia zasie¬ gu na normalna charakterystyke. Ta decyzja be¬ dzie utrzymana do drugiego wylaczenia wylacz¬ nika.Zaleznie lub niezaleznie od polozenia przekaz¬ nika odleglosciowego mozna sterowac zwloczne dzia¬ lanie przekaznika bezposrednio z nadmiarowego przekaznika napieciowego, który reagowac bedzie tylko na napiecie zerowe.Takze mozliwym jest do sterowania, zaleznie lub niezaleznie od polozenia przekaznika odlegloscio¬ wego, zwlaszcza dzialanie przekaznika bezposred¬ nio z zanikowego przekaznika napieciowego, jed¬ nym z trzech napiec miedzyfazowych lub miedzy- przewodowych.Wybór napiecia dzialania zalezny jest od polo¬ zenia wylacznika na wszystkich trzech przewodach- 5 Napiecie wyjsciowe przesuwajacego faze czwór¬ nika, do którego doprowadzone jest tylko^ napiecie zerowe, sumowane jest z napieciem fazowym.Fig. 1 przedstawia uklad przykladowego zastoso¬ wania sposobu dla fragmentu sieci ze stacjami 1, 2„ 10 3 i 4 z bezposrednio uziemionym punktem zero¬ wym, oraz stan wylaczników 5 do 10 przy jedno- biegunowym zwarciu linii w punkcie 11.Stopien zasiegu przekaznika odleglosciowego obejmuje wylacznik 5 do dodatkowego wylaczania- 15 Wylaczenie wylacznika 10 nastapic moze pod warunkiem, jezeli zwarcie na linii wystapi pomie¬ dzy stacjami 2 i 3 w poblizu stacji 3.Charakterystycznym stanem polaczenia sieci jest obustronne otwarcie wylaczników 7 i 8 linii na 20 stacji 2 i 3, a wiec na poczatku i na koncu uszko¬ dzonego odcinka linii, przy jednobiegunowo otwar¬ tym tylko wylaczniku 5 na stacji 1.Fig. 1 przedstawia oprócz tego, ze przy jedno- biegunowym otwarciu wylacznika 7 i 8 na uzwo- 25 jeniach polaczonych w gwiazde 14 przekladników napieciowych 12 i 13 wystepuje obnizone napiecie fazowe, a na otwartym trójkacie uzwojenia 15 wy¬ stepuje pelne napiecie zerowe.Na fig. 2 przedstawiony jest wykres wektorowym so napiec uzwojenia polaczonego w gwiazde 14 i uzwo¬ jenia polaczonego w trójkat 15 podczas nieuszko¬ dzonej linii, przy czym napiecie uzwojenia pola¬ czonego w trójkat jest praktycznie równe zeru.Wykres wektorowy z fig. 3 przedstawia napie- 35 cia nastepujace podczas jednobiegunowego zwar¬ cia z ziemia przy jednostronnie wylaczonej linii, przy czym napiecie 16 na uzwojeniu w gwiazde 14: objetej zwarciem linii wzgledem ziemi maleje i dlatego na uzwojeniu w trójkat 15 wystepuje 40 pelne napiecie 17.To napiecie zerowe wystepuje równiez podczas przerwy beznapieciowej wtedy, kiedy istnieje trwale zwarcie z ziemia (na przyklad podczas zer¬ wania przewodu). 45 Wobec tego tylko jeden z dwóch wylaczników T lub 8 wylaczac bedzie, jak przy zwarciu wystepu¬ jacym na zalaczony odcinek linii tak, ze po wy¬ laczeniu zwarcia na przekladniku napieciowym podczas otwartego jak równiez zamknietego konca linii, ponownie wszystkie trzy napiecia fazowe po¬ zostana niezmienione, o ile do szyn zbiorczych przeciwleglej stacji podlaczony jest co najmniej jeden transformator z trzeciorzednym uzwojeniem, i uziemionym punktem zerowym.Napiecie na otwartym trójkacie 15 przekaznika napieciowego 12 lub 13 przy jednostronnie odlaczo¬ nej jednobiegunowo linii praktycznie nie wystapi.Wykorzystanie tego róznego stosunku napiec do sterowania stopniem zasiegu przekaznika odleglos- 50 ciowego jest glówna idea wynalazku. Rozpatrujac przykladowo w sieci z bezposrednio uziemionym punktem zerowym wystapienie napiecia zerowego podczas pauzy bezpradowej, a wiec w czasie pomie¬ dzy wylaczeniem i zwlocznie nastepujacym SPZ, €S nalezy stwierdzic, ze trzeba wykorzystac stopien 65tl«87 zasiegu przekaznika odleglosciowego takie dla przypadku ponownego zwarcia i odwrotnie przy braku tego napiecia zerowego — ftopien zasiegu jest tnieskuteczny.W pewnych warunkach obciazenia sieci i zwar¬ ciu jednobiogunowym linii, napiecie zerowe bedzie prawie nie óq odró&iienia. dlatego tez sposób we¬ dlug wynalazku przewiduje zawojowanie napiec fazowych ^ pojedynczo OTaz w kon*Wn*cJi napiec fazowych % napieciem zerowym.Napiecie zerowe moJna równie* uzyska- w zna¬ ny sposób w przypadku odpowiedniego uzwojenia przekladników napieciowych poprzez podlaczenie pomocniczego przekladnika polaczonego w gwiaz¬ de — trójkat, Ola kaidego przekladnika napieciowego, sluza¬ cego w Uniach wysokiego napiecia dc polaczen przekazników odlegioidowyoh, przewijany jest zgodnie % fig. l uklad polaczen \% wedlug wyna¬ lazku, kWnr jako przyklad wykonanie uwidocznio¬ ny jeet m Hf,-4 dla przypadku kombinacji napiec fazowych z napieciem zerowym. ftnpuls wylaczeniowy dla wylacznika 19 podawa¬ ny jest z przekaznika odleglosciowego W i dodatko¬ wego przekaznika tl do sterowania SPZ oraz urza¬ dzenia przelaczajacego dla kazdego przypadku zwarcia ze stopnia normalnego na stopien zasiegu i przekazników pomocniczych **, ** i (lub) 24.Napiecie fazowe podczas zwarcia poprzez etyki 25, 26 lub 27 jest podawane na zanikowy przekaz¬ nik 28 oraz na przesuwajacy faze czwórnik 29, a jednoczesnie zamkniete sa styki 30, 31 lub 32, przez co przekaznik 33 ze zwloka czasowa zamyka styk 34. Na zaciski wejsciowe czwórnika 29 poda¬ wane jest napiecie fazowe uszkodzonej linii, któ¬ rego faza zmieniana jest przez czwórnik 29 i które sumowane jest wraz z napieciem zerowym uzwo¬ jenia 15 polaczonego w trójkat.To sumowane napiecie doprowadzone jest do przekaznika 35. Jezeli napiecie podawane na prze¬ kaznik 28 jest mniejsze niz wartosc napiecia roz¬ ruchu przekaznika, jak na przyklad podczas wy¬ laczenia linii v jednofoiegunowo dwustronnie lufo trójbiegunowo jednostronnie, to wtedy styki 36 po¬ zostaja zamkniete.Kiedy sumaryczne napiecie zasilajace przekaz¬ nik 35 przekracza wartosc rozruchowa przekaz¬ nika, wtedy styk 37 ibedzie zamkniety, zadziala przekaznik 38 po zamknieciu styku 34 i otworzy „ sie styk 39, dzieki czemu po SPZ charakterystyka zasiegu przekaznika odleglosciowego 20 utrzymana jest dla ponownego szybkiego wylaczenia zwar¬ cia, które moze wystapic po SPIZ., Przekaznik zanikowy 28 przy przekroczonej usta¬ lonej wartosci napiecia otwiera swój styk 36, przez co caly uklad unieruchomiony zostaje do chwili kiedy styk 39 przekaznika 38 pozostanie zamkniety.Podczas pauzy beznapieciowej SPZ dodatkowy przekaznik 21 przelacza charakterystyke stopniowa przekaznika odleglosciowego na normalna. Prze¬ kazniki 22, 23, 24, 38 przewidziane sa ze zwloka dzialania, przy czym powzieta decyzja podczas pauzy bezpradowej pozostaje az do ewentualnego nastepnego wylaczenia wylacznika 19.Dzieki tej metodzie dodatkowe wylaczenie po SPiZ odlbywa sie niezaleznie od ciaglych lub okre¬ sowych wahan napiecia, przy ciym szybkie wyla¬ czenie uszkodzonej Unii dokonane jeet bez utycia pomocniczego kanalu pomiedzy HorezpaMujacymi stacjami, i Sposób wedlug wynalazku motoa stosowac takie w Sieciech bez uziemionego (bezposrednio punktu zerowego* iprzy obustronnie wylaczonej trzybiegunowo linii poza nieznacznym wplywem równoleglego obwodu li pradowego nie wystepuje ladne napiecie n* obu koncach tej linii, natomiast pedem jednostronnie otwartej triTibiagunowo linii wystepuje pelne na¬ piecie, przy zaloieniu. te nicwylaeiony koniec linii zawiere na przyklad podlaczony transformator. ii Dla takich zleci ukl*«y itfliiceeA wedjtug II*. 4 mozna wykorzysta* w przypadku, gdy przy obu* stronnie wylaczonej Unii napifcia fazowe jak rfrw- niei napiecia zerowe «njejiz^ przy jediwwironnjnm trójtyei^w^ wylaczaniu u linii wystepuja trzy hipisi* Jajowe (jak równiez napiecie wybrane do ^Wylaczenia), iwsktttek tego napiecie terowe ponownie nie naitapi. Polaczenie wedlug fig. 4 jeit zatem uniwersalne w zastoso¬ waniu.^ W sieci bez uziemionego bezpesrednio punktu zerowego uklad polaczen wedlug fig. 4 jest przez to uproszczony, ie zamiast tydh przekazników **» 21 i m przewidziany jest tylko jtden przekainik 24, który po zamknieciu swojego styku podaje impuls do przekaznika 28 dla odlaczenia czwórnika », " przekaznika 33 i przekaznika 35* Zanikowy przekaznik «8 przy przekroczeniu wartosci rozruchowej zamyka styk 36, dzieki czemu przekaznik pomocniczy 38 zadziala w opisany juz uprzednio 6posób. 85 To proste polaczenie zapewnione jest równiez przy wielobiegunowym zwarciu w sieci z uziemio¬ nym lub ibez uziemionego bezposrednio punktu ze¬ rowego, przy zalozeniu, ze oddzielone ibedzie na¬ piecie zwrotne, wynikajace z podlaczonego trans¬ formatora.W szczególnym przypadku, przykladowo w sieci z bezposrednio uziemionym punktem zerowym za¬ silanej wstecznie przez podlaczony na odnosnej stacji transformator, uklad polaczen wedlug fig. 4 45 jest dostatecznie pewny wtedy, 'kiedy napiecie zero¬ we uzwojenia 15 przekladnika napieciowego wy¬ korzystane do sterowania przekaznika 38 i prze¬ kazników 22, 23, 24, 28 i 33 nie bedzie doprowa¬ dzone, a przekaznik 35 ze swym stykiem 37 spo¬ ro woduje zadzialanie przekaznika 38.Do zrealizowania funkcji laczenia i sterowania opisywanego ukladu moga byc uzyte elementy elektroniczne.Korzysc sposobu wedlug wynalazku, w odróznie- 55 niu od znanych sposobów szyibkiego wylaczania, polega na tym, ze Obustronne bezzwloczne wyla¬ czenie linii osiaga sie bez pomocniczych kanalów (lacz wysokiej czestotliwosci luib — ikalblowych) po¬ miedzy korespondujacymi stacjami, niezaleznie od 60 miejsca zwarcia wystepujacego na linii. PL