RU2009594C1

RU2009594C1 - Device for leading division of supply line

Info

Publication number: RU2009594C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Самойлович Кузник
Original assignee: Юрий Самойлович Кузник
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: method involves calculation of ratio of full power of substation to power of main power supplies that total current causes switch of fast-response relay to supply line division for de-energizing of short-circuit current from faulted substation connection. EFFECT: simplified precise leading division of supply line when unsafe short-circuit currents at substation switches are detected. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам для автоматического опережающего деления сети при уровнях токов короткого замыкания (КЗ), превышающих допустимый для выключателей присоединений подстанции. The invention relates to electrical engineering, to devices for automatically leading the division of the network at levels of short circuit currents (SC) exceeding the permissible for switches of the substation connections.

Известны устройства опережающего деления сети при недопустимых уровнях токов КЗ на присоединениях за счет включения специальных быстродействующих реле на каждом присоединении, где токи КЗ могут превышать допустимые значения разрывной способности выключателя. Реагирующее реле воздействует на опережающее отключение выключателей деления сети для ограничения тока отключения выключателя присоединения с КЗ на нем. Known devices for advanced division of the network with unacceptable levels of short-circuit currents at the connections due to the inclusion of special high-speed relays at each connection, where the short-circuit currents can exceed the permissible values of the breaking capacity of the circuit breaker. The reacting relay acts on the forward disconnection of the circuit breakers to limit the disconnection current of the connection switch with a short circuit on it.

Непосредственный замер тока КЗ от трансформаторов тока присоединения вызывает их насыщение, из-за чего возможны задержки действия автоматики или отказы ее работы, при этом необходимо большое число сложных быстродействующих реле, имеющих отстройку от переходных процессов в трансформаторах тока. Direct measurement of short-circuit current from connecting current transformers causes them to become saturated, which can delay the operation of automation or failures in its operation, and a large number of complex high-speed relays that are detuned from transients in current transformers are necessary.

Известны информационно-измерительные системы контроля и фиксации превышения максимальной совмещаемой мощности электроустановки на основе сложения составляющих контролируемых присоединений, обеспечивающие необходимые параметры замера энергии и мощности с высокой степенью точности в заданный интервал времени с соответствующим действием устройств автоматики (см. например, Зыкин Ф. А. , Каханович В. С. "Измерение и учет электрической энергии", Энергоиздат, М. , 1982 г. с. 76-101). Known information-measuring systems for monitoring and fixing the excess of the maximum combined power of the electrical installation based on the addition of components of controlled connections, providing the necessary parameters for measuring energy and power with a high degree of accuracy at a given time interval with the corresponding action of automation devices (see, for example, Zykin F. A. , Kakhanovich V. S. "Measurement and accounting of electric energy", Energoizdat, M., 1982, pp. 76-101).

Информационно-измерительная система наряду с контролем потребления и мощности позволяет точно определить максимально возможную мощность электроустановки в целом, но не обладает требуемым быстродействием для возможности использования ее в устройствах автоматики опережающего деления сети при уровне токов КЗ, превышающем допустимое значение разрывной способности выключателя присоединения. The information-measuring system, along with the control of consumption and power, allows you to accurately determine the maximum possible power of the electrical installation as a whole, but does not have the required speed for being able to use it in automation devices of advanced division of the network at a short-circuit current level exceeding the permissible value of the breaking capacity of the connection switch.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для опережающего деления сети при КЗ на основе включения быстродействующего реле на сумму токов генерирующих источников питания, по которой определяется ток на поврежденном присоединении. Closest to the proposed one is a device for the advanced division of the network during short circuit based on the inclusion of a high-speed relay for the sum of the currents of the generating power sources, which determines the current at the damaged connection.

Для точности определения максимального тока КЗ устройство требует суммирования всех источников питания, что существенно усложняет его исполнение, а при подключении к сумматору только части основных источников питания существенно нарушается точность определения тока КЗ, что вызывает излишние или отказы действия автоматики опережающего деления при изменении режима работы сети по сравнению с расчетными условиями настройки уставки реле контроля тока КЗ. For the accuracy of determining the maximum short-circuit current, the device requires the summation of all power sources, which significantly complicates its execution, and when only part of the main power sources are connected to the adder, the accuracy of the short-circuit current is significantly impaired, which causes unnecessary or failures in the operation of the forward division automatics when the network operating mode changes in comparison with the calculated conditions for setting the settings of the short-circuit current monitoring relay.

Цель изобретения - повышение точности действия автоматики при простоте исполнения для ее надежности. The purpose of the invention is to increase the accuracy of automation with ease of execution for its reliability.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для опережающего деления сети, содержащее трансформаторы напряжения сборных шин подстанции, трансформаторы тока и счетчики энергии каждого присоединения в качестве первичных датчиков информационно-измерительной системы, сумматор токов основных источников питания, быстродействующее реле отключения выключателя деления сети, дополнительно снабжено пропорциональным усилителем сумматора токов основных источников питания подстанции, органом сравнения, первый вход которого подключен к первому выходу информационно-измерительной системы с информацией о суммарной мощности всех источников, второй вход подключен ко второму выходу этой же системы с информацией о суммарной мощности основных источников питания подстанции, выход органа сравнения с информацией о соотношении мощности на его входах включен в цепь управления пропорционального усилителя сумматора токов основных источников питания подстанции, выход которого подключен к входу быстродействующего реле отключения выключателя деления сети. This goal is achieved by the fact that the device for advanced division of the network, containing voltage transformers of busbars of the substation, current transformers and energy meters of each connection as primary sensors of the information-measuring system, the adder currents of the main power sources, a high-speed relay for disconnecting the circuit breaker, is additionally equipped proportional amplifier of the adder currents of the main power sources of the substation, a comparison body, the first input of which is connected to the first output of the information-measuring system with information about the total power of all sources, the second input is connected to the second output of the same system with information about the total power of the main power supplies of the substation, the output of the comparison body with information about the ratio of power at its inputs is included in the control circuit of the proportional amplifier the current adder of the main power supply of the substation, the output of which is connected to the input of a high-speed relay for disconnecting the network division switch.

На чертеже представлена структурная схема устройства для опережающего деления сети. The drawing shows a structural diagram of a device for advanced division of the network.

Устройство для опережающего деления сети содержит информационно-измерительную систему 1, входы которой подключены к выходам электросчетчиков 2 присоединений подстанции, включенных через измерительные трансформаторы тока 3 и трансформаторы напряжения 4 к первичным цепям подстанции с выключателями 5. The device for advanced division of the network contains an information-measuring system 1, the inputs of which are connected to the outputs of electric meters 2 of the substation connections, connected through measuring current transformers 3 and voltage transformers 4 to the primary circuits of the substation with switches 5.

Первый выход с информацией суммарной мощности всех источников и второй выход информационно-измерительной системы 1 с информацией о суммарной мощности основных источников питания подстанции включены к соответствующим входам блока сравнения 6, выход которого с информацией соотношения всех и основных источников, включен в цепь управления пропорционального усилителя 7, вход которого подключен к выходу сумматора 8 токов основных источников питания, а выход - к быстродействующему реле 9 отключения выключателя 5 деления шин подстанции. The first output with information on the total power of all sources and the second output of the information-measuring system 1 with information on the total power of the main power supplies of the substation are included in the corresponding inputs of the comparison unit 6, the output of which with information on the ratio of all and the main sources, is included in the control circuit of the proportional amplifier 7 , the input of which is connected to the output of the adder 8 currents of the main power sources, and the output to a high-speed relay 9 tripping switch 5 division busbar substation.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В нормальном режиме работы подстанции информационно-измерительная система 1 суммирует показатели работы электросчетчиков 2 от питающих их токов трансформаторов тока 3 и трансформаторов напряжения 4, причем на первый вход блока сравнения 6 поступают данные всех источников питания, а на второй вход - тех источников, трансформаторы тока 3 которых питают током сумматор 8, который преобразует в результирующий ток основной цепи пропорционального усилителя 7, который усиливает ток выхода в реле 9 от сумматора 8 пропорционально величине управляющего тока блока 6. Следовательно, ток в реле 9 зависит от величины управляющего тока усилителя 7, который определяется соотношением токов выхода информационно-измерительной системы 1, пропорциональных мощности всех источников и мощности тех источников, сумма токов которых питает быстродействующее реле 9, которое срабатывает при условии, если
I

≥ I

, где I_Σосн - сумма токов основных источников;
P_Σобщ - сумма общей мощности подстанции;
Р_Σосн - сумма мощности основных источников;
I_воткл - допустимый ток отключения выключателя.In the normal mode of operation of the substation, the information-measuring system 1 summarizes the performance of electric meters 2 from the currents of current transformers 3 and voltage transformers 4, and the data from all power sources are supplied to the first input of comparison unit 6, and those current transformers to the second input 3 of which feed the current to the adder 8, which converts the proportional amplifier 7 into the resulting current of the main circuit, which amplifies the output current in the relay 9 from the adder 8 in proportion to the value of the control of the current block 6. Therefore, the current in the relay 9 depends on the control current of the amplifier 7, which is determined by the ratio of the output currents of the information-measuring system 1, proportional to the power of all sources and the power of those sources, the sum of the currents of which feeds the high-speed relay 9, which operates when provided that
I

≥ I

, where I _Σrel - the sum of the currents of the main sources;
P _Σtotal is the sum of the total capacity of the substation;
R _Σosn - the sum of the power of the main sources;
I _on - allowable current to trip the circuit breaker.

Величина этих токов в нормальном режиме и при удаленных КЗ не достаточна для срабатывания реле 9 с учетом их усиления током, пропорциональному соотношению всей мощности к мощности источников питания реле 9. The magnitude of these currents in normal mode and with remote short-circuit is not sufficient for the relay 9 to operate, taking into account their current amplification, proportional to the ratio of all power to the power of relay 9 power sources.

При уровне тока КЗ, превышающего допустимый для выключателя 5, реле 9 срабатывает и действует на деление сети раньше, чем отключается выключатель с недопустимым для него уровнем тока КЗ. When the short-circuit current exceeds the permissible value for switch 5, the relay 9 is activated and acts on the division of the network before the circuit-breaker with an unacceptable short-circuit current level is disconnected.

При КЗ на одном из основных источников питания подстанции ток через его выключатель 5 меньше предельно допустимого за счет отсутствия тока этого источника, поэтому включение реле 9 от сумматора 8 только основных источников предотвращает работу автоматики деления при отсутствии надобности ее действия. When short circuit at one of the main power sources of the substation, the current through its switch 5 is less than the maximum allowable due to the lack of current of this source, therefore, the inclusion of relay 9 from the adder 8 of only the main sources prevents the operation of the division automation if it is not necessary.

При КЗ на одном из присоединений с возможным источником с другой стороны линии сохраняется работоспособность схемы устройства деления, т. к. суммарная величина тока почти не отличается от тока присоединения без источника питания. In case of a short circuit at one of the connections with a possible source on the other side of the line, the operability of the division device circuit is preserved, since the total current value almost does not differ from the connection current without a power source.

При КЗ на сборных шинах подстанций от суммирования токов основных источников питания происходит срабатывание устройства деления, которое способствует более быстрому выделению поврежденной секции. When short circuit on busbars of substations from the summation of the currents of the main power sources, the division device is triggered, which contributes to the faster allocation of the damaged section.

Уровень тока КЗ определяется с учетом величины суммы токов основных источников питания по отношению к общей мощности всех источников питания подстанции за счет замера мощности всех источников и основных источников информационно-измерительной системы 1, определения их соотношения блоком сравнения 6 и управления пропорциональным током усилителя 7 в цепи питания быстродействующего реле 9 от сумматора 8 основных источников подстанции. При суммировании токов источников составляющая общего тока КЗ каждого из них не имеет высокой кратности к номиналу и не вызывает насыщения трансформаторов тока, поэтому допускается применение простого быстродействующего реле по сравнению с аналогом, а по сравнению с прототипом осуществляется более точное избирательное действие при этой же простоте измерительных органов за счет ввода соотношения мощности всех источников и сумы основных источников подстанции. The short-circuit current level is determined taking into account the sum of the currents of the main power sources with respect to the total power of all substation power sources by measuring the power of all sources and the main sources of the information-measuring system 1, determining their ratio by the comparison unit 6 and controlling the proportional current of the amplifier 7 in the circuit power fast relay 9 from the adder 8 of the main sources of the substation. When summing the currents of the sources, the component of the total short-circuit current of each of them does not have a high multiplicity to the nominal and does not saturate the current transformers, therefore, it is possible to use a simple high-speed relay in comparison with the analogue, and in comparison with the prototype more accurate selective action is carried out with the same simplicity of measurement bodies by entering the ratio of the power of all sources and the sum of the main sources of the substation.

В результате без непосредственного суммирования токов всех присоединений определяется величина тока их суммы и обеспечивается действие устройства деления при КЗ на не основных источниках питания подстанции. Взаимосвязь инерционной системы замера мощности всех источников с быстродействующим реле суммы токов основных источников позволяет обеспечить необходимую избирательность и быстроту работы устройства деления при минимуме затрат на его реализацию на основе использования имеющейся информационно-измерительной системы подстанции. (56) Куцовский С. М. , Королев Е. П. Реле тока для автоматики опережающего деления сети, ж. Электрические станции N 1, 1979, с. 49-53. As a result, without directly summing the currents of all the connections, the current of their sum is determined and the operation of the division device during short circuit on non-main power sources of the substation is ensured. The interconnection of the inertial system for measuring the power of all sources with the high-speed relay of the sum of the currents of the main sources allows us to provide the necessary selectivity and speed of operation of the division device with a minimum of costs for its implementation based on the use of the existing information-measuring system of the substation. (56) Kutsovsky S.M., Korolev E.P. Current relays for automation of advanced network division, g. Power stations N 1, 1979, p. 49-53.

Попов Н. М. , Нестеров Н. В. Делительная защита на герконах. ж. Электрические станции N 4, 1975, с. 78-79. Popov N.M., Nesterov N.V. Dividing protection on reed switches. g. Power stations N 4, 1975, p. 78-79.

Claims

DEVICE FOR ADVANCED NETWORK DIVISION, containing substation busbar voltage transformers, current transformers and energy counters of each connection as primary sensors of an information-measuring system, a current totalizer for main power sources, a fast-acting relay for disconnecting a network division switch, characterized in that it is additionally equipped with an adder amplifier currents of the main power sources of the substation, comparison organs, the first input of which is connected to the first output of the information power system with information about the total power of all sources, the second input is connected to the second output of the same system with information about the total power of the main power sources of the substation, the output of the comparison body with information about the ratio of powers at its inputs is included in the control circuit of the proportional amplifier of the adder currents of the main power sources substation, the output of which is connected to the input of a high-speed relay disconnecting the network division switch.