SU1277277A1 - Устройство дл автоматического включени последовательных коммутационных аппаратов высоковольтной линии одностороннего питани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области горного дела и предназначено дл  организАции автоматического восстановлени  электроснабжени  на шахтах, опасных по газу и пыли, при отсутствии селективной максимально-токовой защиты при коротком замыкании на одном из отход щих присоединений. Цель - расширение области применени  и снижение стоимости устройства. При подаче напр жени  на коммутаци

Description

to

Ч Kj

to

sj

онные аппараты (КА) 2 и 3 срабатывают блоки минимальной защиты по напр жению 10 и зар жаютс  конденсаторы (К) 27. При возникновении к.з. КА I, 2 и 3 отключаютс  от релейной защиты и К 27 разр жаетс  через обмотки реле 12. Напр жение на питающем вводе 41 сохран етс . При зтом блок минимальной защиты по напр жению КА 1 не отключаетс , образу  цепь разрешени  включени  КА 1. После включени  КА 1 напр жение будет подано на КА 2 и КА 3 по цеп м, аналогичным цеп м разрешени  включени  КА 1. В устройстве КА 3 блок 10 сработает,но цеп

Изобретение относитс  к горному елу и предназначено дл  организации втоматического восстановлени  элекроснабжени  на шахтах, опасных по газу и пыли, при отсутствии селектив- 5 ной максимально-токовой защиты при коротком замыкании на одном из отход щих присоединений.

Целью  вл етс  расширение области применени  и снижение стоимости уст- О ройства автоматического включени  последовательных коммутационных аппаратов высоковольтной линии одностороннего питани .

На фиг. 1 представлена схема последовательного соединени  коммутационных аппаратов и принципиальна  электрическа  схема устройства дл  автоматического включени  последова- 20 тельных коммутационных апцаратов высоковольтной линии одностороннего питани ; на фиг. 2 - схема соединени  коммутационных аппаратов при наличии на шахте двух вводов питани . 25

Схема (фиг. 1) содержит коммутационные аппараты 1, 2 и 3 с устройствами дл  автоматического включени  последовательных коммутационных аппаратов 4 высоковольтной линии одно- 30 стороннего питани , которые содержат датчик 5 максимально токовой защиты с замыкающим контактом 6, реле 7 блокировки дистанционного управлени  с замыкающим контактом 8, размыкаю- , щим контактом 9, блок 10 минимальной

светодиода оптрона 31 в устройстве автоматического включени  КА 3 будет разорвана , реле пам ти максимальной токовой защиты 13 не переключитс , запреща  дистанционное включение КА 3. Начинаетс  зар д К 27 до напр жени  отпирани  однопереходного транзистора 39. Реле блокировки дистанционного управлени  7 переключитс  в новое устойчивое состо ние. При этом цепь разрешени  включени  -КА 3 исключаетс  из цикла автоматического восстановлени  электроснабжени  при повторных к.з. 2 ил.

защиты по напр жению с первым 11 и вторым 12 размыкающими контактами, реле 13 пам ти максимально токовой защиты с замыкающими первым 4 и вторым 15 и размыкающими первым 16 и вторьм 17 контактами, клеммы 18, 19 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата, ближайшего к питающему вводу, и  вл ющиес  входом устройства , клеммы 20 и 21 цепи разрещени  включени  собственного коммутационного аппарата, которые  вл ютс  выходом устройства автоматического включени , первый 22 и второй 23 диоды, резисторы первый 24, второй 25 и третий 26, конденсатор 27, шины питани  28 и 29, кнопку 30 ручной деблокировки, оптроны первый 31 и второй 32, реле времетш 33 с первы входом 34 и вторым входом 35 и выходными клеммами 36 и 37. Реле времени 33 содержит конденсатор 38, однопереходный транЪистор 39, резистор

40.Коммутационные аппараты 1, 2 и 3 соединены последовательно между собой высоковольтной линией одностороннего питаний с питающим вводом

41.Кроме того, устройство содержит общий дл  всех коммутационных аппаратов источник 42 переменного напр жени  с выходными клеммами 43 и 44.

Схема соединений коммутационных аппаратов при наличии двух вводов питани  (фиг. 2) содержит, кроме коммутационных аппаратов 1, 2 и 3, секционный аппарат 43, коммутационные аппараты 46, 47 и 48, второй источник переменного напр жени  49 с клеммами 50 и 51, второй питающий ввод 52, а коммутационные-аппараты 1 и 46 содержат, кроме того, по два размыкающих контакта 53 и 54 блока 10 минимальной защиты по напр жению устройства дл  автоматического включени . Резистор 24 предназначен дл  ограничени  тока зар да конденсатора 27. Диод 22 предотвращает разр д конденсатора 27 при сн тии с коммутационного аппарата напр жени . Размыкающие контакты 53 и 54 блока 10 минимальной защиты по напр жению предназначены дл  организации автоматического восстановлени  электроснабжени  при наличии двух вводов питани  на подстанции. Данные элементы необ зательны дл  обеспечени  работоспособности устройства и  вл ютс  сервисными. В качестве реле 13 пам ти максимальной токовой защиты и реле 7 блокировки дистанционного управлени  можно использовать, например , реле типа ДП-12 с магнитной фиксацией  кор . Устройство работает следующим образом . При включении коммутационного аппарата 1 замыкаютс  его силовые контакты , подава  высокое напр жение на коммутационный аппарат 2. При его включении диспетчером через аппаратуру телемеханики или с помощью кнопки местного включени  (не показаны ) , замыкаютс  его силовые контак ты и высокое напр жение подаетс  на аппарат 3 и так далее. При подаче напр жени  на коммутационные аппараты 1, 2 и 3, каждый из которых снабжен своим устройством дл  автоматического включени  последовательных коммутационных аппаратов 4 высоковольтной линии одностороннег питани , в данных устройствах срабатывают их блоки 10 минимальной защиты по напр жению, размыка  свои размыкающие контакты 11 и 12, на шинах питани  28 и 29 от источника питани  (не показан) по вл етс  посто нное . напр жение и через диод 22 и резистор 24 зар жаютс  до напр жени  пита ни  конденсаторы 27. При возникновении в высоковольтной сети короткого замыкани , например на выходе коммутационного аппара та 3, коммутационные аппараты 1, 2 и 3 отключатс  от релейной защиты, при этом ,в устройствах 4 автоматического включени  срабатывают датчики максимальной токовой защиты 5, замыкаютс  замыкающие контакты 6 данных датчиков и конденсаторы 27 разр жаютс  через обмотки реле 12. Они переключаютс  в новое устойчивое состо ние, при котором их контакты 14 и 15 замыкаютс , а .размыкаю-)щие контакты 16 и 17 размыкаютс . Контакт 16 реле пам ти максимальной токовой защиты 13 разрывает цепь дистанционного включени  своего коммутационного аппарата. Вследствие того, что запрет на селективность защиты от токов короткого замыкани  распростран етс  только на подземные подстанции, коммутационные аппараты поверхностной подстанции при коротких замыкани х в подземных горных выработках не отключаютс  и высокое напр жение на питающем вводе 41 сохран етс . При этом блок IО минимальчой защиты по напр жению коммутационного аппарата 1 не отключаетс , его размыкающие контакты 11 и 12 разомкнуты и в цепи источника переменного напр жени  42 протекает ток по цепи: клемма 44 данного источника переменного напр жени , клемма 19 цепи разреще- ни  включени  коммутационного аппарата 1, светодиод оптрона 31, клемма 21 цепи разрешени  включени  собственного коммутационного аппарата, клемма 19 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата 1, последовательно включенные диод 23, размыкающий контакт 11 блока минимальной защиты по напр жению 10, размыкающий . контакт 9 реле блокировки дистанционного управлени  7, замкнутый замыкающий контакт 14 реле пам ти максимальной токовой защиты 13, которые образуют цепь разрешени  включени  коммутационного аппарата I, ближайшего к питающему вводу 41, клемма 18 цепи разрешени  включени , клеммы 20 и.18 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата 1 и выходна  клемма 43 источника переменного напр жени  42, вследствие того, что светодиод оптрона 31 и диод 23 в устройстве автоматического включени  коммутационного аппарата 2 включены согласно и через данный светпдиод протекает одна полуволна переменного тока. При этом фотодиод оптрона 31 открываетс  и через вторую обмотку реле пам ти максимальной токовой защиты 13 протекает ток, возвраща  данное реле в исходное состо ние . Размыкающие контакты, 16 и 17 реле 13 пам ти максимальной токовой защиты устройства автоматического включени  коммутационного аппарата 1 вновь закрьшаютс , шунтиру  цепь светодиода оптрона 31 и разреща  дистанционное включение коммутационного аппарата 1 диспатчером через аппаратуру телемеханики или с помощью специального блока автоматического однократного повторного включени  (не показаны). После включени  коммутационного аппарата 1 высокое напр жение подаетс  на коммутационный аппарат 2, в устройстве автоматического включени  этого коммутационного аппарата включаетс  блок 10 минимальной защиты по напр жению , размыкаютс  его размыкающие контакты. 11 и 12, разреша  прохождение тока от источника переменного напр жени  через светодиод оптопары 31 устройства автоматического включени  коммутационного аппарата 2. При этом по цепи: клемма 44 источника переменного напр жени  42, клема 19 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата 1, замкнутый размыкающий контакт 17 реле 13 пам т максимальной токовой защиты, клемма 21 цепи разрешени  включени  собственного коммутационного аппарата 1, клемма 19 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата 2, светодиод оптрона 31, клемма 21 цепи разрешени  включени  собственного коммутационного аппарата 2, клемма 19 цепи разрешени  включени  коммутационного аппарата 2, диод 23, замкнутый размыкающий контакт 1I блока 10 минимальной защиты по напр жению замкнутый размыкающий контакт 9 реле 7 блокировки дистанционного управ .лени , замкнутый замыкающий контакт 14 реле 13 пам ти максимальной токовой защиты, клемма 18 цепи разрешени  включени  аппарата 2,клеммы 20, 18 устройств автоматического включени  коммутационных аппаратов 2 и 1, клемма 43 источника переменного напр жени  42 протекает ток. При этом фотодиод оптрона 31 в устройстве

автоматического включени  коммутационного аппарата 2 открываетс  и через вторую обмотку реле пам ти максимальной токовой защиты 13 протекает ток, реле возвращаетс  в исходное состо ние, замыкающие контакты 16 и 17 данного реле замыкаютс , а замыкающие контакты 14 и 15 размыкаютс  . Включение коммутационного аппарата 2 производитс  диспетчером через аппаратуру телемеханики или с помощью блока автоматического однократного включени . После замыкани  силовых контактов коммутационного аппарата 2 высокое напр жение подаетс  на коммутационный аппарат 3. В устройстве автоматического включени  данного коммутационного аппарата так же срабатывает блок 10 минимальной

защиты по напр жению, его размыкающие контакты 11 и 12 размыкаютс . Но цепь светодиода оптрона 3 в устройстве автоматического включени  коммутационного аппарата 3 разорвана , так как после коммутационного аппарата 3 других коммутационных аппаратов нет, реле 13 пам ти максимальной токовой защиты не переключаетс , запреща -дистанционное включение коммутационного аппарата 3.

На этом заканчиваетс  процесс автоматического восстановлени  электроснабжени . В дальнейшем работа устройства осуществл етс  следующим образом. По цепи: шина питани  28, резистор 26, замкнутый замыкающий контакт 15 реле пам ти максимальной токовой защиты, начинает зар жатьс  конденсатор 38 реле 33 времени устройства автоматического включени  коммутационного аппарата 3. После зар да конденсатора 38 до напр жени  отпирани  одноперёходного транзистора 39 последний открываетс  и импульс тока протекает через обмотку реле 7 блокировки дистанционного управлени  1-1 реле переключаетс  в новое устойчивое состо ние, при котором его размыкающий контакт 9 размыкаетс , а замыкающий контакт 8 замыкаетс  . Если происходит новое замыкание в высоковольтной сети, например на выходе коммутационного аппарата 2, то цепь разрешени  включени  коммутационного аппарата 3 между клеммами 18 и 19 разомкнута и исключаетс  из процесса автоматичес- JKoro восстановлени  электроснабжени . . / при повторных коротких замыкани х. При устранении замыкани  на отход щем присоединении коммутационного аппарата 3 с помощью кнопки ручной деблокировки 30 реле 13 пам ти максимальной токовой защиты возвращаетс  в исходное состо ние и с помощью кнопки (не показана) осуществл  етс  возврат в исходное состо ние реле 7 блокировки дистанционного уп равлени  коммутационного аппарата 3. Затем производитс  включение ком мутационного аппарата. Устройство автоматического включени  имеет защиту от срабатывани  при замыкании клемм цепи разрещени  включени . При возникновении подобного замыкани , например, на выходе устройства автоматического включени коммутационного аппарата 3 по цепи автоматического включени  от источн ка 42 переменного напр жени  протекает переменный ток, одна полуволна которого протекает через светодиод рптронов 31 устройств автоматическо го включени  коммутационных аппаратов 1, 2 и 3, а друга  полуволна через светодиоды оптронрв 32. При этом через резистор 25 и открытый фотодиод оптрона 32 начинает зар жатьс  конденсатор 38 реле 33 време ни в данных устройствах автоматического включени . После зар да кон денсаторов 38 до уровн  отпирани  однопереходных транзисторов 39 последние открываютс  и через обмотки реле 7 блокировки дистанционного уп равлени  протекает ток, реле занима ют новое устойчивое состо ние, при котором их размыкающие контакты 9 разомкнуты, а замыкающие контакты 8 замкнуты. Врем  срабатывани  реле 7 блокировки дистанционного управлени  должно быть меньше времени срабатьшани  реле пам ти максимальной токовой защиты. За счет подбора резисторов 26 и 25 задаетс  врем  срабатывани  реле блокировки дистангщоннрго управлени : при наличии напр жени  на входе 35 реле 33 времени врем  срабатывани  реле блокировки дистанционн го управлени  задаетс  в пределах 10-20 с, а при наличии напр жени  на входе 34 реле 33 времени это вре м  составл ет до 100 мс и величина резистора 25 определ етс  исход  из величины максимально допустимого 778 тока, протекающего через фотодиод оптрона 32. Оптроны 31 и 32 предназначены дл  гальванической разв зки искробезопасноге источника .42 переменного напр жени  от искроопасных шин питани  и индуктивных обмоток реле в устройствах автоматического включени . При наличии на подстанции двух питающих вводов (фиг. 2) количество источников 42 переменного напр жени  определ етс  количеством питающих вйодов и в данном случае равно двум. Данна  схема позвол ет осуществить резервирование электроснабжени  потребителей. Предположим, что напр жение присутствует только на питаю- щем вводе 41, питание коммутационных аппаратов 46, 47 и 48 осуществл етс  через включенньш секционный коммутационный аппарат 45. При возникновении короткого замыкани  на отход щем присоединении, например коммутационного аппарата 48, коммутационные аппараты 1, 45, 46, 47 и 48 отключаютс  от релейной защиты, при этом в устройствах автоматического включени  данных коммутационных аппаратов срабатьшают датчики максимальной токовой защиты 5 и реле 13 пам ти максимальной токовой защиты переключаютс  в новое устойчидое положение. Отключение коммутационного аппарата 1 приводит к тому, что с коммутационных аппаратов 2 и 3 снимаетс  высокое напр жение и они отключаютс  блоками минимальной защиты по напр жению. Восстановление электроснабжени  в данном случае осуществл етс  следующим образом. Напр жение на питающем вводе 41 сохран етс , блок 10 минимальной заЩIiты по напр жению устройства автоматического включени  коммутационного аппарата 1 включено, его размыкающие контакты 11, 12, 53 и 54 разомкнуты. По цепи: клемма 44 источника 42 переменного напр жени , клемма 19 цепи разрешени  включени  устройства ав- томатическогр включени  коммутационного аппарата 1, светодиод оптрона 31 и клемма 21 цепи разрешени  включени  этого же устройства, замкнутый размыкающий контакт 54 блока 10 минимальной защиты по напр жению, замкнутые через цепь разрещени  включе- , ни  клеммы 18 и 19 устройства автоматического включени  4 секционного

коммутационного аппарата 45 (замыкающий контакт 1А реле пам ти максимальной токовой защиты этого устройства замкнут) и клемма 43 источника переменного напр жени  42, протекает ток. При этом фотодиод.оптрона 31 открываетс  и реле пам ти максимальной токовой защиты данного устройства возвращаетс  в исходное состо ние, разреша  включение коммутационного аппарата 1. После включени  коммутационного аппарата 1 диспетчером или от устройства автоматического однократного повторного включени  высокое напр жение подаетс  на входы коммутационных аппаратов 2 и 45. Так как коммутационные аппараты 2 и 3 были -отключены по причине сн ти  с них высокого напр жени , нет запрета на их включение, которое производитс  диспетчером через аппаратуру телемеханики или устройством автоматического однократного включени  поочередно. После включени  коммутационного аппарата 1 светодиод оптрона 31 устройства айтоматического включени  4 этого аппарата щунтируетс  saMKHyTbnvi размыкающим контактом 17, а цепь между клеммами 18 и 19 устройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 45 разрываетс  (размыкаетс  при подаче высокого напр жени  размыкающий .контакт 11 блока минимальной защиты по напр жению этого коммутационного аппарата),разреша  деблокирование реле пам ти максимальной токовой защиты коммутационного аппарата 45. Цепь питани  светодиода оптрона 31 устройства автоматического включени  коммутационного аппарата 45 включает в себ  клемму 44 источника переменного напр жени  42, замкнутые клеммы 19 и 21 цепи разрешени  включени  уст- ройства автоматического включени  коммутационного аппарата 1, замкнутый размыкающий контакт 54 блока минимальной защиты по напр жению уст .ройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 46, светодиод оптроца 31 устройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 45, замкнутый размыкающий контакт 53 блока 10 минималь ной защиты по напр жению устройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 46, замкнута  цеп

разрешени  включени  коммутационного аппарата между клеммами 18 и I9 в устройстве автоматического включени  коммутационного аппарата 47 и клемму 43 источника 42 переменного напр жени  . После деблокировани  реле 13 пам ти максимальной токовой защиты устройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 45 и включени  этого аппарата высокое напр жение подаетс  на коммутационный аппарат 47. При этом цепь питани  светодиода оптрона 31 в устройстве автоматического включени  4 коммутационного аппарата 47 замыкаетс  через замкнутую цепь разрешени  включени  между клеммами 18 и 19 устройства автоматического включени  4 коммутационного аппарата 48. После деблокировани  и включени  коммутационного аппарата 47 высокое напр жение подаетс  на коммутационный аппарат 48, включение которого не происходит , так как других коммутационных аппаратов, получающих питание от данного коммутационного аппарата, нет. На этом заканчиваетс  процесс автоматического восстановлени  электроснабжени .

Цепь-разрешени  включени  коммутационного аппарата, ближайшего к питающему вводу, образованна  диодом 23, размыкающим контактом 11 блока 10 минимальной защиты по напр жению, paзмыkaющий контакт 9 реле 7 блокировки дистанционного управлени  и замыкающий контакт 14 реле 13 пам ти максимальной токовой защиты  вл етс  необ зательной дл  устройств автоматического включени  4 коммутационных аппаратов, подключенных к питающим вводам 41 и 52, однако в цел х унификации устройств автоматического включени  данна  цепь разрешени  включени  показана на фиг. 1.

Положительный эффект от применени  данного устройства заключаетс  в расширении области применени  и снижени  стоимости устройства автоматического включени . Ьысоковольтна  сеть угольной шахты, как правило , включает в себ  до 100-150 коммутационных аппаратов и при применении известных устройств аналогичного назначени  в шахтах, опасных по газу и пыли, необходима разработка дополнительных средств защиты цепей автоматического восстановлени  электроснабжени . Однако данные устройства сложим, дороги и громоздки. При использовании предлагаемого устройства количество требуемых искробезопасных источников питани , значительно сокращаетс  и определ етс  количеством питающих вводов, число которых на угольной шахте, как правило , составл ет 3-4. При этом в цепи автоматического восстановлени  электроснабжени  в качестве управл ющих элементов использованы оптроны , обладающие чисто активным сопротивлением , что также позвол ет снизить требовани , а следовательно, и стоимость искробезопасных источников переменного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  автоматического включени  последовательных коммутационных аппаратов высоковольтной линии одностороннего питани , содержащее блок минимальной защиты по напр жению с двум  размыкающими контактами , при этом между щинами питани  включена последовательна  цепочка из диода, резистора и конденсатора , параллельно которому через замыкающий контакт датчика максимальной токовой защиты подключена перва  обмотка реле пам ти максимальной токовой защиты, втора  обмотка которого через кнопку ручной деблокировки включена между щинами питани , первый замыкающий контакт реле пам ти максимальной токовой защиты и размыкаюш ий контакт реле блокировки дистанционного управлени  соединены последовательно , размыкающий контакт реле пам ти максимальной токовой защиты включен в цепь включени  коммутационного аппарата, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  и снижени  стоимости, оно снабжено источником переменного напр жени ,двум  оптронами, реле времени с двум  входами, двум  резисторами, вторьм

   диодом, замыкающим контактом реле блокировки дистанционного управлени , вторым размыкаюпщм и вторым замыкающим контактами реле пам ти 5 максимальной токовой защиты, причем последовательно размыкающему контакту реле блокировки дистанционного управлени  подключены первый размыкающий контакт блока минимальной защиты 10 по напр жению и второй диод, обра-зующие цепь разрещени  включени  коммутационного аппарата, ближайшего к питающему вводу, а замыкающий контакт реле блокировки дистанцион15 ного управлени , второй размыкающий контакт блока минимальной защиты по напр жению, второй размыкающий контакт реле пам ти максимальной токовой защиты, светодиоды первого и вто0 рого оптронов включены параллельно, образу  цепь разрешени  включени  собственного коммутационного аппарата , фотодиод первого оптрона включен параллельно кнопке ручной деблокиров5 ки, фотодиод второго оптрона последовательно с вторым резистором включен между плюсовой шиной питани  и первым входом реле времени, второй . замыкающий контакт реле пам ти мак-

   0 симальной токовой защиты последовательно с третьим резистором включен между плюсовой шиной питани  и вторым входом реле времени, выходы которого подключены к обмотке реле

   5 блокировки дистанционного управлени , причем цепь разрешени  включени  ближайшего к питающему вводу коммутационного аппарата подключена к .выходу устройства собственного комму.

   0 тационного аппарата и к входу устройства коммутационного annapiaTa, ближайшего к источнику, цепь разрешени  включени  собственного коммутационного аппарата включена между

   5 входом и выходом одного из вводов питани  того же устройства, выход устройства коммутационного аппарата , первого от источника переменного напр жени , подключен к этому источнику .

   Фиг 2