SU1700624A1 - Устройство дл защиты трансформатора подключенного к линии электропередачи через отделитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам защиты от аварий на подстанци х 110-220 кВ при коммутации искусственных коротких замыканий (ИКЗ) короткозамыкател ми. Цель изобретени  - повышение надежности отключени  искусственного короткого замыкани . Надежность работы устройства обеспечиваетс  схемно-компоновочными решени ми по включению бетэловой рези- сторной установки в цепи короткозамыкате- л  и выполнением вы вительного блока отключаемой линии с использованием штатных защит и элементарной базы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что бетэловые резисторы собраны в установку 5 из т-па- раллельных ветвей по К-последовательно включенных резисторов в каждой ветви, а в вы вительный блок 6 введены дополнительна  ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности 7 и реле актив-- ной мощности 9. 6 ил. сл С

Description

Фиа.1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к схемам защиты от аварий, осуществл ющим автоматические коммутации в случае недопустимых отклонений от нормальных рабочих параметров токов и напр жений в сети и элементах распред-vc- тройств.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности отключени  искусственного короткого замыкани .

На фиг.1 показана блок-схемэ устройства; на фиг.2 -схема цепи оперативногото са вы вительного блока; на фиг.З и 4 - характеристики ресурсно-пропускной способности бетзловых резисторов, используемые дл  расчета надежных БРУ; на фмг.5 и 6 - соответственно схемы взаимной блокировки и сигнализации местоположени  срабатывани  устройства защиты сетм на нескольких (трех) подстанци х.

Устройство содержит трансформатор 1, подключенный к линии электропередачи 2 через отделитель 3, короткозамыкатель 4, соединенный последовательно с бетэловой резисторной установкой (БРУ) 5. Вы ви- тельный блок 6 включает дополнительную ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности, подключенную к нулевому проводу вторичной цепи трансформатора 8 тока, блокирующее реле 9 активной мощности, подключаемое к вторичным цеп м трансформаторов 8 тока и напр жени  10 той фазы, в котором установлен короткозамыкатель 4 с резне горной установкой 5, и исполнительный элемент 11, действующий на отключение выключател  12 линии, блок 13 защиты трансформаторов 1, действующий на включение короткозамыкател  4,

Вы вительный блок 6 работает независимо от существующих токовых защит и не мен ет их уставок и принципов построени  релейной защиты сети. Дополнительна  ступень 7 токовой защиты (фиг,2} в вы ви- тельном блоке 6 содержит реле 14,  вл ющеес  повторителем реле положени  Включено выключател  12, которое своим замыкающим контактом 15 обеспечивает срабатывание реле 14. Это реле имеет выдержку времени на срабатывание и замыка- ние контакта 16 0,1...0,2 с, котора  позвол ет не производить отстройку защиты 7 от броска намагничивающего тока трансформатора, имеющего глухозаземлен- ные нейтрали и включаемого под напр жение при включении линии; а также от утроенного тока нулевой последовательности , проход щего в месте установки защиты в кратковременном неполнофазном режиме , возникающем при неодновременном включении фаз выключател  линии 2 и самозапуске двигателей при работе хот  бы одного трансформатора нагрузки этоЈ линии с

глухозаземленной нейтралью.

Замыкающий контакт 17 реле повторител  мощности нулевой госледовательно- сти основной защиты выключател  12 обеспечивает использование направленности и позвол ет не производить отстройку защиты о г утроенного тока нулевой последовательности в месте установки защиты при КЗ за спиной выключател  линии 12. Ток срабатывани  ступени 7 выбираетс  по услови м отстройки от тока небаланса в нулевом проводе трансформатора 8 тока при КЗ между фазами за трансформатором 1, а также от утроенного тока нулевой последовательности в месте установки защиты

прм КЗ на землю за автотрансформатором приемной подстанции на стороне, примыкающей к сети с глухозаземленной нейтралью. Уставка реле тока дополнительной ступени с замыкающим контактом 18 должна

обеспечивать коэффициент чувствительности Кут 1,5

осэ

3 оз мин

к.

ут

(1)

где оз мин - минимальное значение периодической составл ющей начального тока нулевой последовательности в месте защиты при трехфазном КЗ за трансформатором 1 при искусственном коротком замыкании (ИКЗ) через БРУ.

Реле 9 активной мощности включаетс  на ток и напр жение особой фазы, в которой установлен короткозамыкатель 4 с БРУ 5. Мощность срабатывани  реле с замыкающим контактом 19 выбираетс  из условий отстройки от максимальной рабочей активной мощности Рмакс. проход щей в месте установки защиты

сз

„v t/

г макс,„-.

отс«-д7 ,(Ј}

где Коте 1,2-1,3 - коэффициент отстройки , учитывающий погрешность измерительных трансформаторов тока v- напр жени  и неточность настройки реле.

Коэффициент чувствительности определ етс  как

v МИН , ,-мч

55Кум ,5,(3)

где Рммн cos p - минимальна  активна  мощность в месте установки защиты при ИКЗ с БРУ в особой фазе

При R 50 Ом и удалении И КЗ не более 10 км угол р между векторами тока и напр жени  особой фазы ке превышает 5°, a cos p S 0,99-1,0. При этом следует

п

Р-

минЈ ,(4J

Реша  совместно уравнени  (2)-(4), определ ем условие знбора величины сопротивлени  БРУ 5

г макс

Таким образом, последовательна  цепь замыкающих контактов 16-19 обеспечивает срабатывание указательного реле 20, всего вы вительного блока б м выдачу сигнала на отключение выключател  12.

На фиг.З дэкы характеристики электрической прочности Vig (KB) бетэловых резисторов сопротивление RI комплектующих БРУ-5 при различных длительност х т и количествах п токовых воздействий промышленной частоты на них.

Нафиг.4 построены зависимости ресурсно-пропускной способности резисторов

R,

дл  различного числа токовых воздействий (включений) п за срок их службы. Точечные характеристики соответствуют результатам заводских испытаний резисторов и подтверждают достоверность приведенных зависимостей .

Технические требовани  на БРУ 5 включают данные о воздействующем на нее на- пр жении Uty (кВ), сопротивлении установки R (Си), а гакже величине т (с) и п (шт). В сет х с U;OM 110 - 220 к8 (Уф) 70-130 кВ) согласно (5) сопротивление БРУ 5 составл ет R 60 - 100 Ом. Дл  оптималь- ных величин бетэ/юзых резисторов RI 5 - 25 Ом, обеспечивающих 100-80% максимальной пропускной способности Wi (фиг.4), допустимые услови  по Ui9 f (Ri.n, г) обеспечиваютс  при включении последовательно 4-6 резисторов.

Таким образом, расчет БРУ 5 включает задние числа К последовательно включенных резисторов вычисление рабочего напр жени  на резисторе U 1р иф/К, выбор RI mR/k при m- 1,2... и U ig(Ri,n, r} Ka Uip, где К3 1,15 - коэффициент запаса, определ емый техническим допуском отклонени  сопротивлени  БРУ 5 на 15%, а также определение числа резисторов в БРУ 5:

1 К 4Jig; R Скомплектованна  таким образом БРУ 5 соедин етс  последовательно с короткоза0

5

0

5

0

5 0 5

0 5

мыкателем 4. Пор док электрического включени  БРУ 5 после или до короткоззмыкате- л  4 определ ет соответственно наличие ши отсутствие дополнительных меропри тий по изменению электромеханических характеристик короткозамыкател  и разтмчных компоновочных схем включений БРУ 5.

Принципиально возможны две схемы последовательного электрического включени  БРУ 5 в цепи короткозамыкател  (КЗ)-4, фаза - БРУ 5 - К34 - земл  и фаза К34 - БРУ 5 - земл .

Перва схема не требует изменений электромеханических характеристик короткозамыкател  4 и предполагает раздельную компоновку БРУ 5. и КЗ-4 БРУ 5 монтируетс  на изолированных конструкци х в габаритах распредустройства. 8 св зи с этими особенност ми вс  компоновка отличаетс  большими гэбартными размерами, чем в случае использовани  второй схемы.

Во второй схеме подвижный контакт и основание короткозэмыкател  4 изолируетс  дл  создани  цепи протекани  токачерез БРУ 5. Основание БРУ 5 дл  ее заземлени  через цепь трансформатора 8 тока также изолировано . При реализации этой схемы металлическа  т гз от привода замен етс  на изолирующую штангу. Дл  этой цели могут быть использованы промышленно-выпускае- мые полимерные изол торы типа ПК(35-220) кВ. Низковольтные изол торы основани  ко-. роткозамыкател  4 замен ютс  на опорные изол торы 35-100 кВ. Габаритные преимущества схемы вы вл ютс  при совмещенных горизонтальных -л вертикальных компоновках БРУ 5 и КЗ-4. В горизонтальной компоновке БРУ 5 и КЗ-4 могут располагатьс  на одной раме основани . Особенно эффективна эта схема при установке КЗ сверху на колонки БРУ 5.

Устройство работает следующим образом .

Прм срабатывании короткозамыкател  4 по сигналу блока 13 защиты трансформатора 1 ограниченный с помощью БРУ 5 ток ИКЗ и местоположение ИКЗ фиксируютс  вы вительным блоком б, выдающим сигнал на отключение выключател  12 линии 2.

При наличии на линии 2 нескольких отпаек с короткозамыкател ми 4, оснащенными БРУ 5, необходима селективна  фиксаци  местоположени  коммутации ИКЗ. На фиг,5 и 6 показаны схемы оперативных цепей фиксации срабатывани  устройств на трех подстанци х ПБ, ПВ, ПГ с использованием трех репе активной мощности в вы эительном блоке 6. Уставки реле

ВЫбираЮТСЯ ИЗ УСЛОВИЯ . ДЛЯ

этого сопротивлени  БРУ 5 на отпайках выбираютс  отличающимис  по величине на 30-40% соответственно Ri tRa/- из .

Принцип работы вы вительного блока 6 на линии с трем  отпайками можно описать на примере И КЗ подстанции ПБ с БРУ 5 наименьшего сопротивлени . При этом срабатывают все три реле активной мощности, запитывающие своими Контактами 21 -23 промежуточные реле 24 - 26. После их срабатывани  контакты 27 - 29 обеспечивают подхват питани  реле 24 - 26. Контакты 30 -32 замыкают цепи питани  сигнальных ламп 33 - 35 соответствующих подстанций. Однако реле активной мощности с большей уставкой обеспечивает размыкающими контактами 36 и 37 промежуточных реле соответственно 24 и 25 блокировку включени  сигнальных ламп 34 - 35.

Такое выполнение вы вительного блока 6 позвол ет иметь оперативную информацию на головной подстанции о срабатывании короткоэамыкателей 4 с БРУ 5, без дополнительных затрат на сигнализацию, т.к. нагрузочные подстанции работают, как правило, без обслуживающего персонала.

При отказе защиты или выключател  линии отключение И КЗ с БРУ 5 будет вы по л- н тьс  lit или IY ступен ми токовой защиты смежного элемента. При этом длительность токового воздействи  на БРУ 5 может оказатьс  больше расчетного допустимого г. Дл  исключени  рассматриваемой ситуации необходимо ближнее резервирование защиты на принципах УРОВ или использованием второго комплекта дополнительной ступени направленной токовой защиты нулевой последовательности с разделением цепей переменного и оперативного посто нного токов.

15

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты трансформатора , подключенного к линии электропередачи через отделитель, содержащее блок защиты трансформатора, выход которого подключен к цеп м включени  короткоза- мыкател , включенного последовательно с бетэловыми резисторами между выводами дл  подключени  стороны высшего напр жени  и земли, вы вительный блок, включающий трансформатор тока и трансформатор напр жени , исполнительный элемент, выход которого предназначен дл  подключени  к цеп м отключени  выключател  линии,отличающеес  тем,что, с целью повышени  надежности отключени  искусственного короткого замыкани , бетэловые резисторы собраны в установку из m - параллельных ветвей по К последовательно включенных резисторов в каждой ветви, сопротивление которой определ етс  выражением

   R-4Ј4,

   где 1)ф - фазное напр жение линии;

   Рмакс - максимальна  активна  рабоча  мощность линии,

   в вы вительный блок дополнительно введены последовательно соединенные дополнительна  ступень направленной токовой защиты нулевой последовательности и реле активной мощности, при этом вход дополнительной ступени направленной токовой защиты нулевой последовательности подключен к нулевому проводу вторичной обмотки трансформатора тока, к выходам вторичных обмоток трансформатора тока и трансформатора напр жени  той фазы, в которой установлен короткозамыкатель, подключены входы реле активной мощности , выход которого подключен к входу исполнительного элемента.

   №

   и

   76 А.

   Г7

   19 18

   20

   К 8ымдным реле защиты линий (реагирующему органу 11}

   Фие.2

   Г 1C

   Ом W

   5 Ю

   + ШУ

   Ј4

   +ше

   лв

   31

   ШУ

   ШО

   3S

   ЗГ

   пг