SU904094A1

SU904094A1 - Substation with switches of load

Info

Publication number: SU904094A1
Application number: SU802945925A
Authority: SU
Inventors: Юлий Георгиевич Айрапетов
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-02-07

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к электрической части автоматизированных подстанций, и предназначено дл работы в распределите .пьных сет х переменного тока 110 кВ и выше.The invention relates to electrical engineering, in particular to the electrical part of automated substations, and is intended to work in the distribution of 110 kV or more AC power grids.

Известны подстанции, снабженные системой автоматики, отдел ющей поврежденный участок линии с помощью выключателей нагрузки в бестоковую паузу автоматического повторного включени на выключател х мощности по концам линии СП.The substations are equipped with an automation system that separates the damaged section of the line with the help of load switches during an empty pause of automatic restart on the power switches at the ends of the SP line.

Недостатком таких подстанций вл етс несовершенство системы автоматики , отключающей всю линию электропередачи при повреждени х на любом участке линии или на любой подключенной к линии подстанции.The disadvantage of such substations is the imperfection of the automation system that cuts off the entire transmission line in case of damage on any part of the line or on any substation connected to the line.

Наиболее близкой к предлагаемой в.п етс подстанци , кажда из двух линий которой и силовой трансформатор подключены к шинам через выключатели нагрузки 2.Closest to the proposed substation is a substation, each of whose two lines and the power transformer are connected to the buses through the load break switches 2.

Цель изобретени - повьшение надежности электроснабжени .The purpose of the invention is to increase the reliability of power supply.

Указанна цель достигаетс тем, что подстанци с выключател ми нагрузки в цеп х двух отход щих линий и силового тра |сформатора, содержаща трансформаторы тока в этих цеп х, к которым подключены защиты первой и второй линий и силового трансформатора , устройство резервировани отказов выключателей и системы телеотключени первой и второй линий, снабжена системой автоматики, состо щей из репе разности токов линий с первьм и вторым замыкающими контактами , обмотка которого подк.шочена к трансформаторам тока первой и вто- рой линий, соединенным по схеме разности токов, первого токового реле с первым и вторым замыкающими контактами и третьим и четвертым размыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока первой линии, второго токо вого реле с первым и вторым замыкаю щими контактами и третьим и четвертым размыкающими контактами, обмотка которого подключена к трансформаторам тока второй линии, третьего токового реле с первым замыкающим и вторым размыкающим контактами с общей точкой, обмотка которого подключена к трансформаторам тока сило вого трансформатора, трех блоков вьщержки времени, блока приоритета переключающего элемента с двум выходами , блоков И и ИЛИ, трех блоков запрета и двух блоков задержки, при чем выход защиты первой линии через первый контакт реле разности токов св зан с первым входом блока ИЛИ, выход защиты второй линии через второй контакт реле разности токов св зан со вторым входом блока ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом первого блока запрета, выход защиты первой линии через первый блок задержки подключен к общей точке первого и третьего контактов первого- токового реле, первый контак которого соединен с первым входом блока ИЛИ, а третий контакт соединен со входом второго блока запрета управл ющий вход которого соединен с первым входом блока ИЛИ, выход защит второй линии через второй блок задержки подключен к общей точке перво го и третьего контактов второго токо вого реле, первьй контакт которого подключен ко второму входу блока ИЛИ а третий контакт соединен со входом третьего блока запрета, управл ющий вход которого соединен со вторым вхо дом блока ИЛИ, выход устройства резервировани при отказе выключателей подключен ко входу переключающего злемента, первый выход которого через первый контакт третьего токово го реле св зан с общими точками второго и четвертого контактов первого токового реле и второго и четвертого контактов второго токового реле, второй выход переключающего элемента подключен ко входу блока управлени выключателем нагрузки силового транс форматора, четвертый контакт первого токового реле через первый блок выдержки времени св зан с первым вхо .дом блока управлени выключателем нагрузки первой линии, четвертый контактвторого токового реле через второй блок выдержки времени си зан с первым входом блока управлени выключателем нагрузки второй линии, второй вход блока управлени выключа телем нагрузки первой линии соединен с первым выходом блока приоритета, второй вход которого соединен со вторым входом блока управлени выключателем нагрузки второй линии, первый вход блока И соединен с четвертым контактом первого токового реле, второй вход блока И соединен с четвертым контактом второго токового реле, а выход блока И через третий блок выдержки времени св зан со входом первого блока запрета, выход которого соединен со входом блока приоритета и выходом блока И, выход второго блока запрета соедин.ен с первым вйодом блока управлени выключателем нагрузки первой линии, и выход третьего блока запрета соединен с первым входом блока управлени вьпслючателем нагрузки второй линии, выход защит силового трансформатора подключен к первому выходу переключающего элемента и через второй контакт третьего токового реле - ко второму выходу переключающего элемента, первый контакт первого токового реле соединен с первьм контактом реле разности токов и со вторые контактом второго токового реле и подключен ко входу системы телеотключени второй линии, а соединенные в общую точку второй контакт первого токового реле, второй контакт реле разности токов и первый контакт второго- токового реле подключены ко входу системы телеотключени первой линии. На чертеже представлена бйок-схема предлагаемой подстанции. Подстанци с выключател ми нагрузки , установленными со стороны высшего напр жени , содержит три реле }, 2 и 3 тока, три блока 4-6 управлени выключател ми нагрузки, выходы от защиты линий 7 и 8, выход от защиты трансформатора 9 и выход от устройства 10 резервировани отка- . зов выключателей (УРОВ), реле II разности токов линий, блоки 12, 13 и {4 выдержки времени, блок 15 приоритета , переключающий элемент 16, блок И 17, блок ИЖ 18, блоки 19, 20 и 21 запрета, блоки 22 и 23 заержки . При, этом выходы от защиты линий 7 и 8 через, блоки 22 и 23 заержки соответственно, размыкающие контакты 24 и 25 реле 1 и 2 тока соответственно, блоки 19 и 20 запрета подключены к блокам 4 и 5 управле ни выключател ми нагрузки. Выход от УРОВ 10 через переключающий элемент 16 соединен с выходом от запщты трансформатора 9 и через замыкаюпщй контакт 26 реле тока трансформатора размыкающие контакты 27 и 28 реле тока линий, через блоки 12 и 13 выдержки времени соединен с блоками 4 и 5 управлени выключател ми нагрузки на линии. Размьпсающие контакты 27 и 28 реле тока линий через блок И 17, блок 14 выдержки времени блок 21 запрета и блок 15 приорите та св заны -с блоками 4 и 5 управлени выключател ми нагрузки линий, а замыкаюшие контакты 29 и 30 реле тока линий через блок 18 ИЛИ св зан с блоком 21 запрета. При этом выход блока И 17 св зан со входом блока 15 Приоритета, а размыкающий контак 31 реле тока трансформатора подключен к блоку 6 управлени выключателем нагрузки трансформатора и шунти рован перемычкой между переключающим элементом 16 и блоком 6 управлени выключателем нагрузки трансфо матора. Выходы от защиты линий 7 и через замыкающие контакты 32 и 33 реле 11 разности токов линий соединены с блоками 19 и 20 запрета и вы ходами замыкающих контактов 34, 35 обоих реле 1 и 2 тока линий. Устройство работает следующим об разом. При коротком замыкании 36 действием релейной защиты линии 7 отключ етс выключатель 37 на подстанции 3 Трансформаторы 39 и 40 тока суммируют сквозной ток КЗ через выключат ли 41 и 42 нагрузки. Реле 11 тока настроено таким образом, что срабат вает только в тех случа х, когда сквозной ток КЗ равен или. больше но минального тока выключателей 41 и 42 нагрузки. Токовые реле 1 и 2 настраиваютс на ток,, близкий по величине к номинальному току выключателей 41 и 42 нагрузки. Если при КЗ 36 ток со сто ны подстанции 43 меньше, чем ток срабатьшани токовых реле 1,2 и II ТО последние остаютс в несработав шем состо нии. При этом сигнал от защиты поврежденной линии 7 через блок 22 задержки, размыкающий контакт 24 токового реле I и через блок 19 запрета подаетс на блок 4 управлени выключателем нагрузки, который формирует цепь отключени выключател 41 нагрузки. Аналогично система автоматики действует,при работе защиты в режиме дальнего резервировани , при повреждени х смежных линий. Если ток КЗ со стороны подстанции 43 превьшзает номинальный ток выключател 41 нагрузки, то через замыкающий контакт 34 реле 1 сигнал поступает в цепь 44 -дл передачи его на отключение выключател 45 на подстанции 43. При этом отказ в срабатывании контакта 34 токового реле 1 резервируетс работой замыкающего контакта 32 токового реле И, с помощью которого подаетс запрет на прохождение сигнала от защиты линии 7. Блок 22 задержки позвол ет осуществить запрет раньше, чем пройдет сигнал на отключение выключател 41 нагрузки через размыкающий контакт 24 токового реле 1. Аналогично система автоматики работает при действии релейной защиты линии 8 при КЗ 46 или КЗ на лини х, отход щих от шин подстанции 43. При КЗ 47 в трансформаторе 48 на ток короткого замыкани реагируют токовые реле 1, 2 и I1. Токовое реле 11 настраиваетс таким образом, что срабатывает при токах, равных или превышающих номинальный ток выключател 49 нагрузки. Если ток через выключатель 49 нагрузки в случае КЗ 50 или 47 не превышает его номинального значени , то реле 3 тока не срабатьшает и сигнал от трансформатора 9 или УРОВ 10 через размыкающий контакт 31 поступает на блок 6, формирующий цепь отключени выключател 49 нагрузки . Если расчетом установлено, что при КЗ на шинах низшего напр жени силового трансформатора 50 токи KCI роткого замыкани не могут превышать номинальный ток выключател 49 нагрузки , то сигнал от УРОВ 10 можно подавать на блок 6 управлени , мину токовое реле 3. Дл этой цели служит переключающее устройство 16 и перемычка , шунтирующй контакт 31 реле 3 тока. Когда ток КЗ превышает номинальный ток выключател 49 нагрузки и реле 3 тока срабатывает, сигнал от защиты трансформатора 9 или УРОВ 10 через замыкающий контакт 26 поступает на вход контактной системы токовых реле 1 и 2. При этом возможны случаи, когда каждый из токов КЗ через выключатель 41 и 42 нагрузки не превышает их номинального значени и, следовательно , токовые реле 1 и 2 остаютс в несработавшем состо нии, и сигнал через размыкающие контакты 27 и 28 поступает на блок И 17, а далее имеетс две цепи. Одна цепь через блоки 14 выдержки времени и 21 запрета попадает на блок 5 приоритета , а в.тора - с выхода блока 14 пр мо на блок 15 приоритета, который может быть выполнен в виде обычного переключающего устройства, с помощью которого заранее задаетс , какой из двух линейных выключателей нагрузки выгоднее отключить первым. Указанное имеет смысл в том случае, когда после отключени одного из двух линейных выключателей нагрузки ток КЗ через второй может возрасти за счет обходных св зей и стать больше номинального тока того выключател нагрузки , который отключаетс вторым. Отключение первого выключател нагрузки обеспечиваетс за счет поступлени сигнала от блока 17 через блок I5 на блок 4 или 5 в зависимости от того, какой вьжлючатель нагрузки решено отключать первым. Сигнал на отключение второго выключател нагрузки задерживаетс на блоке 14 вьщержки времени и может быть при необходимости запрещен на блоке 2) запрета, если срабатывает (после отключетс первого выключател нагрузки ) одно из реле тока и сигнал проходит через замыкающий контакт 29 или 35 и блок ИЛИ 18. Выход 51 схемы подключен ко входу телеотключени первой линии и слзгжит дл откл1очени выключател 37 мощности в случа х, когда ток КЗ превышает номинальный ток выключател 42 нагрузки (например, при КЗ 46). Экономический эффект от внедрени изобретеш1Я создаетс за счет уменьшени недоотпуска злектроэнергии потребител м в случа х, когда повреждеThis goal is achieved by the fact that the substations with load switches in the circuits of two outgoing lines and a power transformer contain current transformers in these circuits to which the protection of the first and second lines and the power transformer are connected, the failure protection of switches and the system the first and second lines are disconnected, equipped with an automation system consisting of a turnip of the difference in the current of the lines with the first and second closing contacts, the winding of which is connected to the current transformers of the first and second lines, The first current relay with the first and second closing contacts and the third and fourth opening contacts, the winding of which is connected to current transformers of the first line, the second current relay with the first and second closing contacts, and the third and fourth breaking contacts, the winding which is connected to current transformers of the second line, the third current relay with the first closing and second disconnecting contacts with a common point, the winding of which is connected to the current transformers of the power t ranformator, three blocks of time delay, priority block of switching element with two outputs, AND and OR blocks, three prohibition blocks and two delay blocks, the protection output of the first line through the first contact of the current difference relay connected to the first input of the OR block, protection output The second line is connected to the second input of the OR block through the second contact of the relay; the output of which is connected to the control input of the first prohibition block, the output of the first line protection is connected to the common point of the first and third ends through the first delay block. cycles of the first-current relay, the first contact of which is connected to the first input of the OR block, and the third contact is connected to the input of the second prohibition block, the control input of which is connected to the first input of the OR block, the output of the second line protection is connected to the common first point and the third contact of the second current relay, the first contact of which is connected to the second input of the OR block, and the third contact is connected to the input of the third prohibition block, the control input of which is connected to the second input of the OR block, the device output p The failure of the switches is connected to the input of the switching element, the first output of which is connected to the common points of the second and fourth contacts of the first current relay and the second and fourth contacts of the second current relay through the first contact of the third current relay, the second output of the switching element is connected to the input of the control unit the load switch of the power transformer, the fourth contact of the first current relay is connected to the first input of the switch control unit through the first time delay block the first line, the fourth contact of the second current relay through the second time block is connected to the first input of the second load circuit breaker control unit; the second input of the off switch control unit is connected to the first output of the priority block, the second input of which is connected to the second control block the load switch of the second line, the first input of the block I is connected to the fourth contact of the first current relay, the second input of the block I is connected to the fourth contact of the second current relay, and the output of the block And through the third time block is connected to the input of the first block, the output of which is connected to the input of the priority block and the output of block I, the output of the second block of the ban is connected to the first input of the control unit of the first line load switch, and the output of the third block of the ban with the first input of the control unit at the load switch of the second line, the protection output of the power transformer is connected to the first output of the switching element and through the second contact of the third current relay to the second output of the switching current The first contact of the first current relay is connected to the first contact of the current difference relay and to the second contact of the second current relay and connected to the input of the second line switching system, and the second contact of the first current relay connected to a common point, the second contact of the second relay - the current relay is connected to the input of the first line disconnect system. The drawing shows the bio-diagram of the proposed substation. The substations with load switches installed on the high voltage side contain three relays}, 2 and 3 currents, three blocks 4-6 of the control of the load switches, the outputs from protection of lines 7 and 8, the output from protection of the transformer 9 and the output from the device 10 redundancy reservations. call of circuit breakers (breakers), relay II line current differences, blocks 12, 13 and {4 time delays, priority block 15, switching element 16, block 17, block IL 18, blocks 19, 20 and 21 prohibition, blocks 22 and 23 jig At the same time, the outputs from protection of lines 7 and 8 through, locking units 22 and 23, respectively, opening contacts 24 and 25 of current relay 1 and 2, respectively, prohibition units 19 and 20 are connected to blocks 4 and 5 by controlling load switches. The output from the breakdown switch 10 through the switching element 16 is connected to the output from the transformer 9 bar and through the closing contact 26 of the transformer current relay disconnecting contacts 27 and 28 of the line current relay, through time blocks 12 and 13 is connected to the load switches 4 lines. The decoupling contacts 27 and 28 of the line current relay through block AND 17, time delay block 14, prohibition block 21 and block 15 are prioritized - with blocks 4 and 5 of controlling load line switches, and the closing contacts 29 and 30 of current line relays 18 OR associated with prohibition block 21. The output of the block 17 is connected to the input of the priority block 15, and the disconnecting contact 31 of the transformer current relay is connected to the transformer loading switch control unit 6 and is bridged by a jumper between the switching element 16 and the transformer loading switch control unit 6. The outputs from the protection of lines 7 and through the closing contacts 32 and 33 of the relay 11 of the difference between the currents of the lines are connected to the prohibition blocks 19 and 20 and the outputs of the closing contacts 34, 35 of both the relays 1 and 2 of the current lines. The device works as follows. In the event of a short circuit 36, the action of the relay protection of the line 7 turns off the switch 37 at the substation 3 The current transformers 39 and 40 add the short-circuit current through the switches 41 and 42 of the load. Current relay 11 is configured in such a way that it only works in cases where the through-circuit short-circuit current is equal to or. more nominal current switches 41 and 42 load. The current relays 1 and 2 are set to a current that is close in magnitude to the rated current of the load switches 41 and 42. If, at SC 36, the current from the substation 43 is less than the current from the operation of current relays 1.2 and II, the latter remain in an inoperative state. At the same time, the signal from protecting the damaged line 7 through the delay unit 22, the disconnecting contact 24 of the current relay I and through the inhibitor block 19 is fed to the load switch control unit 4, which forms the disconnect circuit of the load switch 41. Similarly, the automation system operates, when the protection is operating in the long-distance backup mode, when adjacent lines are damaged. If the short-circuit current from the substation 43 exceeds the rated current of the load switch 41, then through the closing contact 34 of relay 1 the signal enters the circuit 44 - transferring it to disconnecting the switch 45 at the substation 43. At the same time, the failure of the contact 34 of the current relay 1 to operate is reserved the closing contact 32 of the current relay I, with which the signal is prevented from passing from the protection of the line 7. The delay unit 22 allows the prohibition to occur before the signal passes to turn off the load switch 41 through the opening contact 24 current relay 1. Similarly, the automation system operates under the action of relay protection of line 8 at fault 46 or short-circuit on lines departing from substation busbars 43. At fault fault 47 in transformer 48, current relays 1, 2 and I1 react to a short circuit. The current relay 11 is adjusted in such a way that it operates at currents equal to or greater than the rated current of the load switch 49. If the current through the load switch 49 in the event of a fault 50 or 47 does not exceed its nominal value, then the current relay 3 does not trigger and the signal from the transformer 9 or FOB 10 through the disconnecting contact 31 enters the block 6, which forms the disconnect circuit of the load switch 49. If it is determined by the calculation that when short-circuited on the low voltage buses of the power transformer 50, the currents of the KCI current circuit cannot exceed the rated current of the load circuit breaker 49, then the signal from the breaker failure protector 10 can be fed to the control unit 6, the current relay 3 mines. the device 16 and the jumper, shunt the contact 31 of the relay 3 current. When the short-circuit current exceeds the rated current of the switch 49 of the load and the current relay 3 is triggered, the signal from transformer protection 9 or breakdown voltage 10 through the closing contact 26 is fed to the input of the contact system of current relays 1 and 2. In this case, there may be cases when each of the short-circuit currents through the switch 41 and 42 of the load does not exceed their nominal value and, therefore, the current relays 1 and 2 remain in an idle state, and the signal through the opening contacts 27 and 28 is fed to the block 17, and then there are two circuits. One circuit through time delay blocks 14 and 21 inhibitions goes to priority block 5, and Vto from the output of block 14 directly to priority block 15, which can be made as a conventional switching device, with which it is predetermined which of It is more profitable to disconnect the two linear load switches first. This makes sense in the case when, after one of the two linear load switches is disconnected, the short circuit current through the second one may increase due to bypassing and become greater than the rated current of the load switch that is disconnected second. The disconnection of the first load switch is ensured by the arrival of a signal from block 17 through block I5 to block 4 or 5, depending on which load switch it was decided to disconnect first. The signal for disconnecting the second load switch is delayed at time delay block 14 and can be disabled if necessary at block 2) if one of the current switches is activated (after the first load switch is disconnected) one of the current switches and the signal passes through the closing contact 29 or 35 and the block OR 18 The output 51 of the circuit is connected to the first line disconnection input and is too low to disconnect the power switch 37 in cases where the short-circuit current exceeds the rated current of the load breaker 42 (for example, short-circuit 46). The economic effect of introducing inventions is created by reducing the undersupply of electrical energy to consumers in cases where damage is

ни отключаютс выключател ми нагрузки и нет необходимости отключать всю электропередачу.neither are the load switches disconnected and there is no need to disconnect the entire power transmission.

Claims

protection output of the second line through a second delay unit connected to a common point of the first and third contacts 48 Claims of the invention A substation with load switches in two outgoing lines and a power transformer containing current transformers in these circuits to which the first and second protection switches LINE and power transformer, the device for failover of switches and the first and second line disconnection system, characterized in that, in order to increase the reliability of power supply, it is equipped with an automatic system and, consisting of a relay, the difference of current lines with the first and second closing contacts, the winding of which is connected to current transformers of the first and second lines connected according to the current difference circuit, the first current relay with the first and second closing contacts, and the third and fourth normally open contacts, winding which is connected to the current transformers of the first line, the second current relay with the first and second closing contacts and the third and fourth normally closed contacts, the winding of which is connected to the current transformers of the second line, the third current relay with the first closing and second disconnecting contacts with a common point, the winding of which is connected to the current transformers of the power transformer, three time delay blocks, priority block, switching element with two outputs, AND and OR blocks, three prohibition blocks and two blocks delay, the protection output of the first line through the first contact of the relay of the difference of currents connected to the first input of the OR block, the output of the protection of the second line through the second contact of the relay of the difference of the currents connected to the second input of the block OR, output which is connected to the control input of the first block, the output of the protection of the first line through the first delay block is connected to a common point of the first and third contacts of the first current relay, the first contact of which is connected to the first input of the OR block, and the third contact is connected to the input of the second block, the control input of which is connected to the first input of the OR block, the second current relay, the first contact of which is connected to the second input of the OR block, and the third contact is connected to the input of the third inhibit block, the control input of the cat connected to the second input of the block OR the output of the backup device when the switches fail, connected to the input of the switching element, the first output of which is connected to the points of the second and fourth contacts of the first current relay and the second and fourth contacts of the second current relay through the first contact of the second current relay, and the second output switching element is connected to the input of the control unit by the load switch of the power transformer, the fourth contact of the first current relay through the first time delay block En with the first input of the control unit of the load switch of the first line, the fourth contact of the second current relay is connected to the first input of the control switch of the second line load switch through the second time latch block, the second input of the control unit of the first line load break switch, The second output of which is connected to the second input of the control unit of the load switch of the second line, the first input of the block I is connected to the fourth contact of the first current relay, the second input is connected to the quad 41 The second contact of the current relay is connected to the input of the first inhibit block, the output of which is connected to the input of the priority block and the output side to AND, the output of the second inhibit block is connected to the first input of the control unit of the load switch first line, and the output of the third inhibit unit is connected to the first input of the control unit of the load switch of the second line, the protection output of the power transformer is connected to the first output of the switching element and through the second contact of the third current p to the second output of the switching element, the first contact of the first current relay is connected to the Bbw contact of the current difference relay and the second contact of the second current relay and connected to the input of the second-line remote switching system, and the second contact of the first current relay connected to a common point The current relay and the first contact of the second current river are connected to the input of the first line disconnection system. Sources of information taken into account in the examination 1. PS Lisisky, NE Kheifits. Main circuits and electrical equipment of substations 35-750 kV. M., Energie, 1970, p. 193.

2. In the same place 200, fig. 7-4.