SU1053214A1 - Device for blocking short circuit connection of buses equipped with switch having capacitive contact-voltage dividers - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ,ШИН, ОБОРУДОВАННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЕМКОСТНЫМИ ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ, содержащее измерительный преобразовательнапр жени , подключенный к датчикам фазных напр жений , блок формировани  сигнала на включение выключател  исполнительный орган, а также последовательно соединенные орган сравнени , элемент выдержки времени и логический элемент НЕ, о т ли ч а ю вд е е с   тем, что, с целью повышени  чувствительности устройства, в него введены три дифференциальных усилител  , мнниселектор и логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формировани  сигнала на включение выключател , второй вход - к выходу логического 1&) элемента НЕ, а выход - к исполнительному органу, причем входы миниселектора подключены к выходам датчМ f ков фазных напр жений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к входу Органа сравнени , а вы;ходы датчиков фазных напр жений дополнительно попарно подключены к. О СП входам дифференциешьных.усилителей. 00 ьэTHE DEVICE FOR BLOCKING THE SWITCH ON ON THE SHORT CIRCUIT, TIRES, EQUIPPED SWITCHES, POSTERS, CAPTIVE VOLTAGE DISTRIBUTORS FOR POSITIONS, A measuring transducer, connected to the sensors of the phase voltage, a projection, a projection, a projection, a projection, a projection, a projection, a projection, a projection, a projection, • • • • • • • • • • • a venter, a projection, a projection, a projection, • • • • • • • • • • a venter, a projection, a projection, • • • • • • • • a venter, a projection, a projection, • • • • • • • • a venter, a pro- and a logical element NOT, that is, so that, in order to increase the sensitivity of the device, three differential values are introduced into it The body, the multi-selector and the logical element I, the first input of which is connected to the output of the switch-forming unit, the second input - to the output of the logical 1 & element) NOT, and the output - to the actuator, and the inputs of the mini selector are connected to the outputs of the sensor f phase voltages and differential amplifiers, its output is connected to the input of the Comparator, and you; the phases of the phase voltage sensors are additionally connected to each other. About the SP inputs of differential amplifiers. 00 e

Description

Изобретение относитс  к релейно защите электрических сетей и может быть использовано дл  предотвращени  подключени  к сети короткозам кнутых шин. Известно устройство дл  вы влени , короткого замыкани  (к.з. ) в отключенном энергообъекте, осуществл ющее блокирование его йключени  в сеть, оно содержит источйик зонди руклдих сигналов, который через специальную сопр гающую аппаратурупод ключаетс  к контролируемому энергообъекту , измерительный орган, вы вл ющий наличие к.з , по фазе или амплитуде зондирующих сигналов и исполнительный орган Cll. I eдocтaткaми известного ус;гройс ва  вл ютс  значительна  сложность потребность дл  реализации в специа ной высоковольтной аппаратуре. Кром того, представл етс  затруднительным его использование на шинах электрических станций и подстанций, оборудованных широко распространенными воздушными выключател ми с емкостными делител ми напр жени  на контактах. В этом случае на отключенные шины через емкости, шунтирующие разомкнутые контакты отделител , поступает напр жение, которое может достигать 60% номинального значени . Поэтому подключение низковольтной аппаратуры через отключенный от земли , .-заземл ющий нож разъединител  без специал гных . защитных и согласующих устррйств недопустимо j Hai;f6oJjee близким к изобретении по технической сущности  вл етс  устройство дл  блокировани  йключени  на короткое замыкание шин, оборудованных выключател ми с емкос ными делител ми напр жени  на контактах . В устройство к вторичной обмотке измерительного трансформатора напр жени , первичйа  обмотка которого подключена к контролируемым .шинам, подключены фильтр напр ;жени  пр мой и фильтр напр жени  об ратной последовательностей. Выход первого из них через первую цепочку , состо щую из последовательно соединенных выпр мител , порогового элементар расширител  импульсов и логического элемента НЕ, подключен к первому входу логического элемента ИЛИ,а выход второго через вторую цепочку, состо щую из последователь но соединенных выпр мител , порогового элемента и расширител  импульсов - к второму входу логического элемента ИЛИ, к выходу которого подключены соединенные последовательно элемент времени с задержкой на срабатывание, исполнительный эле мент и блок формировани  сигнала на включение выключател , производ щего опробование шин С2 J. Недостатком известного устройства  вл етс  снижение устойчивости функционировани  при Нсшичии наведенных напр жений в первичных и вторичных цеп х трансформа1ора напр жени . В этом случае на исправных шинах нарушаетс  симметри  векторов фазных напр жений и по вл етс  некоторое отличное от нул  значение напр жени  обратной последовательности. Вли ние наведенных напр жений особенно велико в режиме оперативного опробовани  шин, когда собрана схема одного присоединени , а разъединители в цеп х остальных присоединений отклю-г чеиы. При этом суммарна  емкость делителей минимальна, а следовательно остаточное напр жение на исправных ишн ах имеет наименьшее значение, составл ющее от 4 до 10% номинального , значени . Кроме того, известное устройство имеет низкую чувствительность, ограНичивающую область его применени . Это вызвано тем, что уровень остаточных напр жений может колебатьс  э широких пределах в зависимости от соотношени  емкости шин и емкости конденсаторов, составл ющих делители напр жени  выключател . Наименьшее значение остаточного напр жени  наблюдаетс  в режиме оперативного включени  шин (минимальный режим ). Наибольший уровень остаточного напр жени  (максимальный режим) jjMeeT место перед повторным вклю- чением в режиме автоматического повторного включени  (АПВ|, так как в этом режиме разъединители всех присоединений наход тс  во включенном состо нии, и емкости .делителей)напр жени  всех выключателей суммируютс . Отличие напр жений в минимальном и максимальном режимах,в эависийости от числа подключенных к шинам выключателей, может достигать 10-20 раз . Чувствительность известного устройства определ етс  соотношением между значением небаланса напр жени  обратной последовательности в максимальном режиме при исправных шинах, от которого необходимо отстроитьс , и значением напр жени  обратной последовательности при двухфазных к.з. в минимальном режиме Уровень небаланса обусловлен разбросом емкости фаз шин на землю, отличием параметров конденсаторов , в емкостных делител х напр жени  и р дом других факторов и может достигать 10% от фазного напр жени . Поэтому уже при наличии на шинах 8-10 выключателей напр жение небаланса может превысить значение напр жени  обратной последовательности , в результате чего чувствительность устройства окажетс  недостаточной дл  шин с большим числом выключателей.The invention relates to a relay protection of electrical networks and can be used to prevent whip tires from short-circuiting connected to the network. A device is known for detecting, short-circuiting (short-circuit) in a disconnected power facility, blocking its connection to the network, it contains a source of probe for remote signals, which is connected to the monitored power facility through a special interface, the measuring body detecting the presence of CC, in phase or amplitude of the probing signals and the executive body Cll. I efficiencies are well known; the power supply is a considerable complexity, the need for implementation in special high-voltage equipment. In addition, it is difficult to use it on the tires of power stations and substations equipped with widespread air switches with capacitive voltage dividers at the contacts. In this case, the disconnected tires receive a voltage that can reach up to 60% of the nominal value through the capacitors that shunt the open contacts of the separator. Therefore, the connection of low-voltage equipment through a disconnected,.-Earthing switch disconnector without special. protective and matching devices unacceptable j Hai; f6oJjee close to the invention to the technical essence is a device for blocking short-circuit busbars, equipped with switches with capacitive voltage dividers on the contacts. In the device, the voltage filter of the direct voltage and the reverse voltage voltage filter are connected to the secondary winding of the measuring voltage transformer, the primary winding of which is connected to the controlled buses. The output of the first one through the first chain consisting of series-connected rectifiers, the threshold elementar of the pulse expander and the logical element NOT is connected to the first input of the OR logic element, and the output of the second one through the second chain consisting of successively element and pulse spreader - to the second input of the OR logic element, to the output of which are connected the time-connected time-delayed element, the executive element and the form block ation signal to switch the switch, derivatives present sampling C2 tire J. The disadvantage of this device is to reduce the resistance during operation of Nsshichii induced voltages in the primary and secondary chains transforma1ora voltage. In this case, on good tires, the symmetry of the phase voltage vectors is violated, and some reverse sequence voltage value other than zero appears. The effect of induced voltages is especially great in the on-line testing of tires when the circuit of one connection is assembled, and the disconnectors in the circuits of the other connections are disconnected. At the same time, the total capacity of the dividers is minimal, and therefore the residual voltage on the operable ones has the smallest value of 4 to 10% of the nominal value. In addition, the known device has a low sensitivity, limiting the scope of its application. This is because the level of residual voltages can vary over wide limits depending on the ratio of the capacitance of the tires and the capacitance of the capacitors that make up the voltage dividers of the switch. The lowest value of residual voltage is observed in the on-line mode of the tires (minimum mode). The highest level of residual voltage (maximum mode) jjMeeT place before the restart in automatic reclosing mode (reclose | as in this mode the disconnectors of all connections are in the on state, and the capacitors) of the voltage of all switches are summed . The difference of voltages in the minimum and maximum modes, in efficiency from the number of switches connected to the buses, can reach 10-20 times. The sensitivity of a known device is determined by the ratio between the unbalance value of the negative-sequence voltage in the maximum mode with good tires, from which it is necessary to rebuild, and the negative-sequence voltage value in the two-phase short circuit. in the minimum mode The unbalance level is caused by the spread of the capacitance of the tire phases to the ground, the difference in capacitor parameters in capacitive voltage dividers and a number of other factors and can reach 10% of the phase voltage. Therefore, even if there are 8-10 switches on the tires, the unbalance voltage may exceed the negative sequence voltage value, as a result of which the device sensitivity will be insufficient for tires with a large number of switches.

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  блокировани  г ключени -на короткое замыкание ин, оборудованных выклюхател ми с емкостными делител ми напр жени  на контактах, содержащее измерительный преобразователь напр жени , подк/иоченный к датчикам фазных напр ж$ннй , блок формировани  сигнала на : включение выключател , исполнитель-т ный орган, а также последовательиЬ . соединенные орган сравнени , элемёНг выдержки времени и логический эле- ; ент НЕ, введены трн дифференциальных усилител , миниселектор и логиеский элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формировани  сигнала на включенне выклюател , второй вход - к выходу логи ческого элемента НЕ, а.В1ых.од - к исполнительному органу, причем входы иниселектора подключены к выходам датчиковФазных напр жений и дифференциальных усилителей, его выход подключен к входу органа сравнени  а выходы датчиков фазных напр жений опЪлнительнЬ попарно подключены к входам .дифференциальных усилителей,The goal is achieved by the fact that in a device for blocking a switch-on short-circuit in, equipped with a switch with capacitive voltage dividers on the contacts, containing a voltage measuring transducer, connected to the phase voltage sensors, a signal conditioning unit on: switch on, actuator, and sequence. United Comparison, Time Element and Logical Element; ENT, introduced trn differential amplifier, mini selector and logical element I, the first input of which is connected to the output of the signal conditioning unit at the on / off switch, the second input to the output of the logical element NOT, and B1O.OD to the executive body, and the inputs of the selector connected to the outputs of the sensor Phase voltages and differential amplifiers, its output is connected to the organ input by comparing the outputs of the phase voltage sensors Oscillator in pairs connected to the inputs of the differential amplifiers,

На чертеже Приведена фунцирнальна  схема предлагаемого устройства. отключенных выключател х 1 шины 2 сохран ют св зь с энергосистемой 3 через емкостные делите- ли 4 напр жени , шунтирующие разомкнутые контакты отделителей 5. Напр жение на шинах 2 через измерительный преобразователь б напр жени  и датчики 7 - 9 фазных напр жений поступает на дифференциальные, усилители 10 - 12 и на входы мини-. селектора 13, который бсущест.вл ёт выделение наименьшего из входных напр жений. Дифференциальные уси- Г лители to - 12 формируют сигнал, пропорциональный разности входных напр жений. Следовательно на входы миниселектора 13 поступают фазные и междуфазные напр жени , имеющиес  на контролируемых шинах. Орган 14 срсшнени  срабатывает, если входное напр жение меньше заданного установкой. Элемент 15 выдержки .времени с задержкой на срабатывание служит дл  исключени  излишных срабатываний при кратковременных снижени х напр жени  на шинах, не св занных с наличием на них устойчивого к.з. Логический элемент НЕ 16 и блок 17-формировани  сигнала на включение выключател  подключены через логический элемент И 18 и The drawing shows the functional scheme of the proposed device. the off switches 1, bus 2 maintains communication with the power system 3 through capacitive dividers 4, shunting the open contacts of the separators 5. The voltage on buses 2 through the measuring voltage converter and sensors 7 to 9 phase voltages is supplied to the differential , amplifiers 10-12 and mini inputs. selector 13, which bustles the selection of the smallest of the input voltages. Differential amplifiers to - 12 form a signal proportional to the difference in input voltages. Consequently, the phase and phase-to-phase voltages available on the monitored tires enter the inputs of the mini selector 13. Transmission unit 14 is triggered if the input voltage is less than the specified voltage. The time delay element 15 with a delay for actuation serves to eliminate unnecessary alarms during short-term reductions in voltage on tires that are not related to the presence of a stable short-circuit voltage on them. The logical element 16 and the block 17 to form a signal to turn on the switch connected through the logical element 18 and

исполнительный орган 19 к выключателю 1.Executive body 19 to the switch 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При отсутствии к.з. на отключенных шинах имеетс  остаточное напр жение , поступающее через конденсаторы и составл ющее в .минимальном режиме не менее 4% от номинального значени . Выбором коэффициенг тов передачи усилителей 10 - 12 обеспечиваетс  равенство действующих значений всех напр жений, поступающих на входы миниселектора 13 при исправных шинах. Уставка 5 органа 14 срав{1ени  выбираетс  ниже этого минимального значени  по условию отстройки от ЭДС, наводимых в первичных и вторичных цеп х преобразовател  6 напр жени , что 0 составл ет примерно 1-2% от номингшьного значени . Поэтому при исправных шинах орган 14 ср.авнениЯ находитс  в несработан ом состо нии, и на первый вход логического элемеН5 та И 18 поступает сигнал 1, разреша  срабатывание исполнительного органа 19. При наличии на отключенных шинах 2 любого вида к.э. одно из напр1{жений, поступающих на вхоQ ды миниселектора 13, снижаетс  . практически др нул , ввиду чего срабатывает орган 14 сравнени  и че-г рез врем  пор дка 0,2 с, определ емое уставкой элемента 15 выдержки времени, на первый вход логического элемента И 18 поступает сигнал О, блокирующий прохождение команды от блока 17 на включение выключа ел  1.In the absence of a short-circuit On disabled tires, there is a residual voltage flowing through the capacitors and making up at least 4% of the nominal value in the minimum mode. The choice of the transmission coefficients of the amplifiers 10-12 ensures the equality of the effective values of all voltages arriving at the inputs of the mini selector 13 with good tires. The setting 5 of the organ 14 of the comparison {1eni is chosen below this minimum value according to the condition of detuning from the EMF induced in the primary and secondary circuits of the voltage converter 6, which 0 represents approximately 1-2% of the nominal value. Therefore, in case of serviceable tires, the organ 14 of the cfn. Is not in the inoperative state, and the first input of the logical element 5 and 18 receives a signal 1, allowing the actuator 19 to operate. If there are any 2 ke. one of the voltages arriving at the inputs of the mini selector 13 is reduced. practically another zero, in view of which the comparator body 14 and the four-second time step of the order of 0.2 s, determined by the setpoint of the time delay element 15, triggers a signal O at the first input of the logic element 18 that blocks the command from block 17 to turn on Turn off ate 1.

Ввиду того, что сопротивление . 0 конденсаторов составл ет не менее 500 кОм, переходное сопротивленце в месте к.з.практически не оказывает вли ни  на значение остаточного напр жени  в поврежденных фазах, 5 что обуславливает высокую чувствительность устройства и возможность применени  на шинах с неорганиченным числом присоединений.Due to the fact that resistance. 0 capacitors is at least 500 kΩ, the transient resistance in the short-circuit does not practically affect the value of the residual voltage in the damaged phases, 5 which causes the device to be highly sensitive and can be used on tires with an unorganized number of connections.

Эффективность вы влени  к .3. обес50 печиваетс  также тем, что проверкаизол ции производитс  достаточно высоким напр жением, поступающим на обесточенные шины через емкостные делители из высоковольтной -с сети.Detection efficiency to .3. It is also ensured by the fact that the insulation check is produced by a sufficiently high voltage supplied to the de-energized buses through capacitive dividers from the high-voltage -c network.

Применение устройства позвол ет сократить число таких т желых, особенно пр условию сохранени  устойчивости системы, аварийных режимов, какими  вл ютс  к.з. на ° шинах, увеличить срок службы основного энергооборудовани  и повысить надежность электроснабжени  потребителей.The use of the device makes it possible to reduce the number of such heavy ones, especially if the stability of the system is maintained, of emergency modes, which are short-circuits. on tires, to increase the service life of the main power equipment and to increase the reliability of power supply to consumers.

Claims (1)

(57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ,ШИН, ОБОРУДОВАННЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ С ЕМКОСТНЫМИ ДЕЛИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ элемент 'выдержки времени и логический элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства, в него введены три дифференциальных усилителя , миниселектор и логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу блока формирования сигнала на включение выключателя, < второй вход - к выходу логического · элемента НЕ, а выход - к исполнительному органу, причем входы мини- I селектора подключены к выходам датчиков фазных напряжений и дифференци- | альных усилителей, его выход подключен к входу Органа сравнения, а выходы датчиков фазных напряжений дополнительно попарно подключены к. входам дифференциальных.усилителей.(57) DEVICE FOR LOCKING SWITCHING ON, SHORT TIRE EQUIPPED BY CIRCUIT BREAKERS WITH CAPACITIVE VOLTAGE DIVIDERS element 'time delay and logic element NOT, so that, in order to increase the sensitivity of the device three differential amplifiers are introduced into it, a mini-selector and a logical element AND, the first input of which is connected to the output of the signal conditioning unit to turn on the circuit breaker, <the second input to the output of the logical · element NOT, and the output to the actuator, and the mini-I inputs selectors are connected to the outputs of the phase voltage sensors and differential | of amplifiers, its output is connected to the input of the Comparison Authority, and the outputs of the phase voltage sensors are additionally paired to the inputs of differential amplifiers.