Способ защиты высоковольтного оборудования от токов короткого замыкания

Автoры: Вoрoнин Владимир Алекcандрoвич, Любарcкий Дмитрий Рoманoвич, Пoдъячев Виктoр Никoлаевич

Иcпoльзoвание: в oблаcти электрoтехники для защиты oбoрудoвания в раcпределительных уcтрoйcтвах выcoкoгo и cверхвыcокого напряжения. Техничеcкий результат заключаетcя в повышении cелективноcти и быcтродейcтвия отключения поврежденного приcоединения при значениях токов выше заданных. Споcоб cоcтоит в том, что при возникновении короткого замыкания в любом из присоединений фиксируют значения параметров, опасных для высоковольтного оборудования: при превышении значения тока в каждом из присоединений выше заданного или снижении значения напряжения ниже заданного и срабатывании релейной защиты любого из присоединений шунтируют короткое замыкание и отключают присоединения, в которых величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам защиты высоковольтного оборудования от токов короткого замыкания в электроэнергетических установках, и может быть использовано для защиты оборудования в распределительных устройствах высокого и сверхвысокого напряжения.

Известно устройство для ограничения токов короткого замыкания [1].

Недостатком данного изобретения является ограниченная область применения: используется в сетях промышленных предприятий с линиями небольшой протяженности.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ шунтирования нагрузки в аварийном режиме с помощью мощных высоковольтных электровакуумных приборов [2].

Недостатком данного технического решения является низкая селективность.

Цель предлагаемого изобретения - повышение селективности и быстродействия отключения поврежденного присоединения при значениях токов выше заданных.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе защиты высоковольтного оборудования от токов короткого замыкания в распределительном устройстве (РУ) высокого напряжения, при котором фиксируют возникновение короткого замыкания и шунтируют короткое замыкание, при возникновении короткого замыкания в любом из присоединений фиксируют значения параметров, опасных для высоковольтного оборудования, и при изменении параметров шунтируют короткое замыкание и отключают присоединения, в которых величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование, причем, если фиксируют значения тока в каждом из присоединений, при превышении значения выше заданного шунтируют короткое замыкание и отключают присоединения, в которых величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование, если фиксируют значения напряжения, при снижении напряжения ниже заданного и срабатывании релейной защиты любого из присоединений шунтируют короткое замыкание и отключают присоединения, в которых величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование.

Способ реализуется устройством, представленным на чертеже.

Устройство содержит неповрежденное присоединение 1, выключатели 2 и 3, распределительное устройство 4, поврежденное присоединение 5, шунтирующее устройство 6, выполненное, например, в виде управляемого вакуумного разрядника (РВУ), блок контроля напряжения 7, блок контроля величины токов каждого из присоединений 8 с выходами: 9 - фиксации присоединений с током, большим заданного, и 10 - фиксации присоединений с током, меньшим заданного, блок фиксации срабатывания релейной защиты любого из присоединений 11, логический элемент ИЛИ - 12, логический элемент И - 13, исполнительный орган включения 14 шунтирующего устройства 6, исполнительные органы отключения 15 и 16, блок фиксации и отключения поврежденного присоединения 17, блок выдержки времени 18.

Неповрежденное присоединение 1 подключено к сборным шинам распределительного устройства 4 через выключатель 2, а поврежденное присоединение 5 - через выключатель 3. К сборным шинам распределительного устройства 4 подключено также шунтирующее устройство 6, выполненное, например, в виде управляемого вакуумного разрядника (РВУ). Вход блока контроля напряжения 7 соединен с датчиком напряжения (трансформатором напряжения ТН), а выход - с первым входом логического элемента ИЛИ - 12. Входы блока контроля величины токов каждого из присоединений 8 соединены с датчиками токов (трансформаторов тока ТТ) присоединений, а его выход 9 - со вторым входом логического элемента ИЛИ - 12. Выход элемента 12 соединен с первым входом логического элемента И - 13, ко второму входу которого соединен выход блока фиксации срабатывания релейной защиты любого из присоединений 11, входы которого соединены с выходами релейных защит (РЗ) присоединений. Выход элемента 13 соединен со входом исполнительного органа 14 включения шунтирующего устройства 6 и с первым входом блока фиксации и отключения поврежденного присоединения 17, второй вход которого соединен с выходом 10 блока контроля токов 8. Выход блока 17 соединен со входом исполнительного органа 16 отключения выключателя 3 и одновременно со входом блока выдержки времени 18, выход которого соединен со входом исполнительного органа 15 отключения шунтирующего устройства 6.

Устройство на основе предложенного способа работает следующим образом.

Возникновение тока КЗ с величиной большей, чем заданная, на любом из присоединений, например на присоединении 5, фиксируется через логический элемент ИЛИ - 12: либо от блока контроля напряжения 7 из-за снижения контролируемого напряжения ниже заданной величины, либо от блока контроля величины токов каждого из присоединений 8 (выходами: 9 - фиксации присоединений с током, большим заданного).

Возникновение КЗ на контролируемых присоединениях фиксируется появлением сигнала на выходе блока фиксации срабатывания релейной защиты любого из присоединений 11.

Таким образом, при возникновении КЗ на любом из контролируемых присоединений с током, большим заданного, фиксируется появление сигнала на выходе элемента И - 13, т.е. на входе исполнительного органа 14 включения шунтирующего устройства 6 и на первом входе блока фиксации и отключения поврежденного присоединения 17.

Исполнительный орган 14 осуществляет включение шунтирующего устройства 6, в связи с чем происходит снижение напряжения на сборных шинах распределительного устройства 4 практически до нуля.

В случае установки управляемого вакуумного разрядника падение напряжения на дуге РВУ не превышает 100 В, что позволяет снизить ток в поврежденном присоединении 5 в зависимости от удаления точки короткого замыкания от сборных шин распределительного устройства от 0,3 до 0 от максимальной величины тока короткого замыкания.

В связи со снижением тока в поврежденном присоединении 5 ниже заданного уровня на выходе 10 блока контроля тока в цепи присоединений 8, а значит и на втором входе блока фиксации и отключения поврежденного присоединения 17 появляется сигнал.

При этом через исполнительный орган отключения 16 подается команда на отключение присоединения 5, в котором ток ниже заданного. Одновременно запускается блок 18 с выдержкой времени, достаточной для отключения поврежденного присоединения 5, который подает команду на исполнительный орган 15 отключения шунтирующего устройства 6.

Литература

1. Авторское свидетельство на изобретение 1410182.

2. Алферов Д.Ф., Иванов В.П., Сидоров В.А. Управляемые вакуумные разрядники: основные свойства и применение // ЭЛЕКТРО, 2002, 2, с.37.


Формула изобретения

1. Способ защиты высоковольтного оборудования от токов короткого замыкания в распределительном устройстве (РУ) высокого напряжения, согласно которому при возникновении короткого замыкания в любом из присоединений фиксируют значения параметров опасных для высоковольтного оборудования, и при изменении параметров шунтируют короткое замыкание, далее отключают присоединение, в котором величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фиксируют значение тока в каждом из присоединений и при превышении значения выше заданного шунтируют короткое замыкание, далее отключают присоединение, в котором величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что фиксируют значение напряжения и при снижении напряжения ниже заданного и срабатывании релейной защиты любого из присоединений шунтируют короткое замыкание, далее отключают присоединение, в котором величина тока ниже заданной, после чего осуществляют дешунтирование.