УСТРОЙСТВО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ РЕЗЕРВНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИСОЕДИНЕНИЙ СХЕМЫ ШЕСТИУГОЛЬНИКА
CENTRALISED BACKUP PROTECTION DEVICE FOR HEX-CONNECTED CIRCUIT

Устройство относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для резервной защиты присоединений открытого распределительного устройства (ОРУ) в виде схемы шестиугольника.
Известно устройство для централизованной защиты присоединений подстанции, содержащее для каждого присоединения измерительный орган, элемент И и исполнительный орган, подключенный к выходу элемента И, и общую логическую часть, входами подключенную ко всем измерительным органам, а выходами к инверсным входам элементов И (Фигурнов Е.П. Релейная защита. М.: Желдориздат. 2002 г.). Это устройство обладает высокой чувствительностью, но может быть применено только для защиты параллельно работающих линий и поэтому имеет очень ограниченную область применения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство централизованной резервной защиты присоединений схемы шестиугольника с первой линией, подключенной к схеме через первый и второй выключатели, со второй линией, подключенной к схеме через третий и четвертый выключатели, с третьей линией, подключенной к схеме через пятый и шестой выключатели; с первым блоком генератор-трансформатор, подключенным к схеме через шестой и первый выключатели, со вторым блоком генератор -трансформатор, подключенным к схеме через второй и третий выключатели, с третьим блоком генератор-трансформатор, подключенным к схеме через четвертый и пятый выключатели; с первым (вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым) трансформатором тока, включенным последовательно с первым (вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым) выключателем, содержащее первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой блоки контроля величины тока (КВТ); первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой блоки логики; первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое реле фиксации положения «Включено» (РПВ), первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое реле фиксации положения «Отключено» (РПО) первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого выключателей соответственно; три реле-повторителя устройств блокировки при качаниях дистанционных защит первой, второй, третьей линий (Клецель М.Я., Яковец С.А. Устройство централизованной защиты присоединений схемы шестиугольника ОРУ 500-750 кВ. Предварительный патент РК №17295, Н02Н 7/00, 14.04.2006 бюл. №4).
Недостатками устройства являются: низкая чувствительность, поскольку блоки контроля величины тока реагируют на ток в плечах схемы, а не в присоединениях; возможность ложной работы в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ), в режиме работы двумя фазами одной из линий, а также при отключении одной из линий с противоположной стороны.
Технический результат изобретения - повышение чувствительности защиты, предотвращение ложной работы устройства, в том числе в неполнофазных режимах, резервирование отказов резервных защит всех присоединений схемы.
Технический результат достигается тем, что в устройство централизованной резервной защиты присоединений схемы шестиугольника с первой линией, подключенной к схеме через первый и второй выключатели, со второй линией, подключенной к схеме через третий и четвертый выключатели, с третьей линией, подключенной к схеме через пятый и шестой выключатели; с первым блоком генератор-трансформатор, подключенным к схеме через шестой и первый выключатели, со вторым блоком генератор-трансформатор, подключенным к схеме через второй и третий выключатели, с третьим блоком генератор-трансформатор, подключенным к схеме через четвертый и пятый выключатели; с первым (вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым) трансформатором тока, включенным последовательно с первым (вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым) выключателем, содержащее первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой блоки контроля величины тока (КВТ); первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой блоки логики; первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое реле фиксации положения «Включено» (РПВ), первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое реле фиксации положения «Отключено» (РПО) первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого выключателей соответственно; три реле-повторителя устройств блокировки при качаниях дистанционных защит первой, второй, третьей линий дополнительно введены для каждой фазы первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой преобразователи тока в напряжение (ПТН), выполненные в виде трансреакторов; первый, второй третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры; первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выпрямители; первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения; общий для трех фаз блок предотвращения ложных отключений (ПЛО), причем первый, второй, третий, четвертый пятый и шестой ПТН подключены ко вторичным обмоткам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого трансформаторов тока; входы первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) сумматора подключены к выходам шестого и первого (первого и второго, второго и третьего, третьего и четвертого, четвертого и пятого, пятого и шестого) ПТН; выход первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) сумматора подключен ко входу первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) выпрямителя и ко второму входу первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) блоков КВТ; выход первого выпрямителя подключен к первому входу первого блока сравнения и ко вторым входам второго, третьего, четвертого, пятого, шестого блоков сравнения; выход второго выпрямителя подключен ко второму входу первого блока сравнения, первому входу второго блока сравнения и к третьим входам третьего, четвертого, пятого и шестого блоков сравнения; выход третьего выпрямителя подключен к третьему входу первого и второго блоков сравнения, к первому входу третьего блока сравнения и к четвертым входам четвертого, пятого и шестого блоков сравнения; выход четвертого выпрямителя подключен к четвертым входам первого, второго, третьего блоков сравнения, к первому входу четвертого блока сравнения, и к пятым входам пятого и шестого блоков сравнения; выход пятого выпрямителя подключен к пятому входу первого, второго, третьего, четвертого блоков сравнения, к первому входу пятого блока сравнения и к шестому входу шестого блока сравнения; выход шестого выпрямителя подключен к шестому входу первого, второго, третьего, четвертого, пятого блоков сравнения и к первому входу шестого блока сравнения; выход первого блока сравнения подключен к первым входам первого и шестого блоков логики; выход второго блока сравнения подключен к третьим входам первого и второго блоков логики; выход третьего блока сравнения подключен к первым входам второго и третьего блоков логики; выход четвертого блока сравнения подключен к третьим входам третьего и четвертого блоков логики; выход пятого блока сравнения подключен к первым входам четвертого и пятого блоков логики; выход шестого блока сравнения подключен к третьим входам пятого и шестого блоков логики; первый выход первого блока КВТ подключен ко вторым входам первого и шестого блоков логики; первый выход второго блока КВТ - к четвертым входам первого и второго блоков логики; первый выход третьего блока КВТ - ко вторым входам второго и третьего блоков логики; первый выход четвертого блока КВТ - к четвертым входам третьего и четвертого блоков логики; первый выход пятого блока КВТ - ко вторым входам четвертого и пятого блоков логики; первый выход шестого блока КВТ - к четвертым входам пятого и шестого блоков логики; второй выход первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) блока КВТ подключен ко второму (пятому, восьмому, одиннадцатому, четырнадцатому, семнадцатому) входу блока ПЛО; пятый вход первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) блока логики подключен к контактам РПВ первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) выключателя; шестые входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков логики подключены ко второму выходу блока ПЛО (сюда также подключены шестые входы блоков логики комплектов защиты для фаз В и С); первый выход блока ПЛО подключен к первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого блоков КВТ (к первому выходу блока ПЛО также подключены первые входы блоков КВТ комплектов защиты для фаз В и С); к первому входу блока ПЛО подключены контакты первого, второго, третьего реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит первой, второй, третьей линий; контакты РПО первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого выключателей подключены соответственно к двадцатому, двадцать первому, двадцать второму, двадцать третьему, двадцать четвертому, двадцать пятому входам блока ПЛО; третий и четвертый (шестой и седьмой, девятый и десятый, двенадцатый и тринадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый, восемнадцатый и девятнадцатый) входы блока ПЛО подключены ко вторым выходам первых (вторых, третьих, четвертых, пятых, шестых) блоков КВТ комплектов защиты для фаз В и С соответственно; плюс оперативного тока подключен к контактам РПВ и РПО первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого выключателей и к контактам первого, второго и третьего реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит первой, второй, третьей линий.
Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки КВТ выполнены в виде первого, второго и третьего компаратора, элемента И, элемента И с прямым и инверсным входом, элемента ИЛИ, причем входы первого, второго и третьего компараторов подключены ко второму входу блока КВТ; инверсный вход элемента И с прямым и инверсным входом и первый вход элемента И - к первому входу блока КВТ; прямой вход элемента И с прямым и инверсным входом подключен к выходу первого компаратора; выход второго компаратора - ко второму входу элемента И; выход третьего компаратора - ко второму выходу блока КВТ; первый выход блока КВТ - к выходу элемента ИЛИ; вход элемента ИЛИ - к выходу элемента И и элемента И с прямым и инверсным входом. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения выполнены в виде сумматора, усилителя и компаратора, причем вход усилителя подключен к первому входу блока сравнения; первый, второй, третий, четвертый и пятый входы сумматора подключены ко второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока сравнения; выход усилителя подключен к первому входу компаратора, выход сумматора - ко второму; выход компаратора - к выходу блока сравнения. Блок ПЛО выполнен в виде первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И-НЕ, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого элементов ИЛИ, первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого, семнадцатого, восемнадцатого элементов И, элемента НЕ-И, причем второй, третий и четвертый (пятый, шестой и седьмой; восьмой, девятый и десятый; одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый; четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый; семнадцатый, восемнадцатый и девятнадцатый) входы блока ПЛО параллельно подключены к первым элементам И-НЕ и ИЛИ (ко вторым элементам И-НЕ и ИЛИ; к третьим элементам И-НЕ и ИЛИ; к четвертым элементам И-НЕ и ИЛИ; к пятым элементам И-НЕ и ИЛИ; к шестым элементам И-НЕ и ИЛИ); выходы первых (вторых, третьих, четвертых, пятых, шестых) элементов И-НЕ и ИЛИ подключены ко входам первого (второго, третьего, четвертого, пятого, шестого) элемента И; выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого элементов И подключены ко входам седьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому выходу блока ПЛО; двадцатый вход блока ПЛО подключен к седьмому, восьмому, девятому элементам И; двадцать первый вход блока ПЛО подключен к десятому, одиннадцатому, двенадцатому элементам И; двадцать второй вход подключен к седьмому, тринадцатому и четырнадцатому элементам И; двадцать третий вход подключен к восьмому, десятому и пятнадцатому элементам И; двадцать четвертый вход подключен к девятому, одиннадцатому и тринадцатому элементам И; двадцать пятый вход блока ПЛО подключен к двенадцатому, четырнадцатому и пятнадцатому элементам И; выходы седьмого, восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого элементов И подключены к девятому элементу ИЛИ; выход второго элемента И-НЕ также подключен к шестнадцатому и восемнадцатому элементам И; выход четвертого элемента И-НЕ - к шестнадцатому и семнадцатому элементам И; выход шестого элемента И-НЕ - к семнадцатому и восемнадцатому элементам И; выходы шестнадцатого, семнадцатого, восемнадцатого элементов И подключены к восьмому элементу ИЛИ; первый вход блока ПЛО, выходы восьмого и девятого элементов ИЛИ подключены к элементу НЕ-И, выход которого подключен ко второму выходу блока ПЛО. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки логики выполнены в виде первого, второго и третьего элементов И, первого и второго элементов задержки, элемента ИЛИ, причем ко входу первого элемента И подключены первый и второй входы блока логики; ко входу второго элемента И - третий и четвертый входы блока логики; вход первого элемента задержки подключен к выходу первого элемента И; вход второго элемента задержки - к выходу второго элемента И; выходы первого и второго элементов задержки подключены ко входам элемента ИЛИ; пятый, шестой входы блока логики и выход элемента ИЛИ - ко входам третьего элемента И; выход блока логики подключен к выходу третьего элемента И. К выходам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков логики подключены цепи отключения первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого выключателей соответственно.
Устройство централизованной резервной защиты присоединений схемы шестиугольника (фиг.1, 2) с блоками генератор-трансформатор 1, 3, 5, линиями 2, 4, 6, выключателями 7, 8, 9, 10, 11, 12, трансформаторами тока 13, 14, 15, 16, 17, 18 содержит для каждой фазы измерительные ПТН, выполненные в виде трансреакторов 19, 20, 21, 22, 23, 24, входами подключенных к трансформаторам тока (ТТ) 13, 14, 15, 16,17, 18; сумматоры 25, 26, 27, 28, 29, 30, выпрямители 37, 38, 39, 40, 41, 42; блоки 43, 44, 45, 46, 47, 48 КВТ; блоки 49, 50, 51, 52, 53, 54 сравнения; блоки 65, 66, 67, 68, 69, 70 логики; общие для трех фаз блок 64 ПЛО, три реле-повторителя устройств блокировки при качаниях дистанционных защит линий 2, 4 и 6; шесть РПО и РПВ выключателей 7, 8, 9, 10, 11, 12, причем сумматор 25 первым входом подключен к выходу ПТН 24, вторым к ПТН 19; сумматор 26 первым входом - к выходу ПТН 19, вторым к ПТН 20; сумматор 27 первым входом - к выходу ПТН 20, вторым к ПТН 21; сумматор 28 первым входом - к выходу ПТН 21, вторым к ПТН 22; сумматор 29 первым входом - к выходу ПТН 22, вторым к выходу ПТН 23; сумматор 30 первым входом - к выходу ПТН 23, вторым к ПТН 24; выход сумматора 25 (26, 27, 28, 29, 30) - к выпрямителю 37 (38, 39, 40, 41, 42) и входу 72 блока 43 (44, 45, 46, 47, 48) КВТ; выход выпрямителя 37 - ко входу 75 блока 49, и входам 76 блоков 50, 51, 52, 53, 54; выход выпрямителя 38 - ко входу 76 блока 49, входу 75 блока 50, входам 77 блоков 51, 52, 53, 54; выход выпрямителя 39 - ко входам 77 блоков 49, 50, входу 75 блока 51, входам 78 блоков 52, 53, 54; выход выпрямителя 40 - ко входам 78 блоков 49, 50, 51, входу 75 блока 52, входам 79 блоков 53, 54; выход выпрямителя 41 - ко входам 79 блоков 49, 50, 51, 52, входу 75 блока 53, входу 80 блока 54; выход выпрямителя 42 - ко входам 80 блоков 49, 50, 51, 52, 53 и входу 75 блока 54; выход блока 49 сравнения - ко входам 109 блоков 65, 70 логики; выход блока 50 - ко входам 111 блоков 65, 66; выход блока 51 - ко входам 109 блоков 66, 67; выход блока 52 - ко входам 111 блоков 67, 68; выход блока 53 - ко входам 109 блоков 68, 69; выход блока 54 - ко входам 111 блоков 69, 70; выход 73 блока 43 КВТ - ко входам 110 блоков 65, 70 логики; выход 73 блока 44 КВТ - ко входам 112 блоков 65, 66; выход 73 блока 45 КВТ - ко входам 110 блоков 66, 67; выход 73 блока 46 КВТ - ко входам 112 блоков 67, 68; выход 73 блока 47 КВТ - ко входам 110 блоков 68, 69; выход 73 блока 48 КВТ - ко входам 112 блоков 69, 70; выход 74 блока 43 (44, 45, 46, 47, 48) КВТ - ко входу 83 (86, 89, 92, 95, 98) блока 64 ПЛО; вход 113 блока 65 (66, 67, 68, 69, 70) логики - к контактам 165 (166, 167, 168, 169, 170) РПВ выключателя 7 (8, 9, 10, 11, 12); вход 82 блока 64 - к контактам 55, 56, 57 реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит линий 2, 4, 6; входы 71 блоков 43-48 подключены к выходу 107 блока 64 ПЛО (к выходу 107 блока 64 также подключены входы 71 блоков 43-48 комплектов защиты для фаз В и С); входы 84, 87, 90, 93, 96, 99 блока 64 подключены к выходам 74 блоков 43, 44, 45, 46, 47, 48 комплекта защиты для фазы В, а входы 85, 88, 91, 94, 97, 100 - к выходам 74 блоков 43, 44, 45, 46, 47, 48 комплекта защиты для фазы С; входы 101, 102, 103, 104, 105, 106 подключены к контактам 58, 59, 60, 61, 62, 63 РПО выключателей 7, 8, 9, 10, 11, 12 соответственно.
Оперативный ток от батарей постоянного тока подается на контакты 55, 56, 57 реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит линий 2, 4, 6, контакты 58, 59, 60, 61, 62, 63 РПО, и на контакты 165, 166, 167, 168, 169, 170 РПВ выключателей 7, 8, 9, 10, 11,12 соответственно.
УСТРОЙСТВО БЛОКОВ КВТ. Блок 43 содержит компараторы 116, 117, 118, элементы 119, 120 И, элемент 121 ИЛИ, причем ко входу 71 блока 43 подключены инверсный вход элемента 119 и первый вход элемента 120; ко входу 72 блока 43 подключены компараторы 116, 117, 118; к прямому входу элемента 119 подключен выход компаратора 116; ко второму входу элемента 120 - выход компаратора 117; выходы элементов 119, 120 подключены ко входу элемента 121, выход которого подключен к выходу 73 блока 43, а выход компаратора 118 - к выходу 74 (фиг.3А). Устройство блоков КВТ 44,45,46, 47,48 аналогично устройству блока 43.
УСТРОЙСТВО БЛОКОВ СРАВНЕНИЯ. Блок сравнения 49 содержит усилитель 122 с коэффициентом усиления 1,2, сумматор 123, компаратор 124, причем усилитель 122 входом подключен ко входу 75 блока 49, выходом - к первому входу компаратора 124; сумматор 123 входами подключен ко входам 76, 77, 78, 79, 80 блока 49, выходом - ко второму входу компаратора 124, выход которого подключен к выходу 81 блока 49 (фиг.3Б). Устройство блоков сравнения 50, 51, 52, 53, 54 аналогично устройству блока 49.
УСТРОЙСТВО БЛОКОВ ЛОГИКИ. Блок 65 логики содержит элементы 125, 126 И, элементы задержки 127, 128, элемент 129 ИЛИ, элемент 130 И, причем элемент 125 входами подключен ко входам 109, 110 блока 65, выходом - к элементу 127; элемент 126 входами подключен ко входам 111, 112 блока 65, выходом - к элементу 128; выходы элементов 127, 128 подключены ко входам элемента 129, выход которого подключен к первому входу элемента 130; второй и третий входы элемента 130 подключены ко входам 113, 114 блока 65; выход элемента 130 подключен к выходу 115 блока 65 (фиг.3В). Устройство блоков логики 66, 67, 68, 69, 70 аналогично устройству блока 65.
Выходы 115 блоков 65, 66, 67, 68, 69, 70 подключены к цепям отключения выключателей 7, 8, 9, 10, 11, 12 соответственно.
УСТРОЙСТВО БЛОКА ПЛО. Блок 64 ПЛО (фиг.4) содержит элементы 131-136 И-НЕ, элементы 137-142 ИЛИ, элементы 143-157, 160-162 И, элементы 158, 159, 163 ИЛИ, элемент 164 НЕ-И, причем входы элементов 131 и 137 (132 и 138, 133 и 139, 134 и 140, 135 и 141, 136 и 142) параллельно подключены ко входам 83, 84 и 85 (86, 87 и 88; 89, 90 и 91; 92, 93 и 94; 95, 96 и 97; 98, 99 и 100) блока 64; выходы элементов 131 и 137 (132 и 138, 133 и 139, 134 и 140, 135 и 141, 136 и 142) подключены ко входу элемента 143 (144, 145, 146, 147, 148); выходы элементов 143-148 - ко входам элемента 158; выход элемента 158 - к выходу 107 блока 64; вход 101 блока 64 - ко входам элементов 149, 150, 151; вход 102 блока 64 - ко входам элементов 152, 153, 154; вход 103 - ко входам элементов 149, 155, 156; вход 104 - ко входам элементов 150, 152, 157; вход 105 - ко входам элементов 151, 153, 155; вход 106 - ко входам элементов 154, 156, 157; выходы элементов 149-157 подключены ко входу элемента И 159; выход элемента 132 также подключен ко входам элементов 160 и 162; выход элемента 134 - ко входам элементов 160 и 161; выход элемента 136 - ко входам элементов 161 и 162; выходы элементов 160-162 подключены ко входам элемента 163; выходы элементов 163 и 159, вход 82 блока 64 ПЛО подключены ко входам элемента 164, выход которого подключен к выходу 108 блока 64 ПЛО.
УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ. Во всех режимах в ПТН 19-24 происходит преобразование тока в напряжение. Сумматоры 25-30 находят векторную сумму напряжений, соответствующих токам, протекающим в смежных плечах схемы шестиугольника. На выходах сумматоров 25, 26, 27, 28, 29 и 30 величина напряжения пропорциональна токам соответственно 1, 2, 3, 4, 5 и 6 присоединений. Эта величина для каждого присоединения в блоках КВТ 43, 44, 45, 46, 47, 48 компараторами 116, 117, 118 сравнивается с опорным напряжением, соответствующим токам 1,2·Iн, 2Iн, 1,2·Ixx, где Iн и Ixx - максимальный ток нагрузки и ток холостого хода соответствующего присоединения. Компараторы по аналогии с токовыми реле выдают сигнал, если напряжение на их входе превышает опорное (ток присоединения превышает уставку). Компараторы 116 и 117, совместно с элементами 119, 120, 121 выполняют функцию токового реле с переключающимися уставками. На выход 73 блока 43 КВТ поступает сигнал от компаратора 116, если на входе 71 нет напряжения - логический ноль (ЛО), и от компаратора 117, если на входе 71 есть напряжение - логическая единица (ЛЕ). Компаратор 118 выполняет роль контрольного токового реле - на его выходе есть ЛЕ, если в контролируемой фазе присоединения протекает ток (фаза включена).
Напряжение на выходе сумматоров 25, 26, 27, 28, 29, 30 выпрямляется выпрямителями 37, 38, 39, 40, 41, 42 и поступает на входы блоков 49, 50, 51, 52, 53, 54 сравнения. В них компараторы 124 сравнивают увеличенное в усилителе 122 в 1,2 раза выпрямленное значение напряжения, соответствующее току в одном присоединении, с напряжением на выходе сумматора 123, равным сумме выпрямленных значений напряжений, соответствующих токам в пяти остальных присоединениях. Если увеличенная в 1,2 величина тока какого-либо присоединения превышает сумму токов остальных присоединений, блок сравнения соответствующего присоединения выдает сигнал на своем выходе. По первому закону Кирхгофа в данном случае это является признаком короткого замыкания на присоединении.
Блок 64 анализирует информацию, поступающую от компараторов 118 блоков 43-48 комплектов защиты для фаз А, В, С; контактов 55, 56, 57 реле-повторителей устройств блокировки при качаниях, контактов 58, 59, 60, 61, 62, 63 РПО выключателей 7, 8, 9, 10, 11, 12 соответственно. Блок 64 ПЛО на выходе 107 формирует сигнал на увеличение токовых уставок блоков КВТ при неполнофазном режиме работы любого из присоединений. При отключении двух и более присоединений или при одновременном отключении выключателей, когда схема распадается на две независимые части, блок 64 на выходе 108 снимает сигнал, предотвращая возможные неправильные действия защиты в этих режимах. Блоком 64 ПЛО контролируется также отключение двух линий со своей или противоположной стороны. В таком режиме защита автоматически выводится, поскольку мощность будет направлена по оставшейся в работе третьей линии, что соответствует условию срабатывания на ее отключение (по первому закону Кирхгофа).
Блоки 65-70 логики анализируют информацию от блоков 43-48 КВТ, блоков 49-54 сравнения, блока 64 ПЛО и контактов 165-170 РПВ. Блоки 65, 66, 67, 68, 69, 70 логики подают сигналы в цепи отключения выключателей 7, 8, 9, 10, 11, 12 поврежденного присоединения, если выполняются условия срабатывания защиты.
В НОРМАЛЬНОМ НАГРУЗОЧНОМ РЕЖИМЕ, когда все присоединения включены, равенство увеличенного в 1, 2 раза напряжения, пропорционального выпрямленному току любого присоединения, и напряжения, пропорционального сумме выпрямленных токов пяти остальных присоединений, не выполняется. Поэтому блоки сравнения сигналов не выдают. Кроме того, в нормальном режиме токи в присоединениях ниже величины 1,2·Iн, следовательно, компараторы 116 блоков КВТ не срабатывают. Поскольку на входах 109-112 блоков 65-70 логики нет сигналов от блоков сравнения 49-54 и блоков 43-48 КВТ, устройство не работает и сигналов на отключение какого либо выключателя не выдает.
При превышении током какого либо присоединения величины 1,2·Iн, например, в результате допустимой перегрузки, срабатывания защиты на отключение не происходит, так как не будет выполняться условие срабатывания по первому закону Кирхгофа.
Если отключено любое присоединение двумя смежными выключателями, устройство работает аналогичным образом.
ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ В БЛОКЕ 1 (фиг.5 А) токи всех присоединений будут подпитывать точку К3. Поэтому согласно первому закону Кирхгофа, верно равенство:
1
2
3
4
5
6
где I, I, I, I, I, I - выпрямленные значения токов присоединений 1, 2, 3, 4, 5, 6. Учитывая погрешности трансформаторов тока и ПТН, выражение (1) можно записать как неравенство:
Рассмотрим работу устройства. На выходе сумматора 25 появится напряжение, равное сумме напряжений ПТН 19, 24, то есть пропорциональное току первого присоединения. Блок 49 сравнения усилителем 122 (фиг.3Б) увеличивает выпрямленное значение этого напряжения в 1,2 раза и сравнивает его с выпрямленными напряжениями, пропорциональными токам в остальных присоединениях. Поскольку в рассматриваемом режиме выполняется неравенство (2), блок 49 сравнения выдает сигнал на входы 109 блоков 65 и 70. Блоки 50, 51, 52, 53, 54 проверяют неравенства (3-7), и не выдают сигналов, поскольку ни одно из них не выполняется.
1
1
1
Напряжения, пропорциональные токам в 1, 2, 3, 4, 5, 6 присоединениях, поступают на входы 72 блоков 43, 44, 45, 46, 47, 48 КВТ. Напряжение, пропорциональное току К3, вызовет срабатывание компараторов 116, 117 блока 43. В полнофазных режимах (все фазы находящихся в работе присоединений включены) на выход блока 43 КВТ поступает сигнал с компаратора 116, опорная величина которого пропорциональна току 1,2·Iн (Iн - номинальный ток первого присоединения). В неполнофазных режимах токи могут возрасти из-за несимметрии. Чтобы избежать излишнего срабатывания защиты, в таких режимах на выход блока 43 КВТ поступает сигнал, если срабатывает компаратор 117 с опорным напряжением, пропорциональным 2·Iн.
1
1
В полнофазном режиме компараторы 118 блоков КВТ выдают сигналы на входы 83-100 блока 64 НЛО, поскольку напряжение их срабатывания пропорционально величине l,2·Ixx (Ixx - ток холостого хода первого присоединения). Так как на входах элементов 131-136 И-НЕ блока 64 присутствует ЛЕ, последние сигналов не выдают. Следовательно, блок 64 выдает на входы 71 блоков КВТ логический ноль и на выходе 73 блока 43 КВТ появится сигнал от компаратора 116.
В рассматриваемом режиме на входе 82 блока 64 нет сигнала от контактов реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит линий, а на входах 101-106 - сигналов от контактов 58-63 РПО выключателей 7-12. На инверсные входы элемента 164 НЕ-И сигналы не поступают, последний выдает ЛЕ на выход 108 блока 64.
Поскольку все выключатели включены, контакты 165-170 РПВ замкнуты, плюс оперативного тока подается на входы 113 блоков 65-70 логики.
Таким образом, ЛЕ присутствует на входах 109, 110, 113, 114 блоков 65 и 70 логики. Под воздействием входных сигналов на выходе элементов 125 И блоков 65 и 70 устанавливается ЛЕ, что спустя время, определяемое элементами задержки 127, приводит к появлению ЛЕ на входе элементов 129 ИЛИ. Последние выставляют ЛЕ на вход элементов 130, на других входах которых уже есть сигналы. В результате элементы И 130 блоков 65 и 70 логики выдают сигналы на отключение выключателей 7 и 12 и блок 1 выводится из работы.
Блоки логики 66, 67, 68, 69 сигналов не выдают, поскольку на их входах нет сигналов от блоков 50-54 сравнения.
ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ НА ЛИНИИ 2 (фиг.5Б), в результате подпитки точки К3 токами остальных присоединений будет выполняться неравенство (3). Следовательно, блок 50 сравнения, выполняющий проверку этого неравенства, подаст сигнал на входы 111 блоков 65, 66 логики. Ток К3 превышает величину 1,2·Iн, поэтому блок 44 КВТ подает сигнал на входы 112 блоков 65, 66 логики. Поскольку все выключатели схемы включены и нет сигналов от реле-повторителей устройств блокировки при качаниях, блок 64 ПЛО, как описано выше, выдает сигнал на входы 114 блоков 65-70. На входах 113 блоков логики 65, 66 присутствуют сигналы от контактов 165,166 РПВ.
Таким образом, ЛЕ присутствует на входах 111, 112, 113, 114 блоков 65 и 66 логики. Под воздействием входных сигналов на выходе элементов 126 И блока 65 и 66 устанавливается ЛЕ, что спустя время, определяемое элементами задержки 128, приводит к появлению ЛЕ на входе элементов 129 ИЛИ. Последние выставляют ЛЕ на вход элементов 130, на других входах которых уже есть сигналы. В результате элементы И 130 блоков 65 и 66 логики выдают сигналы на отключение выключателей 7 и 8 поврежденной линии 2.
Блоки логики 67, 68, 69, 70 сигналов на своем выходе не выдают, поскольку на их входах нет сигналов от блоков 49, 51-54 сравнения.
Аналогично устройство работает при КЗ на линии 4 или 6.
НЕПОЛНОФАЗНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ОДНОГО ИЗ ПРИСОЕДИНЕНИЙ. Если после отключения однофазного КЗ на присоединении в работе остались только две его фазы, токи в них могут возрасти в результате несимметрии. Во избежание ложных срабатываний защиты на отключение в неполнофазных режимах уставки всех блоков КВТ увеличиваются до 2·Iн. Выполняется это следующим образом. К примеру, в цикле ОАПВ отключена фаза А линии 4. Соответственно напряжение на выходе сумматора 28, пропорциональное току фазы А, равно нулю. Компаратор 118 блока 46 КВТ, опорное напряжение которого пропорционально величине тока холостого хода линии 4, перестает выдавать сигнал на вход 92 блока 64 ПЛО. Тогда элемент 134 И-НЕ блока 64 устанавливает ЛЕ на входе элемента И 146. На другой вход элемента И 146 приходит ЛЕ от элемента ИЛИ 140, так как на входах 93, 94 блока 64 присутствуют сигналы от компараторов 118 блоков 46 КВТ комплектов защиты для фаз В и С (ток в этих фазах превышает величину тока холостого хода). Элемент И 146 через элемент ИЛИ 158 выставляет ЛЕ на выход 107 блока 64 ПЛО, что является сигналом на переключение уставок блоков КВТ. Теперь блоки КВТ будут выдавать сигналы на выходе 73, если сработает компаратор 117, опорное напряжение которого пропорционально току 2·Iн соответствующего присоединения.
РЕЖИМ КАЧАНИИ. Если замыкаются контакты любого из реле-повторителей устройств блокировки при качаниях дистанционных защит линий 2, 4, 6, плюс оперативного тока поступает на первый вход элемента НЕ-И 164 блока 64 (фиг.4). В результате на его выходе появляется ЛН, который подается на входы 114 всех блоков логики, защита выводится из действия.
ОТКЛЮЧЕНИЕ ЛИНИИ 6 С ПРОТИВОПОЛОЖНОЙ СТОРОНЫ ПРИ ВЫВЕДЕННОЙ В РЕМОНТ ЛИНИИ 2. В данном режиме отключены смежные выключатели 7 и 8. Вся мощность от блоков 1, 3, 5 направлена в линию 4. Ток в линии 4 равен сумме токов присоединений 1, 3, 5, выполняется неравенство (5), что угрожает отключением неповрежденной линии 4 при превышении током значения 1,2·Iн. Отключения не происходит, поскольку на входах 86-88, 98-100 блока 64 нет сигналов от компараторов 118 блоков КВТ, контролирующих токи в фазах линий 2 и 6. Элементы 132, 136 И-НЕ подают ЛЕ на вход элемента 162 И, который выдает сигнал на элемент ИЛИ 163. Последний подает ЛЕ на вход элемента 164, в результате на выходе 108 блока 64 появляется ЛН, защита выводится из действия.
РАСПАД СХЕМЫ НА ДВЕ НЕЗАВИСИМЫЕ ЧАСТИ. Данный режим может возникнуть в результате отключения двух противоположных выключателей, например 7 и 10. Тогда их контакты 58 и 61 РПО замкнутся, подавая сигналы на входы 101 и 104 блока ПЛО 64. На выходе элемента 150 И появится ЛЕ, элемент 159 ИЛИ подаст сигнал на элемент НЕ-И 164, в результате на выходе 108 блока 64 появляется ЛН, защита выводится из действия.
Таким образом, предлагаемое устройство позволит получить значительный экономический эффект за счет предотвращения погасания электрической станции в случае отказа любой из резервных защит присоединений при наложении нескольких отказов в энергосистеме.