УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ПРИ ПЛАВКЕ ГОЛОЛЕДА Российский патент 1999 года по МПК H02G7/16 H02H3/13 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при плавке гололеда на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) методом трехфазного короткого замыкания.

При плавке гололеда этим наиболее распространенным методом на обогреваемой линии контактором вывода защит выводится из работы максимально-токовая защита и остается токовая отсечка [1]. Для обеспечения селективной работы токовой отсечки ток ее срабатывания устанавливается выше тока плавки на коэффициент запаса. Если во время плавки гололеда происходит обрыв провода, двухфазные короткие замыкания на обогреваемой линии или короткие замыкания (в том числе трехфазные) на отпайках, ток в начале обогреваемой линии может не достигнуть тока срабатывания токовой отсечки. Следовательно, обогреваемая линия оказывается незащищенной от таких аварийных режимов.

Известны схемы дистанционного управления закорачивающими выключателями, то есть выключателями, создающими трехфазные КЗ, отключение которых после окончания плавки производится с помощью минимального токового реле [2]. В этом случае после завершения процесса плавки гололеда на обогреваемой линии отключается головной выключатель, в месте установки закорачивающего выключателя прекращается протекание тока, срабатывает минимальное токовое реле и подключает источник питания (обычно блок конденсаторов) к электромагниту отключения закорачивающего выключателя [3]. Однако подобные схемы отключения закорачивающего выключателя не использовались для защиты линии при плавке, и отключение закорачивающего выключателя производилось только при условии отключения головного выключателя.

Наиболее близким к изобретению является линия электропередачи с устройством для плавки гололеда [4]. В этом решении защита линии, то есть отключение головного выключателя производится по факту отключения закорачивающего выключателя при уменьшении тока плавки. Действительно, при двухфазных КЗ, обрыве провода на обогреваемой линии, КЗ на ответвлениях, уменьшается ток, протекающий в месте установки закорачивающего выключателя. Он отключается, сигнал об этом передается на головной выключатель, который также отключается. Устройство состоит из линии электропередачи, содержащей выключатель плавки гололеда, канал связи и реле минимального тока, размещенное в месте установки закорачивающего выключателя, контакты которого включены в цепь отключения закорачивающего выключателя плавки гололеда.

Недостатком данного технического решения является необходимость надежного канала передачи информации от места установки закорачивающего выключателя до головного выключателя ВЛ. Дальность передачи информации равна длине обогреваемой линии, то есть составляет десятки километров. Передача с использованием, например, радиоканала имеет ограниченную длительность, зависит от конфигурации трассы и т.д. Использование проводов обогреваемой линии требует дополнительной обработки ВЧ сигнала, и, кроме того, в рассматриваемых режимах, например обрыва провода, может оказаться ненадежным способом.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности отключения выключателя линии при повреждении на ней в режиме плавки гололеда за счет получения информации об отключении закорачиващего выключателя без использования специального канала передачи информации.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для защиты линии при плавке гололеда, содержащее выключатель плавки гололеда, реле минимального тока, первый элемент задержки времени, размещенные в месте установки закорачивающего выключателя, причем контакты реле минимального тока соединены с входом первого элемента задержки времени, введены датчик переходного режима с двумя выходами, реагирующий на скорость изменения тока или наличие апериодической составляющей, второй элемент задержки времени, логический элемент И, причем первый выход датчика переходного режима соединен с входом второго элемента задержки времени, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, второй выход датчика переходного режима соединен со вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с цепью отключения головного выключателя плавки.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для защиты линии при плавке гололеда.

Она содержит линию электропередачи 1 с ответвлением 2, питающуюся через головной выключатель 3 от источника плавки гололеда 4. В конце линии установлен закорачивающий выключатель 5, который снабжен реле минимального тока 6 и первым элементом задержки времени 7 с определенной выдержкой времени. Со стороны головного выключателя установлен датчик переходного режима 8 с двумя выходами, в качестве которого могут быть использованы датчики тока, реагирующие на скорость изменения тока. Первый выход этого датчика через второй элемент задержки времени 9 подает сигнал на первый вход логического элемента И 10, второй выход датчика 8 соединен со вторым входом логического элемента 10 непосредственно. Выход логического элемента 10 соединен с цепью отключения головного выключателя 3. В качестве логического элемента И могут быть использованы микросхемы любой серии, например, К155ЛИ.

Введение датчика переходного режима 8 позволяет не работать устройству, например, при уменьшении тока плавки в конце процесса плавки. Наличие двух выходов позволяет работать схеме только при выполнении двух условий - наличия переходного процесса в начальный момент работы устройства и изменения режима работы через строго определенное время, соответствующее времени отключения закорачивающего выключателя 5, что увеличивает помехозащищенность схемы. Так, при коротком замыкании на другой линии 1 датчик переходного режима 8 срабатывает и подает сигнал на элемент 9, если при АПВ срабатывает и второй выход, то к этому времени с первого выхода сигнала не пойдет, поскольку задержка времени элемента 9 равна задержке времени элемента 7 у закорачивающего выключателя 5 и отстраивается от времени работы АПВ. Логический элемент 10 позволяет работать устройству только при одновременном поступлении сигналов с обоих входов.

Устройство работает следующим образом.

При плавке гололеда закорачивающий выключатель 5 включен, реле тока 6 имеет разомкнутые контакты. При повреждении на линии 1 возникает переходный режим, при этом срабатывает дифференциальное звено 8, с первого выхода которого подается импульс на элемент задержки времени 9. В это время из-за уменьшения тока в месте установки закорачивающего выключателя 5 срабатывает реле минимального тока 6 и через время, соответствующее элементу 7, отключает закорачивающий выключатель. Возникает снова переходный режим, который фиксируется датчиком переходного режима 8, и со второго его выхода поступает питание на второй вход элемента И 10. К этому же времени заканчивается задержка времени на элементе 9 и на первый вход элемента И 10 также подается сигнал. С выхода элемента И подается питание на электромагнит отключения выключателя 3. Схема может не работать при трехфазных КЗ, близких к закорачивающему выключателю, но, во-первых, повторяемость трехфазных КЗ мала, во-вторых, вблизи места установки закорачивающего выключателя междуфазные напряжения близки к нулю, что приводит к очень малой вероятности такого вида повреждений.

Источники информации.

1. Сантоцкий В. Г. Автоматическое управление закорачивающими аппаратами при плавке гололеда при плавке гололеда в сетях 10 кВ.//Электрические станции, 1971, N6.- с 51-52.

2. A.c.N 599306. Способ дистанционного управления закорачивающим аппаратом при плавке гололеда /Рудакова Р.М., Казадаев А.П., Гузаиров М.Б. Опубл. в Б.И.,1978, N11.

3. А. с. N 752588. Устройство управления закорачивающим выключателем в схемах плавки гололеда. Рудакова Р.М., Усманов Ф.Х., Гузаиров М.Б., Курбанов И.Г. Опубл. в Б.И., 1980, N 28.

4.А.с. N1387086.Линия электропередачи с устройством для плавки гололеда. Лившиц А.Л. Опубл.в БИ N3,1988.

Использование: изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при плавке гололеда на воздушных линиях электропередачи методом трехфазного короткого замыкания. Сущность: для фиксации двух изменений режимов линии введены датчик переходного режима с двумя выходами, второй элемент задержки времени, логический элемент И, причем первый выход датчика переходного режима соединен с входом второго элемента задержки времени, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, второй выход датчика переходного режима соединен со вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с цепью отключения головного выключателя плавки. Повышается надежность отключения выключателя линии при повреждении на ней в режиме плавки гололеда за счет получения информации об отключении закорачивающего выключателя без использования специального канала передачи информации. 1 ил.

Устройство для защиты линии при плавке гололеда, содержащее выключатель плавки гололеда, реле минимального тока, первый элемент задержки времени, размещенные в месте установки закорачивающего выключателя, причем контакты реле минимального тока соединены с входом первого элемента задержки времени, отличающееся тем, что в него введены датчик переходного режима с двумя выходами, второй элемент задержки времени, логический элемент И, причем первый выход датчика переходного режима соединен с входом второго элемента задержки времени, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, второй выход датчика переходного режима соединен с вторым входом логического элемента И, выход которого соединен с цепью отключения головного выключателя плавки, а выход первого элемента задержки времени соединен с цепью отключения закорачивающего выключателя.