СПОСОБ ЗАПРЕТА АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА НА ПРОВАЛЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ НЕДОПУСТИМЫХ НАБРОСАХ МОЩНОСТИ Российский патент 2009 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и направлено на запрет срабатывания автоматического включения резерва (АВР) на провалы напряжения на секциях шин двухтрансформаторных понизительных подстанций при недопустимых набросах мощности резервируемого участка сети с целью ограничения частости появления провалов, а также повышения безотказности функционирования систем электроснабжения.

В существующих системах электроснабжения оборудование и токоведущие элементы обычно рассчитаны только на номинальные значения токов. Подключение нагрузки может сопровождаться бросками мощности, если резервная система не обладает достаточными ее запасами, что обязательно вызовет провал питающего напряжения.

Известен способ запрета подстанционного автоматического включения резерва на устойчивое короткое замыкание, заключающийся в том, что фиксируют ток короткого замыкания на вводе питающего трансформатора между вводным выключателем и выключателем АВР, после его исчезновения отсчитывают время бестоковой паузы автоматического повторного включения (АПВ) вводного выключателя, и если в момент окончания отсчета ток короткого замыкания не пропадает, то подают сигнал на запрет срабатывания секционного выключателя АВР [1].

Недостатком этого способа является то, что он не учитывает возможные аварийные режимы, вызванные недопустимыми бросками нагрузки системы шин, подключаемой к резервному вводу, при которых возникают провалы напряжения в системе, как на стороне аварийного участка сети, так и на резервной секции, что приводит к нарушениям в электроснабжении. Предлагаемый способ предусматривает ограничение частоты провалов напряжения и их динамики. Реализация способа не требует структурных изменений в топологии действующих систем электроснабжения и замены оборудования.

Задачей заявляемого изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей способа посредством использования его для запрета автоматического включения резервного питания на провалы напряжения на шинах понизительных подстанций при наличии АПВ вводного выключателя, а также минимизация частости, ограничение динамики развития провалов напряжения в системе электроснабжения.

Способ запрета автоматического включения резерва (АВР) на провалы напряжения (ПН) при недопустимых набросах мощности заключается в фиксации мощности подключаемой аварийной нагрузки и мощности резервной системы. Способ отличается тем, что фиксируют запас мощности резервного источника на вводе питающего трансформатора и величину нагрузки основного источника на секции шин понизительной подстанции до отходящих линий. В случае аварийной ситуации, когда требуется реализовать резервирование с помощью АВР секционного выключателя, определяют соотношение мощностей в узлах нагрузки. На этом основании делают вывод о достаточности дополнительной нагрузочной способности резервного ввода для подключения аварийного участка сети основного источника без провала напряжения, и когда резерва недостаточно, подают сигнал на запрет АВР.

На чертеже приведена схема запрета АВР на провалы напряжения при недопустимых набросах мощности аварийного участка сети. Схема запрета содержит два независимых ввода №1 и №2, работающих параллельно (элементы 1 и 2), питающие трансформаторы 1T и 2Т (элементы 3 и 4), вводной выключатель ввода №1 Q₂ (элемент 5), вводной выключатель ввода №2 Q₄ (элемент 6), секции шин I и II (элементы 7 и 8), секционный выключатель АВР Q₇ (элемент 9), выключатели нагрузки на отходящих линиях (элементы 10, 11, 12, 13), блоки контроля мощностей выделенной нагрузки для каждого ввода (БКМ1 и БКМ2, элементы 14 и 15), блоки контроля резервов мощности подключаемого источника секций шин (БКР1 и БКР2, элементы 16 и 17), звено сравнения данных (ЗСД, элемент 18), устройство обработки параметров (УОП, элемент 19).

Схема работает следующим образом. В нормальном режиме на вводах трансформаторов 1T, 2T (элементы 3, 4) и секциях шин I, II (элементы 7, 8) протекает рабочий ток. Так как токи на секциях шин не равны току короткого замыкания (КЗ), то вся система блоков контроля не подвергается сигналам от релейной защиты вводных выключателей Q₂ или Q₄ (элементы 5 и 6), которые снабжены устройством автоматического повторного включения (АПВ), в результате чего схема не запускается.

При коротком замыкании на участке секции шин I за выключателем Q₂ (элемент 5) защита выводит его из работы. В этот момент блок БКМ1 (элемент 14) фиксирует величину мощности выделенной нагрузки и выдает это значение на ЗСД (элемент 18) в виде Р_{раб.с.ш.I}=m_I. Одновременно с этим блок БКР2 (элемент 17) определяет запас мощности в резервной системе и затем подает команду Р_{рез.с.ш.II}=n_II на звено сравнения данных (элемент 18), где реализуется проверка требования о соблюдении уровней мощности в узлах нагрузки: m_I≈n_II. В случае, когда резерва недостаточно для подключения аварийного участка сети без посадки напряжения, ЗСД подаст команду на устройство обработки параметров в виде сигнала: m_I>>n_II, что свидетельствует об опасности возникновения провала напряжения. Затем срабатывает автоматическое повторное включение выключателя (элемент 5) с заданной выдержкой t_АПВ(Q2). УОП (элемент 19) производит задержку по времени t_УОП, равную бестоковой паузе АПВ: t_УОП=t_АПВ(Q2), которое совпадает с моментом поступления сигнала со звена сравнения данных. В силу чего устройство обработки параметров формирует и подает команду на запрет АВР и срабатывания Q₇ (элемент 9). При восстановлении нормального режима на секции шин I (элемент 7) появится напряжение, что будет зафиксировано исполнительными органами и логической частью АВР, и схема вернется в исходное состояние.

Предлагаемый способ запрета автоматического включения резерва на провалы напряжения при недопустимых набросах мощности был проверен в производственных условиях на понизительной подстанции 110/10/6 кВ ОАО «Липецкэнерго». Эксперимент подтвердил правильность способа и актуальность его внедрения, а также позволил определить величину провалов в зависимости от удаленности узлов нагрузки от источника питания.

Таким образом, запрет на включение секционного выключателя АВР на двухтрансформаторной подстанции подается только в том случае, когда резервная система не обладает достаточными запасами мощности для покрытия бросков мощности подключаемых в аварийном режиме узлов нагрузки, что предотвращает включение АВР на провалы напряжения, а это увеличивает ресурс электрооборудования и токоведущих элементов на резервной секции. Способ применим для средств АВР как одно-, так и двустороннего действия, причем принцип совместной работы блоков контроля не изменяется.

Литература

1. Пат. 2173017 Российская Федерация, МПК Н02J 9/06, 13/00. Способ запрета автоматического включения резерва на устойчивое трехфазное короткое замыкание на шинах подстанции [Текст]. / Васильев В.Г.; заявитель и патентообладатель Орловский государственный аграрный университет. - № 2000105132/09; заявл. 01.03.2000. - 6 с.

Изобретение относится к автоматике электрических сетей. Технический результат заключается в расширении области применения и функциональных возможностей способа путем использования его для запрета автоматического включения резервного питания на провалы напряжения на шинах двухтрансформаторных понизительных подстанций, а также минимизации частости, ограничении динамики развития провалов напряжения на стороне аварийного участка и в резервной системе. Для этого в способе фиксируется мощность на вводе питающего трансформатора и величина нагрузки на системе шин, подключаемой для восстановления электроснабжения от неповрежденного ввода с применением АВР секционного выключателя, и далее производят сравнение контролируемых величин для оценки достаточности дополнительной нагрузочной способности резервной системы и, когда запас мощности не покрывает величину подключаемой нагрузки, подают сигнал на запрет АВР. 1 ил.

Способ запрета автоматического включения резерва (АВР) на провалы напряжения (ПН) при недопустимых набросах мощности, заключающийся в фиксации мощности подключаемой аварийной нагрузки и мощности резервной системы, отличающийся тем, что фиксируют запас мощности резервного источника на вводе питающего трансформатора и величину нагрузки основного источника на секции шин понизительной подстанции до отходящих линий, и в случае аварийной ситуации, когда требуется реализовать резервирование с помощью АВР секционного выключателя, определяют соотношение мощностей в узлах нагрузки, из чего делают вывод о достаточности дополнительной нагрузочной способности резервного ввода для подключения аварийного участка сети основного источника без провала напряжения, и когда резерва недостаточно, подают сигнал на запрет АВР.