СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ГОЛОВНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ЛИНИИ ПРИ ОТКАЗЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ СЕКЦИОНИРУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПРИ ЕГО ПОВТОРНОМ ВКЛЮЧЕНИИ НА УСТОЙЧИВОЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ В КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ Российский патент 2010 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое короткое замыкание (к.з.) в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции. Причем в линии установлен секционирующий выключатель, оборудованный устройством автоматического повторного включения (АПВ) однократного действия.

Известен способ контроля отключения и неуспешного АПВ секционирующего выключателя в линии кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции, заключающийся в том, что с момента появления первого броска тока к.з. на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты секционирующего выключателя, при этом контролируют момент отключения первого броска тока к.з., и если момент окончания отсчета времени совпадает с моментом отключения первого броска тока к.з., то вначале устанавливают факт отключения секционирующего выключателя, а далее с момента отключения первого броска тока к.з. начинают отсчет суммарного времени, равного времени АПВ этого выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением, при этом контролируют появление второго броска тока к.з. и, если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени происходит отключение второго броска тока к.з., то после этого устанавливают факт неуспешного АПВ секционирующего выключателя, установленного в линии кольцевой сети [Патент РФ №2304338, кл. H02J 13/00, опубл. 10.08.2007, бюл. №22].

Недостатком известного способа является невозможность с помощью его осуществления контроля отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об отключении головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции.

Согласно предлагаемому способу с момента появления первого броска тока к.з. на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты секционирующего выключателя, при этом контролируют момент отключения первого броска тока к.з., и если момент окончания отсчета времени совпадает с моментом отключения первого броска тока к.з., то вначале устанавливают факт отключения секционирующего выключателя. С момента отключения первого броска тока к.з. начинают отсчет суммарного времени, равного выдержки времени АПВ этого выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением, при этом контролируют появление второго броска тока к.з. Затем с момента появления второго броска тока к.з. начинают отсчет времени срабатывания защиты головного выключателя, и если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени не происходит отключение второго броска тока к.з., то устанавливают факт отказа повторного отключения секционирующего выключателя. А дальше, если момент окончания отсчета времени срабатывания защиты головного выключателя совпадает с моментом отключения второго броска тока к.з., то устанавливают факт отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена структурная схема, содержащая элементы для реализации способа;

на фиг.2 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при устойчивом к.з. в точке 30 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит контролируемый головной выключатель линии кольцевой сети 1; секционирующий выключатель первой линии кольцевой сети 2; трансформатор силовой 3; трансформатор силовой 4; подстанционный секционный выключатель 5; головной выключатель второй линии кольцевой сети 6; секционирующий выключатель второй линии кольцевой сети 7; выключатель пункта автоматического включения резерва 8; элемент ПАМЯТЬ 9; элемент НЕ 10; элемент ЗАПРЕТ 11; элемент ЗАПРЕТ 12; трансформатор тока (ТТ) 14; датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 13; элемент ПАМЯТЬ 15; элемент ЗАДЕРЖКА 16; элемент ПОВТОРИТЕЛЬ 17; элемент ПАМЯТЬ 18; элемент ЗАДЕРЖКА 19; элемент ПОВТОРИТЕЛЬ 20; элемент НЕ 21; элемент И 22; элемент ПАМЯТЬ 23; элемент ЗАДЕРЖКА 24; элемент ПОВТОРИТЕЛЬ 25; элемент И 26; элемент ПАМЯТЬ 27; элемент И 28; регистрирующее устройство (РУ) 29; точка устойчивого к.з. 30.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при устойчивом к.з. в точке 30 (см. фиг.1), имеют вид (см. фиг.2): 31 - на выходе элемента 9; 32 - на выходе элемента 10; 33 - на выходе элемента 11; 34 - на выходе элемента 12; 35 - на выходе элемента 13; 36 - на выходе элемента 14; 37 - на выходе элемента 15; 38 - на выходе элемента 16; 39 - на выходе элемента 17; 40 - на выходе элемента 18; 41 - на выходе элемента 19; 42 - на выходе элемента 20; 43 - на выходе элемента 21; 44 - на выходе элемента 22; 45 - на выходе элемента 23; 46 - на выходе элемента 24; 47 - на выходе элемента 25; 48 - на выходе элемента 26; 49 - на выходе элемента 27; 50 - на выходе элемента 28; 51 - наличие информации в элементе 29; t_{с.з.сек.} - время срабатывания защиты секционирующего выключателя 2; t_{с.з.гол.} - время срабатывания защиты головного выключателя 1; t_{АПВсек.} - выдержка времени АПВ секционирующего выключателя 2; t_{с.з.сек.} - время срабатывания защиты секционирующего выключателя 2 с ускорением.

Способ осуществляется следующим образом. В нормальном режиме контролируемый головной выключатель 1 и секционирующий выключатель 2 включены (фиг.2, момент времени t₀). С выхода элемента НЕ 10 сигнал поступает на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 11. На выходе ТТ 14 есть некоторая величина выходного сигнала (фиг.2, диаграмма 36), обусловленная рабочим током, но недостаточная для срабатывания ДТКЗ 13, поэтому присутствие выходного сигнала с элемента НЕ 21 на одном из входов элементов схемы И 22 и И 28 недостаточно для их срабатывания. Схема не запускается.

При к.з. в точке 30 (см. фиг.1) величина выходного сигнала ТТ 14 (фиг.2, диаграмма 36, момент времени t₁) будет достаточна для срабатывания ДТКЗ 13, поэтому на его выходе появляется сигнал (фиг.2, диаграмма 35), который поступит на входы элементов ЗАПРЕТ 11, ЗАПРЕТ 12, НЕ 21 и И 26 (см. фиг.1). На выходе элемента ЗАПРЕТ 12 (фиг.2, диаграмма 34) появится сигнал и поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 15. С выхода элемента НЕ 21 исчезнет сигнал (фиг.2, диаграмма 43). На выходе элемента ЗАПРЕТ 11 сигнал не появится (фиг.2, диаграмма 33), т.к. с элемента НЕ 10 сигнал поступает на его запрещающий вход. Присутствие сигнала с ДТКЗ 13 на одном из входов элементов схемы И 26 недостаточно для его срабатывания (фиг.2, диаграмма 48). Сигнал с элемента ЗАПРЕТ 12 запоминается элементом ПАМЯТЬ 15 (фиг.2, диаграмма 37) и поступает на вход элемента ЗАДЕРЖКА 16, с выхода которого сигнал появится через время, равное времени срабатывания защиты секционирующего выключателя 2 (фиг.2, диаграмма 38, момент времени t₂). С выхода элемента 16 сигнал поступит на вход элемента ПОВТОРИТЕЛЬ 17, этот элемент выдаст однократный импульс (фиг.2, диаграмма 39), который поступит на вход элементов ПАМЯТЬ 9, И 22 и "сбросит" элемент ПАМЯТЬ 15. Этот сигнал запомнится элементом ПАМЯТЬ 9 и с его выхода поступит сигнал (фиг.2, диаграмма 31) на вход элемента НЕ 10 и запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 12. С выхода элемента НЕ 10 исчезнет сигнал (фиг.2, диаграмма 32), поступающий на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 11. Если в этот же момент под действием максимально токовой защиты секционирующий выключатель 2 (см. фиг.1) отключит ток к.з., то с ДТКЗ 13 исчезнет выходной сигнал (см. фиг.2, диаграмма 35). При этом появится выходной сигнал с элемента НЕ 21 (фиг.2, диаграмма 43), который поступит на входы элементов И 22 и И 28. Наличие двух входных сигналов на входе элемента И 22 приводит к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диаграмма 44), который поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 23 и в РУ 29 (см. фиг.1). При этом в РУ 29 появится информация о том, что произошло отключение секционирующего выключателя 2 в линии кольцевой сети. Сигнал с элемента И 22 запоминается элементом ПАМЯТЬ 23 (фиг.2, диаграмма 45) и поступает на вход элемента ЗАДЕРЖКА 24, с выхода которого сигнал появится через суммарное время, равное выдержке времени АПВ секционирующего выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением (фиг.2, диаграмма 46, момент времени 14).

По истечении выдержки времени АПВ секционирующего выключателя 2 (см. фиг.1) произойдет его включение, причем он включится на устойчивое к.з в точке 30 (см. фиг.1). Т.к. величина выходного сигнала ТТ 14 (фиг.2, диаграмма 23) при этом будет достаточна для срабатывания ДТКЗ 13, то на его выходе снова появляется сигнал (фиг.2, диаграмма 35, момент времени t₃), который поступит на входы элементов ЗАПРЕТ 11, ЗАПРЕТ 12, НЕ 21 и И 26 (см. фиг.1). На выходе элемента ЗАПРЕТ 11 (фиг.2, диаграмма 33) появится сигнал, который поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 18. Сигнал с элемента ЗАПРЕТ 11 запоминается элементом ПАМЯТЬ 18 (фиг.2, диаграмма 40) и поступает на вход элемента ЗАДЕРЖКА 19, с выхода которого сигнал появится через время, равное времени срабатывания защиты головного выключателя 1 (фиг.2, диаграмма 41, момент времени t₅). C выхода элемента НЕ 21 исчезнет сигнал (фиг.2, диаграмма 43). На выходе элемента ЗАПРЕТ 12 сигнал не появится (фиг.2, диаграмма 34, момент времени t₃), т.к. с элемента ПАМЯТЬ 9 сигнал поступает на его запрещающий вход. Присутствие сигнала с ДТКЗ 13 на одном из входов элементов схемы И 26 недостаточно для его срабатывания (фиг.2, диаграмма 48). Но если после АПВ секционирующего выключателя 2 на устойчивое к.з. не произойдет его отключение с ускорением по какой-либо причине, то в этот момент времени сигнал с элемента ЗАДЕРЖКА 24 после отсчета суммарного времени (см. выше) поступит на вход элемента ПОВТОРИТЕЛЬ 25, этот элемент выдаст однократный импульс (фиг.2, диаграмма 47), который "сбросит" элемент ПАМЯТЬ 23 (фиг.2, диаграмма 45) и поступит на второй вход элемента И 26 (см. фиг.1). Наличие двух входных сигналов на входе элемента И 26 приведет к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диаграмма 48, момент времени t₄), который поступит в РУ 29 (см. фиг.1) и на вход элемента ПАМЯТЬ 27. В РУ 29 появится информация о том, что произошел отказ отключения секционирующего выключателя при его повторном включении (фиг.2, диаграмма 51). Сигнал с элемента И 26 запоминается элементом ПАМЯТЬ 27 (фиг.2 диаграмма 49) и поступает на вход элемента И 28. После отсчета времени срабатывания защиты контролируемого головного выключателя 1 с выхода элемента ЗАДЕРЖКА 19 (фиг.2, диаграмма 41, момент времени t₅) появится сигнал, который поступит на вход элемента И 28, который "сбросит" элемент ПАМЯТЬ 18. Если в этот же момент под действием максимально токовой защиты контролируемый головной выключатель 1 (см. фиг.1) отключит ток к.з., то с ДТКЗ 13 исчезнет выходной сигнал (см. фиг.2 диаграмма 35). При этом появится выходной сигнал с элемента НЕ 21 (фиг.2, диаграмма 43), который поступит на входы элементов И 22 и И 28. Наличие трех входных сигналов на входе элемента И 28, с элементов ПАМЯТЬ 27, ПОВТОРИТЕЛЬ 20 и НЕ 21 приводит к появлению его выходного сигнала (фиг.2 диаграмма 50), который поступит в РУ 29 и "сбросит" элементы ПАМЯТЬ 27 и ПАМЯТЬ 9. При этом в РУ 29 появится информация о том, что произошло отключение головного выключателя линии 1 при отказе отключения секционирующего выключателя 2 при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети. Схема же вернется в исходное состояние контроля.

Таким образом, способ позволяет получать своевременную информацию об отключении головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции. Это приведет к повышению надежности электроснабжения потребителей за счет принятия на основе полученной информации оперативным персоналом необходимых решений.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа. Согласно способу с момента появления первого броска тока к.з. на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты секционирующего выключателя (СВ), при этом контролируют момент отключения первого броска тока к.з., и если момент окончания отсчета времени совпадает с моментом отключения первого броска тока к.з., то вначале устанавливают факт отключения СВ, а далее с момента отключения первого броска тока к.з. начинают отсчет суммарного времени, равного выдержке времени автоматического повторного включения этого выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением, при этом контролируют появление второго броска тока к.з., с момента появления второго броска тока к.з. начинают отсчет времени срабатывания защиты головного выключателя, и если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени не происходит отключение второго броска тока к.з., то устанавливают факт отказа повторного отключения СВ, а если момент окончания отсчета времени срабатывания защиты головного выключателя совпадает с моментом отключения второго броска тока к.з., то устанавливают факт отключения головного выключателя линии при отказе отключения СВ при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети. 2 ил.

Способ контроля отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое короткое замыкание (к.з.) в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции, заключающийся в том, что с момента появления первого броска тока к.з. на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты секционирующего выключателя, при этом контролируют момент отключения первого броска тока к.з., и если момент окончания отсчета времени совпадает с моментом отключения первого броска тока к.з., то вначале устанавливают факт отключения секционирующего выключателя, а далее с момента отключения первого броска тока к.з. начинают отсчет суммарного времени, равного выдержки времени автоматического повторного включения этого выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением, при этом контролируют появление второго броска тока к.з., отличающийся тем, что с момента появления второго броска тока к.з. начинают отсчет времени срабатывания защиты головного выключателя и если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени не происходит отключение второго броска тока к.з., то устанавливают факт отказа повторного отключения секционирующего выключателя, а если момент окончания отсчета времени срабатывания защиты головного выключателя совпадает с моментом отключения второго броска тока к.з., то устанавливают факт отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое к.з. в кольцевой сети.