СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ВВОДНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ШИН ПОДСТАНЦИИ ПРИ ОТКАЗЕ ОТКЛЮЧЕНИЯ ОДНОГО ИЗ ГОЛОВНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ЛИНИИ ПОСЛЕ ЕГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ НА УСТОЙЧИВОЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ Российский патент 2012 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля отключения вводного выключателя шин подстанции при отказе отключения одного из головных выключателей линии после его повторного включения на устойчивое короткое замыкание (КЗ). Причем головные выключатели линий оборудованы устройствами автоматического повторного включения (АПВ) однократного действия и имеют разные выдержки времени срабатывания защит.

Известен способ контроля отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое КЗ в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции, заключающийся в том, что с момента появления первого броска тока КЗ на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты секционирующего выключателя. При этом контролируют момент отключения первого броска тока КЗ, и если момент окончания отсчета времени совпадает с моментом отключения первого броска тока КЗ, то вначале устанавливают факт отключения секционирующего выключателя. А далее, с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет суммарного времени, равного выдержки времени АПВ этого выключателя и времени срабатывания его защиты с ускорением, при этом контролируют появление второго броска тока КЗ. С момента появления второго броска тока КЗ начинают отсчет времени срабатывания защиты головного выключателя и если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени не происходит отключение второго броска тока КЗ, 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 КЗ, то устанавливают факт отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое КЗ в кольцевой сети [патент РФ №2394331, кл. Н02J 13/00, опубл. 10.07.2010, бюл. №19].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью осуществления контроля отключения вводного выключателя шин подстанции при отказе отключения одного из головных выключателей линии после его повторного включения на устойчивое КЗ.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об отключении вводного выключателя шин подстанции при отказе отключения одного из головных выключателей линии после его повторного включения на устойчивое КЗ.

Согласного предлагаемому способу с момента появления первого броска тока КЗ, измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит головных выключателей всех отходящих от шин подстанции линий. При равенстве измеренного времени с временем выдержки срабатывания защиты одного из головных выключателей устанавливают отключившийся головной выключатель. И с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки АПВ, отключившегося головного выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока КЗ и если он появится в момент окончания отсчитываемого времени, то устанавливают факт повторного включения этого выключателя на КЗ и с момента включения одновременно начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося головного выключателя и времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ. И если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося головного выключателя не происходит отключение тока КЗ, то устанавливают факт отказа его повторного отключения, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин подстанции происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт его отключения.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

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

на фиг.2 - диаграмма сигналов на выходах элементов, показанных на фигуре 1 при устойчивом КЗ в точке 8 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит: трансформатор силовой 1, вводной выключатель шин подстанции 2, головные выключатели линий 3, 4, 5, 6, 7, точки КЗ 8, 9, 10, 11, 12, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 13, элемент ЗАПРЕТ 14, элемент НЕ 15, элемент ПАМЯТЬ 16, элемент ЗАДЕРЖКА 17, элемент ОДНОВИБРАТОР 18, элемент ПАМЯТЬ 19, элемент И 20, элемент ПАМЯТЬ 21, элемент ЗАДЕРЖКА 22, элемент ОДНОВИБРАТОР 23, элемент И 24, элемент ПАМЯТЬ 25, элемент ЗАДЕРЖКА 26, элемент ОДНОВИБРАТОР 27, элемент И 28, элемент ПАМЯТЬ 29, элемент ЗАДЕРЖКА 30, элемент ОДНОВИБРАТОР 31, элемент И 32, элемент ПАМЯТЬ 33, элемент ЗАДЕРЖКА 34, элемент ОДНОВИБРАТОР 35, элемент И 36, элемент ИЛИ 37, элементы ПАМЯТЬ 38, 39, 40, 41, элементы ЗАПРЕТ 42, 43, 44, 45, элементы ПАМЯТЬ 46, 47, 48, 49, 50, элемент ПАМЯТЬ 51, элемент ЗАДЕРЖКА 52, элемент ОДНОВИБРАТОР 53, элемент И 54, элемент ПАМЯТЬ 55, элемент ЗАДЕРЖКА 56, элемент ОДНОВИБРАТОР 57, элемент И 58, элемент ПАМЯТЬ 59, элемент НЕ 60, элемент ЗАДЕРЖКА 61, элемент ОДНОВИБРАТОР 62, элементы И 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, регистрирующее устройство (РУ) 74.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фигуре 1 при устойчивом КЗ в точке 8 (см. фиг.1), имеют вид (см. фиг.2): 75 - на выходе элемента 13, 76 - на выходе элемента 14, 77 - на выходе элемента 15, 78 - на выходе элемента 16, 79 - на выходе элемента 17, 80 - на выходе элемента 18, 81 - на выходе элемента 19, 82 - на выходе элемента 20, 83 - на выходе элемента 21, 84 - на выходе элемента 22, 85 - на выходе элемента 23, 86 - на выходе элемента 24, 87 - на выходе элемента 25, 88 - на выходе элемента 26, 89 - на выходе элемента 27, 90 - на выходе элемента 28, 91 - на выходе элемента 29, 92 - на выходе элемента 30, 93 - на выходе элемента 31, 94 - на выходе элемента 32, 95 - на выходе элемента 33, 96 - на выходе элемента 34, 97 - на выходе элемента 35, 98 - на выходе элемента 36, 99 - на выходе элемента 37, 100 - на выходе элемента 38, 101 - на выходе элемента 39, 102 - на выходе элемента 40, 103 - на выходе элемента 41, 104 - на выходе элемента 42, 105 - на выходе элемента 43, 106 - на выходе элемента 44, 107 - на выходе элемента 45, 108 - на выходе элемента 46, 109 - на выходе элемента 47, 110 - на выходе элемента 48, 111 - на выходе элемента 49, 112-на выходе элемента 50, 113 - на выходе элемента 51, 114 - на выходе элемента 52, 115 - на выходе элемента 53, 116 - на выходе элемента 54, 117 - на выходе элемента 55, 118 - на выходе элемента 56, 119 - на выходе элемента 57, 120 - на выходе элемента 58, 121 - на выходе элемента 59, 122 - на выходе элемента 60, 123 - на выходе элемента 61, 124 - на выходе элемента 62, 125 - на выходе элемента 63, 126 - на выходе элемента 64, 127 - на выходе элемента 65, 128 - на выходе элемента 66, 129 - на выходе элемента 67, 130 - на выходе элемента 68, 131 - на выходе элемента 69, 132 -на выходе элемента 70, 133 - на выходе элемента 71, 134 - на выходе элемента 72, 135 - на выходе элемента 73, 136 - в РУ 74.

На фиг.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t₁ - момент возникновения устойчивого КЗ в точке 8, t₂ - момент отключения тока КЗ головным выключателем 3, t₃ - момент повторного включения головного выключателя 3, t₄ - момент повторного отключения головного выключателя 3, t₅ - момент отключения вводного выключателя шин 2.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы сети контролируемый вводной выключатель шин 2 и головные выключатели линий 3, 4, 5, 6, 7 включены (фиг.2, момент времени t₀). На выходе ДТКЗ 13 сигнала нет, поэтому схема не запускается.

При устойчивом КЗ, например в точке 8, на выходе ДТКЗ 13 появится сигнал (фиг.2, диагр.75, момент времени t₁), который поступит на вход элемента НЕ 15, при этом существовавший до этого его выходной сигнал исчезнет (фиг.2, диагр.77, момент времени t₁), также он поступит на вход элемента ЗАПРЕТ 14 (фиг.2, диагр.76) и с его выхода на входы элементов ПАМЯТЬ 16, 21, 25, 29 и 33, на вторые входы элементов И 54 и 58, а также на вход элемента НЕ 60 при этом, существовавший до этого его выходной сигнал исчезнет (фиг.2, диагр. 122). Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.2, диагр.78) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени срабатывания защиты головного выключателя 3 (фиг.2, диагр. 79), и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 18. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр. 80), этот сигнал «сбросит» память с элемента 16 (фиг.2, диагр. 78) и поступит на второй вход элемента И 20. При этом на первом входе этого элемента вновь появится сигнал с элемента НЕ 15 (фиг.2, диагр. 77), т.к. в момент времени t₂ (фиг.2) произойдет отключение тока КЗ головным выключателем 3. Наличие двух входных сигналов на И 20 приведет к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диагр. 82). Этот сигнал поступит на элемент ПАМЯТЬ 50, запомнится им (фиг.2, диагр. 112) и поступит в РУ 74, где появится информация об отключении головного выключателя 3 (фиг.2, диагр. 136, момент времени t₂). Также этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 38, запомнится им (фиг.2, диагр. 100) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 42. Это предотвратит поступление сигнала с элемента И 24 на вход элемента ИЛИ 37, т.к. И 24 сработает после окончания времени задержки элемента 17. Каждый элемент ЗАДЕРЖКА 17, 22, 26, 30 и 34 имеет свое время задержки, равное времени выдержки срабатывания защиты головного выключателя 3, 4, 5, 6 и 7 соответственно. Причем время задержки элемента 17<22<26<30<34. Поэтому элементы И 24, 28, 32 и 36 сработают позже элемента И 20 и их сигналы не поступят в элемент ИЛИ 37, т.к. к моментам этих сигналов на вторые входы элементов ЗАПРЕТ 42, 43, 44 и 45 на первых запрещающих входах этих элементов уже будут сигналы с элементов ПАМЯТЬ 38, 39, 40 и 41 соответственно (фиг.2, диагр. 100, 101, 102 и 103) и на выходах элементов ЗАПРЕТ 42, 43, 44 и 45 сигналы не появятся (фиг.2, диагр. 104, 105, 106 и 107). Сброс памяти с элементов 38, 39, 40 и 41 и снятие сигналов запрета с элементов 42, 43, 44 и 45 произойдет после срабатывания ОДНОВИБРАТОРА 62 (фиг.2, диагр. 124). Кроме этого выходной сигнал с элемента И 20 поступит на первые входы элементов И 64 и И 68 и на элемент ПАМЯТЬ 19, запомнится им (фиг.2, диагр. 81), и с его выхода он поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 14 и предотвратит повторное поступление сигнала с ДТКЗ 13 до момента «сброса» памяти с элемента 16 сигналом ОДНОВИБРАТОРА 62 (фиг.2, диагр.124) и поступит на вход элемента ИЛИ 37 (фиг.2, диагр.99). С выхода элемента ИЛИ 37 сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 51, запомнится им (фиг.2, диагр.113) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 52, задержится в ней на время, равное времени выдержки АПВ головного выключателя 3 (фиг.2, диагр.114). По истечении указанного времени сигнал поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 53. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.115) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 51 (фиг.2, диагр.113) и поступит на первый вход элемента И 54. В этот момент времени произойдет повторное включение головного выключателя 3 на КЗ (фиг.2, момент времени t₃), поэтому на второй вход элемента И 54 с ДТКЗ 13 (фиг.2, диагр.75) поступит сигнал. Поэтому на выходе И 54 появится сигнал (фиг.2, диагр.116), он поступит на второй вход элемента И 64. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 50 (фиг.2, диагр.112), поэтому на выходе элемента И 64 появится свой сигнал (фиг.2, диагр.126), который обеспечит появление информации в РУ 74 о повторном включении головного выключателя 3 на КЗ (фиг.2, диагр.136). Параллельно с этим выходной сигнал с элемента И 54 поступит на входы элементов ПАМЯТЬ 55 и 59 (фиг.2, диагр.117, 121), а также на вторые входы элементов И 64, 65, 66, 67 и 68. С выходов элементов ПАМЯТЬ 55 и 59 сигналы поступят на элементы ЗДЕРЖКА 56 и 61. С выхода элемента ЗАДЕРЖКА 56 сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты с ускорением головного выключателя 3 (фиг.2, диагр. 118) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРА 57. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.119), своим сигналом «сбросит» память с элемента ПАМЯТЬ 55 (фиг.2, диагр.117) и поступит на первый вход элемента И 58, при этом на втором входе элемента тоже будет сигнал с ДТКЗ 13 (фиг.2, диагр. 75), т.к. головной выключатель 3 не отключился по причине отказа. Это приведет к появлению выходного сигнала с элемента И 58 (фиг.2, диагр. 120), который поступит на второй вход элемента И 69. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 50 (фиг.2, диагр. 112), поэтому появится выходной сигнал и с элемента И 69 (фиг.2, диагр. 131), который, поступив в РУ 74, обеспечит появление там информации об отказе отключения головного выключателя 3 (фиг.2, диагр. 136, момент времени t₄). С выхода элемента ЗАДЕРЖКА 61 сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин подстанции 2 (фиг.2, диагр. 123, момент времени t₅) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 62. Этот элемент совершит одно колебание (фиг.2, диагр. 124), своим сигналом «сбросит» память с элементов 19, 38, 39, 40, 41, 50 и 59 (фиг.2, диагр. 81, 100, 101, 102, 103, 112 и 121) и поступит на первый вход элемента И 63. При этом на его втором входе тоже появится сигнал, т.к. в этот момент времени (фиг.2, момент времени t₅) вводной выключатель шин подстанции 2 отключится и сигнал с ДТКЗ 13 исчезнет (фиг.2, диагр. 75, момент времени t₅), исчезнет сигнал и с входа элемента НЕ 60, и появится сигнал на его выходе (фиг.2, диагр. 122), это приведет к появлению сигнала на выходе элемента И 63 (фиг.2, диагр. 125), который, поступив в РУ 74, обеспечит появление там информации о том, что произошло отключение вводного выключателя шин подстанции 2 (фиг.2, диагр. 136).

Появление информации в регистрирующем устройстве 74 о действиях головных выключателей 4, 5, 6 или 7 произойдет только при возникновениях устойчивых КЗ в точках 9, 10, 11 или 12 соответственно. При этом после истечения выдержки времени срабатывания защиты и отключения одного из головных выключателей 4, 5, 6 или 7 в РУ 74 появится информация об его отключении по причине появления выходного сигнала на элементе И 24, 28, 32 или 36. Работа остальных элементов схемы будет осуществляться аналогично вышеописанной.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию об отключении вводного выключателя шин подстанции при отказе отключения одного из головных выключателей линии после его повторного включения на устойчивое КЗ.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Согласно изобретению с момента появления первого броска тока КЗ измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит головных выключателей всех отходящих от шин подстанции линий, при их совпадении устанавливают отключившийся головной выключатель. С момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки АПВ отключившегося головного выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока КЗ, и если он появляется в момент окончания отсчитываемого времени, то устанавливают факт повторного включения этого выключателя на КЗ и одновременно начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося выключателя и времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ. И если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением не происходит отключение тока КЗ, то устанавливают факт отказа его повторного отключения, а если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт его отключения. 2 ил.

Способ контроля отключения вводного выключателя шин подстанции при отказе отключения одного из головных выключателей линии после его повторного включения на устойчивое короткое замыкание (КЗ), заключающийся в фиксации бросков токов КЗ и измерении времени между ними, отличающийся тем, что с момента появления первого броска тока КЗ измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит головных выключателей всех отходящих от шин линий, при равенстве измеренного времени с временем выдержки срабатывания защиты одного из головных выключателей линии устанавливают отключившийся головной выключатель и с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки автоматического повторного включения (АПВ), отключившегося головного выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока КЗ, и если он появится в момент окончания отсчитываемого времени, то устанавливают факт повторного включения этого выключателя на КЗ, и с момента включения одновременно начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося головного выключателя и времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ, и если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением не происходит отключение тока КЗ, то устанавливают факт отказа повторного отключения головного выключателя линии, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт отключения вводного выключателя шин подстанции.