СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ЛИНИИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ ПРИ НЕУСПЕШНОМ АВТОМАТИЧЕСКОМ ПОВТОРНОМ ВКЛЮЧЕНИИ СЕКЦИОНИРУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ Российский патент 2012 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ) секционирующего выключателя (СВ). Причем СВ линий оборудованы устройствами АПВ однократного действия, имеют разные выдержки времени срабатывания защит и известно в какой линии установлен каждый из них.

Известен способ выявления селективного или неселективного отключения поврежденного участка линии, заключающийся в том, что в момент появления тока короткого замыкания (КЗ) в начало линии посылают зондирующий импульс, измеряют время прохождения этого импульса до точки КЗ и обратно. Вычисляют расстояние от начала линии до точки КЗ и определяют СВ, который должен отключиться. Потом с момента исчезновения тока КЗ снова посылают зондирующий импульс, определяют второе расстояние, сравнивают это расстояние с расстояниями, на которые удалены СВ от начала линии. И если второе измеренное расстояние равно расстоянию до СВ, который должен отключиться, то устанавливают факт селективного отключения поврежденного участка линии. А если второе измеренное расстояние будет равно расстоянию до одного из СВ, расположенных перед СВ, который должен отключиться, то устанавливают факт неселективного отключения поврежденного участка линии [патент РФ №2402138, опубл. 20.10.2010, бюл. №29].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Согласного предлагаемому способу с момента появления до момента исчезновения первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ трансформаторной подстанции, и если измеренное время равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают отключившийся выключатель, далее с момента отключения тока КЗ отсчитывают время, равное времени выдержки АПВ этого выключателя плюс времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением, и если в момент окончания времени выдержки АПВ отключившегося СВ появляется второй бросок тока КЗ, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением он исчезает, то устанавливают неуспешное АПВ этого СВ и поврежденную линию трансформаторной подстанции.

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 КЗ в точке 9 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит трансформатор силовой 1, головные выключатели линий 2, 4, 6 и 7, секционирующие выключатели 3, 5 и 8, точки КЗ 9, 10 и 11, линии, отходящие от шин подстанции 12, 13, 14 и 15, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 16, элемент ЗАПРЕТ 17, элемент НЕ 18, элемент ПАМЯТЬ 19, элемент ЗАДЕРЖКА 20, элемент ОДНОВИБРАТОР 21, элемент ПАМЯТЬ 22, элемент И 23, элемент ПАМЯТЬ 24, элемент ЗАДЕРЖКА 25, элемент ОДНОВИБРАТОР 26, элемент И 27, элемент ПАМЯТЬ 28, элемент ЗАДЕРЖКА 29, элемент ОДНОВИБРАТОР 30, элемент И 31, элемент ИЛИ 32, элементы ПАМЯТЬ 33 и 34, элементы ЗАПРЕТ 35 и 36, элементы ПАМЯТЬ 37, 38, 39 и 40, элемент ЗАДЕРЖКА 41, элемент ОДНОВИБРАТОР 42, элемент И 43, элемент ПАМЯТЬ 44, элемент ЗАДЕРЖКА 45, элемент ОДНОВИБРАТОР 46, элемент И 47, элемент НЕ 48, элементы И 49, 50, 51, 52, 53 и 54, регистрирующее устройство (РУ) 55.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при устойчивом КЗ в точке 9 (см. фиг.1), имеют вид (см. фиг.2): 56 - на выходе элемента 16, 57 - на выходе элемента 17, 58 - на выходе элемента 18, 59 - на выходе элемента 19, 60 - на выходе элемента 20, 61 - на выходе элемента 21, 62 - на выходе элемента 22, 63 - на выходе элемента 23, 64 - на выходе элемента 24, 65 - на выходе элемента 25, 66 - на выходе элемента 26, 67 - на выходе элемента 27, 68 - на выходе элемента 28, 69 - на выходе элемента 29, 70 - на выходе элемента 30, 71 - на выходе элемента 31, 72 - на выходе элемента 32, 73 - на выходе элемента 33, 74 - на выходе элемента 34, 75 - на выходе элемент 35, 76 - на выходе элемента 36, 77 - на выходе элемента 37, 78 - на выходе элемента 38, 79 - на выходе элемента 39, 80 - на выходе элемента 40, 81 - на выходе элемента 41, 82 - на выходе элемента 42, 83 - на выходе элемента 43, 84 - на выходе элемента 44, 85 - на выходе элемента 45, 86 - на выходе элемента 46, 87 - на выходе элемента 47, 88 - на выходе элемента 48, 89 - на выходе элемента 49, 90 - на выходе элемента 50, 91 - на выходе элемента 51, 92 - на выходе элемента 52, 93 - на выходе элемента 53, 94 - на выходе элемента 54, 95 - в РУ 55.

На фиг.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t₁ - момент возникновения устойчивого КЗ в точке 9, t₂ - момент отключения тока КЗ СВ 3, t₃ - момент повторного включения СВ 3 на КЗ, t₄ - момент повторного отключения СВ 3 с ускорением.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы сети выключатели линий 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 включены. На выходе ДТКЗ 16 сигнала нет, поэтому схема находится в режиме контроля.

При устойчивом КЗ, например в точке 9, на выходе ДТКЗ 16 появится сигнал (фиг.2, диагр.56, момент времени t₁), который поступит на входы элементов НЕ 18, 48 и на второй вход элемента И 43, при этом существовавшие до этого выходные сигналы с элементов НЕ 18 и 48 исчезнут (фиг.2, диагр.58 и 88, момент времени t₁), также он поступит на вход элемента ЗАПРЕТ 17 (фиг.2, диагр.57) и с его выхода на входы элементов ПАМЯТЬ 19, 24 и 28. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 19, запомнится им (фиг.2, диагр.59) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 20. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени срабатывания защиты СВ 3 (фиг.2, диагр.60), и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 21. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.61), этот сигнал «сбросит» память с элемента 19 (фиг.2, диагр.59) и поступит на второй вход элемента И 23. При этом на первом входе этого элемента вновь появится сигнал с элемента НЕ 18 (фиг.2, диагр.58), т.к. в момент времени t₂ (фиг.2) произойдет отключение тока КЗ СВ 3. Наличие двух входных сигналов на И 23 приведет к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диагр.63). Этот сигнал поступит на элемент ПАМЯТЬ 39, запомнится им (фиг.2, диагр.79) и поступит в РУ 74, где появится информация об отключении СВ 3 (фиг.2, диагр.95, момент времени t₂). Также этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 33, запомнится им (фиг.2, диагр.73) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 35. Это предотвратит поступление сигнала с элемента И 27 на вход элемента ИЛИ 32, т.к. он сработает после окончания времени задержки элемента 25. Каждый элемент ЗАДЕРЖКА 20, 25 и 29 имеет свое время задержки, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 3, 5 и 8 соответственно. Причем время задержки элемента 20 - Δt₂₀<Δt₂₅<Δt₂₉, где Δt₂₀, Δt₂₅, Δt₂₉ - время задержки элементов ЗАДЕРЖКА 20, 25 и 29 соответственно. Поэтому элементы И 27 и 31 сработают позже элемента И 23 и их сигналы не поступят в элемент ИЛИ 32, т.к. к моментам поступления этих сигналов на вторые входы элементов ЗАПРЕТ 35 и 36 на первых запрещающих входах этих элементов уже будут сигналы с элементов ПАМЯТЬ 33 и 34 соответственно (фиг.2, диагр. 73 и 74) и на выходах элементов ЗАПРЕТ 35 и 36 сигналы не появятся (фиг.2, диагр. 75 и 76). Сброс памяти с элементов 33 и 34 и снятие сигналов запрета с элементов 35 и 36 произойдет после срабатывания ОДНОВИБРАТОРА 46 (фиг.2, диагр.86). Кроме этого, выходной сигнал с элемента И 23 поступит на элемент ПАМЯТЬ 22, запомнится им (фиг.2, диагр.62), и с его выхода он поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 17, и предотвратит повторное поступление сигнала с ДТКЗ 16 до момента «сброса» памяти с элемента 22 сигналом ОДНОВИБРАТОРА 46 (фиг.2, диагр.86) и поступит на вход элемента ИЛИ 32 (фиг.2, диагр.72). С выхода элемента ИЛИ 32 сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 40, запомнится им (фиг.2, диагр.80), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 41, и задержится в нем на время, равное времени выдержки АПВ СВ 3 (фиг.2, диагр.81). По истечении указанного времени сигнал поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 42. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.82) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 40 (фиг.2, диагр.80) и поступит на первый вход элемента И 43. В этот момент времени произойдет повторное включение СВ 3 на КЗ (фиг.2, момент времени t₃), поэтому на второй вход элемента И 43 с ДТКЗ 16 (фиг.2, диагр.56) поступит сигнал. Это приведет к появлению сигнала на выходе элемента И 43 (фиг.2, диагр.83), который поступит на второй вход элемента И 49. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 39 (фиг.2, диагр.79), поэтому на выходе элемента И 49 появится свой сигнал (фиг.2, диагр.89), который обеспечит появление информации в РУ 55 о повторном включении СВ 3 на КЗ (фиг.2, диагр.95). Параллельно с этим выходной сигнал с элемента И 43 поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 44 (фиг.2, диагр.84), а также на вторые входы элементов И 49, 50 и 51. С выхода элемента ПАМЯТЬ 44 сигнал поступит на элемент ЗАДЕРЖКА 45. С выхода элемента ЗАДЕРЖКА 45 сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты с ускорением СВ 3 (фиг.2, диагр.85) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРА 46. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.86), своим сигналом «сбросит» память с элемента 44 (фиг.2, диагр.84) и поступит на первый вход элемента И 47, при этом на втором входе элемента тоже будет сигнал с элемента НЕ 48 (фиг.2, диагр.88), т.к. СВ 3 отключится. Это приведет к появлению выходного сигнала с элемента И 47 (фиг.2, диагр.87), который поступит на второй вход элемент И 52. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 39 (фиг.2, диагр.79), поэтому появится выходной сигнал и с элемента И 52 (фиг.2, диагр.92), который, поступив в РУ 55, обеспечит появление там информации об отключении СВ 3 с ускорением (фиг.2, диагр.95, момент времени t₄), а также в РУ 55 появится информация о повреждении линии 12.

Появление информации в регистрирующем устройстве 55 о действиях секционирующих выключателей 5 и 8 произойдет только при возникновении устойчивого КЗ в точках 10 и 11 соответственно. При этом после истечения выдержки времени срабатывания защиты и отключения одного из секционирующих выключателей 10 или 11 в РУ 55 появится информация о его отключении по причине появления выходного сигнала с элементов И 27 или 31. Работа остальных элементов схемы будет осуществляться аналогично вышеописанной.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию о поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа путем получения информации о выявлении поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ секционирующего выключателя (СВ), установленного в этой линии. Согласно способу с момента появления до момента исчезновения первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ трансформаторной подстанции, и если измеренное время равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают отключившийся выключатель, далее с момента отключения тока КЗ' отсчитывают время, равное времени выдержки АПВ этого выключателя плюс времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением, и если в момент окончания времени выдержки АПВ отключившегося СВ появляется второй бросок тока КЗ, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением он исчезает, то устанавливают неуспешное АПВ этого СВ и поврежденную линию трансформаторной подстанции. 2 ил.

Способ выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ) секционирующего выключателя (СВ), заключающийся в фиксации бросков токов короткого замыкания (КЗ) и измерении времени между ними, отличающийся тем, что поврежденную линию выявляют по действиям установленного в ней СВ, для чего с момента появления до момента исчезновения первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ трансформаторной подстанции и, если измеренное время равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают отключившийся выключатель, далее с момента отключения тока КЗ отсчитывают время, равное времени выдержки АПВ этого выключателя плюс времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением, и, если в момент окончания времени выдержки АПВ отключившегося СВ появляется второй бросок тока КЗ, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением он исчезает, то устанавливают неуспешное АПВ этого СВ и поврежденную линию трансформаторной подстанции.