СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ И НЕУСПЕШНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ СЕКЦИОНИРУЮЩИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РАДИАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПОДСТАНЦИИ Российский патент 2013 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля отключения и неуспешного автоматического повторного включения секционирующих выключателей (СВ) радиальных линий подстанции. Причем СВ линий оборудованы устройствами автоматического повторного включения (АПВ) однократного действия и имеют разные выдержки времени срабатывания защит.

Известен способ контроля отключения и неуспешного АПВ секционирующего выключателя в линии кольцевой сети, заключающийся в том, что с момента появления первого броска тока короткого замыкания (КЗ) на шинах трансформатора, питающего линию, начинают отсчет времени, равного времени срабатывания защиты СВ. 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 и, если после его появления, в момент окончания отсчета суммарного времени происходит отключение второго броска тока КЗ, то после этого устанавливают факт неуспешного АПВ секционирующего выключателя, установленного в линии кольцевой сети [патент RU №2304338 С1, опубл. 10.08.2007, бюл. №22].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью осуществления контроля отключения и неуспешного АПВ СВ радиальных линий подстанции.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об отключении и неуспешном АПВ СВ радиальных линий подстанции.

Согласно предлагаемому способу с момента появления первого броска тока КЗ на шинах трансформатора, измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания всех СВ, установленных в линиях, отходящих от шин подстанции. При равенстве измеренного времени с временем выдержки срабатывания защиты одного из СВ устанавливают отключившийся секционирующий выключатель. И с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки АПВ, отключившегося СВ, 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 начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося СВ, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ. И если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт неуспешного АПВ секционирующего выключателя радиальной линии.

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 12 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит: трансформатор силовой 1, головные выключатели линий 2, 3, 4, 5, 6 и 7, секционирующие выключатели линий 8, 9, 10 и 11, точки КЗ 12, 109, 110 и 111, 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 ИЛИ 33, элементы ПАМЯТЬ 34, 35 и 36, элементы ЗАПРЕТ 37, 38 и 39, элементы ПАМЯТЬ 40, 41, 42, 43 и 44, элемент ЗАДЕРЖКА 45, элемент ОДНОВИБРАТОР 46, элемент И 47, элемент ПАМЯТЬ 48, элемент ЗАДЕРЖКА 49, элемент ОДНОВИБРАТОР 50, элемент И 51, элементы И 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 и 59, регистрирующее устройство (РУ) 60.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фигуре 1 при устойчивом КЗ в точке 12 (см. фиг.1), имеют вид (см. фиг.2): 61 - на выходе элемента 13, 62 - на выходе элемента 14, 63 - на выходе элемента 15, 64 - на выходе элемента 16, 65 - на выходе элемента 17, 66 - на выходе элемента 18, 67 - на выходе элемента 19, 68 - на выходе элемента 20, 69 - на выходе элемента 21, 70 - на выходе элемента 22, 71 - на выходе элемента 23, 72 - на выходе элемента 24, 73 - на выходе элемента 25, 74 - на выходе элемента 26, 75 - на выходе элемента 27, 76 - на выходе элемента 28, 77 - на выходе элемента 29, 78 - на выходе элемента 30, 79 - на выходе элемента 31, 80 - на выходе элемента 32, 81 - на выходе элемента 33, 82 - на выходе элемента 34, 83 - на выходе элемента 35, 84 - на выходе элемента 36, 85 - на выходе элемента 37, 86 - на выходе элемента 38, 87 - на выходе элемента 39, 88 - на выходе элемента 40, 89 - на выходе элемента 41, 90 - на выходе элемента 42, 91 - на выходе элемента 43, 92 - на выходе элемента 44, 93 - на выходе элемента 45, 94 - на выходе элемента 46, 95 - на выходе элемента 47, 96 - на выходе элемента 48, 97 - на выходе элемента 49, 98 - на выходе элемента 50, 99 - на выходе элемента 51, 100 - на выходе элемента 52, 101 - на выходе элемента 53, 102 - на выходе элемента 54, 103 - на выходе элемента 55, 104 - на выходе элемента 56, 105 - на выходе элемента 57, 106 - на выходе элемента 58, 107 - на выходе элемента 59, 108 - в РУ 60.

На фиг.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t₁ - момент времени возникновения устойчивого КЗ в точке 12, t₂ - момент времени отключения первого броска тока КЗ секционирующим выключателем 8, t₃ - момент времени повторного включения секционирующего выключателя 8, t₄ - момент времени повторного отключения секционирующего выключателя 8.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы сети головные выключатели линий 2, 3, 4, 5, 6 и 7 включены (фиг.2, момент времени t₀). На выходе ДТКЗ 13 сигнала нет, поэтому схема находится в режиме контроля.

При устойчивом КЗ, например, в точке 12, на выходе ДТКЗ 13 появится сигнал (фиг.2, диагр.61, момент времени t₁), который поступит на вход элемента НЕ 15, при этом существовавший до этого его выходной сигнал исчезнет (фиг.2, диагр.63, момент времени t₁), также он поступит на вход элемента ЗАПРЕТ 14 (фиг.2, диагр.62) и с его выхода на входы элементов ПАМЯТЬ 16, 21, 25 и 29, а также на вторые входы элементов И 47 и 51. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.2, диагр.64) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 8 (фиг.2, диагр.65) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 18. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.66), этот сигнал «сбросит» память с элемента 16 (фиг.2, диагр.64) 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.63), т.к. в момент времени t₂ (фиг.2) произойдет отключение тока КЗ головным выключателем 8. Наличие двух входных сигналов на И 20 приведет к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диагр.68). Этот сигнал поступит на элемент ПАМЯТЬ 43, запомнится им (фиг.2, диагр.91) и поступит в РУ 60, где появится информация об отключении СВ 8 (фиг.2, диагр.108, момент времени t₂). Также этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 34, запомнится им (фиг.2, диагр.82) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 37. Это предотвратит поступление сигнала с элемента И 24 на вход элемента ИЛИ 33, т.к. он сработает после окончания времени задержки элемента 22. Каждый элемент ЗАДЕРЖКА 17, 22, 26 и 30 имеет свое время задержки, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 8, 9, 10, и 11 соответственно. Причем время задержки СВ 8 - Δt₈<Δt₉<Δt₁₀<Δt₁₁, где Δt₉, t₁₀ и Δt₁₁ - время задержек СВ 9, СВ 10 и СВ 11 соответственно. Поэтому элементы И 24, 28 и 32 сработают позже элемента И 20, и их сигналы не поступят в элемент ИЛИ 33 потому, что на запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ 37, 38 и 39 с элементов ПАМЯТЬ 34, 35 и 36 соответственно сигналы поступят раньше, чем сигналы с элементов И 24, 28 и 32 соответственно. Сброс памяти с элементов 34, 35 и 36 и снятие сигналов запрета с элементов 37, 38 и 39 произойдет после срабатывания ОДНОВИБРАТОРА 50 (фиг.2, диагр.98). Кроме этого выходной сигнал с элемента И 20 поступит на элемент ПАМЯТЬ 19, запомнится им (фиг.2, диагр.67) и с его выхода поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 14 и предотвратит повторное поступление сигнала с ДТКЗ 13 до момента «сброса» памяти с элемента 19 сигналом ОДНОВИБРАТОРА 50 (фиг.2, диагр.98), а так же поступит на вход элемента ИЛИ 33 (фиг.2, диагр.81). С выхода элемента ИЛИ 33 сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 44, запомнится им (фиг.2, диагр.92), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 45, задержится в ней на время, равное времени выдержки АПВ секционирующего выключателя 8 (фиг.2, диагр.93). По истечении указанного времени сигнал поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 46. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.94) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 44 (фиг.2, диагр.92), и поступит на первый вход элемента И 47. В этот момент времени произойдет повторное включение СВ 8 на КЗ (фиг.2, момент времени t₃), поэтому на второй вход элемента И 47 с ДТКЗ 13 (фиг.2, диагр.61) поступит второй сигнал. Это приведет к срабатыванию элемента И 47, появлению его выходного сигнала (фиг.2, диагр.95), который поступит на второй вход элемента И 52. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 43 (фиг.2, диагр.91), и на выходе элемента И 52 появится свой сигнал (фиг.2, диагр.100), который обеспечит появление информации в РУ 60 (фиг.2, диагр.108) о повторном включении головного выключателя 2 на КЗ. Параллельно с этим выходной сигнал с элемента И 47 поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 48 (фиг.2, диагр.96), а также на вторые входы элементов И 53, 54 и 55. С выхода элемента ПАМЯТЬ 48 сигнал поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 49, а с его выхода сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты с ускорением СВ 8 (фиг.2, диагр.97, момент времени t₄) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРА 50. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.98), своим сигналом «сбросит» память с элемента ПАМЯТЬ 48 (фиг.2, диагр.96) и поступит на первый вход элемента И 51, при этом на втором входе этого элемента появится второй сигнал с элемента НЕ 15 (фиг.2, диагр.63), т.к. в момент времени t₄ СВ 8 повторно отключится. Это приведет к появлению выходного сигнала с элемента И 51 (фиг.2, диагр.99), который поступит на второй вход элемента И 56. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 43 (фиг.2, диагр.91), поэтому появится выходной сигнал с элемента И 56 (фиг.2, диагр.104), который, поступив в РУ 60, обеспечит появление там информации о повторном отключении СВ 8 (фиг.2, диагр.108, момент времени t₄).

Появление информации в регистрирующем устройстве 60 о действиях секционирующих выключателей 9, 10 или 11 произойдет только при возникновениях устойчивых КЗ в точках 109, 110 или 111 соответственно. При этом после истечения выдержки времени срабатывания защиты и отключения одного из секционирующих выключателей 9, 10 или 11 в РУ 60 появится информация об его отключении по причине появления выходного сигнала на элементе И 24, 28 или 32. Работа остальных элементов схемы будет осуществляться аналогично выше описанной.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию об отключении и неуспешном АПВ секционирующих выключателей радиальных линий подстанции.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Согласно способу с момента появления первого броска тока КЗ на шинах трансформатора, измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания всех СВ, установленных в линиях, и отходящих от шин подстанции, при равенстве измеренного времени с временем выдержки срабатывания защиты одного из СВ устанавливают отключившийся СВ и с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки АПВ отключившегося СВ, 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 начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося СВ, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ, и если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт неуспешного АПВ секционирующего выключателя радиальной линии. 2 ил.

Способ контроля отключения и неуспешного автоматического повторного включения (АПВ) секционирующих выключателей (СВ) радиальных линий подстанции, заключающийся в фиксации бросков токов короткого замыкания (КЗ) и в измерении времени между ними, отличающийся тем, что с момента появления первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания всех СВ, установленных в линиях, и отходящих от шин подстанции, при равенстве измеренного времени с временем выдержки срабатывания защиты одного из СВ устанавливают отключившийся СВ и с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равного времени выдержки АПВ отключившегося СВ, 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 начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты с ускорением отключившегося СВ, при этом контролируют отключение второго броска тока КЗ, и если в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением происходит отключение второго броска тока КЗ, то устанавливают факт неуспешного АПВ секционирующего выключателя радиальной линии.