СПОСОБ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2014 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления включением трехфазной линии электропередачи при автоматическом повторном включении после аварийного отключения линии электропередачи или при вводе ее в работу.

Известен способ, основанный на использовании модели линии электропередач, заключающийся в том, что в качестве модели составляют для сети с изолированной нейтралью схему замещения, по которой производят для всех линий расчет параметров переходных процессов, задавая расстояние до места повреждения по всей длине линии с шагом 10 метров и для различных переходных сопротивлений в месте повреждения с шагом 10 Ом, запоминают в базу данных на ЭВМ рассчитанные таким образом собственные частоты переходного процесса, а при возникновении повреждения на подстанции фиксируют поврежденную линию и фактическую собственную частоту переходного процесса, сравнивают с расчетными параметрами, записанными в базе данных, и определяют расстояние до места повреждения с точностью, определяемой шагом задания расстояния до места повреждения [RU 2308731 C1, G01R 31/08, 20.10.2007].

Недостатком способа является относительно узкая область применения, поскольку известный способ позволяет линии определить место однофазного замыкания на землю линии электропередачи, но не позволяет осуществить безопасное включение трехфазной линии электропередач.

Известен также способ, согласно которому контролируют состояние изоляции сети и токи нулевой последовательности в отходящих линиях, при снижении уровня изоляции сети, формируют цепь для кратковременного протекания тока двойного замыкания на землю, при этом, контролируют изменение токов нулевой последовательности в отходящих линиях, и если в момент протекания тока двойного замыкания на землю происходит изменение тока нулевой последовательности в одной из отходящих линий, формируют сигнал на отключение этой линии по факту ее замыкания на землю [RU 2308731 C1, G01R 31/08, 20.10.2007].

Недостатком этого способа также является относительно узкая область применения, поскольку он позволяет защитить трехфазные сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю, но не позволяет осуществить защиту и от других нежелательных факторов, например, замыканий между фазами при включении трехфазных линий электропередач.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ включения трехфазной линии электропередачи, характеризующийся тем, что включают первую фазу, измеряют напряжения на второй и третьей фазах, проверяют превышение первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверок включают вторую фазу, измеряют напряжение на третьей фазе, проверяют превышение второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включают третью фазу, а при отрицательном результате любой из проверок или наличии сигнала релейной защиты на отключение включенной фазы последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают [RU 2358368 C1, H02H 3/06, 10.06.2009].

Недостатком способа является относительно узкая область применения и относительно низкая безопасность включения трехфазных линий электропередач, обусловленные, в частности, тем, что в результате проведения процедур (частных операций) проверок не выявляется факт замыкания второй и/или третьей фаз с первой фазой.

Требуемый технический результат заключается в расширении области применения и повышении безопасности включения трехфазных линий электропередач.

Требуемый технический результат достигается тем, что, согласно способу, основанном на включении первой фазы, измерении напряжения на второй и третьей фазах, проверке превышения первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включения второй фазы, измерении напряжение на третьей фазе, проверке превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включения третьей фазы, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжений, измеренного на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, при получении сигнала о наличии короткого замыкания на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули |U₁₂₍₁₃₎| векторной разности напряжений фаз первой и второй |U₁₂| и первой и третьей |U₁₃| с малой контрольной величиной 0,1|U фн|, где |U фн| - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия |U₁₂₍₁₃₎|<0,1|U фн| фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй и первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую и вторую и третью фазы, соответственно.

Последовательность операций способа осуществляется следующим образом.

При включении трехфазных линий электропередач после ее аварийного отключения или при вводе ее в работу необходимо исключить случаи включения на междуфазное короткое замыкание (КЗ), а также выявить наличие двухфазного КЗ до включения третьей фазы. Это может быть обеспечено последовательным включением фаз с контролем состояния сети.

Примем, что первой включается любая из фаз A, B и С, которые ниже будут обозначены условно как 1 (первая), 2 (вторая) и 3 (третья) фазы.

Если на первой включаемой фазе (например, фазе A) имеется КЗ на землю, то от действия релейной защиты включаемая фаза отключается и процесс включения линии электропередач заканчивается.

Если на первой включаемой фазе (например, фазе A) нет КЗ на землю, то она остается включенной, и производится контроль напряжения на двух других невключенных фазах линии - фазах (B и C).

Если модуль |U_AB(AC)| векторной разности напряжений фаз A и B (A и C) близок к нулю |U_AB(AC)|< |0,1U_фн|(|U_фн| - номинальное фазное напряжение), что означает замыкание фаз A и B (или фаз A и C) между собой, фазу A отключают, и процесс включения прекращается.

Если напряжение на фазе B (или фазе C), наведенное от включенной фазы A, близко к нулю |U_B(c) |<|0,1U_фн|, то очевидно, что фаза B (или фаза C) замкнута на землю. Тогда фазу A отключают, и процесс включения прекращается.

Если же наведенные на фазах B и C напряжения значительны по величине |U_B(C) |>|(0,1-0,15)U_фн, то замыкания на землю фаз B и C нет.

Однако для определения наличия/отсутствия замыкания между этими фазами (B и C) необходимо после включения первой фазы (A) включить вторую фазу (например, фазу B или фазу C).

Если через (0,1-0,2)с после включения второй фазы (например, фазы В) наведенное теперь уже от двух фаз B и A напряжение Uc таково, что модуль векторной разности напряжений фаз B и C |U_B(c)|< |0,1U_фн|, то фазы B и C замкнуты между собой, если же |U_B(C) |>|(0,1-0,15)U_фн|, то замыкания между фазами B и C нет, т.е. через (0,1-0,2)с можно включать третью фазу (фазу C), на чем процесс поочередного включения фаз заканчивается.

Нетрудно видеть, что общее время включения трехфазной линии электропередач при автоматическом поочередном подключении фаз не будет превышать 0,5 с.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного способа путем использования дополнительных операций способа достигается требуемый технический результат, касающийся расширения области применения и повышения безопасности включения трехфазных линий электропередач, обусловленные, в частности, тем, что в результате проведения процедур (частных операций) проверок выявляется факт замыкания второй и/или третьей фаз с первой фазой.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение области применения и повышение безопасности. Способ заключается в том, что включают первую фазу, измеряют напряжение на второй и третьей фазах, проверяют превышение первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включают вторую фазу, измеряют напряжение на третьей фазе, проверяют превышение второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включают третью фазу, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжений, измеренных на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, причем, при получении сигнала о наличии короткого замыкания на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули |U₁₂₍₁₃₎| векторной разности напряжений фаз первой и второй |U₁₂| и первой и третьей |U₁₃| с малой контрольной величиной 0,1|U фн|, где |U фн| - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия |U₁₂₍₁₃₎|<0,1|U фн| фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй и первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую и вторую и третью фазы, соответственно.

Способ включения трехфазной линии электропередачи, основанный на включении первой фазы, измерении напряжения на второй и третьей фазах, проверке превышения первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включении второй фазы, измерении напряжения на третьей фазе, проверке превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включения третьей фазы, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжения, измеренного на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, отличающийся тем, что при формировании сигнала о наличии короткого замыкания на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули |U₁₂₍₁₃₎| векторной разности напряжений фаз первой и второй |U₁₂| и первой и третьей |U₁₃| с малой контрольной величиной 0,1|U_фн|, где |U_фн| - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия |U₁₂₍₁₃₎|<0,1|U_фн| фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй и первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую и вторую и третью фазы, соответственно.