СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОГО УЧАСТКА В СЕКЦИОНИРОВАННОЙ ЛИНИИ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ Российский патент 2014 года по МПК H02J13/00 H02H7/26 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети.

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 секционирующий выключатель, который должен отключиться, потом с момента исчезновения тока кз снова посылают зондирующий импульс, определяют второе расстояние, сравнивают это расстояние с расстояниями, на которые удалены секционирующие выключатели от начала линии, и если второе измеренное расстояние равно расстоянию до секционирующего выключателя, который должен отключиться, то устанавливается факт селективного отключения поврежденного участка линии, а если второе измеренное расстояние будет равно расстоянию до одного из секционирующих выключателей, расположенных перед секционирующем выключателем, который должен отключиться, то устанавливается факт неселективного отключения поврежденного участка линии [патент RU №2402138, кл. Н02J 13/00, опубл. 20.10.2010 г., бюл. №29].

Недостатком известного способа является необходимость определения расстояния до точки повреждения в период прохождения броска тока кз путем посылки в линию зондирующих импульсов.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение реализации и расширение функциональных возможностей способа путем выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети без посылки зондирующих импульсов.

Согласно предлагаемому способу с момента отключения броска тока кз, возникшего в линии основного источника питания, начинают отсчет времени, равный времени выдержки автоматического включения резерва (ABP), при этом контролируют наличие рабочего тока в этой линии и, если он равен нулю, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок рабочего тока значением, определяемым нагрузкой участка линии основного источника питания, смежного с пунктом ABP, то делают вывод о повреждении головного участка этой линии, а если рабочий ток не равен нулю и определяется нагрузкой, подключенной к головному участку линии основного источника питания, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок тока кз, то делают вывод о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом ABP.

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 кз в точке 25 (см. фиг.1);

на фиг.3 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при кз в точке 26 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит: трансформатор силовой основного источника питания 1, трансформатор силовой резервного источника питания 2, вводные выключатели шин 3 и 4, подстанционный секционирующий выключатель 5, головной выключатель линии основного источника питания 6, головной выключатель линии резервного источника питания 7, секционирующий выключатель линии основного источника питания 8, секционирующий выключатель линии резервного источника питания 9, выключатель сетевого пункта ABP 10, трансформаторы тока (TT) 11 и 19, датчик тока кз (ДТКЗ) 12 и 21, датчик рабочего тока (ДРТ) 13 и 20, элемент НЕ 14 и 15, элемент ПАМЯТЬ 16, элемент ЗАДЕРЖКА 17, ОДНОВИБРАТОР 18, элементы И 22 и 23, регистрирующее устройство (РУ) 24, точки кз 25 и 26.

Диаграммы сигналов на выходах элементов при повреждении головного участка в секционированной линии основного источника питания кольцевой сети имеют вид (см. фиг.2): 27 - на выходе элемента 11; 28 - на выходе элемента 12; 29 - на выходе элемента 13; 30 - на выходе элемента 14; 31 - на выходе элемента 15; 32 - на выходе элемента 16; 33 - на выходе элемента 17; 34 - на выходе элемента 18; 35 - на выходе элемента 19; 36 - на выходе элемента 20; 37 - на выходе элемента 21; 38 - на выходе элемента 22; 39 - на выходе элемента 23; 40 - в РУ 24.

Диаграммы сигналов на выходах элементов при повреждении участка линии основного источника питания кольцевой сети, смежного с пунктом ABP, имеют вид (см. фиг.3): 41 - на выходе элемента 11; 42 - на выходе элемента 12; 43 - на выходе элемента 13; 44 - на выходе элемента 14; 45 - на выходе элемента 15; 46 - на выходе элемента 16; 47 - на выходе элемента 17; 48 - на выходе элемента 18; 49 -на выходе элемента 19; 50 - на выходе элемента 20; 51 - на выходе элемента 21; 52 - на выходе элемента 22; 53 - на выходе элемента 23; 54 - в РУ 24.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 3, 4,6, 7, 8 и 9 включены, а выключатели 5 и 10 отключены. На выходах TT 11 и 19 есть некоторая величина выходных сигналов (фиг.2, 3, диаграммы 27, 35, 41, 49), обусловленная рабочими токами, но недостаточная для срабатывания ДТКЗ 12 и ДТКЗ 21. С выхода ДРТ 13, срабатывающего только при падении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии основного источника питания 1, подключенной после секционирующего выключателя 8, нет сигнала. С выхода ДРТ 20, срабатывающего только при увеличении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии основного источника питания 1, подключенной после секционирующего выключателя 8, также нет сигнала, и схема находится в состоянии контроля.

При возникновении устойчивого кз в точке 25 на выходе ДТКЗ 12 появится сигнал (фиг.2, диаграмма 28, момент времени t₁). Этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 14 и существовавший до этого сигнал на его выходе исчезнет (фиг.2, диаграмма 30). Ток кз приведет в действие защиту головного выключателя 6 и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты он отключится и отключит ток кз. С ДРТ 13, срабатывающего при падении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии, подключенной после секционирующего выключателя 8, выходного сигнала не появится (фиг.2, диаграмма 29), поэтому выходной сигнал на входе элемента И 22 с элемента НЕ 15 (фиг.2, диаграмма 31) не исчезнет. В момент отключения броска тока кз на выходе элемента НЕ 14 вновь появится сигнал (фиг.2, диаграмма 30, момент времени t₂). Это сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.2, диаграмма 32) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 10 сетевого пункта ABP и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРа 18. Он произведет одно колебание (фиг.2, диаграмма 34, момент времени t₃), этим сигналом «сбросит» память с элемента 16 и поступит на первый вход элементов И 22 и И 23. Одновременно с этим выключатель 10 включится (предварительно защита минимального напряжения секционирующего выключателя 8 отключит его по причине исчезновения напряжения на нем после отключения головного выключателя 6) и подсоединит участок линии основного источника питания 1 к линии резервного источника питания 2 (см. фиг.1). При этом на выходе ДРТ 20, появится сигнал (фиг.2, диаграмма 36), который поступит на третий вход элемента И 22. Наличие всех входных сигналов приведет к срабатыванию элемента И 22 (фиг.2, диаграмма 38), выходной сигнал которого поступит в РУ 24. Элемент И 23 не сработает, т.к. нет входных сигналов с элементов ДРТ 13 (фиг.2, диаграмма 29, момент времени t₃) и ДТКЗ 21 (фиг.2, диаграмма 37, момент времени t₃), поэтому в РУ 24 появится информация о повреждении головного участка в секционированной линии основного источника питания кольцевой сети.

При возникновении устойчивого кз в точке 26 на выходе ДТКЗ 12 появится сигнал (фиг.3, диаграмма 42, момент времени t₁). Этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 14 и существовавший до этого сигнал на его выходе исчезнет (фиг.3, диаграмма 44). Ток кз приведет в действие защиту секционирующего выключателя 8 (см. фиг.1) и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты он отключится и отключит ток кз. На выходе ДРТ 13 появится выходной сигнал (фиг.3, диаграмма 43), который поступит на второй вход элемента И 23, а выходной сигнал на входе элемента И 22 с элемента НЕ 15 (фиг.3, диаграмма 45) исчезнет. В момент отключения броска тока кз на выходе элемента НЕ 14 вновь появится сигнал (фиг.3, диаграмма 44, момент времени t₂). Этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.3, диаграмма 46) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 10 сетевого пункта АВР (фиг.3, диаграмма 47, момент времени t₃) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРа 18. Он произведет одно колебание (фиг.3, диаграмма 48) и этим сигналом «сбросит» память с элемента 16 (фиг.3, диаграмма 46) и поступит на первый вход элементов И 22 и И 23. Одновременно с этим выключатель 10 включится и подсоединит участок линии основного источника питания 1 с устойчивым кз к линии резервного источника питания 2 (см. фиг.1). При этом на выходе ДРТ 20 сигнал не появится (фиг.3, диаграмма 50). А на выходе ДТКЗ 21 сигнал появится (фиг.3, диаграмма 51, момент времени t₃). Этот сигнал поступит на третий вход элемента И 23. Наличие всех входных сигналов приведет к срабатыванию элемента И 23 (фиг.3, диаграмма 53), поэтому в РУ 24 поступит сигнал и в нем появится информация о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР (фиг.3, диаграмма 54, момент времени t₃). Элемент И 22 не сработает, т.к. нет входных сигналов с элементов НЕ 15 (фиг.3, диаграмма 45, момент времени t₃) и ДРТ 20 (фиг.3, диаграмма 50, момент времени t₃). Ток кз приведет в действие защиту выключателя 10 сетевого пункта АВР и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением он отключится и отключит ток кз (фиг.3, диаграмма 51, момент времени t₄).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выявлять поврежденный участок в секционированной линии кольцевой сети без посылки зондирующих импульсов.

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение реализации и расширение функциональных возможностей способа. Согласно способу с момента отключения броска тока короткого замыкания (КЗ), возникшего в линии основного источника питания, начинают отсчет времени, равный времени выдержки автоматического включения резерва (АВР), при этом контролируют наличие рабочего тока в этой линии и, если он равен нулю, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок рабочего тока значением, определяемым нагрузкой участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР, то делают вывод о повреждении головного участка этой линии, а если рабочий ток не равен нулю и определяется нагрузкой, подключенной к головному участку линии основного источника питания, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок тока КЗ, то делают вывод о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР. 3 ил.

Способ выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети, заключающейся в фиксации бросков токов и в измерении времени между ними, отличающийся тем, что с момента отключения броска тока короткого замыкания (кз), возникшего в линии основного источника питания, начинают отсчет времени, равный времени выдержки автоматического включения резерва (АВР), при этом контролируют наличие рабочего тока в этой линии и, если он равен нулю, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок рабочего тока значением, определяемым нагрузкой участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР, то делают вывод о повреждении головного участка этой линии, а если рабочий ток не равен нулю и определяется нагрузкой, подключенной к головному участку линии основного источника питания, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок тока кз, то делают вывод о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР.