СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСПЕШНОГО ИЛИ НЕУСПЕШНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СЕТЕВОГО РЕЗЕРВА С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ОТКЛЮЧИВШИХСЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ И ПОВРЕЖДЕННОГО УЧАСТКА ЛИНИИ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ Российский патент 2015 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля успешного или неуспешного включения выключателя сетевого резерва с определением отключившихся выключателей и поврежденного участка линии кольцевой сети.

Известен способ контроля успешного включения пункта автоматического включения резерва в кольцевой сети, заключающийся в том, что начинают отсчет с момента появления первого броска тока короткого замыкания (КЗ) на шинах трансформатора основного источника питания, равного выдержки времени включения пункта автоматического включения резерва. При этом в момент окончания отсчета времени контролируют появление второго броска тока на шинах трансформатора резервного источника питания, и, если он больше нормального рабочего тока, но меньше тока КЗ, то при его появлении устанавливают факт успешного включения пункта автоматического включения резерва [патент RU 2214667, кл. H02J 13/00, 9/04, опубл. 20.10.2003 г., бюл. №29].

Недостатком известного способа является невозможность осуществления с его помощью контроля успешного или неуспешного включения выключателя сетевого резерва с определением отключившихся выключателей и поврежденного участка линии кольцевой сети.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа, путем получения информации об успешном или неуспешном включении выключателя сетевого резерва с определением отключившихся выключателей и поврежденного участка линии кольцевой сети.

Согласно предлагаемому способу, при появлении в линии основного источника питания первого броска тока КЗ, измеряют время его протекания, с момента отключения тока КЗ отсчитывают время выдержки включения выключателя сетевого резерва, при этом в линии резервного источника питания контролируют появление второго броска тока, и, если в момент окончания отсчитываемого времени появляется бросок рабочего тока, значением, определяемым нагрузкой резервируемого участка линии основного источника питания, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты головного выключателя линии основного источника питания, то делают вывод об отключении головного и секционирующего выключателей и успешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии, расположенного между отключившимися выключателями, а если появляется второй бросок тока КЗ, который через время выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя сетевого резерва отключится, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты секционирующего выключателя, то делают вывод об отключении секционирующего выключателя и неуспешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии основного источника питания, расположенного смежно с выключателем сетевого резерва.

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 6;

- на фиг.3 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при КЗ в точке 8.

Схема (см. фиг.1) содержит: силовые трансформаторы 1 и 2, секционный выключатель 3; головные выключатели (ГВ) 4 и 5; точки КЗ 6 и 8; секционирующие выключатели (СВ) 7 и 10; выключатель 9 сетевого резерва; датчики тока короткого замыкания (ДТКЗ) 11 и 19; датчик рабочего тока (ДРТ) 18, элементы НЕ 12 и 21; ПАМЯТЬ 13 и 22; ЗАДЕРЖКА 14 и 23; ОДНОВИБРАТОР 15 и 24; И 17, 20 и 25; блок обработки информации (БОИ) 16; регистрирующее устройство (РУ) 26.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фигуре 1, при КЗ в точках 6 и 8 (см. фиг.1) 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 - на выходе элемента 24; 41 - на выходе элемента 25; 42 - в РУ 26.

На фиг.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t₁ - момент времени возникновения тока КЗ; t₂ - момент времени отключения тока КЗ; t₃ - момент времени включения выключателя 9; t₄ - момент времени отключения с ускорением выключателя 9 после его включения на КЗ в точке 8.

В нормальном режиме работы выключатели 4, 5, 7 и 10 включены, а выключатели 3 и 9 отключены. На выходах ДТКЗ 11 и 19 сигналов нет (фиг.2, диаграмма 27 и 35), поэтому схема находится в режиме контроля.

При возникновении устойчивого КЗ, например в точке 6, на выходе ДТКЗ 11 появится сигнал (фиг.2, диаграмма 27, момент времени t₁), который поступит на первый вход БОИ 16, где запомнится момент его поступления, также этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 12. При этом сигнал с его выхода исчезнет (фиг.2, диаграмма 28). По истечении времени выдержки срабатывания защиты ГВ 4 он отключится, при этом ток КЗ исчезнет (фиг.2, диагр. 27, момент времени t₃) и сигнал на выходе элемента НЕ 12 появится вновь (фиг.2, диагр. 28). Этот сигнал поступит на второй вход БОИ 16 и на вход элемента ПАМЯТЬ 13. БОИ 16 вычислит время протекания тока КЗ, сравнит его с временем выдержек срабатывания защит ГВ 4 и СВ 7 и определит отключившийся выключатель. В данном случае им будет ГВ 4. При этом с первого выхода БОИ 16 пойдет сигнал (фиг.2, диаграмма 32), который поступит на третий вход элемента И 17 и будет сохраняться в нем до момента поступления сигнала на первый и второй входы этого элемента. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 13, запомнится им (фиг.2, диаграмма 29) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 14. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 9 (фиг.2, диаграмма 30, момент времени t₃) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 15. Он совершит одно колебание (фиг.2, диаграмма 31), этот сигнал «сбросит» память с элемента 13 (фиг.2, диаграмма 29) и поступит на первые входы элементов И 17 и 20. В этот момент времени (t₄) выключатель 9 включится и подключит часть неповрежденной линии основного источника питания к линии резервного источника питания, при этом в последней возникнет бросок рабочего тока, обусловленный подключенной нагрузкой, и на выходе ДРТ 18 появится сигнал (фиг.2, диаграмма 34), который поступит на второй вход элемента И 17. И 17 сработает, появится его выходной сигнал (фиг.2, диаграмма 33), он поступит РУ 26, и там появится информация о том, что выключатели 4 и 7 отключились, успешно включился выключатель 9 и поврежден участок линии, расположенной между выключателями 4 и 7.

Если устойчивое КЗ произойдет в точке 8, то сработает защита выключателя 7 и он отключится. При этом в момент времени возникновения КЗ t₁ на выходе ДТКЗ 11 появится сигнал (фиг.3, диаграмма 27). Он поступит на первый вход БОИ 16 и запомнится им. Также он поступит на вход элемента НЕ 12, при этом с его выхода сигнал исчезнет (фиг.3, диаграмма 28, момент времени t₁). В момент окончания времени выдержки срабатывания защиты выключателя 7 (t₂) сигнал на выходе элемента НЕ 12 появится вновь (фиг.3, диаграмма 28) и поступит на второй вход БОИ 16 и на вход элемента ПАМЯТЬ 13. БОИ 16 вычислит время протекания тока КЗ и так, как в данном случае оно будет равно времени выдержки срабатывания защиты выключателя 7, то со второго выхода БОИ 16 на первый вход элемента И 25 поступит сигнал и сохраниться в нем до момента поступления сигналов на второй и третий входы этого элемента. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 13, запомнится им (фиг.3, диаграмма 29) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 14, с выхода которого сигнал появится через время выдержки включения выключателя 9 (фиг.3, диаграмма 30) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 15. Он произведет одно колебание (фиг.3, диаграмма 31), этим сигналом «сбросит» память с элемента 13 (фиг.3, диаграмма 29) и поступит на первый вход элемента И 20. В этот момент времени (t₄) выключатель 9 включится, причем включится на КЗ, поэтому в линии резервного источника питания появится ток КЗ и появится выходной сигнал на ДТКЗ 19 (фиг.3, диаграмма 35). Этот сигнал поступит на второй вход элемента И 20, и он сработает (фиг.3, диаграмма 36). Сигнал элемента И 20 поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 22, запомнится им (фиг.3, диаграмма 38) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 23. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя 9 (фиг.3, диаграмма 39) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 24. Он произведет одно колебание (фиг.3, диаграмма 40), этот сигнал «сбросит» память с элемента 22 (фиг.3, диаграмма 38) и поступит на второй вход элемента И 25. В этот момент времени (t₄) выключатель 9 отключится. Ток КЗ исчезнет (фиг.3, диаграмма 35, момент времени t₄), и появится сигнал на выходе элемента НЕ 21 (фиг.3, диаграмма 37). Он поступит на третий вход элемента И 25, и этот элемент сработает (фиг.3, диаграмма 41). Его выходной сигнал поступит в РУ 26 и там появится информация о том, что выключатель 7 отключился, неуспешно включился выключатель 9 и поврежден участок линии, расположенный между выключателями 7 и 9.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получить информацию об успешном или неуспешном включении выключателя сетевого резерва с определением отключившихся выключателей и поврежденного участка линии кольцевой сети.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа. Согласно способу при проявлении в линии основного источника питания первого броска тока короткого замыкания (КЗ) измеряют время его протекания, с момента отключения тока КЗ отсчитывают время выдержки включения выключателя сетевого резерва, при этом в линии резервного источника питания контролируют появление второго броска тока, и, если в момент окончания отсчитываемого времени появляется бросок рабочего тока, значением, определяемым нагрузкой резервируемого участка линии основного источника питания, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты головного выключателя линии основного источника питания, то делают вывод об отключении головного и секционирующего выключателей и успешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии, расположенного между отключившимися выключателями. Если появляется второй бросок тока КЗ, который через время выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя сетевого резерва отключится, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты секционирующего выключателя, то делают вывод об отключении секционирующего выключателя и неуспешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии основного источника питания, расположенного смежно с выключателем сетевого резерва. 3 ил.

Способ контроля успешного или неуспешного включения выключателя сетевого резерва с определением отключившихся выключателей и поврежденного участка линии кольцевой сети, заключающийся в фиксации бросков тока и в измерении времени между ними, отличающийся тем, что при появлении в линии основного источника питания первого броска тока короткого замыкания (КЗ) измеряют время его протекания, с момента отключения тока КЗ отсчитывают время выдержки включения выключателя сетевого резерва, при этом в линии резервного источника питания контролируют появление второго броска тока, и, если в момент окончания отсчитываемого времени появляется бросок рабочего тока, значением, определяемым нагрузкой резервируемого участка линии основного источника питания, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты головного выключателя линии основного источника питания, то делают вывод об отключении головного и секционирующего выключателей и успешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии, расположенного между отключившимися выключателями, а если появляется второй бросок тока КЗ, который через время выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя сетевого резерва отключится, а время протекания первого броска тока КЗ было равно времени выдержки срабатывания защиты секционирующего выключателя, то делают вывод об отключении секционирующего выключателя и неуспешном включении выключателя сетевого резерва при повреждении участка линии основного источника питания, расположенного смежно с выключателем сетевого резерва.