СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСПЕШНОГО И НЕУСПЕШНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ВИДА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕКЦИОНИРОВАННОЙ ЛИНИИ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ Российский патент 2015 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля успешного и неуспешного автоматического повторного включения (АПВ) выключателей с определением вида короткого замыкания (КЗ) в секционированной линии кольцевой сети, питающейся от разных шин двухтрансформаторной подстанции. Причем выключатели линии оборудованы устройствами АПВ однократного действия и имеют разные выдержки времени срабатывания защит.

Известен способ контроля успешного и неуспешного АПВ выключателей в секционированной линии кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции, заключающийся в том, что с момента появления броска тока КЗ в начале секционированной линии кольцевой сети отсчитывают время, равное времени срабатывания защиты каждого выключателя, установленного в секционированной линии. При этом контролируют момент отключения броска тока КЗ и, если момент окончания отсчета, времени срабатывания защиты одного из выключателей совпадает с моментом отключения броска тока КЗ, то определяют отключившийся выключатель. Далее с момента отключения первого броска тока КЗ начинают отсчет времени, равный времени выдержки АПВ отключившегося выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока и, если при его появлении в момент окончания отсчета времени выдержки АПВ отключившегося выключателя он больше нормального рабочего тока, но меньше тока КЗ, то устанавливаю факт успешного АПВ отключившегося выключателя, а если он больше или равен току КЗ - неуспешного АПВ отключившегося выключателя, установленного в секционированной линии кольцевой сети [патент №2305356 C1, кл. H02J 13/00, опубл. 27.08.2007, бюл. №24].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью осуществления контроля успешного и неуспешного АПВ выключателей с определением вида КЗ в секционированной линии кольцевой сети.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об успешном и неуспешном АПВ выключателей с определением вида КЗ в секционированной линии кольцевой сети.

Согласно предлагаемому способу с момента появления броска тока КЗ на шинах подстанции начинают отсчет времени, равный времени выдержки срабатывания защиты каждого выключателя, установленного в секционированной линии, при этом наличие тока КЗ и момент его исчезновения контролируют во всех фазах линии и, если ток КЗ исчез в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты одного из выключателей и протекал по двум фазам, то устанавливают отключившийся выключатель при двухфазном КЗ, а если ток КЗ протекал по трем фазам, то - при трехфазном КЗ, с момента отключения броска тока КЗ начинают второй отсчет времени, равный времени выдержки АПВ отключившегося выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока и, если он появится в момент окончания второго отсчета времени значением больше нормального рабочего тока, но меньше тока КЗ и ток КЗ протекал по двум фазам, то устанавливают факт успешного АПВ отключившегося выключателя после самоустранившегося двухфазного КЗ или факт успешного АПВ после самоустранившегося трехфазного КЗ, если ток КЗ протекал по трем фазам, а если в момент окончания отсчета времени выдержки АПВ отключившегося выключателя появляется второй бросок тока КЗ, протекающий по двум фазам, а через время выдержки срабатывания защиты с ускорением он отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при двухфазном КЗ или если ток КЗ появляется, протекает по трем фазам и через время выдержки срабатывания защиты с ускорением отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при трехфазном КЗ.

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 фигуре 1 при КЗ в точке 5 и успешном АПВ СВ 4 (см. фиг.1);

- на фиг.3 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при двухфазном КЗ в точке 5 и неуспешном АПВ СВ 4 (см. фиг.1);

- на фиг.4 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при трехфазном КЗ в точке 5 и успешном АПВ СВ 4 (см. фиг.1);

- на фиг.5 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при трехфазном КЗ в точке 5 и неуспешном АПВ СВ 4 (см. фиг.1);

- на фиг.6 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при двухфазном КЗ в точке 3 и успешном АПВ ГВ 2 (см. фиг.1);

- на фиг.7 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при двухфазном КЗ в точке 3 и неуспешном АПВ ГВ 2 (см. фиг.1);

- на фиг.8 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при трехфазном КЗ в точке 3 и успешном АПВ ГВ 2 (см. фиг.1);

- на фиг.9 диаграммы сигналов на выходах элементов, показанные на фиг.1 при трехфазном КЗ в точке 3 и неуспешном АПВ ГВ 2 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит: силовые трансформаторы 1 и 10; головные выключатели (ГВ) 2 и 8; точки КЗ 3 и 5; секционирующие выключатели (СВ) 4 и 7; выключатель 6 сетевого пункта автоматического включения резерва (АВР); секционный выключатель 9; датчики тока короткого замыкания (ДТКЗ) 11, 12 и 13; датчик рабочего тока (ДРТ) 14; ОДНОВИБРАТОРЫ 31 и 46; элементы ИЛИ 15, 16, 32 и 49; элементы И 17, 19, 24, 28, 33, 34, 35, 36, 43, 45, 49, 50, 51, 52 и 53; элементы НЕ 18, 22 и 39; элементы ПАМЯТЬ 20, 37 и 47; элементы ЗАПРЕТ 21, 26, 38 и 42; блоки выдержки времени (БВВ) 23, 25, 27, 30, 40, 41, 44 и 48; регистрирующие устройства (РУ) 54.

Диаграммы сигналов элементов, показанных на фигуре 1, имеют вид (см. фиг.2): 55 - на выходе элемента 11, 56 - на выходе элемента 12, 57 - на выходе элемента 13, 58 - на выходе элемента 14, 59 - на выходе элемента 15, 60 - на выходе элемента 16, 61 - на выходе элемента 17, 62 - на выходе элемента 18, 63 - на выходе элемента 19, 64 - на выходе элемента 20, 65 - на выходе элемента 21, 66 - на выходе элемента 22, 67 - на выходе элемента 23, 68 - на выходе элемента 24, 69 - на выходе элемента 25, 70 - на выходе элемента 26, 71 - на выходе элемента 27, 72 - на выходе элемента 28, 73 - на выходе элемента 29, 74 - на выходе элемента 30, 75 - на выходе элемента 31, 76 - на выходе элемента 32, 77 - на выходе элемента 33, 78 - на выходе элемента 34, 79 - на выходе элемента 35, 80 - на выходе элемента 36, 81 - на выходе элемента 37, 82 - на выходе элемента 38, 83 - на выходе элемента 39, 84 - на выходе элемента 40, 85 - на выходе элемента 41, 86 - на выходе элемента 42, 87 - на выходе элемента 43, 88 - на выходе элемента 44, 89 - на выходе элемента 45, 90 - на выходе элемента 46, 91 - на выходе элемента 47, 92 - на выходе элемента 48, 93 - на выходе элемента 49, 94 - на выходе элемента 50, 95 - на выходе элемента 51, 96 - на выходе элемента 52, 97 - на выходе элемента 53, 98 - в РУ 54.

Кроме диаграмм выходных сигналов на фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 также показаны: t₁ - момент времени возникновения тока КЗ, t₂ - момент времени срабатывания защиты СВ 4, t₃ - момент времени срабатывания защиты ГВ 2, t₄ - момент времени повторного включения СВ 4, t₅ - момент времени повторного отключения с ускорением СВ 4, t₆ - момент времени повторного включения ГВ 2, t₇ - момент времени повторного отключения с ускорением ГВ 2.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 2, 4, 7 и 8 включены, а выключатели 6 и 9 отключены. На выходах ДТКЗ 11, 12 и 13 сигналов нет (фиг.2, диагр.55, 56, 57, момент времени t₀), поэтому схема находится в режиме контроля.

При возникновении двухфазного КЗ, например в точке 5, на выходах ДТКЗ 11 и 12 появятся сигналы (фиг.2, диагр.55 и 56, момент времени t₁) они поступят на входы элементов ИЛИ 15 и 16, поэтому на их выходах появятся сигналы (фиг.2, диагр.59 и 60), а также на первый и третий входы элемента И 17. При этом наличие только двух входных сигналов на элементе И 17 и отсутствие третьего входного сигнала обеспечит отсутствие сигнала на выходе этого элемента (фиг.2, диагр.61) и обеспечит наличие уже существовавшего до этого, выходного сигнала на элементе НЕ 18 (фиг.2, диагр.62) который, как и выходные сигналы с элементов ИЛИ 15 и 16 поступит на входы элемента И 19, он сработает, поэтому на выходе этого элемента появится свой сигнал (фиг.2, диагр.63), который поступит на вход элементов ЗАПРЕТ 21, НЕ 22 и вторые входы элементов И 34 и 35, при этом существовавший выходной сигнал с элемента НЕ 22 исчезнет (фиг.2, диагр.66). Сигнал с элемента ЗАПРЕТ 21 (фиг.2, диагр.65) поступит на входы БВВ 23 и 25, с выхода БВВ 23 сигнал появится через время, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 4 (фиг.2, диагр.67), а с выхода БВВ 25 сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты ГВ 2, которое по условию селективности больше, чем время выдержки срабатывания защиты СВ 4. Поэтому выходной сигнал БВВ 25 (фиг.2, диагр.69) поступит в элемент ЗАПРЕТ 26, но на выходе не появится (фиг.2, диагр.70) т.к. на запрещающем входе этого элемента будет существовать сигнал с элемента ПАМЯТЬ 29 (фиг.2, диагр.73). Сигнал с СВ 4 поступит на первый вход элементов И 24, на вход элемента ПАМЯТЬ 20, запомнится им (фиг.2, диагр.64) и поступит на запрещающий вход элемента 21 и предотвратит прохождение сигнала при повторном включении СВ 4 на КЗ. На второй вход элемента 24 сигнал поступит с элемента НЕ 22, т.к. в этот момент времени (t₂ см. фиг.2) произойдет отключение СВ 4, поэтому на выходе НЕ 22 вновь появится сигнал (фиг.2, диагр.66). Наличие двух входных сигналов обеспечит появление выходного сигнала на элементе И 24 (фиг.2, диагр.68). Этот сигнал поступит на вход БВВ 30 и вход элемента ПАМЯТЬ 29, где запомнится им (фиг.2, диагр.73) и поступит на запрещающий вход элемента 26. Это обеспечит запрет прохождению сигнала с элемента БВВ 25. К этому моменту времени сигнал не выйдет из него, т.к. выдержка времени элемента 23 меньше, чем элемента 25. С выхода БВВ 30 сигнал появится через время, равное времени выдержки АПВ СВ 4 и поступит на первые входы элементов И 33 и 34. В этот момент времени (t₄ см. фиг.2) произойдет АПВ СВ 4. И если за время выдержки АПВ СВ 4 КЗ самоустранится, то на выходе ДРТ 14 появится сигнал (фиг.2, диагр.58), который поступит на второй вход элемента И 33 и обеспечит появление сигнала на его выходе (фиг.2, диагр.77), который поступив в РУ 54 обеспечит появление в нем информации об успешном АПВ СВ 4 после двухфазного КЗ (фиг.2, диагр.98). Также этот сигнал поступит на вход элемента ИЛИ 32, а с его выхода на элемент ПАМЯТЬ 20 и «сбросит» ее (фиг.2, диагр.64). А если за время выдержки АПВ СВ 4 КЗ не самоустранилось и оказалось устойчивым, то при АПВ СВ 4 вновь появится ток КЗ и появится выходной сигнал на элементе И 19 (фиг.3, диагр.63), который поступит на вход элемента ЗАПРЕТ 21, но на его выходе он не появится, т.к. на его запрещающем входе будет сигнал (фиг.3, диагр.65), также он поступит на вход элемента НЕ 22, при этом вновь исчезнет его выходной сигнал (фиг.3, диагр.68), а также поступит на второй вход элемента И 34 и обеспечит появление его выходного сигнала (фиг.3, диагр.78). Этот сигнал поступит в РУ 54 и там появится информация о неуспешном АПВ СВ 4 при двухфазном КЗ (фиг.3, диагр.98). Также сигнал элемента И 34 поступит на вход элемента ИЛИ 32, а с его выхода (фиг.3, диагр.78) на элемент ПАМЯТЬ 20 и «сбросит» ее (фиг.3, диагр.60). Если же в точке 5 произойдет не двухфазное, а трехфазное КЗ, то на выходах ДТКЗ 11, 12 и 13 появятся сигналы (фиг.4, диагр.55, 56 и 57). Эти сигналы поступят на входы элементов ИЛИ 15, 16 и элемента И 17. При этом на всех выходах этих элементов появятся сигналы (фиг.4, диагр.59, 60 и 61), которые поступят на первый и второй входы элемента И 19 и на вход элемента НЕ 18. При этом с выхода этого элемента сигнал исчезнет (фиг.4 диагр.62), поэтому элемент И 19 не сработает, т.к. на его входе будет только два сигнала. Однако сигнал, появившийся на выходе элемента И 17, поступит на входы элементов ЗАПРЕТ 38, НЕ 39 и на первые входы элементов И 51 и 52. С выхода элемента ЗАПРЕТ 38 сигнал (фиг.4, диагр.82) поступит на вход элемента БВВ 41, а с выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 4 (фиг.4, диагр.85), и поступит на первый вход элемента И 45. В этот момент времени СВ 4 отключится и вновь появится сигнал на выходе элемента НЕ 39 (фиг.4, диагр.83). И 45 сработает, его сигнал (фиг.2, диагр.89) поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 47, запомнится им (фиг.2, диагр.91) и поступит на запрещающий вход элемента 42 и предотвратит прохождение сигнала с элемента 40. Также сигнал с элемента И 45 поступит на вход элемента БВВ 48, задержится в нем на время выдержки АПВ СВ 4 и поступит на вторые входы элементов И 50 и 51. В этот момент времени (t₄), если КЗ в точке 5 самоустранится, то СВ 4 успешно повторно включится, при этом на выходе ДРТ 14 появится сигнал (фиг.2, диагр.58). Он поступит на первый вход элемента И 50 и он сработает (фиг.2, диагр.94). Выходной сигнал этого элемента поступит на элемент ИЛИ 49, а с этого элемента (фиг.4, диагр.93) поступит на элемент ПАМЯТЬ 37 и «сбросит» ее (фиг.4, диагр.81). Также сигнал с элемента И 50 поступит в РУ 54 и в нем появится информация об успешном АПВ СВ 4 после трехфазного КЗ (фиг.4, диагр.98). А если к моменту времени t₄ КЗ в точке 5 не самоустранится, то СВ 4 включится на КЗ, вновь появится ток КЗ (фиг.5, диагр.55, 56, 57). Появятся выходные сигналы на элементах ИЛИ 15 и 16, И 17 (фиг.2, диагр.59, 60 и 61) и исчезнет сигнал с элемента НЕ 18 (фиг.5, диагр.62). Сигнал с элемента И 17 поступит на первый вход элемента И 51 и он сработает (фиг.5, диагр.95). Его сигнал поступит на элемент ИЛИ 49, а с его выхода (фиг.5, диагр.93) на элемент ПАМЯТЬ 37 и «сбросит» ее (фиг.5, диагр.81). Также этот сигнал поступит в РУ 54 и там появится информация о неуспешном АПВ СВ 4 при трехфазном КЗ (фиг.5, диагр.98).

Если устойчивое или неустойчивое двухфазное или трехфазное КЗ произойдет не в точке 5, а в точке 3, то работа схемы будет происходить аналогично работе, описанной выше, при этом диаграммы выходных сигналов элементов схемы при успешном или неуспешном АПВ ГВ 2 при двухфазном или трехфазном КЗ будут иметь вид, изображенный на фиг.6, 7, 8 и 9.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию об успешном или неуспешном АПВ выключателей с определением вида КЗ в секционированной линии кольцевой сети.

Изобретение относится к автоматике электрических цепей и предназначено для контроля успешного и неуспешного автоматического повторного включения (АПВ) выключателей с определением вида короткого замыкания (КЗ) в секционированной линии кольцевой сети, питающейся от разных шин двухтрансформаторной подстанции. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об успешном и неуспешном АПВ выключателей с определением вида КЗ в секционированной линии кольцевой сети. Для решения указанной задачи с момента появления броска тока КЗ на шинах подстанции начинают отсчет времени, равный времени выдержки срабатывания защиты каждого выключателя, установленного в секционированной линии, при этом наличие тока КЗ и момент его исчезновения контролируют во всех фазах линии и, если ток КЗ исчез в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты одного из выключателей и протекал по двум фазам, то устанавливают отключившийся выключатель при двухфазном КЗ, а если ток КЗ протекал по трем фазам, то - при трехфазном КЗ, с момента отключения броска тока КЗ начинают второй отсчет времени, равный времени выдержки АПВ отключившегося выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока и, если он появится в момент окончания второго отсчета времени значением больше нормального рабочего тока, но меньше тока КЗ и ток КЗ протекал по двум фазам, то устанавливают факт успешного АПВ отключившегося выключателя после самоустранившегося двухфазного КЗ или факт успешного АПВ после самоустранившегося трехфазного КЗ, если ток КЗ протекал по трем фазам, а если в момент окончания отсчета времени выдержки АПВ отключившегося выключателя появляется второй бросок тока КЗ, протекающий по двум фазам, а через время выдержки срабатывания защиты с ускорением он отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при двухфазном КЗ или если ток КЗ появляется, протекает по трем фазам и через время выдержки срабатывания защиты с ускорением отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при трехфазном КЗ. Предлагаемый способ имеет расширенные функциональные возможности за счет получения информации об успешном и неуспешном АПВ выключателей с определением вида КЗ в секционированной линии кольцевой сети. 9 ил.

Способ контроля успешного и неуспешного автоматического повторного включения (АПВ) выключателей с определением вида короткого замыкания (КЗ) в секционированной линии кольцевой сети, заключающийся в фиксации бросков тока и в измерении времени между ними, отличающийся тем, что с момента появления броска тока КЗ на шинах подстанции начинают отсчет времени, равный времени выдержки срабатывания защиты каждого выключателя, установленного в секционированной линии, при этом наличие тока КЗ и момент его исчезновения контролируют во всех фазах линии и, если ток КЗ исчез в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты одного из выключателей и протекал по двум фазам, то устанавливают отключившийся выключатель при двухфазном КЗ, а если ток КЗ протекал по трем фазам, то - при трехфазном КЗ, с момента отключения броска тока КЗ начинают второй отсчет времени, равный времени выдержки АПВ отключившегося выключателя, при этом контролируют появление второго броска тока и, если он появится в момент окончания второго отсчета времени значением больше нормального рабочего тока, но меньше тока КЗ и ток КЗ протекал по двум фазам, то устанавливают факт успешного АПВ отключившегося выключателя после самоустранившегося двухфазного КЗ или факт успешного АПВ после самоустранившегося трехфазного КЗ, если ток КЗ протекал по трем фазам, а если в момент окончания отсчета времени выдержки АПВ отключившегося выключателя появляется второй бросок тока КЗ, протекающий по двум фазам, а через время выдержки срабатывания защиты с ускорением он отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при двухфазном КЗ или если ток КЗ появляется, протекает по трем фазам и через время выдержки срабатывания защиты с ускорением отключается, то делают вывод о неуспешном АПВ отключившегося выключателя при трехфазном КЗ.