СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОБРЫВА ЛИНЕЙНОГО И НУЛЕВОГО ПРОВОДОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2015 года по МПК H02J13/00 H02H5/10 

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля обрыва линейного и нулевого проводов линии электропередачи.

Известен способ автоматического контроля параметров нулевого провода воздушных линий 0,4 кВ, заключающийся в измерении разности между током в нулевом проводе в начале линии и током в нулевом проводе за первым повторным заземлителем. И, если эта разность превышает минимально допустимое значение для нормального режима работы, то отключают контролируемую линию [патент RU 2356151 С1, кл. H02J 5/10, опубл. 20.05.2009, бюл. №14].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью осуществления контроля обрыва линейного и нулевого проводов линии электропередачи.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем получения информации об обрыве линейного и нулевого проводов линии электропередачи.

Согласно предлагаемому способу, если трехфазная симметричная система фазных напряжений стала несимметричной и в какой-то момент времени два фазных напряжения по абсолютной величине стали равны друг другу и равны половине линейного значения, а третье в полтора раза больше, чем фазное, то делают вывод об обрыве линейного и нулевого проводов.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 представлена структурная схема, содержащая элементы для реализации способа;

- на фиг.2 - схема соединения однофазных потребителей в звезду с обрывом линейного и нулевого проводов;

- на фиг.3 - векторная диаграмма для схемы соединения в звезду при обрыве линейного и нулевого проводов и при равных нагрузках в двух неповрежденных фазах (Z _B=Z _C);

- на фиг.4 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1.

Схема (см. фиг.1) содержит: силовой трансформатор - 1; контур заземления подстанции - 2; выключатель - 3; 4 - место обрыва линейного и нулевого проводов, А, В и С - линейные провода, N - нулевой провод; n - точка соединения однофазных нагрузок (фиг.2 и 3); 5, 6, 7, 8 и 9 - однофазные нагрузки линии; 10, 11 и 12 - датчики напряжений (ДН); блок обработки информации (БОИ) - 13; регистрирующее устройство (РУ) - 14.

Диаграммы сигналов на выходах элементов показаны на фиг.1, имеют вид (см. фиг.2): 15 - на выходе элемента 10; 16 - на выходе элемента 11; 17 - на выходе элемента 12; 18 - на выходе элемента 13; 19 - РУ 14.

На фиг.2 также показаны: t₁ - момент времени появления несимметрии фазных напряжений; t₂ - момент времени появления в линии симметричной нагрузки.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы линии обрыва проводов нет. Система линейных и фазных напряжений симметрична, поэтому на выходах ДН 10, 11 и 12 существуют одинаковые сигналы (фиг.2, диагр. 15, 16 и 17, отрезок времени от t₀ до t₁) и схема находится в режиме контроля.

При обрыве, например, линейного (фазы А) и нулевого (N) проводов (фиг.2, точка 4 момент времени t₁), который может произойти по причине механического повреждения или однофазного короткого замыкания между проводом фазы А и нулевым N проводом, схема из четырехпроводной превращается в двухпроводную (см. фиг.2). При этом напряжения между нейтральной точкой n и линейными проводами фаз А, В и С станут несимметричными. Потребитель 7 фазы С будет включен последовательно с потребителями 5 и 8 фазы В. Падение напряжения на каждом из них будет пропорционально сопротивлению потребителя 7 и суммарному сопротивлению потребителей 5 и 8. И поскольку нагрузки в фазах В и С будут меняться в зависимости от количества и мощности включаемых в эти фазы потребителей, то и напряжения на этих фазах будут меняться. Напряжение между точками В и С будет линейным и поскольку одна из фаз может быть загружена близко к максимуму, а другая близка к минимуму, то падение напряжения на потребителях этих фаз может изменяться от минимальных значений (близких к нулю) до максимальных (близких к линейному) (фиг.4, диагр. 15 и 16, момент времени t₁). Изменение нагрузок в фазах приведет к тому, что в какой-то момент времени они станут одинаковыми. В этом случае падение напряжения на потребителях фазы В будет равно падению напряжения на потребителях фазы С (фиг.3, |U_B|=|U_C|=|0,5U_BC|), при этом напряжение между нейтральной точкой n и фазой А будет в полтора раза больше фазного значения |U_A|=|1,5U_Ф|. Выходные сигналы ДН 10, 11 и 12, поступающие в БОИ 13, будут обрабатываться им, и как только |U_B| станет равно |U_C|, а |U_А|=|1,5U_Ф|, то на выходе БОИ 13 появится сигнал (фиг.4, диагр. 18), он поступит в РУ 14 и в нем появится информация об обрыве линейного и нулевого проводов (фиг.4, диагр. 19).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить информацию об обрыве линейного и нулевого проводов линии электропередачи.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа. Согласно способу, если трехфазная симметричная система фазных напряжений стала несимметричной и в какой-то момент времени два фазных напряжения по абсолютной величине стали равны друг другу и равны половине линейного значения, а третье в полтора раза больше, чем фазное значение, то делают вывод об обрыве линейного и нулевого проводов. 4 ил.

Способ контроля обрыва линейного и нулевого проводов линии электропередачи, заключающийся в измерении тока в нулевом проводе, отличающийся тем, что если трехфазная симметричная система фазных напряжений стала несимметричной и в какой-то момент времени два фазных напряжения по абсолютной величине стали равны друг другу и равны половине линейного значения, а третье в полтора раза больше, чем фазное значение, то делают вывод об обрыве линейного и нулевого проводов.