СПОСОБ АДАПТИВНОГО ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2019 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к автоматике электроэнергетических систем и может быть использовано для обеспечения высокой надежности адаптивного однофазного автоматического повторного включения (АОАПВ) линий электропередачи, оснащенных любым числом шунтирующих реакторов (ШР), включая случай их отсутствия.

Известен способ АОАПВ линий электропередачи (Авторское свидетельство СССР №792398, кл. Н02Н 3/06, 1979), основанный на измерении модулей напряжений по концам отключенной фазы линии и сравнении их с заданными уставками. Когда оба напряжения превышают заданные уставки, то это означает исчезновение замыкания.

Недостатком способа является низкая надежность АОАПВ в тех случаях, когда линия не оснащена ШР или оснащена неполным их числом. Кроме того, при реализации способа требуется организация высокочастотного канала связи между полукомплектами устройства, установленными по концам линии.

Также известен способ АОАПВ линий электропередачи (Авторское свидетельство СССР №869537, кл. Н02Н 3/06, 1980), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и заключающийся в измерении и сравнении с заданными уставками значения напряжения на отключенной фазе линии и действующего значения симметричной составляющей тока линии. Если значения составляющей токов ниже уставки, а значения напряжения выше уставки, то фиксирует исчезновение замыкания.

Однако, указанный способ не устраняет довольно низкую надежность АОАПВ в тех случаях, когда линия не оснащена ШР или оснащена неполным их числом.

Известно, что действующее значение симметричной составляющей токов линии является однозначной функцией угла расхождения между векторами эквивалентных ЭДС примыкающих систем. При углах, больших некоторого граничного значения, напряжение на отключенной фазе при наличии на ней удаленного замыкания может быть сопоставимо с восстанавливающимся напряжением и даже превышать его. Таким образом, в прототипе диапазон АОАПВ ограничен граничным углом. Измеренное действующее значение симметричной составляющей токов линии позволяет при осуществлении АОАПВ не выходить за пределы этого диапазона. Но в указанных случаях, когда линия не оснащена ШР или оснащена неполным их числом, значение граничного угла может составлять 30-40°, между тем в реальных электропередачах с учетом возможных качаний примыкающих систем граница диапазона АОАПВ должна достигать 110-120°.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является создание довольно высокой надежности АОАПВ линий электропередачи, оснащенных любым числом ШР, включая случай их отсутствия.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе после двустороннего отключения поврежденной фазы линии осуществляют кратковременное в пределах 0,1 сек одностороннее включение аварийной фазы со стороны промежуточной системы, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце и сравнивают с заданной уставкой, если ток выше уставки, то на фазе фиксируют короткое или дуговое замыкание и далее дают команду на отключение линии, в противном же случае замыкание на фазе отсутствует, и ее успешно включают с другой стороны.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Устройство содержит фазы линии 1 и 2, подсоединенные к системам 3 и 4 с помощью выключателей 5 и 6, при любом числе ШР 7 на линиях, включая и случай отсутствия ШР. На любой из фаз 1 или 2 возможно возникновение повреждения 8.

Способ осуществляется следующим образом. Двусторонне отключенная аварийная фаза 1 или 2 может находиться в одном из трех состояний. При сопротивлении повреждения 8 R_aв=R_окз < 10 Ом имеет место неустранившееся однофазное короткое замыкание (ОКЗ), при R_aв=R_д > 200 Ом имеет место дуговое замыкание и при R_aв→∞ повреждение на фазе отсутствует. Однако в последнем случае нет полной гарантии, что АОАПВ будет успешным. Действительно, в случае перекрытия одной из фаз в пролете на дерево дуга погаснет после двустороннего отключения аварийной фазы, и прочность промежутка восстановится, но последующее включение фазы приведет к повторному перекрытию промежутка, поскольку имеет место скрытое слабое место на линии, которое невозможно обнаружить при двусторонне отключенной аварийной фазе. Двусторонне отключенную аварийную фазу 1 включают односторонне со стороны промежуточной системы 4 с помощью выключателя 5, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце I_ав и сравнивают с заданной уставкой I_уст. Если измеренный ток выше уставки I_ав>I_уст, то на фазе имеется короткое или дуговое замыкание, и дается команда на отключение линии. В противном случае замыкание на фазе отсутствует, и она успешно включается с другой стороны.

Заданная уставка по току выбирается из условия отстройки от наибольшего тока I_max, определяемого на односторонне включенном конце фазы при отсутствии повреждения

I_уст≥I_max⋅K_н⋅K_ч,

K_н = 1,1 - коэффициент надежности,

K_ч = 1,25 - коэффициент чувствительности.

Для линий сверхвысокого напряжения в интервале длин 100-500 км в зависимости от числа ШР на линии уставка составляет не более 250 А для линий 500 кВ и 550 А для линий 750 кВ, в то время как возможный диапазон токов на включенном конце аварийной фазы при наличии ОКЗ или дуги составляет не менее 800 А для линий 500 кВ и 1200 А для линий 750 кВ, что более чем в 3 раза превосходит уставку для линий 500 кВ и более чем в 2 раза уставку для линий 750 кВ. Таким образом, имеет место надежная гарантия идентификации повреждения.

Включение со стороны промежуточной системы 4, мощность которой, как правило, существенно меньше, чем мощность примыкающих систем 3, характеризуется малыми токами короткого замыкания, если ОКЗ сохраняется на фазе, и поэтому не представляет опасности для оборудования.

Техническим результатом является обеспечение высокой надежности АОАПВ линий электропередачи при любом числе ШР на линии, включая и случай отсутствия ШР. Кроме того, способ гарантирует надежную идентификацию дугового повреждения, которое невозможно обнаружить на двусторонне отключенной аварийной фазе.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение высокой надежности однофазного автоматического повторного включения линий электропередачи при любом числе шунтирующих реакторов (ШР) на линии, а также надежную идентификацию дугового повреждения, которое невозможно обнаружить на двусторонне отключенной аварийной фазе. Согласно способу адаптивного однофазного автоматического повторного включения линий электропередачи выполняют двустороннее отключение поврежденной фазы, отличающемуся тем, что осуществляют кратковременное в пределах 0,1 с одностороннее включение аварийной фазы со стороны промежуточной системы, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце и сравнивают с заданной уставкой, если ток выше уставки, то на фазе фиксируют короткое или дуговое замыкание и далее дают команду на отключение линии, в противном же случае замыкание на фазе отсутствует, и ее успешно включают с другой стороны. 1 ил.

Способ адаптивного однофазного автоматического повторного включения линий электропередачи, при котором выполняют двустороннее отключение поврежденной фазы, отличающийся тем, что осуществляют кратковременное в пределах 0,1с одностороннее включение аварийной фазы со стороны промежуточной системы, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце и сравнивают с заданной уставкой, если ток выше уставки, то на фазе фиксируют короткое или дуговое замыкание и далее дают команду на отключение линии, в противном же случае замыкание на фазе отсутствует, и ее успешно включают с другой стороны.