Способ автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети Российский патент 2024 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к автоматике электрических систем.

Изобретение предназначено для применения в электрической сети, содержащей магистральные и/или радиальные линии электропередачи (далее – ЛЭП), которые разделены на сегменты соответственно сегментирующими и/или радиальными выключателями. В зависимости от конфигурации электрической сети магистральную ЛЭП подключают с одной стороны к центру питания через головной выключатель, а с другой стороны – к соседней линии через нормально отключенный сегментирующий выключатель или, при допустимости транзитного режима, – к другому центру питания через головной выключатель; радиальную ЛЭП подключают через радиальный выключатель к магистральной ЛЭП или через головной выключатель к своему центру питания.

Известны способы автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети (патенты US11128127B2, опубликовано 09.21.2021; US6469629B1, опубликовано 22.10.2002; US9052731B2 опубликовано 06.09.2015; US2020/0295557A1, опубликовано 17.09.2020), согласно которым электроснабжение неповрежденных сегментов восстанавливают путем поочередного включения сегментирующих выключателей ЛЭП со стороны центров питания и/или соседних ЛЭП.

Особенностью способа, описанного в патенте US11128127B2, является использование для управления сегментирующими выключателями при выявлении и изолировании поврежденного сегмента ЛЭП локальных устройств защиты с времятоковыми характеристиками, расположенных в местах установки выключателей. Недостатком такой реализации способа автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети является сложность согласования времятоковых характеристик устройств защиты, в особенности, в схемах с подключением ЛЭП к нескольким центрам питания.

Принцип действия способа по патентам US6469629B1 и US9052731B2 основан на использовании информации о состоянии выключателей и параметрах аварийного режима, получаемой по одноранговой сети связи от устройств релейной защиты, установленных на каждом сегментирующем выключателе. Недостатком такой реализации автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети является ее дороговизна и возможная некорректная работа при нарушениях в работе сети связи.

Способ, описанный в заявке на патент US2020/0295557A1, основан на дистанционном управлении всеми сегментирующими и/или радиальными выключателями централизованным устройством управления в соответствии с заданной логикой, которая предусматривает определение поврежденной ЛЭП устройством релейной защиты, отключение головного и всех сегментирующих и/или радиальных выключателей поврежденной линии, восстановление электроснабжения ЛЭП путем поочередного включения выключателей ЛЭП и изолирование поврежденного сегмента ЛЭП путем отключения выключателей на всех границах сегмента и установки блокировки на их включение. Централизованное устройство получает информацию от локальных источников информации с помощью устройств связи. Как и в предыдущем способе возможна некорректная работа при нарушениях в работе сети связи или централизованного устройства управления.

Этот способ является наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принят за прототип.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в реализации автоматического восстановление электроснабжения в электрической сети без установки около выключателей локальных устройств релейной защиты и организации коммуникационных сетей связи между устройствами релейной защиты и схемами управления выключателей. Это позволяет повысить надежность функционирования, а также снизить затраты на создание и эксплуатацию системы автоматического восстановление электроснабжения. Принцип описанный в способе реализуется путем автономной работы схемы управления каждого выключателя на основе только локальных измерений напряжения около выключателя.

Технический результат достигается тем, что в известном способе автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, состоящей из магистральных ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты сегментирующими выключателями и подключена с одной стороны через головной выключатель к своему центру питания, а с другой стороны – к соседней линии через нормально отключенный сегментирующий выключатель или, при допустимости транзитного режима, – к другому центру питания через головной выключатель, при возникновении повреждения на магистральной ЛЭП определяют поврежденную ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя соответствующего центра питания, отключают головной выключатель соответствующего центра питания и все сегментирующие выключатели поврежденной линии, восстанавливают электроснабжение путем поочередного включения выключателей ЛЭП – каждого со своей выдержкой времени на включение – со стороны своего центра питания и со стороны соседней линии или другого центра питания, изолируют поврежденный сегмент ЛЭП путем отключения выключателей на всех границах сегмента и установки блокировки на их включение, вводят новые операции.

В новом способе у каждого сегментирующего выключателя на каждой из его сторон устанавливают реле максимального напряжения и реле минимального напряжения, контролирующие напряжение около выключателя. Выявление и изолирование поврежденного сегмента ЛЭП, а также восстановление электроснабжения потребителей осуществляется схемой управления сегментирующего выключателя, выходы команды на включение и на отключение которого подключены к одноименным входам привода выключателя. При этом ее информационные входы подключены к выходам упомянутых реле максимального напряжения и реле минимального напряжения обеих сторон выключателя, реле положения «включено» и реле положения «отключено» выключателя. Кроме того, в схеме управления предусмотрены два режимных входа, подключенных к оперативным ключам «Разрешение транзитного режима» и «Ручной сброс блокировки на включение».

Повреждение на ЛЭП отключают по действию соответствующего устройства релейной защиты на головной выключатель соответствующего центра питания. При этом исчезает напряжение на всех ее сегментах, что приводит к отключению всех сегментирующих выключателей, не имеющих блокировку на отключение. Отключение сегментирующих выключателей поврежденной ЛЭП выполняют одноименным блоком схемы управления с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывания реле минимального напряжения любой из его сторон. Выдержка времени предотвращает излишние отключения выключателей при провалах напряжения.

Включение каждого сегментирующего выключателя, не имеющего блокировку на включение, выполняют одноименным блоком схемы управления со своей выдержкой времени на включение, причем уставка этой выдержки определяется стороной выключателя, на которой срабатывает реле максимального напряжения. Если совместно срабатывают реле максимального напряжения с одной стороны и реле минимального напряжения с другой стороны выключателя, то включение этого выключателя выполняют с выдержкой времени, определяемой стороной выключателя, на которой срабатывает реле максимального напряжения. А при наличии сигнала допустимости транзитного режима ЛЭП, формируемого оперативным ключом «Разрешение транзитного режима», и срабатывании реле максимального напряжения с обеих сторон выключателя (при появлении напряжения с обеих его сторон) сегментирующий выключатель включают также и по истечении своих выдержек времени, каждая из которых отсчитывается от момента срабатывания реле максимального напряжения соответствующей стороны выключателя.

Блокировку на включение сегментирующего выключателя выполняют одноименным блоком схемы управления, если промежуток времени, отсчитываемый либо от срабатывания реле максимального напряжения до срабатывания реле минимального напряжения, контролирующих напряжение на одной и той же стороне выключателя, либо от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания любого из его реле минимального напряжения, меньше уставки времени на установку блокировки. Эту блокировку применяют для изолирования поврежденного сегмента путем исключения повторного включения его сегментирующих выключателей. Блокировку снимают вручную по сигналу от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» после устранения повреждения.

Блокировку на отключение сегментирующего выключателя выполняют одноименным блоком схемы управления при условии, что промежуток времени отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания любого из его реле минимального напряжения, превышает уставку времени на установку блокировки. Блокировку применяют для исключения излишних коммутаций выключателя неповрежденного сегмента при восстановлении электроснабжения после отключения ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя. Блокировку на отключение сегментирующего выключателя снимают либо при несрабатывании обоих его реле минимального напряжения в течение выдержки времени на снятие блокировки, отсчитываемой от момента установки этой блокировки (т.е. при условии, что с момента установки блокировки не исчезает напряжение), либо по сигналу срабатывания любого из его реле максимального напряжения, следующему за срабатыванием любого из его реле минимального напряжения (т.е. после появления напряжения около выключателя). Если в ходе восстановления электроснабжения повторно выявляют повреждение на ЛЭП, то отключают головной выключатель ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя, а затем снова приступают к восстановлению ее электроснабжения.

Следующая реализация способа предназначена для автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, содержащей магистральные и дополнительно радиальные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через радиальный выключатель к одной из этих магистральных ЛЭП.

Поскольку радиальная ЛЭП получает электроснабжение только со стороны магистральной ЛЭП, то измерение напряжения около каждого из радиальных выключателей осуществляют только с этой стороны с помощью реле максимального напряжения и реле минимального напряжения. Выявление и изолирование поврежденного сегмента радиальной ЛЭП, а также восстановление электроснабжения ее потребителей осуществляется схемой управления радиального выключателя, выходы команды на включение и на отключение которого подключены к одноименным входам привода выключателя. При этом ее информационные входы подключены к выходам упомянутых реле максимального напряжения, реле минимального напряжения, реле положения «включено» и реле положения «отключено» выключателя. Кроме того, в схеме управления предусмотрен режимный вход, подключенный к оперативному ключу «Ручной сброс блокировки на включение».

При возникновении повреждения на ЛЭП ее отключают головным выключателем, что приводит к исчезновению напряжения на всех ее сегментах и последующему отключению всех ее выключателей, не имеющих блокировку на отключение. Отключение радиальных выключателей поврежденной ЛЭП выполняют одноименным блоком схемы управления с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывания его реле минимального напряжения. Выдержка времени предотвращает излишние отключения выключателей при провалах напряжения.

Включение радиальных выключателей, не имеющих блокировку на включение, выполняют одноименным блоком схемы управления с выдержкой времени на включение. Условием включения каждого радиального выключателя является срабатывание его реле максимального напряжения, происходящее при появлении напряжения около выключателя.

Блокировку на включение радиального выключателя выполняют в одноименном блоке схемы управления, если промежуток времени, отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания его реле минимального напряжения, меньше уставки времени на установку блокировки. Эту блокировку применяют для изолирования поврежденного сегмента путем исключения повторного включения выключателей на его границах (далее – граничные выключатели). Блокировку снимают вручную по сигналу от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» после устранения повреждения.

Блокировку на отключение радиального выключателя выполняют одноименным блоком схемы управления при условии, что промежуток времени отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания реле минимального напряжения, превышает уставку времени на установку блокировки. Блокировку применяют для исключения излишних коммутаций радиального выключателя неповрежденного сегмента при восстановлении электроснабжения после отключения ЛЭП. Блокировку на отключение радиального выключателя снимают либо при несрабатывании его реле минимального напряжения в течение выдержки времени на снятие блокировки, отсчитываемой от момента установки этой блокировки (т.е. при условии, что с момента установки блокировки не исчезает напряжение), либо по сигналу срабатывания его реле максимального напряжения, следующему за срабатыванием его реле минимального напряжения (т.е. после появления напряжения около выключателя). Если в ходе восстановления электроснабжения повторно выявляют повреждение на ЛЭП, то отключают головной выключатель ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя, а затем снова приступают к восстановлению ее электроснабжения.

В третьей реализации способа автоматического восстановления электроснабжения предусмотрено определение поврежденного сегмента и на магистральных, и/или радиальных ЛЭП. Поврежденный сегмент определятся по промежутку времени, отсчитываемому счетчиком времени от момента включения головного выключателя до момента его отключения действием своего устройства релейной защиты. Для этого в центре питания выявляют сегментирующий или радиальный выключатель, после включения которого сработало устройство релейной защиты головного выключателя, сопоставляя дискриминатором показания счетчика с графиком времени включения сегментирующих или радиальных выключателей. График времени включения сегментирующих и/или радиальных выключателей ЛЭП формируют путем задания в дискриминаторе моментов включения каждого из выключателей ЛЭП, определяемых относительно момента включения головного выключателя ЛЭП.

На фиг.1.1 представлена схема управления сегментирующего выключателя предлагаемого способа. Выходы реле положения «отключено» РПО 1 и положения «включено» РПВ 2, реле максимального напряжения 3 и 5 и реле минимального напряжения 4 и 6 подключены к соответствующим информационным входам 14 – 19 схемы управления 9. В схеме управления 9 предусмотрены два режимных входа 20 и 21, подключенных к оперативным ключам «Разрешение транзитного режима» 7 и «Ручной сброс блокировки на включение» 8. Выходы 22 и 23 схемы управления 9 подключают к соответствующим входам привода сегментирующего выключателя для передачи команд на его включение или отключение. Основными элементами схемы управления 9 являются: блок команды на отключение 10 (блок-схема представлена на фиг.1.2), блок команды на включение 11 (блок-схема на фиг.1.3), блок блокировки на отключение 12 (блок-схема на фиг.1.4), блок блокировки на включение 13 (блок-схема на фиг.1.5).

На фиг.1.6 представлена схема электрической сети с указанием места повреждения на магистральной ЛЭП с запретом транзитного режима ее работы. Здесь и далее условно-графическое отображение коммутационного состояния выключателей показано в виде квадрата с чертой, которая принимает вертикальное положение, если выключатель отключен (например, как у сегментирующего выключателя QF5), и горизонтальное, если выключатель включен (например, как у сегментирующего выключателя QF1). Кроме того, отключенные элементы электрической сети изображены серым цветом (например, как сегментирующий выключатель QF5). Фиг.1.7 – 1.15 иллюстрируют разные этапы работы способа и соответствующие им схемы электрической сети: фиг.1.7 – схема электрической сети при срабатывании устройства релейной защиты и отключению головного выключателя Q1 на ПС1; фиг.1.8 – схема электрической сети после отключения всех сегментирующих выключателей поврежденной ЛЭП от Q1 до нормально отключенного сегментирующего выключателя QF5; фиг.1.9 – схема электрической сети на этапе восстановления электроснабжения части поврежденной ЛЭП со стороны ПС1 при подключении сегментирующим выключателем QF2 сегмента с неустранившимся повреждением; фиг.1.10 – схема электрической сети после повторного отключения головного выключателя Q1 на ПС1 после подключения сегментирующим выключателем QF2 сегмента с неустранившимся повреждением; фиг.1.11 – схема электрической сети после автономного отключения сегментирующего выключателя QF2; фиг.1.12 – схема электрической сети при восстановлении электроснабжения части поврежденной ЛЭП со стороны ПС2 при подключении сегментирующим выключателем QF3 сегмента с неустранившимся повреждением; фиг.1.13 – схема электрической сети после отключения головного выключателя Q2 на ПС2 после подключения сегментирующим выключателем QF3 сегмента с неустранившимся повреждением; фиг.1.14 – схема электрической сети после изолирования поврежденного сегмента ЛЭП путем автономного отключения сегментирующего выключателя QF3; фиг.1.15 – схема электрической сети после восстановления электроснабжения неповрежденных сегментов ЛЭП.

На фиг.1.16 представлена схема электрической сети с указанием места повреждения на магистральной ЛЭП с разрешенным транзитным режимом ее работы. Фиг.1.17 иллюстрирует схему электрической сети при срабатывании устройств релейной защиты и отключении головных выключателей Q1 на ПС1 и Q2 на ПС2. Фиг.1.18 иллюстрирует схему электрической сети после автономного отключения всех сегментирующих выключателей поврежденной ЛЭП.

На фиг.2.1 представлена схема управления радиального выключателя. Выходы реле положения «отключено» РПО 1 и положения «включено» РПВ 2, реле максимального напряжения 3 и реле минимального напряжения 4 подключены к соответствующим информационным входам 51 – 54 схемы управления 46. В схеме управления 46 предусмотрен режимный вход 55, подключенный к оперативному ключу «Ручной сброс блокировки на включение» 8. Выходы 56 и 57 схемы управления 46 подключают к соответствующим входам привода радиального выключателя для передачи команд на его включение или отключение. Основными элементами схемы управления 46 являются: блок команды на отключение 47 (блок-схема представлена фиг.2.2), блок команды на включение 48 (блок-схема на фиг.2.3), блок блокировки на отключение 49 (блок-схема на фиг.2.4), блок блокировки на включение 50 (блок-схема на фиг.2.5).

На фиг.2.6 представлена схема электрической сети с указанием места повреждения на радиальной ЛЭП, подключенной к магистральной ЛЭП с разрешенным транзитным режимом ее работы. Фиг.2.7 – 2.11 иллюстрируют разные этапы работы способа и соответствующие им схемы электрической сети: фиг.2.7 – схема электрической сети при срабатывании устройств релейной защиты и отключении головных выключателей Q1 на ПС1 и Q2 на ПС2; фиг.2.8 – схема электрической сети после автономного отключения всех сегментирующих и радиальных выключателей поврежденной ЛЭП; фиг.2.9 – схема электрической сети на этапе восстановления электроснабжения части поврежденной радиальной ЛЭП со стороны ПС1; фиг.2.10 – схема электрической сети после изолирования поврежденного сегмента ЛЭП путем автономного отключения радиального выключателя QF6 (головной выключатель Q1 на ПС1 отключен по действию его релейной защиты после подключения радиальным выключателем QF6 сегмента с неустранившимся повреждением); фиг.2.11 – схема электрической сети после восстановления электроснабжения неповрежденных сегментов ЛЭП.

На фиг.3.1 представлена схема электрической сети, содержащей магистральную ЛЭП с разрешенным транзитным режимом ее работы и подключенную к ней радиальную ЛЭП. На фиг.3.2 и фиг.3.3 приведены графики времени включения сегментирующих и радиальных выключателей при восстановлении электроснабжения неповрежденной электрической сети со стороны центров питания ПС1 и ПС2 соответственно.

Поясним работу первой реализации способа автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, содержащей магистральные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты сегментирующими выключателями и подключена с одной стороны через головной выключатель к своему центру питания, а с другой стороны – к соседней линии через нормально отключенный сегментирующий выключатель или, при допустимости транзитного режима, – к другому центру питания через головной выключатель.

Принцип действия способа полностью основан на автономной работе каждого из сегментирующих выключателей. Это обеспечивается работой их схем управления 9 (фиг.1.1) на основе измерений напряжения только в месте установки выключателя и его сигналов срабатывания реле положения «отключено» РПО 1 и положения «включено» РПВ 2. Для этого у каждого из сегментирующих выключателей на каждой из его сторон устанавливают реле максимального напряжения 3 и 5 и реле минимального напряжения 4 и 6. Команды на включение или отключение подаются схемой управления 9 на одноименные приводы сегментирующего выключателя.

У ЛЭП с запрещенным транзитным режимом любой из сегментирующих выключателей может играть роль нормально отключенного сегментирующего выключателя. С этой целью, в схеме управления 9 предусмотрен режимный вход 20, подключенный к внешнему оперативному ключу «Разрешение транзитного режима» 7.

Сегмент с неустранившимся повреждением изолируется с обеих его сторон граничными выключателями путем их отключения и установки блокировки на включение. Снятие этой блокировки выполняют путем подачи сигнала на режимный вход 21 схемы управления 9 от внешнего оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» 8.

Рассмотрим принципы формирования команд управления сегментирующим выключателем.

Команду на отключение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке 10 (фиг.1.1). Сигналом, инициирующим формирование команды, является срабатывание реле минимального напряжения 4 и/или 6 (сигналы на входах 24 и 25, фиг.1.2) при исчезновении напряжения хотя бы с одной из сторон сегментирующего выключателя. Команда формируется, если напряжение на любой из сторон выключателя отсутствует в течение выдержки времени на отключение (отсчитываемой реле времени 10-3). Величина выдержки времени на отключение сегментирующего выключателя выбирается таким образом, чтобы она была отстроена от кратковременных провалов напряжения и при этом отключение выключателя происходило до повторного включения головных выключателей магистральной ЛЭП. Формирование команды не происходит, если выключатель не был включен (на входе 26 блока 10 не действует сигнал от РПВ 2), или у него была установлена блокировка на отключение (сигнал от блока 12 на входе 27).

Команду на включение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке 11 (фиг.1.1). Включение выключателя может быть выполнено с разной выдержкой времени на включение в зависимости от направления восстановления электроснабжения. Выдержку времени отсчитывают от момента возникновения положения, когда напряжение действует только на одной из сторон сегментирующего выключателя. Таким образом, команду на включение сегментирующего выключателя формируют или по сигналу совместного срабатывании реле максимального напряжения 3 с первой стороны и реле минимального напряжения 6 со второй его стороны (сигналы на входах 29 и 28, фиг.1.3) с выдержкой времени реле 11-2, или по сигналу совместного срабатывании реле максимального напряжения 5 со второй стороны и реле минимального напряжения 4 с первой стороны выключателя (сигналы на входах 31 и 32) с выдержкой времени реле 11-7. А при допустимости транзитного режима магистральной ЛЭП (сигнал «Разрешение транзитного режима ЛЭП» 7 на входе 30 блока 11) выполняют включение сегментирующего выключателя также и в случае появления напряжения с обеих его сторон (после срабатывания реле времени 11-3 и 11-4 по сигналу срабатывания реле максимального напряжения 3 и 5 соответственно, действующих на входах 29 и 31 блока 11). Величина каждой из указанных выдержек времени на включение должна быть достаточной для срабатывания устройства релейной защиты соответствующего головного выключателя после включения предыдущего выключателя на неустранившееся повреждение. Формирование команды не происходит, если выключатель не был отключен (на входе 33 блока 11 не действует сигнал от РПО 1), или у него была установлена блокировка на включение (сигнал от блока 13 на входе 34).

Сигнал блокировки на отключение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке 12 (фиг.1.1), состоящем из канала установки блокировки 12-1 и канала снятия блокировки 12-2 (фиг.1.4). Применение блокировки на отключение исключает излишние отключения сегментирующих выключателей неповрежденных сегментов и ускоряет процесс восстановления электроснабжения. Канал установки блокировки 12-1 активируется только при включении выключателя (при поступлении на вход 35 сигнала срабатывания РПВ 2). Если на подключаемом сегменте отсутствует повреждение или оно устранено, то напряжение около выключателя действует длительно. В этом случае отсутствуют сигналы срабатывания обоих реле минимального напряжения 4 и 6 на входах 36 и 37, и по истечении выдержки времени на установку блокировки, реализуемой реле времени 12-13, на выходе блока 12 появляется сигнал блокировки на отключение сегментирующего выключателя. Если же подключаемый сегмент ЛЭП содержит повреждение, то это приведет к срабатыванию устройства релейной защиты и отключению головного выключателя, в результате которого исчезает напряжение около выключателя и срабатывают реле минимального напряжения 4 и/или 6; поэтому блокировка на отключение не устанавливается. Такая избирательность в действии блока 12 обеспечивается при условии, что уставка времени на установку блокировки (выдержки времени реле 12-13) превышает совокупное время действия релейной защиты и отключения головного выключателя.

Блокировку на отключение сегментирующего выключателя снимают, если после ее установки напряжение около этого выключателя не исчезает в течение выдержки времени на снятие блокировки или появляется после отключения и повторного включения ЛЭП. Первый сценарий соответствует случаю, когда включение всех сегментирующих выключателей ЛЭП происходит на линии с устранившимся повреждением или поврежденный сегмент уже изолирован. В этом случае блокировку снимают в одноименном канале 12-2 с выдержкой времени 12-22. Второй случай наступает после включения граничного выключателя на неустранившееся повреждение. Это приводит к срабатыванию устройства релейной защиты головного выключателя и отключению ЛЭП этим головным выключателем. Исчезновение напряжения фиксируют по срабатыванию реле минимального напряжения 4 или 6 (сигналы на входах 36 и 37 блока 12), а его появление в ходе восстановления электроснабжения – по срабатыванию реле максимального напряжения 3 или 5 (сигналы на входах 38 и 39 блока 12).

Сигнал блокировки на включение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке 13 (фиг.1.1). Необходимость установки блокировки на включение появляется при подключении граничным выключателем поврежденного сегмента с неустранившимся повреждением. Такая установка блокировки на включение всех граничных выключателей поврежденного сегмента позволяет исключить их повторное включение в ходе восстановления электроснабжения, изолируя тем самым поврежденный сегмент.

При подключении сегмента с неустранившимся повреждением на нем появляется напряжение и срабатывают реле максимального напряжения всех граничных выключателей со стороны подключаемого сегмента. Поскольку повреждение на сегменте не устранилось, то это приводит к срабатыванию устройства релейной защиты и отключению ЛЭП головным выключателем. В результате исчезает напряжение со стороны подключаемого сегмента у всех граничных выключателей, приводя к срабатыванию реле минимального напряжения соответствующих сторон этих выключателей. Поскольку в этом случае промежуток времени между срабатыванием реле максимального напряжения и реле минимального напряжения будет меньше уставки времени на установку блокировки, то это приводит к установке блокировки на включение всех граничных выключателей.

Блок блокировки на включение 13 контролирует напряжение с обеих сторон выключателя, каждое в своем канале установки блокировки 13-1 и 13-2 (фиг.1.5). Включение сегментирующего выключателя (действие сигнала срабатывания РПВ 2 на входе 42) или появление напряжения с одной из сторон сегментирующего выключателя (действие сигнала срабатывания реле максимального напряжения 3 на входе 40 или реле 5 на входе 43) запускает отсчет выдержки времени на установку блокировки на включение (реле времени 13-14 соответствующего канала установки блокировки). При отсутствии (устранении) повреждения на подключаемом сегменте выдержка реле 13-14 достигает уставки времени на установку блокировки и блокировка на включение выключателя не будет установлена. Если же повреждение на подключаемом сегменте сохранилось, то это приведет к исчезновению напряжения на сегменте из-за отключения ЛЭП головным выключателем по действию своего устройства релейной защиты и остановке отсчета выдержки времени реле 13-14 раньше, чем она достигнет уставки времени на установку блокировки. Поэтому будет установлена блокировка на включение. Исчезновение напряжения фиксируется сигналом срабатывания реле минимального напряжения 4 на входе 41 и/или реле 6 на входе 44. Блокировку на включение выключателя снимают вручную путем подачи сигнала на вход 45 от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» 8 после устранения повреждения.

Сначала рассмотрим работу способа в электрической сети, когда транзитный режим работы магистральной ЛЭП не предусмотрен. Полагается, что повреждение расположено, например, в точке К1 между сегментирующими выключателями QF2 и QF3 (фиг.1.6). Для упрощения описания работы способа примем, что выдержки времени на отключение у всех сегментирующих выключателей ЛЭП одинаковы. Предполагается, что границы линии определены в пределах от головного выключателя до нормально отключенного сегментирующего выключателя (выключатель QF5). Все сегментирующие выключатели магистральной ЛЭП в нормальном режиме находятся во включенном состоянии, и с них сняты все блокировки.

При описании работы способа будем опираться на изложенные выше принципы формирования команд на включение или на отключение и сигналов блокировки на включение или на отключение, не вдаваясь в подробности их работы.

После возникновения повреждения выполняют следующие действия:

1.1 Определяют поврежденную ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя. Поскольку сегментирующий выключатель QF5 отключен, то этим выключателем будет Q1 на ПС1, а устройство релейной защиты головного выключателя соседней линии Q2 на ПС2 не почувствует повреждения и не срабатывает.

1.2 Отключают головной выключатель Q1 на ПС1 (фиг.1.7). Это приводит к исчезновению напряжения на всех сегментах ЛЭП, расположенных между выключателями Q1 и QF5, и как следствие – к срабатыванию реле минимального напряжения сегментирующих выключателей QF1 – QF5.

1.3 Отключают сегментирующие выключатели QF1 – QF4 поврежденной ЛЭП – каждый с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывании реле минимального напряжения любой из его сторон согласно п. 1.2 (фиг.1.8). Выдержка времени на отключение каждого из сегментирующих выключателей должна быть меньше выдержки времени повторного включения головного выключателя, что гарантирует их отключение до повторного включения головного выключателя.

Действия способа по п. 1.2 и 1.3 приводят к делению поврежденной линии на сегменты. Это подготавливает поврежденную линию к восстановлению электроснабжения.

1.4 Восстанавливают электроснабжение путем поочередного включения головного и сегментирующих выключателей ЛЭП со стороны своего центра питания и со стороны соседней линии – каждого со своей выдержкой времени на включение.

Поскольку ЛЭП имеет питание с двух сторон, то восстановление ее электроснабжения может быть реализовано по двум независимым друг от друга направлениям. Одно из направлений реализуется путем последовательного включения выключателей от центра питания в сторону нормально отключенного сегментирующего выключателя (от ПС1 в сторону сегментирующего выключателя QF5, фиг.1.9), а другое – от нормально отключенного сегментирующего выключателя в сторону центра питания (от сегментирующего выключателя QF5 в сторону ПС1, фиг.1.12).

Включение очередного сегментирующего выключателя выполняют с выдержкой времени на включение, отсчет которой начинается при возникновении и сохранении положения, когда напряжение около отключенного выключателя действует только с одной из его сторон. Выдержка времени на включение должна быть достаточной для срабатывания устройства релейной защиты соответствующего головного выключателя после включения предыдущего выключателя на неустранившееся повреждение.

Поскольку транзитный режим работы ЛЭП не предусмотрен, то в ходе восстановления электроснабжения неповрежденной линии, один из сегментирующих выключателей должен остаться в отключенном состоянии. Таким выключателем окажется отключенный сегментирующий выключатель, у которого напряжение появится с обеих его сторон еще до получения им команды на включение.

С целью исключения излишних коммутаций сегментирующего выключателя неповрежденного сегмента при последующем подключении сегмента с неустранившимся повреждением, устанавливают блокировку на отключение выключателя, если с момента его включения (срабатывания реле РПВ 2) напряжение около него не исчезает (не срабатывает ни одно из его реле минимального напряжения) в течение времени, превышающего уставку времени на установку блокировки.

Операции по включению и установке блокировки на включение всех сегментирующих выключателей выполняются одинаково. Работа сегментирующих выключателей на границах поврежденного сегмента будет описана в п.1.5.

При восстановлении электроснабжения ЛЭП в первом направлении (со стороны ПС1) последовательно включают головной выключатель Q1 и сегментирующий выключатель QF1, а при отсутствии (устранении) повреждения – и другие сегментирующие выключатели направления от QF2 к QF4. При этом на каждом из сегментирующих выключателей устанавливают блокировку на отключение с выдержкой времени на установку блокировки. И сразу же начинают отсчет выдержки времени на снятие этой блокировки с тем, чтобы при успешном завершении восстановлении электроснабжения ЛЭП подготовить сегментирующие выключатели к действию при возникновении нового повреждения.

При восстановлении электроснабжения ЛЭП во втором направлении (со стороны выключателя QF5) операции по включению и установке блокировки на отключение сегментирующих выключателей QF5 и QF4, а при отсутствии (устранении) повреждения – и других сегментирующих выключателей направления от QF3 к QF1, выполняют аналогичным образом.

1.5 Изолируют поврежденный сегмент ЛЭП, если повреждение на нем не устранилось. Изолирование сегмента осуществляют путем отключения его граничных выключателей (в этом случае этими выключателями будут QF2 и QF3) и установки блокировки на их включение.

При включении выключателя QF2 на неустранившееся повреждение первым (фиг.1.9) происходит срабатывание устройства релейной защиты и последующее отключение его головного выключателя Q1 на ПС1 (фиг.1.10). Промежуток времени от момента включения сегментирующего выключателя QF2 до отключения головного выключателя Q1 на ПС1 (до исчезновения напряжения около граничных выключателей QF2 и QF3) в этом случае будет меньше уставки времени на установку блокировки. Это приведет к установке блокировки на включение сегментирующих выключателей QF2 и QF3. Одновременно с этим, исчезновение напряжения приводит к отключению сегментирующего выключателя QF2 с выдержкой времени на отключение (фиг.1.11). Поэтому после отключения сегментирующего выключателя QF2 поврежденный сегмент будет полностью изолирован от электрической сети, поскольку его другой граничный выключатель QF3 был отключен на шаге п.1.3. Отключение сегментирующего выключателя QF1 не происходит, поскольку у него установлена блокировка на отключение согласно п.1.4.

Изолирование поврежденного сегмента при включении первым граничного выключателя QF3 выполняют аналогичным образом (фиг.1.12). Этот случай соответствует восстановлению электроснабжения ЛЭП со стороны сегментирующего выключателя QF5 в сторону ПС1 (сегментирующие выключатели QF5 и QF4 уже включены согласно п.1.4). При этом последовательно выполняются следующие операции: отключение головного выключателя Q2 на ПС2 действием его устройства релейной защиты (фиг.1.13); установка блокировок на включение сегментирующих выключателей QF3 и QF2 из-за кратковременности появления напряжения около них; отключение с выдержкой времени на отключение сегментирующих выключателей QF3 и QF6, не имеющих блокировку на отключение (фиг.1.14). У сегментирующего выключателя QF3 установка блокировки на отключение не произошла, поскольку продолжительность действия напряжения около него оказалась меньше уставки времени на установку блокировки, а у сегментирующего выключателя QF6 блокировка на отключение снята, поскольку этот сегментирующий выключатель длительно находился под напряжением. Отключение сегментирующих выключателей QF4 и QF5 не происходит, поскольку у каждого из них установлена блокировка на отключение согласно п.1.4. Таким образом, после отключения сегментирующего выключателя QF3 поврежденный сегмент будет полностью изолирован от электрической сети, поскольку его другой граничный выключатель QF2 был отключен на шаге п.1.3.

1.6 После изолирования поврежденного сегмента продолжают восстановление электроснабжения всех неповреждённых сегментов, последовательно выполняя операции п.1.4 (фиг.1.15).

Блокировка на отключение сегментирующих выключателей QF1 и QF4 – QF6 снимается либо сразу же после появления напряжения около них, либо по истечении выдержки времени на снятие блокировки, если напряжение, действующее около них, не исчезает в течение этой выдержки времени.

Блокировку на включение граничных выключателей QF2 и QF3 снимают вручную после устранения повреждения на изолированном сегменте ЛЭП c помощью оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» 8 (фиг.1.1).

Рассмотрим работу способа в электрической сети, когда разрешен транзитный режим работы магистральной ЛЭП.

В нормальном режиме транзитной магистральной ЛЭП все ее сегментирующие выключатели находятся во включенном состоянии и с них сняты все блокировки. Поэтому в случае возникновения повреждения (например, в точке К2 между сегментирующими выключателями QF2 и QF3 на фиг.1.16), линию электропередачи отключают со всех сторон головными выключателями по действию их устройств релейной защиты на соответствующих центрах питания (Q1 на ПС1 и Q2 на ПС2 на фиг.1.17). Исчезновение напряжения на ЛЭП приведет к срабатыванию реле минимального напряжения всех сегментирующих выключателей QF1 – QF6 и отключению этих выключателей (фиг.1.18).

Восстановление электроснабжения отключенной ЛЭП и в этом случае начинается с обеих ее сторон. Каждое из направлений восстановления электроснабжения реализуют путем последовательного включения головного и сегментирующих выключателей от своего центра питания в сторону другого центра питания (от ПС1 в сторону ПС2 и от ПС2 в сторону ПС1). Поскольку в электрической сети допустим транзитный режим (активен сигнал «Разрешение транзитного режима ЛЭП» 7 на входе 20 схемы управления 9), то при отсутствии или устранении повреждения на ЛЭП один из сегментирующих выключателей окажется общим для обоих направлений восстановления электроснабжения, т.е. с обеих сторон этого выключателя появится напряжение еще до его включения. Появление и длительное действие напряжения с обеих сторон сегментирующего выключателя свидетельствует об отсутствии повреждения на ЛЭП, в то время как лишь кратковременное его появление с одной из сторон выключателя – о выявлении повреждения на подключаемом сегменте ЛЭП. Поэтому сегментирующий выключатель, замыкающий ЛЭП в транзит, включается с контролем наличия напряжения с обеих его сторон по истечении выдержек времени реле 11-3 и 11-4, каждая из которых отсчитывается от момента срабатывания реле максимального напряжения 3 и 5 соответствующей стороны выключателя (фиг.1.3).

Последующие операции по изолированию сегмента с неустранившимся повреждением и продолжению восстановления электроснабжения всех неповреждённых сегментов ЛЭП (фиг.1.15), выполняются аналогично п.1.5-1.6.

Поясним работу способа автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, содержащей дополнительно радиальные ЛЭП, каждая из которых также разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через радиальный выключатель к магистральной ЛЭП. Как и в случае предыдущей реализации способа, электрическая сеть содержит магистральные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты сегментирующими выключателями и подключена с одной стороны через головной выключатель к своему центру питания, а с другой стороны – к соседней линии через нормально отключенный сегментирующий выключатель или, при допустимости транзитного режима, – к другому центру питания через головной выключатель.

В этой реализации способа определение поврежденной линии, изолирование поврежденного сегмента в электрической сети и восстановление электроснабжения неповрежденных сегментов ЛЭП обеспечивается, как и в предыдущей, автономной работой сегментирующих и радиальных выключателей.

Поскольку работа схемы управления сегментирующего выключателя описана выше, то далее будем рассматривать только работу схемы управления радиального выключателя (фиг.2.1). Так как радиальная ЛЭП получает питание только со стороны магистральной ЛЭП, то напряжение около радиальных выключателей контролируется реле максимального напряжения 3 и реле минимального напряжения 4, установленными только со стороны магистральной ЛЭП. Команды на включение или отключение радиального выключателя, действующие на одноименных входах привода этого выключателя, формируются схемой управления 46 на основе сигналов, поступающих на ее информационные входы подключенные к выходам упомянутых реле максимального напряжения и реле минимального напряжения и его реле положения «включено» (РПВ 2) и реле положения «отключено» (РПО 1).

Команду на отключение радиального выключателя формируют в одноименном блоке 47 (фиг.2.1). Сигналом, инициирующим формирование команды, является срабатывание реле минимального напряжения 4 (сигнал на входе 58, фиг.2.2) при исчезновении напряжения около этого выключателя. Команда формируется, если напряжение около выключателя отсутствует в течение выдержки времени на отключение (отсчитываемой реле времени 47-2). Величина выдержки времени на отключение радиального выключателя выбирается таким образом, чтобы она была отстроена от кратковременных провалов напряжения и при этом отключение выключателя происходило до повторного включения головных выключателей магистральной ЛЭП. Формирование команды не происходит, если выключатель не был включен (на входе 59 блока 47 не действует сигнал от РПВ 2), или у него была установлена блокировка на отключение (сигнал от блока 49 на входе 60).

Команду на включение радиального выключателя формируют в одноименном блоке 48 (фиг.2.1). Сигналом, инициирующим формирование команды, является срабатывание реле максимального напряжения 3 (сигнал на входе 61, фиг.2.3) при появлении напряжения около этого выключателя. Команда формируется, если напряжение около выключателя не исчезает после появления в течение выдержки времени на включение (отсчитываемой реле времени 48-2). Величина выдержки времени на включение должна быть достаточной для срабатывания устройства релейной защиты соответствующего головного выключателя после включения предыдущего выключателя на неустранившееся повреждение. Формирование команды не происходит, если выключатель не был отключен (на входе 62 блока 48 не действует сигнал от РПО 1), или у него была установлена блокировка на включение (сигнал от блока 50 на входе 63).

Сигнал блокировки на отключение радиального выключателя формируют в одноименном блоке 49 (фиг.2.1), состоящем из канала установки блокировки 49-1 и канала снятия блокировки 49-2 (фиг.2.4). Применение блокировки на отключение исключает излишние отключения радиальных выключателей неповрежденных сегментов и ускорят процесс восстановления электроснабжения. Канал установки блокировки 49-1 активируется только при включении выключателя (при поступлении на вход 64 сигнала срабатывания РПВ 2). Если на подключаемом сегменте отсутствует повреждение или оно устранено, то напряжение около выключателя действует длительно. В этом случае отсутствует сигнал срабатывания реле минимального напряжения 4 на входе 65, и по истечении выдержки времени на установку блокировки, реализуемой реле времени 49-12, на выходе блока 49 появляется сигнал блокировки на отключение радиального выключателя. Если же подключаемый сегмент радиальной ЛЭП содержит повреждение, то это приведет к срабатыванию устройства релейной защиты и отключению головного выключателя магистральной ЛЭП, в результате чего исчезает напряжение на ЛЭП и около радиального выключателя, и срабатывает его реле минимального напряжения 4; в результате блокировка на отключение не устанавливается. Такая избирательность в действии блока 49 обеспечивается при условии, что уставка времени на установку блокировки (выдержки времени реле 49-12) превышает совокупное время действия релейной защиты и отключения головного выключателя.

Блокировку на отключение радиального выключателя снимают, если после ее установки напряжение около этого выключателя не исчезает в течение выдержки времени на снятие блокировки или появляется после отключения и повторного включения ЛЭП. Первый случай возникает, когда включение любого выключателя ЛЭП происходит на сегмент с устранившимся повреждением или поврежденные сегменты уже изолированы. В этом случае блокировку снимают в одноименном канале 49-2 с выдержкой времени реле 49-22. Второй случай следует при включении граничного выключателя на неустранившееся повреждение с последующим срабатыванием устройства релейной защиты головного выключателя и отключением ЛЭП этим головным выключателем. Исчезновение напряжения фиксируют по срабатыванию реле минимального напряжения 4 (сигнал на входе 65 блока 49), а его появление в ходе восстановления электроснабжения – по срабатыванию реле максимального напряжения 3 (сигнал на входе 66 блока 49).

Сигнал блокировки на включение радиального выключателя формируют в одноименном блоке 50 (фиг.2.1). Необходимость установки блокировки на включение появляется при подключении этим выключателем поврежденного сегмента с неустранившимся повреждением. Установка блокировки на включение граничного выключателя поврежденного сегмента позволяет исключить его повторное включение, изолируя тем самым поврежденный сегмент.

Сигнал включения радиального выключателя (действие сигнала срабатывания РПВ 2 на входе 68, фиг.2.5) вместе с сигналом несрабатывания реле минимального напряжения 4 на входе 67 запускает отсчет выдержки времени на установку блокировки на включение (реле времени 50-12) в канале установки блокировки 50-1. При отсутствии (устранении) повреждения на подключенном сегменте выдержка реле 50-12 достигает уставки времени на установку блокировки и блокировка на включение выключателя не будет установлена. Если же повреждение на подключенном сегменте сохранилось, то это приведет к исчезновению напряжения на сегменте из-за отключения ЛЭП по действию устройства релейной защиты головного выключателя (фиксируется сигналом срабатывания реле минимального напряжения 4 на входе 67) и остановке отсчета выдержки времени реле 50-12 раньше, чем она достигнет уставки времени на установку блокировки. В этом случае будет установлена блокировка на включение. Блокировку на включение выключателя снимают вручную путем подачи сигнала на вход 69 от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» 8 после устранения повреждения.

Для упрощения описания работы способа примем, что магистральная ЛЭП подключена с обеих сторон к соответствующим центрам питания через головные выключатели и разделена на сегменты сегментирующими выключателями, у нее разрешен транзитный режим, выдержки времени на отключение у всех сегментирующих и радиальных выключателей одинаковы, а включение очередного сегментирующего выключателя выполняют только после включения всех выключателей радиальной ЛЭП сегмента, подключенного предыдущим сегментирующим выключателем. Все сегментирующие и радиальные выключатели в нормальном режиме находятся во включенном состоянии и с них сняты все блокировки.

Рассмотрим работу способа на примере автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети при возникновении повреждения на радиальной ЛЭП, например, в точке К3 между радиальными выключателями QF6 и QF7 (фиг.2.6). Напомним, что радиальная ЛЭП подключена к магистральной ЛЭП и разделена на сегменты радиальными выключателями.

При описании работы способа будем опираться на изложенные выше принципы формирования команд на включение или на отключение и сигналов блокировки на включение или на отключение сегментирующих и радиальных выключателей, не вдаваясь в подробности их работы.

После возникновения повреждения выполняют следующие действия:

2.1 Определяют магистральную ЛЭП с радиальной линией, содержащей повреждение действием устройств релейной защиты головных выключателей Q1 на ПС1 и Q2 на ПС2.

2.2 Отключают головные выключатели Q1 на ПС1 и Q2 на ПС2 (фиг.2.7). Это приводит к исчезновению напряжения на всех сегментах ЛЭП и как следствие – к срабатыванию реле минимального напряжения всех сегментирующих QF1 – QF4 и радиальных QF5 – QF8 выключателей.

2.3 Отключают все сегментирующие и радиальные выключатели ЛЭП каждый с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывания своего реле минимального напряжения (фиг.2.8). Выдержка времени на отключение как радиальных выключателей, так и сегментирующих выключателей, должна быть меньше выдержки времени повторного включения головных выключателей магистральной ЛЭП, что гарантирует их отключение до повторного включения головных выключателей магистральной ЛЭП.

Действия по п. 2.2 и 2.3 приводят к делению всей линии на сегменты. Это подготавливает ЛЭП к восстановлению ее электроснабжения.

2.4 Восстанавливают электроснабжение путем поочередного включения головных и сегментирующих выключателей ЛЭП со стороны каждого центра питания, а радиальных выключателей со стороны магистральной ЛЭП. Включение каждого выключателя выполняют со своей выдержкой времени на включение.

Восстановление электроснабжения сегментов магистральной ЛЭП выполняется аналогично восстановлению электроснабжения в электрической сети без радиальных ЛЭП. Поэтому далее рассмотрим лишь операции при восстановлении электроснабжения радиальной ЛЭП.

Восстановление электроснабжения радиальной ЛЭП начинается с момента появления напряжения со стороны магистральной ЛЭП и выполняется путем поочередного включения ее радиальных выключателей с выдержкой времени на включение (от QF5 к QF8, фиг.2.9). Величина выдержек времени на включение должна быть достаточной для срабатывания устройства релейной защиты соответствующего головного выключателя после включения предыдущего выключателя на неустранившееся повреждение.

С целью исключения излишних коммутаций радиального выключателя неповрежденного сегмента по вышеописанному алгоритму устанавливают блокировку на отключение этого выключателя.

Так, включение радиального выключателя QF5 (фиг.2.9) восстанавливает напряжение на своем подключенном сегменте. Поскольку сегмент не содержит повреждения, то на выключателе QF5 с выдержкой времени на установку блокировки устанавливается блокировка на отключение. Последующее включение радиального выключателя QF6 приводит к подаче напряжения на поврежденный сегмент. Дальнейшие действия способа зависят от того, сохранилось ли на включаемом сегменте повреждение или нет. Если повреждение устранилось, то продолжается восстановление электроснабжения радиальной ЛЭП, иначе – изолируют поврежденный сегмент путем отключения его граничных выключателей (п.2.5).

Очередность включения сегментирующих и радиальных выключателей ЛЭП задается выдержкой времени на включение каждого из них. Когда к сегменту подключена радиальная ЛЭП, то включение сегментирующего выключателя за ней (выключатель QF3 при направлении восстановления электроснабжения от ПС1 в сторону ПС2) производится с выдержкой времени, превышающей сумму выдержек времени на включение всех радиальных выключателей (QF5 – QF8) этой радиальной ЛЭП. Это исключает излишнее отключение части магистральной ЛЭП, которая в ходе восстановления электроснабжения еще не была подключена к сегменту с радиальной ЛЭП (сегменты ЛЭП между выключателями QF3 – Q2), при возможном выявлении повреждения на радиальной ЛЭП.

2.5 Изолируют поврежденный сегмент при неустранившимся повреждении путем отключения и установки блокировки на включение граничного выключателя, в данном случае со стороны магистральной ЛЭП (QF6).

При этом выполняют следующие операции. Включение радиального выключателя QF6 на сегмент с неустранившимся повреждением приведет к срабатыванию устройства релейной защиты и отключению головного выключателя той части магистральной ЛЭП, к которой оказалась подключенной радиальная ЛЭП. В нашем примере этим выключателем будет головной выключатель Q1 на ПС1. Промежуток времени от момента включения радиального выключателя QF6 до отключения головного выключателя Q1 на ПС1 (до исчезновения напряжения около выключателя QF6) будет меньше уставки времени на установку блокировки, что приведет к установке блокировки на включение выключателя QF6. Одновременно с этим, исчезновение напряжения около радиального выключателя QF6 приводит к его отключению с выдержкой времени на отключение (фиг.2.10).

Отключение сегментирующих QF1 и QF2 и радиального выключателя QF5 не происходит, поскольку у каждого из них установлена блокировка на отключение в п.2.4.

2.6 После изолирования поврежденного сегмента продолжают восстановление электроснабжения всех неповреждённых сегментов, последовательно выполняя операции п.2.4. В нашем примере такими операциями будут: включение головного выключателя Q1 на ПС1 с соответствующей выдержкой времени на включение; снятие блокировки на отключение сегментирующих выключателей QF1 и QF2 и радиального выключателя QF5 сразу же после появления напряжения около них; включение QF3 с выдержкой времени, превышающей сумму выдержек времени на включение всех радиальных выключателей радиальной ЛЭП; снятие блокировки на отключение сегментирующих выключателей QF3 и QF4 с выдержкой времени на снятие блокировки (фиг.2.11).

Блокировку на включение граничного выключателя QF6 снимают вручную после устранения повреждения на изолированном сегменте ЛЭП c помощью оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» 8 (фиг.2.1).

Работа способа при автоматическом восстановлении электроснабжения в электрической сети, содержащей только радиальные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через головной выключатель к центру питания, аналогична работе способа в электрической сети с магистральными ЛЭП, к которым подключены радиальные ЛЭП.

Поясним определение поврежденного сегмента в электрической сети в предлагаемом способе. Согласно способу поврежденный сегмент определяют во время автоматического восстановления электроснабжения по промежутку времени, отсчитываемому счетчиком времени от момента включения головного выключателя до момента его отключения действием своего же устройства релейной защиты.

При этом поврежденный сегмент ЛЭП определяют путем выявления сегментирующего или радиального выключателя, после включения которого срабатывает устройство релейной защиты головного выключателя. Выключатель, приведший к срабатыванию устройства релейной защиты головного выключателя, выявляют сопоставляя в дискриминаторе показания упомянутого счетчика с графиком времени включения сегментирующих или радиальных выключателей. График времени включения формируют для каждого направления восстановления электроснабжения ЛЭП путем задания моментов включения каждого из ее выключателей относительно момента включения головного выключателя ЛЭП.

Рассмотрим пример определения поврежденного сегмента в электрической сети при возникновении повреждения, например, в точке К4 между радиальными выключателями QF6 и QF7 радиальной ЛЭП (фиг.3.1). Электрическая сеть состоит из магистральной ЛЭП, разделенной на сегменты сегментирующими выключателями и подключенной с каждой стороны к центрам питания через головные выключатели; транзитный режим работы ЛЭП разрешен. В свою очередь, радиальная ЛЭП разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через радиальный выключатель к магистральной ЛЭП.

Для данной электрической сети возможны два направления восстановления ее электроснабжения (от ПС1 в сторону ПС2 и от ПС2 в сторону ПС1). Поэтому формируют график времени включения сегментирующих и радиальных выключателей для каждого из этих направлений (фиг.3.2 и фиг.3.3). Поврежденный сегмент выявляется в ходе восстановления электроснабжения при неустранившимся повреждении на сегменте.

Восстановление электроснабжения электрической сети после отключения всех выключателей начинается с обоих центров питания, но сегмент с радиальной ЛЭП вначале подключается только с одной стороны сегментирующим выключателем либо QF2, либо QF3. Поскольку в данном примере поврежденный сегмент располагается на радиальной ЛЭП, то срабатывание устройства релейной защиты на одном из центров питания происходит только после включения граничного выключателя поврежденного сегмента на радиальной ЛЭП.

Рассмотрим случай, когда первым включается сегментирующий выключатель QF2. Это означает, что восстановление электроснабжения радиальной ЛЭП в этом случае идет по направлению от ПС1 путем последовательного автономного включения выключателей от Q1 к QF2 к QF5 к QF8 согласно графику времени включения соответствующих сегментирующих и радиальных выключателей (фиг.3.2). На ПС1 одновременно с включением головного выключателя Q1 запускают счетчик времени, который останавливают либо при отключении головного выключателя Q1 на ПС1 действием его устройства релейной защиты, либо при достижении им заданной уставки, превышающей предельное совокупное время включения всех сегментирующих и радиальных выключателей. После включения граничного выключателя сегмента с неустранившимся повреждением (радиального выключателя QF6) срабатывает устройство релейной защиты и отключается головной выключатель Q1 на ПС1, что приводит к остановке счетчика времени. Отсчитанное счетчиком время в этом случае будет равно сумме времен включения всех сегментирующих и радиальных выключателей данного направления от Q1 к QF2 к QF5 к QF6 () и времени отключения головного выключателя Q1 . Дискриминатор, находящийся на ПС1, пользуясь показанием счетчика и графика времени включения (фиг.3.2), определяет, что отключение головного выключателя Q1 на ПС1 произошло после включения радиального выключатели QF6. Следовательно, поврежденный сегмент располагается между радиальными выключателями QF6 и QF7.

Если же первым включается сегментирующий выключатель QF3, то восстановление электроснабжения идет в направлении от ПС2 путем последовательного автономного включения выключателей от Q2 к QF3 к QF5 к QF8. После включения граничного выключателя сегмента с неустранившимся повреждением (радиального выключателя QF6), произойдет срабатывание устройства релейной защиты и отключение головного выключателя Q2 на ПС2. В этом случае определение поврежденного сегмента выполняется на ПС2 дискриминатором по показаниям счетчика из графика времени включения (фиг.3.3) аналогично вышеописанному.

Таким образом, предлагаемый способ подразумевающий автономную работу сегментирующих, радиальных и головных выключателей ЛЭП, обеспечивает автоматическое восстановление электроснабжения в электрической сети без применения локальных устройств релейной защиты и коммуникационной связи между схемами управления выключателей. Это позволяет повысить надежность функционирования, а также снизить затраты на создание и эксплуатацию системы автоматического восстановление электроснабжения.

Изобретение относится к области автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, состоящей из магистральных ЛЭП. Техническим результатом является автоматическое восстановление электроснабжения в электрической сети путем автономной работы схемы управления каждого выключателя на основе только локальных измерений напряжения около выключателя. Для этого определяют поврежденную ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя соответствующего центра питания, отключают головной выключатель и все сегментирующие выключатели поврежденной линии, восстанавливают электроснабжение путем поочередного включения выключателей ЛЭП – каждого со своей выдержкой времени на включение – со стороны своего центра питания и со стороны каждой соседней линии или каждого центра питания, изолируют поврежденный сегмент ЛЭП путем отключения выключателей на всех границах сегмента и установки блокировки на их включение. При этом каждый из сегментирующих выключателей работает автономно под управлением его схемы управления с помощью команд на отключение или на включение, формируемых на основе измерений напряжения с обеих сторон выключателя и информации о его коммутационном состоянии. Команда на отключение формируется при исчезновении около выключателя напряжения и отсутствии блокировки на его отключение. Команда на включение формируется при появлении около выключателя напряжения и отсутствии блокировки на его отключение. Блокировку на включение сегментирующего выключателя формируют при непродолжительном появлении напряжения около выключателя, а при длительном действии напряжения около выключателя, наоборот, формируют блокировку на отключение выключателя. Блокировку на включение сегментирующего выключателя снимают вручную после устранения повреждения на ЛЭП, а блокировку на отключение снимают автоматически при длительном действии напряжения около выключателя после установки блокировки или при появлении напряжения после его исчезновения. При наличии в электрической сети радиальных ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через радиальный выключатель к магистральной ЛЭП, работа способа по восстановлению электроснабжения в части радиальной ЛЭП обеспечивается так же, как и в части магистральной ЛЭП, автономной работой радиальных выключателей под управлением своих схем управления. Команды на отключение или на включение радиального выключателя формируются на основе измерения напряжения около упомянутого выключателя со стороны магистральной ЛЭП и информации о его коммутационном состоянии. Поврежденный сегмент ЛЭП в центре питания определяют по промежутку времени, отсчитываемому счетчиком времени от момента включения головного выключателя до момента его отключения действием своего устройства релейной защиты после включения очередного сегментирующего или радиального выключателя. 2 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Способ автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети, содержащей магистральные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты сегментирующими выключателями и подключена с одной стороны через головной выключатель к своему центру питания, а с другой стороны – к соседней линии через нормально отключенный сегментирующий выключатель или, при допустимости транзитного режима, – к другому центру питания через головной выключатель, согласно которому при возникновении повреждения на ЛЭП

определяют поврежденную ЛЭП действием устройства релейной защиты головного выключателя соответствующего центра питания,

отключают головной выключатель ЛЭП соответствующего центра питания и все сегментирующие выключатели поврежденной линии,

восстанавливают электроснабжение ЛЭП путем поочередного включения выключателей ЛЭП – каждого со своей выдержкой времени на включение – со стороны своего центра питания и со стороны соседней линии или другого центра питания,

изолируют поврежденный сегмент ЛЭП путем отключения выключателей на всех границах сегмента и установки блокировки на их включение, отличающийся тем, что

на каждой из сторон каждого из сегментирующих выключателей устанавливают реле максимального напряжения и реле минимального напряжения, контролирующие напряжение со своей стороны выключателя,

управление каждым из сегментирующих выключателей осуществляется его схемой управления, выходы команды на включение и на отключение которого подключены к одноименным входам привода выключателя, при этом ее информационные входы подключены к выходам упомянутых реле максимального напряжения и реле минимального напряжения обеих сторон выключателя, реле положения «включено» и реле положения «отключено» выключателя, кроме того, в схеме управления предусмотрены два режимных входа, подключенных к оперативным ключам «Ручной сброс блокировки на включение» и «Разрешение транзитного режима»,

команду на отключение сегментирующего выключателя, не имеющего блокировку на отключение, формируют в одноименном блоке схемы управления с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывания реле минимального напряжения любой из его сторон,

команду на включение сегментирующего выключателя, не имеющего блокировку на включение, формируют в одноименном блоке схемы управления по сигналу совместного срабатывания реле максимального напряжения с одной стороны и реле минимального напряжения с другой стороны выключателя с выдержкой времени на включение, определяемой стороной выключателя, на которой срабатывает реле максимального напряжения; а при наличии сигнала допустимости транзитного режима ЛЭП, формируемого ключом «Разрешение транзитного режима», команду на включение формируют и при срабатывании реле максимального напряжения с обеих сторон выключателя со своими выдержками времени, каждая из которых отсчитывается от момента срабатывания реле максимального напряжения соответствующей стороны выключателя,

блокировку на включение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке схемы управления, если промежуток времени, отсчитываемый либо от срабатывания реле максимального напряжения до срабатывания реле минимального напряжения, контролирующих напряжение на одной и той же стороне выключателя, либо от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания реле минимального напряжения любой из его сторон, меньше уставки времени на установку блокировки, причем блокировку снимают вручную по сигналу от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» после устранения повреждения,

блокировку на отключение сегментирующего выключателя формируют в одноименном блоке схемы управления при условии, что промежуток времени, отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания любого из его реле минимального напряжения, превышает уставку времени на установку блокировки, причем блокировку снимают либо при несрабатывании обоих реле минимального напряжения в течение выдержки времени на снятие блокировки, отсчитываемой с момента установки этой блокировки, либо по сигналу срабатывания любого из его реле максимального напряжения, следующему за срабатыванием любого из его реле минимального напряжения,

кроме того, при повторном выявлении повреждения на ЛЭП отключают ее головной выключатель действием устройства релейной защиты головного выключателя, а затем снова приступают к восстановлению ее электроснабжения.

2. Способ автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети по п. 1, содержащей дополнительно радиальные ЛЭП, каждая из которых разделена на сегменты радиальными выключателями и подключена через радиальный выключатель к магистральной ЛЭП, отличающийся тем, что

на стороне магистральной ЛЭП каждого из радиальных выключателей устанавливают реле максимального напряжения и реле минимального напряжения,

управление каждым из радиальных выключателей осуществляется его схемой управления, выходы команды на включение и на отключение которого подключены к одноименным входам привода выключателя, при этом ее информационные входы подключены к выходам упомянутых реле максимального напряжения, реле минимального напряжения, реле положения «включено» и реле положения «отключено» выключателя, кроме того, в схеме управления предусмотрен режимный вход, подключенный к оперативному ключу «Ручной сброс блокировки на включение»,

команду на отключение радиального выключателя, не имеющего блокировку на отключение, формируют в одноименном блоке схемы управления с выдержкой времени на отключение по сигналу срабатывания его реле минимального напряжения,

команду на включение радиального выключателя, не имеющего блокировку на включение, формируют в одноименном блоке схемы управления с выдержкой времени на включение по сигналу срабатывания его реле максимального напряжения,

блокировку на включение радиального выключателя формируют в одноименном блоке схемы управления, если промежуток времени, отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания его реле минимального напряжения, меньше уставки времени на установку блокировки, причем блокировку снимают вручную по сигналу от оперативного ключа «Ручной сброс блокировки на включение» после устранения повреждения,

блокировку на отключение радиального выключателя формируют в одноименном блоке схемы управления при условии, что промежуток времени, отсчитываемый от срабатывания реле положения «включено» выключателя до срабатывания его реле минимального напряжения, превышает уставку времени на установку блокировки, причем блокировку снимают либо при несрабатывании реле минимального напряжения в течение выдержки времени на снятие блокировки, отсчитываемой с момента установки этой блокировки, либо по сигналу срабатывания реле максимального напряжения, следующему за срабатыванием реле минимального напряжения.

3. Способ автоматического восстановления электроснабжения в электрической сети по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поврежденный сегмент ЛЭП определяют по промежутку времени, отсчитываемому счетчиком времени от момента включения головного выключателя до момента его отключения действием своего устройства релейной защиты,

при этом поврежденный сегмент определяют в центре питания дискриминатором путем выявления сегментирующего или радиального выключателя, после включения которого сработало устройство релейной защиты головного выключателя, и сопоставления показания счетчика с графиком времени включения сегментирующих и/или радиальных выключателей,

причем график времени включения сегментирующих и/или радиальных выключателей ЛЭП формируют путем задания в дискриминаторе моментов включения каждого из выключателей ЛЭП, определяемых относительно момента включения головного выключателя ЛЭП.