Способ дистанционного контроля аварийных отключений выключателей в электрической сети Советский патент 1993 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к электроэнергии, а именно к технике контроля аварийных отключений выключателей в электрической сети.

Цель изобретения - увеличение объема получаемой информации путем определения аварийно отключившегося выключателя из группы выключателей сети при отсутствии их автоматического повторного включения.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от известных тем, что производится контроль второго броска тока в интервале времени от наибольшего времени между бросками тока, возможного при используемых выдержках времени АПВ сетевых выключателей

питающей линии до наибольшего времени между бросками тока, возможного при используемых выдержках времени АВР контролируемых подстанций, при этом (выдержки .времени АВР контролируемых подстанций устанавливают различными для каждой из подстанций и по факту совпадения измеренного интервала времени с в ы- дёржкой времени АВР одной из подстанций устанавливают наличие аварийного отключения ВВ и включения СВ этой подстанции; производится контроль формы броска тока в зоне, контроля, по совпадению фронта начала и конца броска тока устанавливают факт неуспешного включения СВ, а при замедленном спаде броска фиксируют факт успешного включения СВ,

00

о о ь чэ о

В электрических сетях 35-110 кВ широко используются двухтрансформаторные подстанции со схемой первичных соединений мостик, при этом каждый из трансформаторов работает раздельно на выделенных потребителей. При отключении любого из трансфррматоров автоматически т АВР включается СВ, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору.

Поскольку для устройств АВР не требуется быстродействия представляется воз- можным установить выдержки времени устройств АВР контролируемых подстанций различными, что позволит по факту совпа- дения измеренного интервала времени между бросками тока с выдержкрй времени АВР одной из подстанций определить факт аварийного отключения ВВ и включения СВ этой подстанции.

С целью лучшей отстройки от случайных изменений параметров аварийного режима электрической сети предлагается произво-; дить контроль бросков тока, интервал времени между которыми больше наибольшего времени бестоковой паузы устройств АПВ сетевых выключателей питающей линии, но меньше наибольшего интервала времени между бросками тока, возможных при используемых выдержках времени устройств АВР контролируемых подстанций, так как, по условию согласования действий АВР с другими устройствами противоаварийной автоматики, минимальная выдержка време- ни используемых в сети устройств АВР всегда выбирается больше максимальной выдержки времени устройств АПВ. Для подстанций, оборудованных АПВ шин низшего напряжения, время срабатывания АПВ выключателя ввода со стороны низшего напряжения может быть выбрано больше максимального времени действия АВР. Выдержки времени АПВ линий, отходящих от шин низшего напряжения контролируемых подстанций, выбирается таким образом, чтобы они не попадали в зону контроля, т.е. либо меньше наибольшего времени бестоковой паузы АПВ сетевых выключателей питающей линии, либо больше наибольшего времени между бросками тока, возможными при используемых выдержках времени АВР контролируемых подстанций.

Контроль формы броска тока в зоне контроля позволит получить информацию об успешности включения секционного выключателя. При включении СВ на неустранившееся КЗ после АВР происходит резкий наброс, а затем резкий спад тока КЗ после отключения СВ защитой, формы фронта начала и конца броска тока в этом случае одинаковы. При успешном включении СВ после АВР в первый момент времени наблюдается резкий бросок тока нагрузки за счет самозапуска электродвигателей, оставшихся в работе при исчезновении напряжения во время бестоковой паузы АВР, а затем относительно постепенное снижение тока до установившегося тока нагрузки в условиях нормальной работы, в этом случае формы

0 фронта начала и конца броска тока резко отличаются друг от друга.

Контроль длительности бросков тока позволит отстроить работу предлагаемого устройства контроля аварийных отключе5 ний выключателей от случайных набросов тока нагрузки. При КЗ на подстанции длительность первого броска тока будет определяться временем срабатывания защиты соответствующего выключателя. Благодаря

0 сопоставлению длительности первого броска тока с минимальным и максимальным временами работы защит, установленных на выключателях контролируемых подстанций, появляется возможность производить

5 запуск у-ва контроля для реализации предлагаемого способа только при попадании первого броска тока в указанную зону контроля..

При этом можно получать информацию

0 об успешности включения секционного выключателя путем фиксации значений броска тока в контролируемом интервале. Если значение броска больше максимального, возможно при включении нагрузки устанав5 ливается факт неуспешного АВР секционного выключателя, а если значение броска меньше минимального тока КЗ устанавливается факт успешного АВР.

Дополнительное повышение точности

0 информации об успешном включении СВ обеспечивается за счет фиксации доаварий- ного и послеаварийного установившегося тока нагрузки контролируемой линии. Так как при неуспешном включении СВ потребители

5 отходящих линий со стороны низшего напряжения, подключенные к поврежденной сек ции шин, будут обесточены, снижение послеаварийного тока нагрузки по сравнению с доаварийным уровнем позволяет су0 дить о неуспешном включении СВ.

На фиг. 1 представлена схема контролируемой линии и структурная схема устройства для реализации предполагаемого способа; на фиг. 2 - временные диаграммы

5 изменения токов в контролируемой линии при КЗ на подстанции при успешном включении СВ (а) и при неуспешном включении СВ(б).

Контролируемая линия (фиг. 1) содержит сетевые выключатели 1,2 и 3 и питает

двухтрансформаторную подстанцию с выключателями вводов со стороны высшего напряжения 4 и 5 и со стороны низшего напряжения б и 7, силовыми трансформаторами 8 и 9, секционным выключателем 10, выключателями отходящих линий 11 и 12, При этом к контролируемой линии могут быть подключены и другие двухтрансфор- маторные подстанции. Устройство контроля 13 подключено к трансформаторам тока 14 и трансформаторам напряжения 15. Схема устройства контроля 13 содержит: блок входных преобразователей (ВВП) 16, блок входных аналоговых фильтров (БАФ) 17, блок задания уставок (БЗУ) 18, блок анало- гового мультиплексора (БАМ) 19, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 20, микропроцессорный блок (МП) 21, интерфейс ввода (ИВ)22, дешифратор адреса (ДА) 23, генератор тактовых импульсов (ГТС) 24, центральный процессор (ЦП) 25, блок управления режимами работы (БУР) 26, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 27, системный контроллер (СК) 28, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 29, блок индикации (Б И) 30, интерфейс вывода (ИИ) 31, дешифратор (ДШ) 32, визуальный индикатор (И В) 33.

БВП используется для преобразования значений вторичных токов (6 и напряжений UB контролируемой линии в значения, удобные для согласования с входными цепями устройства контроля. При этом БВП может содержать дифференциальный элемент, обеспечивающий прохождение информа- ции только при скачкообразном изменении контролируемых параметров.. БАФ производит предварительную фильтрацию поступающих с выходов БВП сигналов и отстройку от периодической составляющей. БЗУ задает уставку параметра аварийного режима (например, значения броска тока), при которой осуществляется автоматический запуск устройства контроля. БАМ осуществляет поочередную подачу входных величин на АЦП, которое преобразует значения аналоговых входных величин в цифровой двоичный код. Полученный цифровой код входного сигнала через интерфейс ввода поступает в МП и записывается в ОЗУ. В ПЗУ хранится программа операций по обработке данных, поступающих в ОЗУ, последовательности ввода и вывода информации. ГТС задает последовательности тактовых импульсов для формирования управляющих сигналов, синхронизирующих работу УК, Управление процессом ввода-вывода и обработки информации осуществляет ЦП. В качестве устройства управления ЦП создает последовательности синхронизирующих и

логических сигналов, которые определяют последовательность срабатывания всех элементов УК. ЦП задает также последовательность извлечения команд из ПЗУ, их расшифровку и исполнение. Управление элементами схемы УК от ЦП осуществляется через СК, расширяющий возможности процессора. БУР при появлении бросков тока, длительность которых не входит в диапазон от минимального до максимального времен работы защит, установленных на выключателях контролируемых подстанций, подает команду в ЦП на сброс информации, приводит УК в готовность к новым срабатываниям. Вызов соответствующих элементов МП для управления осуществляется с помощью ДА. Тип операции ЦП определяется кодом операции в команде. В соответствии с этими кодами ЦП выполняет арифметические и логические операции над числами, представленными в двоично-десятичном коде. Результат произведенной ЦП обработки информации об аварийных отключениях ВВ и включении СВ подстанций через СК, ИИ и ДШ выводится на ВИ в удобной для считывания форме.

При КЗ на подстанции, например за выключателем ввода со стороны низкого напряжения 6, происходит бросок тока (фиг. 2, момент ti). С этого момента устройство контроля производит измерение длительности броска тока. В случае, если длительность броска ti-t2 не попадает в диапазон от минимального до максимального времени работы защит, установленных на выключателях контролируемых подстанциях, показания устройства сбрасываются, в противном случае производится измерение интервала времени между бросками. Устройство контроля фиксирует факт поя.вле- ния второго броска тока в интервале времени тз-te от наибольшего интервала времени между бросками тока, возможного при используемых выдержках времени устройств АПВ сетевых выключателей питающей линии t2-t3 до наибольшего интервала времени между бросками тока, возможного при используемых выдержках времени устройств АВР контролируемых подстанций t2-te. Номер подстанции, на которой произошло аварийное отключение ВВ и включение СВ устанавливают по факту совпадения измеренного интервала времени t2-t4 между бросками тока с выдержками времени АВР контролируемых подстанций. Контролируется форма второго броска тока в интервале времени t4-te и по совпадению фронта начала и конца броска устанавливают факт неуспешного включения СВ (фиг, 2а), а при замедленном спаде броска

фиксируется факт успешного включения СВ (фиг. 26).

Регистрация продолжительности и значения (формы) броска тока на всем его протяжении может осуществляться с помощью устройства контроля 13 для реализации предполагаемого способа (фиг. 1) или с помощью магнитографа. Однако, при использовании магнитографа требуется дополнительное время для обработки полученной инфор- мации.

Для реализации предполагаемого способа может быть использовано микропро- цессорный фиксирующий индикатор МФИ-2 либо магнитографы.

Использование заявленного изобретения позволит повысить надежность электроснабжения потребителей за счет своевременного обнаружения факта надежного включения секционного выключателя подстанции и отключения потребителей, подключенных к поврежденной секции шин.

Формула изобретения

Способ дистанционного контроля ава- рийных отключений выключателей в электрической сети, заключающийся в том, что контролируют появление броска тока короткого замыкания и измеряют длительность этого броска тока, а также контролируют появление следующего за ним второго броска тока, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема получаемой информации путем определения аварийно отключившегося выключателя из группы выключателей сети при отсутствии их автоматического повторного включения, измеренную длительность броска тока короткого замыкания сравнивают с уставкой времени отключения тока короткого замыкания группы выключателей электрической сети и при совпадении измеренной длительности броска тока короткого замыкания с этой уставкой времени фиксируют факт аварийного отключения выключателя из указанной группы выключателей электрической сети, кроме того, измеряют длительность паузы до появления второго броска тока, которую сравнивают с группой уставок времени автоматического включения резерва выключателей электрической сети, включению которых предшествует аварийное отключение соответствующих выключателей из указанной группы выключателей сети, и по значению уставки времени из данной группы уставок, совпадающему с измеренной длительностью паузы до появления второго броска тока, определяют номер включившегося выключателя автоматического включения резерва сети, по которому определяют номер соответствующего аварийно отключившегося выключателя из ука- занной группы выключателей сети, отключение которого предшествовало включению данного выключателя автоматического включения резерва.

а)

t,

it it ii

Использование: в устройствах контроля аварийных отключений выключателей в электрической сети. Сущность изобретения: в способе контроля аварийных отключений выключателей в электрической сети, при котором контролируют появление броска Тока короткого замыкания и измеряют длительность этого броска тока, а также контролируют появление следующего за ним второго броска тока, измеренную длительность броска тока которого замыкания сравнивают с уставкой времени отключения тока короткого замыкания группы выключателей электрической сети, кроме того измеряют длительность паузы до появления второго броска, которую сравнивают с группой уставок времени i автоматического включения резерва выключателей сети, что позволяет увеличить объем получаемой информации путём определения аварийно отключившегося выключателя из группы выключателей сети при отсутствии их автоматического повторного включения. 2 ил. ё

П

5)

.фиг.1