Способ выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении секционирующего выключателя

Способ выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении секционирующего выключателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ) секционирующего выключателя (СВ). Причем СВ линий оборудованы устройствами АПВ однократного действия, имеют разные выдержки времени срабатывания защит и известно в какой линии установлен каждый из них.

Известен способ выявления селективного или неселективного отключения поврежденного участка линии, заключающийся в том, что в момент появления тока короткого замыкания (КЗ) в начало линии посылают зондирующий импульс, измеряют время прохождения этого импульса до точки КЗ и обратно. Вычисляют расстояние от начала линии до точки КЗ и определяют СВ, который должен отключиться. Потом с момента исчезновения тока КЗ снова посылают зондирующий импульс, определяют второе расстояние, сравнивают это расстояние с расстояниями, на которые удалены СВ от начала линии. И если второе измеренное расстояние равно расстоянию до СВ, который должен отключиться, то устанавливают факт селективного отключения поврежденного участка линии. А если второе измеренное расстояние будет равно расстоянию до одного из СВ, расположенных перед СВ, который должен отключиться, то устанавливают факт неселективного отключения поврежденного участка линии [патент РФ №2402138, опубл. 20.10.2010, бюл. №29].

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Согласного предлагаемому способу с момента появления до момента исчезновения первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ трансформаторной подстанции, и если измеренное время равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают отключившийся выключатель, далее с момента отключения тока КЗ отсчитывают время, равное времени выдержки АПВ этого выключателя плюс времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением, и если в момент окончания времени выдержки АПВ отключившегося СВ появляется второй бросок тока КЗ, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением он исчезает, то устанавливают неуспешное АПВ этого СВ и поврежденную линию трансформаторной подстанции.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где

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

на фиг.2 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при устойчивом КЗ в точке 9 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит трансформатор силовой 1, головные выключатели линий 2, 4, 6 и 7, секционирующие выключатели 3, 5 и 8, точки КЗ 9, 10 и 11, линии, отходящие от шин подстанции 12, 13, 14 и 15, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 16, элемент ЗАПРЕТ 17, элемент НЕ 18, элемент ПАМЯТЬ 19, элемент ЗАДЕРЖКА 20, элемент ОДНОВИБРАТОР 21, элемент ПАМЯТЬ 22, элемент И 23, элемент ПАМЯТЬ 24, элемент ЗАДЕРЖКА 25, элемент ОДНОВИБРАТОР 26, элемент И 27, элемент ПАМЯТЬ 28, элемент ЗАДЕРЖКА 29, элемент ОДНОВИБРАТОР 30, элемент И 31, элемент ИЛИ 32, элементы ПАМЯТЬ 33 и 34, элементы ЗАПРЕТ 35 и 36, элементы ПАМЯТЬ 37, 38, 39 и 40, элемент ЗАДЕРЖКА 41, элемент ОДНОВИБРАТОР 42, элемент И 43, элемент ПАМЯТЬ 44, элемент ЗАДЕРЖКА 45, элемент ОДНОВИБРАТОР 46, элемент И 47, элемент НЕ 48, элементы И 49, 50, 51, 52, 53 и 54, регистрирующее устройство (РУ) 55.

Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при устойчивом КЗ в точке 9 (см. фиг.1), имеют вид (см. фиг.2): 56 - на выходе элемента 16, 57 - на выходе элемента 17, 58 - на выходе элемента 18, 59 - на выходе элемента 19, 60 - на выходе элемента 20, 61 - на выходе элемента 21, 62 - на выходе элемента 22, 63 - на выходе элемента 23, 64 - на выходе элемента 24, 65 - на выходе элемента 25, 66 - на выходе элемента 26, 67 - на выходе элемента 27, 68 - на выходе элемента 28, 69 - на выходе элемента 29, 70 - на выходе элемента 30, 71 - на выходе элемента 31, 72 - на выходе элемента 32, 73 - на выходе элемента 33, 74 - на выходе элемента 34, 75 - на выходе элемент 35, 76 - на выходе элемента 36, 77 - на выходе элемента 37, 78 - на выходе элемента 38, 79 - на выходе элемента 39, 80 - на выходе элемента 40, 81 - на выходе элемента 41, 82 - на выходе элемента 42, 83 - на выходе элемента 43, 84 - на выходе элемента 44, 85 - на выходе элемента 45, 86 - на выходе элемента 46, 87 - на выходе элемента 47, 88 - на выходе элемента 48, 89 - на выходе элемента 49, 90 - на выходе элемента 50, 91 - на выходе элемента 51, 92 - на выходе элемента 52, 93 - на выходе элемента 53, 94 - на выходе элемента 54, 95 - в РУ 55.

На фиг.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t₁ - момент возникновения устойчивого КЗ в точке 9, t₂ - момент отключения тока КЗ СВ 3, t₃ - момент повторного включения СВ 3 на КЗ, t₄ - момент повторного отключения СВ 3 с ускорением.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы сети выключатели линий 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 включены. На выходе ДТКЗ 16 сигнала нет, поэтому схема находится в режиме контроля.

При устойчивом КЗ, например в точке 9, на выходе ДТКЗ 16 появится сигнал (фиг.2, диагр.56, момент времени t₁), который поступит на входы элементов НЕ 18, 48 и на второй вход элемента И 43, при этом существовавшие до этого выходные сигналы с элементов НЕ 18 и 48 исчезнут (фиг.2, диагр.58 и 88, момент времени t₁), также он поступит на вход элемента ЗАПРЕТ 17 (фиг.2, диагр.57) и с его выхода на входы элементов ПАМЯТЬ 19, 24 и 28. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 19, запомнится им (фиг.2, диагр.59) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 20. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени срабатывания защиты СВ 3 (фиг.2, диагр.60), и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 21. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.61), этот сигнал «сбросит» память с элемента 19 (фиг.2, диагр.59) и поступит на второй вход элемента И 23. При этом на первом входе этого элемента вновь появится сигнал с элемента НЕ 18 (фиг.2, диагр.58), т.к. в момент времени t₂ (фиг.2) произойдет отключение тока КЗ СВ 3. Наличие двух входных сигналов на И 23 приведет к появлению его выходного сигнала (фиг.2, диагр.63). Этот сигнал поступит на элемент ПАМЯТЬ 39, запомнится им (фиг.2, диагр.79) и поступит в РУ 74, где появится информация об отключении СВ 3 (фиг.2, диагр.95, момент времени t₂). Также этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 33, запомнится им (фиг.2, диагр.73) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 35. Это предотвратит поступление сигнала с элемента И 27 на вход элемента ИЛИ 32, т.к. он сработает после окончания времени задержки элемента 25. Каждый элемент ЗАДЕРЖКА 20, 25 и 29 имеет свое время задержки, равное времени выдержки срабатывания защиты СВ 3, 5 и 8 соответственно. Причем время задержки элемента 20 - Δt₂₀<Δt₂₅<Δt₂₉, где Δt₂₀, Δt₂₅, Δt₂₉ - время задержки элементов ЗАДЕРЖКА 20, 25 и 29 соответственно. Поэтому элементы И 27 и 31 сработают позже элемента И 23 и их сигналы не поступят в элемент ИЛИ 32, т.к. к моментам поступления этих сигналов на вторые входы элементов ЗАПРЕТ 35 и 36 на первых запрещающих входах этих элементов уже будут сигналы с элементов ПАМЯТЬ 33 и 34 соответственно (фиг.2, диагр. 73 и 74) и на выходах элементов ЗАПРЕТ 35 и 36 сигналы не появятся (фиг.2, диагр. 75 и 76). Сброс памяти с элементов 33 и 34 и снятие сигналов запрета с элементов 35 и 36 произойдет после срабатывания ОДНОВИБРАТОРА 46 (фиг.2, диагр.86). Кроме этого, выходной сигнал с элемента И 23 поступит на элемент ПАМЯТЬ 22, запомнится им (фиг.2, диагр.62), и с его выхода он поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 17, и предотвратит повторное поступление сигнала с ДТКЗ 16 до момента «сброса» памяти с элемента 22 сигналом ОДНОВИБРАТОРА 46 (фиг.2, диагр.86) и поступит на вход элемента ИЛИ 32 (фиг.2, диагр.72). С выхода элемента ИЛИ 32 сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 40, запомнится им (фиг.2, диагр.80), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 41, и задержится в нем на время, равное времени выдержки АПВ СВ 3 (фиг.2, диагр.81). По истечении указанного времени сигнал поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 42. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.82) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 40 (фиг.2, диагр.80) и поступит на первый вход элемента И 43. В этот момент времени произойдет повторное включение СВ 3 на КЗ (фиг.2, момент времени t₃), поэтому на второй вход элемента И 43 с ДТКЗ 16 (фиг.2, диагр.56) поступит сигнал. Это приведет к появлению сигнала на выходе элемента И 43 (фиг.2, диагр.83), который поступит на второй вход элемента И 49. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 39 (фиг.2, диагр.79), поэтому на выходе элемента И 49 появится свой сигнал (фиг.2, диагр.89), который обеспечит появление информации в РУ 55 о повторном включении СВ 3 на КЗ (фиг.2, диагр.95). Параллельно с этим выходной сигнал с элемента И 43 поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 44 (фиг.2, диагр.84), а также на вторые входы элементов И 49, 50 и 51. С выхода элемента ПАМЯТЬ 44 сигнал поступит на элемент ЗАДЕРЖКА 45. С выхода элемента ЗАДЕРЖКА 45 сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты с ускорением СВ 3 (фиг.2, диагр.85) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРА 46. Он совершит одно колебание (фиг.2, диагр.86), своим сигналом «сбросит» память с элемента 44 (фиг.2, диагр.84) и поступит на первый вход элемента И 47, при этом на втором входе элемента тоже будет сигнал с элемента НЕ 48 (фиг.2, диагр.88), т.к. СВ 3 отключится. Это приведет к появлению выходного сигнала с элемента И 47 (фиг.2, диагр.87), который поступит на второй вход элемент И 52. При этом на первом входе этого элемента уже есть сигнал с элемента ПАМЯТЬ 39 (фиг.2, диагр.79), поэтому появится выходной сигнал и с элемента И 52 (фиг.2, диагр.92), который, поступив в РУ 55, обеспечит появление там информации об отключении СВ 3 с ускорением (фиг.2, диагр.95, момент времени t₄), а также в РУ 55 появится информация о повреждении линии 12.

Появление информации в регистрирующем устройстве 55 о действиях секционирующих выключателей 5 и 8 произойдет только при возникновении устойчивого КЗ в точках 10 и 11 соответственно. При этом после истечения выдержки времени срабатывания защиты и отключения одного из секционирующих выключателей 10 или 11 в РУ 55 появится информация о его отключении по причине появления выходного сигнала с элементов И 27 или 31. Работа остальных элементов схемы будет осуществляться аналогично вышеописанной.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию о поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном АПВ СВ, установленного в этой линии.

Способ выявления поврежденной линии трансформаторной подстанции при неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ) секционирующего выключателя (СВ), заключающийся в фиксации бросков токов короткого замыкания (КЗ) и измерении времени между ними, отличающийся тем, что поврежденную линию выявляют по действиям установленного в ней СВ, для чего с момента появления до момента исчезновения первого броска тока КЗ на шинах трансформатора измеряют время, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ трансформаторной подстанции и, если измеренное время равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают отключившийся выключатель, далее с момента отключения тока КЗ отсчитывают время, равное времени выдержки АПВ этого выключателя плюс времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением, и, если в момент окончания времени выдержки АПВ отключившегося СВ появляется второй бросок тока КЗ, а в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением он исчезает, то устанавливают неуспешное АПВ этого СВ и поврежденную линию трансформаторной подстанции.