Условно замкнутая кольцевая сеть, образованная двумя секционированными линиями, питающимися от разных шин двухтрансформаторной подстанции, для выделения поврежденного участка, оборудуется шинным и сетевым пунктами резервирования. Работа выключателей, такой кольцевой сети, осуществляется автоматически, при этом короткие замыкания (КЗ) могут возникнуть на любых участках. Рассмотрим работу системы автоматики по выделению поврежденных шин основного источника питания при КЗ в точке 7. Для такого контроля разработан способ отключения головного выключателя шин подстанции с последующим отключением головного выключателя и включением выключателя резерва линии кольцевой сети [1].
Согласно предлагаемому способу с момента появления броска тока КЗ на шинах трансформатора основного источника питания начинают первый отсчет времени, равный времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя этих шин при этом контролируют момент исчезновения тока КЗ, и если в момент окончания отсчитываемого времени ток КЗ исчезнет, то делают вывод об отключении вводного выключателя шин трансформатора основного источника питания, с момента исчезновения тока КЗ начинают второй отсчет времени, равный времени выдержки включения выключателя резерва линии основного источника питания, при этом в линии резервного источника питания контролируют появление броска рабочего тока или тока КЗ, и если в момент окончания второго отсчета времени появился бросок рабочего тока значением, определяемым нагрузкой линии, подключенной к резервному источнику питания, и ток КЗ не появился, то делают вывод об отключении головного выключателя и включении выключателя резерва линии кольцевой сети.
Для реализации такого способа разработана структурная схема.
Она (см. рис.1) содержит: трансформатор силовой 1, вводной выключатель шин подстанции 2, головной выключатель линий основного источника питания 3, выключатель резерва линий основного источника питания 4, секционирующий выключатель линии резервного источника питания 5, головной выключатель линии резервного источника питания 6, точку КЗ 7, секционный выключатель шин 8, вводной выключатель шин 9, трансформатор силовой 10, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 11, элемент ПАМЯТЬ 12, элемент НЕ 13, элемент ЗАДЕРЖКА 14, элемент ОДНОВИБРАТОР 15, элемент И 16, элемент ПАМЯТЬ 17, элемент ЗАДЕРЖКА 18, элемент ОДНОВИБРАТОР 19, элемент И 20, трансформатор тока (ТТ) 21, датчик рабочего тока (ДРТ) 22, регистрирующее устройство (РУ) 23.
Рис.1. Упрощенная схема двухтрансформаторной подстанции и структурная схема способа
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис.1 при устойчивом КЗ в точке 7 (рис.1), имеют вид (см. рис.2): 24 — на выходе элемента 11, 25 — на выходе элемента 12, 26 — на выходе элемента 13, 27 — на выходе элемента 14, 28 -на выходе элемента 15, 29 — на выходе элемента 16, 30 — на выходе элемента 17, 31 на выходе элемента 18, 32 — на выходе элемента 19, 33 — на выходе элемента 20, 34 — на выходе элемента 21, 35 — на выходе элемента 22, 36 — в РУ 23.
Рис.2. Диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы.
На рис.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t2 — момент времени возникновения устойчивого КЗ в точке 7, t2 — момент времени отключения тока КЗ вводным выключателем 2, t3 — момент времени отключения головного выключателя 3, t4 — момент времени включения выключателя резерва 4.
Способ осуществляется следующим образом.
В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 2,3,5,6, и 9 включены, а выключатели 4 и 8 отключены. На выходе ДТКЗ 11 сигнала нет (рис.2, момент времени t0), поэтому схема находится в режиме контроля.
При устойчивом КЗ, например в точке 7, на выходе ДТКЗ 11 появится сигнал (рис.2, диагр.24, момент времени t1), который поступит на вход элемента НЕ 13 при этом существовавший до этого его выходной сигнал исчезнет (рис.2, диагр.26), также он поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 12, запомнится им (рис.2, диагр.25) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 14. На выходе этого элемента сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин 2 (рис.2, диагр.27) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 15. Этот элемент произведет одно колебание (рис.2, диагр.28) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 12 (рис.2, диагр.25) и поступит на первый вход элемента И 16. В этот момент времени (t2) ток КЗ будет отключен вводным выключателем шин трансформаторной подстанции 2, при этом исчезнет напряжение на шинах трансформатора основного источника питания. Это приведет в действие защиту минимального напряжения и выключатель 3 отключится в момент времени t3. При отключении выключателя 2 сигнал с ДТКЗ 11 исчезнет (рис.2, диагр.24) и появится сигнал с элемента НЕ 13 рис.2, диагр.26) который поступит на второй вход элемента И 16. Он сработает и на его выходе появится сигнал (рис.2, диагр.29). Этот сигнал поступит в РУ 23 и там появится информация об отключении выключателя 2 (рис.2, диагр.36). Также этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 17, где запомнится (рис.2, диагр.30) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 18. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 4 (рис.2, диагр.31). По истечении этого времени сигнал с элемента ЗАДЕРЖКА 18 поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 19. Он произведет одно колебание (рис.2, диагр.32) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 17 (рис.2, диагр.30) и поступит на первый вход элемента И 20. В этот момент времени выключатель 4 под действием защиты автоматического включения резерва включится. B линии резервного источника питания появится бросок рабочего тока (рис.2, диагр.34), обусловленный подключением к резервной линии дополнительной нагрузки, при этом на выходе ДРТ 22 появится сигнал (рис.2, диагр.35). Этот сигнал поступит на второй вход элемента И 20. Он сработает (рис.2, диагр.33), этот сигнал поступит в РУ 23 и обеспечит появление в нем информации об отключении выключателя 3 и включении выключателя 4 (рис.2, диагр.36).
Таким образом, при использовании предлагаемого способа можно получать информацию об отключении вводного выключателя шин подстанции с последующим отключением головного выключателя и включением выключателя резерва линии кольцевой сети.
Литература:
1. Патент РФ № 2502174 С1 кл.НО2J 13/00 опубл. 20.12.2013. Бюл.№ 35.
