Описан способ контроля отказа отключения головного и отключения секционного выключателей при работе кольцевой сети в режиме подстанционного резервирования с определением вида короткого замыкания, разработана структурная схема и описана ее работа с изображением выходных сигналов.
Ключевые слова:короткое замыкание, автоматическое повторное включение, секционирующий выключатель, регистрирующее устройство, датчик определения вида короткого замыкания.
Describes a method of control failure off the head and section switches off when using a ring network in the substation backup with a certain kind of short-circuit, a block diagram is developed and described her work with the image of the output signals.
Keywords: short circuit, automatic reclosing, partitioned switch, a recording device, the sensor determine the form of short zamykaniya.
Районные двухтрансформаторные подстанции, трансформаторы которых питаются от разных линий электропередач, с целью повышения надежности электроснабжения, выполняют с двумя секциями шин, которые соединены секционным выключателем (СВ). В нормальном режиме работы СВ отключен. Однако, в случае необходимости, например, при плановых или аварийных отключениях одного из трансформаторов, СВ включается и питание отключенной секции шин осуществляется от второго трансформатора. Протяженные, секционированные линии электропередач, питающиеся от разных секций шин подстанции, по возможности, соединяются сетевым пунктом автоматического включения резерва (АВР), выключатель которого в нормальном режиме работы отключен. При этом образуется условно замкнутое кольцо в котором при возникновении устойчивого короткого замыкания (КЗ) на отдельном участке линии его можно локализовать, а на не поврежденный подать напряжение. Такая ситуация может быть при возникновении устойчивого КЗ в точке 4 (рис.1). При этом должны отключиться головной выключатель (ГВ) 3 и секционирующий выключатель 5. Это приведет к исчезновению напряжения на пункте АВР со стороны поврежденной линии и выключатель 6 включится и обеспечит питание неповрежденного участка линии. И произойдет это при правильном действии средств автоматизации. Однако при отказе отключения ГВ 3, что может произойти по причине какой-либо неисправности, произойдут отключения выключателей 9 и 5 и включение выключателей 6. При этом как и при правильном действии средств автоматики неповрежденный участок линии получит питание, но информация, об отказе отключения ГВ 3 и отключении СВ 9, обслуживающему персоналу будет неизвестно. Поэтому для своевременного получения информации при таком действии средств автоматики разработан способ [1].
Согласно этого способа для контроля отказа отключения головного и отключения секционного выключателей с момента появления тока КЗ в линии основного источника питания начинают отсчитывать время, равное времени отключения секционного выключателя (СВ) шин, при этом определяют вид короткого замыкания, контролируют момент исчезновения тока КЗ, и если два линейных напряжения исчезли в момент появления тока КЗ, линейное напряжение и ток КЗ исчезли в момент окончания отсчета времени, то делают вывод об отказе отключения ГВ и отключении СВ при двухфазном КЗ, а если в момент времени окончания отсчета времени исчезли все линейные напряжения и ток КЗ, то делают вывод об отказе отключения ГВ и отключении СВ при трехфазном КЗ.
Суть предлагаемого способа поясняется рисунками, где:
на рис. 1 — представлена структурная схема, содержащая элементы для реализации способа;
на рис.2 — диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рисунке 1 при устойчивом КЗ в точке 4 (см. рис.1).
Схема (см. рис.1) содержит: трансформатор силовой основного источника питания 1, вводной выключатель шин подстанции основного источника питания 2, ГВ линии основного источника питания 3, точку КЗ 4, секционирующий выключатель линии основного источника питания 5, выключатель сетевого пункта АВР 6, секционирующий выключатель линии резервного источника питания 7, ГВ линии резервного источника питания 8, СВ шин подстанции 9, вводной выключатель шин резервного источника питания 10, трансформатор силовой резервного источника питания 11, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 12. Элементы: ПАМЯТЬ 13, ЗАДЕРЖКА 14, ОДНОВИБРАТОР 15, НЕ 16, датчик напряжения (ДН) 17, НЕ 18, И 19, НЕ 20, И 21.регистрирующие устройство (РУ) 22.
Рис.1. Упрощенная схема кольцевой сети и структурная схема подстанционного включения резерва
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рисунке 1 при устойчивом КЗ в точке 4 (см. рис.1) имеют вид (см. рис.2): 23 — на выходе элемента 12, 24 — на выходе элемента 13, 25 — на выходе элемента 14, 26 — на выходе элемента 15, 27 -на выходе элемента 16, 28 — на выходе элемента 17, 29 — на выходе элемента 18, 30 — на выходе элемента 19, 31 — на выходе элемента 20, 32 — на входе элемента 21, 33 — в РУ 22.
На рис.2 кроме диаграмм выходных сигналов элементов схемы также показаны: t1 -момент времени возникновения устойчивого КЗ в точке 4, t2 — момент окончания времени выдержки отключения СВ 9.
Рис.2. Диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы
В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 2, 3, 5, 7, 8 и 10 включены, а выключатели 6 и 9 отключены. При работе кольцевой сети в режиме подстанционного резервирования включатели 3, 5, 7, 8, 9 и 10 включены, а выключатели 2 и 6 отключены. При этом на выходе ДТКЗ 12 сигнала нет, поэтому схема находится в режиме контроля.
При устойчивом КЗ, например в точке 4, на выходе ДТКЗ 12 появится сигнал (рис.2, диагр.23, момент времени t1) который поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 13. Этот сигнал запомнится им (рис.2, диагр.24) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 14. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени выдержки включения СВ 9. По истечении этого времени (рис.2, диагр.25, момент времени t2) сигнал поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 15. Он произведет одно колебание (рис.2, диагр.26) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 13 (рис 2, диагр.24) и поступит на первый вход элемента И 19. В это момент времени (t2 см. рис.2) СВ 9 отключится и отключит ток КЗ, поэтому существовавший до этого сигнал на первом выходе ДН 17, при устойчивом двухфазном КЗ в точке 4, исчезнет (рис.2, диагр.28а, момент времени t2). А если в точке 4 будет устойчивое трехфазное КЗ, то сигнал со второго выхода ДН 17 исчезнет в момент времени t2 (рис.2, диагр.28б). Отсутствие сигнала на первом выходе ДН 17 при двухфазном КЗ приведет к появлению выходного сигнала на элементе НЕ 18 (рис.2, диагр.29). Этот сигнал поступит на третий вход элемента И 18. Отключение тока КЗ приведет также к исчезновению выходного сигнала с ДТКЗ 12 (рис.2, диагр.23) и появлению при этом сигнала на выходе элемента НЕ 16 (рис.2, диагр.27, момент времени t2), который поступит на второй вход элемента И 19 на второй вход элемента И 21. Элемент И 19 сработает (рис.2, диагр.30) и его сигнал поступит в РУ 22 и там появиться информация о том, что произошел отказ отключения ГВ 3 и отключение СВ 9 при двухфазном КЗ. При трехфазном КЗ в точке 4 на элемент И 21 входные сигналы поступят с элементов ОДНОВИБРАТОР 15, НЕ 16 и НЕ 20 (рис.2, диагр.26, 27 и 31 соответственно) и он сработает в момент времени t2 и его выходной сигнал (рис.2, диагр.32) поступив в 1 РУ 22 обеспечит появление нем информации об отказе отключения ГВ 3 и отключении СВ 9 при трехфазном КЗ.
Таким образом, можно получать информацию об отказе отключения головного и отключении секционного выключателей при работе кольцевой сети в режиме подстанционного резервирования с определением вида короткого замыкания.
Литература:
1. Патент РФ № 2504062, опубл. 10.01.2014, бюл.№ 1.
