Способ уменьшения выдержки времени срабатывания сетевого автоматического включения резерва при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии
Владельцы патента RU 2292105:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) (RU)
Изобретение относится к автоматике электрических сетей. Технический результат заключается в расширении области применения и функциональных возможностей способа путем использования его для уменьшения выдержки времени срабатывания сетевого АВР при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии. Для этого в способе контролируют линейные напряжения в резервируемой линии, а также напряжения обратной последовательности в ней, фиксируют исчезновение одного линейного напряжения, в этот же момент фиксируют появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, делают вывод, что на одном из участков резервируемой линии произошло двухфазное короткое замыкание, затем фиксируют исчезновение всех линейных напряжений в резервируемой линии, после чего начинают отсчет максимальной выдержки времени срабатывания сетевого АВР, в это же время контролируют повторное появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, обусловленное неуспешным АПВ на двухфазное короткое замыкание одного из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, фиксируют его появление и после его исчезновения, если отсутствуют все линейные напряжения в резервируемой линии, делают вывод, что в результате неуспешного АПВ на двухфазное короткое замыкание, произошедшее на одном из участков резервируемой линии, отключился один из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, и в этом случае подают сигнал на срабатывание сетевого АВР, не дожидаясь окончания отсчета максимальной выдержки времени его срабатывания. 2 ил.
Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для уменьшения выдержки времени срабатывания сетевого автоматического включения резерва (АВР) при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии.
Известен способ запрета АВР при несимметричных коротких замыканиях на секционированной линии с двусторонним питанием, заключающийся в сравнении времени между бросками напряжения обратной последовательности со временем бестоковой паузы автоматического повторного включения (АПВ) секционирующего выключателя [Авт. св. №412655, кл. Н 02 J 9/06 от 26.08.1974 г.].
Недостатком известного способа является узкая область его применения, так как данный способ применим лишь для запрета АВР при несимметричных коротких замыканиях на секционированной линии с двухсторонним питанием и не позволяет уменьшать выдержку времени срабатывания сетевого АВР при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей способа путем использования его для уменьшения выдержки времени срабатывания сетевого автоматического включения резерва при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии.
Для решения указанной задачи в известном способе сравнивают время между бросками напряжения обратной последовательности со временем бестоковой паузы АПВ секционирующего выключателя, согласно изобретению контролируют линейные напряжения в резервируемой линии, а также напряжения обратной последовательности в ней, фиксируют исчезновение одного линейного напряжения, в этот же момент фиксируют появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, делают вывод, что на одном из участков резервируемой линии произошло двухфазное короткое замыкание, затем фиксируют исчезновение всех линейных напряжений в резервируемой линии, после чего начинают отсчет максимальной выдержки времени срабатывания сетевого АВР, в это же время контролируют повторное появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, обусловленное неуспешным АПВ на двухфазное короткое замыкание одного из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, фиксируют его появление и после его исчезновения, если отсутствуют все линейные напряжения в резервируемой линии, делают вывод, что в результате неуспешного АПВ на двухфазное короткое замыкание, произошедшее на одном из участков резервируемой линии, отключился один из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, и в этом случае подают сигнал на срабатывание сетевого АВР, не дожидаясь окончания отсчета максимальной выдержки времени его срабатывания.
Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана структурная схема устройства, реализующего способ;
на фиг.2 показаны диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фигуре 1 при коротком замыкании в точке 21.
Схема (см. фиг.1) содержит: секционирующий выключатель Q1 в резервируемой линии, секционирующий выключатель Q2 в резервируемой линии, секционирующий выключатель Q3 в резервируемой линии, выключатель сетевого АВР Q4, датчик напряжения ДН 5, датчик наличия напряжения ДНН 6, элемент НЕ 7, элемент Задержка 8, элемент Память 9, элемент ИЛИ 10, элемент Задержка 11, фильтр напряжения обратной последовательности ФНОП 12, датчик напряжения обратной последовательности ДНОП 13, формирователь импульсов ФИ 14, элемент Память 15, элемент И 16, элемент Память 17, элемент И 18, элемент Память 19, датчик линейных напряжений ДЛН 20 точка короткого замыкания 21, точка короткого замыкания 22.
При коротком замыкании (к.з.) в точке 21 (см. фиг.1) диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.2, имеют вид: 23 - на выходе элемента 6; 24 - на выходе элемента 20; 25 - на выходе элемента 7; 26 - на выходе элемента 8; 27 - на выходе элемента 9; 28 - на выходе элемента 10 при работе с максимальной выдержкой времени сетевого АВР; 29 - на выходе элемента 11 при работе с максимальной выдержкой времени сетевого АВР; 30 - на выходе элемента 19 при работе с максимальной выдержкой времени сетевого АВР; 31 - на выходе элемента 12; 32 - на выходе элемента 13; 33 - на выходе элемента 14; 34 - на выходе элемента 15; 35 - на выходе элемента 16; 36 - на выходе элемента 17; 37 - на выходе элемента 18; 38 - на выходе элемента 10 при работе с уменьшенной выдержкой времени сетевого АВР; 39 - на выходе элемента 11 при работе с уменьшенной выдержкой времени сетевого АВР; 40 - на выходе элемента 19 при работе с уменьшенной выдержкой времени сетевого АВР.
Схема работает следующим образом.
В нормальном режиме работы на резервируемой линии присутствуют все линейные напряжения и отсутствует напряжение обратной последовательности, поэтому отсутствуют сигналы на выходах элементов НЕ 7, ФНОП 12; на выходе элемента ДЛН 20 присутствует сигнал, который подается на сброс элементов Память 9, Память 15, Память 17 и Память 19. Схема не запускается.
Работа АВР с максимальной выдержкой времени при исчезновении напряжения на резервируемой линии обеспечивается следующим образом.
В момент возникновения двухфазного к.з. в точке 21 или 22 исчезает одно из линейных напряжений, что приводит с исчезновению сигнала с выхода элемента ДЛН 20 (фиг.2, диаграмма 24). Таким образом пропадает сигнал сброса с элементов Память 9, Память 15, Память 17 и Память 19. Поскольку в этот момент два других линейных напряжения присутствуют, в резервируемой линии на выходе элемента ДНН 6 есть сигнал (фиг.2, диаграмма 23). После отключения к.з. секционирующим выключателем Q2 (фиг.1) в случае к.з. в точке 21 (фиг.1) или выключателем Q1 в случае к.з. в точке 22 (фиг.1) сигнал с выхода элемента ДНН 6 исчезает (фиг.2, диаграмма 23), появляется сигнал на выходе элемента НЕ 7 (фиг.2, диаграмма 25) и подается на вход элемента Задержка 8, на выходе которого сигнал появится через время, равное максимальной выдержке времени срабатывания сетевого АВР (фиг.2, диаграмма 26). Это время учитывает наибольшее время бестоковой паузы АПВ секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии (в данном случае это время бестоковой паузы АПВ выключателя Q3). Сигнал с выхода элемента Задержка 8 подается на вход элемента Память 9, на его выходе появляется сигнал, поступающий на вход элемента ИЛИ 10 (фиг.2, диаграмма 27). Сигнал с элемента ИЛИ 10 подается на вход элемента Задержка 11, обеспечивающего выдержку времени, необходимую для отключения делительной автоматикой выключателя Q3 (фиг.1). С элемента Задержка 11 сигнал подается на вход элемента Память 19 (фиг.2, диаграмма 29), на выходе этого элемента появляется сигнал, который включает сетевой АВР (фиг.2, диаграмма 30). Если за время, заданное в элементе Задержка 8, произойдет успешное АПВ одного из выключателей (Q2 или Q1), то в этом случае восстановятся все линейные напряжения в резервируемой линии, соответственно появится сигнал с выхода элемента ДЛН 20, который будет подан на сброс элементов Память 9 и Память 19. Таким образом, на входы элементов ИЛИ 10 и, соответственно, Задержка 11 и сигнал подан не будет, вследствие чего включения АВР не произойдет.
Уменьшение выдержки времени срабатывания сетевого АВР с помощью схемы (фиг.1) выполняется следующим образом.
При двухфазном к.з. в точке 21 или точке 22 (фиг.1) в момент его появления исчезает одно из линейных напряжений, что приводит к исчезновению сигнала с выхода элемента ДЛН 20 (фиг.2, диаграмма 24). Таким образом, пропадает сигнал сброса с элементов Память 9, Память 15, Память 17 и Память 19. В этот же момент в резервируемой линии появляется напряжение обратной последовательности, следовательно, на выходе элемента ФНОП 12 появляется сигнал (фиг.2, диаграмма 31), что приводит к срабатыванию элемента ДНОП 13, с выхода которого сигнал подается на входы элементов ФИ 14, И 16 (фиг.2, диаграмма 32). Элемент ФИ 14 формирует сигнал при исчезновении сигнала на его входе, то есть на выходе элемента ФИ 14 сигнал (фиг.2, диаграмма 33) появляется в момент исчезновения сигнала с выхода элемента ДНОП 13 (фиг.2, диаграмма 32). Это происходит при отключении одного из секционирующих выключателей Q2 или Q1 вследствие к.з. в точке 21 или 22 соответственно. Сигнал с выхода элемента ФИ 14 запоминается элементом Память 15, с выхода которого сигнал поступает на один из входов элемента И16 (фиг.2, диаграмма 34). На втором входе элемента И 16 в это время сигнал отсутствует, поскольку нет сигнала с выхода элемента ДНОП 13 (фиг.2, диаграмма 32). Через определенное время бестоковой паузы происходит АПВ одного из секционирующих выключателей Q2 или Q1 (при к.з. в точке 21 или 22 соответственно), вследствие чего, если двухфазное к.з. является устойчивым, в резервируемой линии вновь появляется напряжение обратной последовательности (АПВ является неуспешным). Появляются сигналы на выходах элементов ФНОП 12 и ДНОП 13 (фиг.2, диаграмма 31, диаграмма 32 соответственно). Сигнал с выхода ДНОП 13 подается на второй вход элемента И 16 (фиг.2, диаграмма 32), на первом входе которого в это время присутствует сигнал с элемента Память 15 (фиг.2, диаграмма 34). На выходе элемента И 16 появляется сигнал (фиг.2, диаграмма 35), запоминается элементом Память 17 (фиг.2, диаграмма 36) и подается на один из входов элемента И 18, на втором входе которого сигнал появляется с элемента НЕ 7 при исчезновении напряжения в резервируемой линии после отключения одного из секционирующих выключателей Q2 или Q1 (при к.з. в точке 21 или 22 соответственно) (фиг.2, диаграмма 25).
На выходе элемента И 18 появляется сигнал (фиг.2, диаграмма 37), который поступает на вход элемента ИЛИ 10. Этот сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 10 раньше, чем на второй его вход поступает сигнал с элемента Память 9 (работающего в схеме максимальной выдержки времени срабатывания сетевого АВР), поскольку время бестоковой паузы АПВ секционирующих выключателей Q2 и Q1 меньше бестоковой паузы АПВ выключателя Q3. С выхода элемента ИЛИ 10 сигнал подается на вход элемента Задержка 11 (фиг.2, диаграмма 38), с выхода которого сигнал подается через время, достаточное для отключения делительной автоматикой выключателя Q3 (фиг.1). С элемента Задержка 11 сигнал подается на вход элемента Память 19 (фиг.2, диаграмма 39), на выходе этого элемента появляется сигнал, который включает сетевой АВР (фиг.2, диаграмма 40). В этом случае сетевой АВР включается раньше, чем при работе схемы с максимальной выдержкой времени его срабатывания, как следует из сравнения диаграмм 30 и 40 (фиг.2) на время Δt (фиг.2).
Если двухфазное к.з. в точке 21 или точке 22 будет неустойчивым и самоустранится за время бестоковой паузы выключателя Q2 или Q1 соответственно, в этом случае произойдет успешное АПВ одного из указанных секционирующих выключателей. При этом восстановятся все линейные напряжения в резервируемой линии, соответственно появится сигнал с выхода-элемента ДЛН 20, который будет подан на сброс элементов Память 9, Память 15, Память 17 и Память 19. Таким образом, на входы элементов ИЛИ 10 и, соответственно, Задержка 11 сигнал подан не будет, вследствие чего включения АВР не произойдет.
Таким образом происходит уменьшение выдержки времени срабатывания сетевого АВР при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии. Это расширяет область применения и функциональные возможности способа, что увеличивает эффективность электроснабжения потребителей за счет сокращения времени перерывов в их снабжении электрической энергией.
Способ уменьшения выдержки времени срабатывания сетевого автоматического включения резерва (АВР) при двухфазном коротком замыкании на одном из участков резервируемой линии, заключающийся в контроле напряжений обратной последовательности в резервируемой линии, отличающийся тем, что контролируют линейные напряжения в резервируемой линии, а также напряжения обратной последовательности в ней, фиксируют исчезновение одного линейного напряжения, в этот же момент фиксируют появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, делают вывод, что на одном из участков резервируемой линии произошло двухфазное короткое замыкание, затем фиксируют исчезновение всех линейных напряжений в резервируемой линии, после чего начинают отсчет максимальной выдержки времени срабатывания сетевого АВР, в это же время контролируют повторное появление напряжения обратной последовательности в резервируемой линии, обусловленное неуспешным автоматическим повторным включением (АПВ) на двухфазное короткое замыкание одного из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, фиксируют его появление и после его исчезновения, если отсутствуют все линейные напряжения в резервируемой линии, делают вывод, что в результате неуспешного АПВ на двухфазное короткое замыкание, произошедшее на одном из участков резервируемой линии, отключился один из секционирующих выключателей, установленных в резервируемой линии, и в этом случае подают сигнал на срабатывание сетевого АВР, не дожидаясь окончания отсчета максимальной выдержки времени его срабатывания.
