Способ автоматического повторного включения линии электропередачи

Авторы патента:

H02H3/06 - обеспечивающие автоматическое восстановление соединения

Владельцы патента RU 2365013:

Куликов Александр Леонидович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для линий электропередачи (ЛЭП). Технический результат заключается в повышении вероятности успешного автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП. Согласно способу АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, в котором диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для линий электропередачи (ЛЭП), например, переменного тока.

Известен способ пуска автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9], при котором пуск АПВ производится в момент посылки команды на отключение возникшего к.з. и осуществляется органами, фиксирующими возникновение повреждения, как правило, устройствами релейной защиты, производящими отключение выключателей поврежденной линии.

Недостатком такого способа пуска является то, что он обеспечивает повторное включение только при аварийных отключениях, которые имеют место вследствие действия релейной защиты.

От указанного недостатка свободен другой способ, предусматривающий пуск устройства АПВ ЛЭП после аварийного отключения выключателя [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9].

Недостатком обоих способов пука АПВ ЛЭП является высокая вероятность неуспешных включений.

Успешность АПВ воздушных ЛЭП по данным, представленным в [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.6], составляет: 60-75% при первом повторном включении, 10-15% при втором, 1.5-3% при третьем. В другой литературе [Справочник по релейной защите / Под общей редакцией М.А.Берковича. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. стр.476] успешность АПВ ЛЭП и шин оценивается 75-85%.

Указанного недостатка лишена линия электропередачи сверх - и ультравысокого напряжения [Патент РФ №1072734, МПК6 H02J 3/00, Н02Н 3/06, опубл. 20.03.1995], оборудованная на каждом конце высоковольтным выключателем, блоком автоматического шунтирования фазы (АШВ) линии на землю и содержащая трансформаторы тока и напряжения в каждой фазе линии, к выходам которых подключены входы блока релейной защиты БРЗ, выход которого соединен с входом блока однофазного автоматического повторного включения линии (ОАПВ), отключающий выход которого соединен с выходом блока пофазного управления автоматическим шунтированием фазы (БПУ АФШ) и с отключающим входом блока управления высоковольтным выключателем (БУВ), включающий выход ОАПВ через логический элемент И подключен к включающему входу БУВ, на второй вход элемента И включен фиксирующий отключение выход БПУ АШФ, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности повторного включения линии, она снабжена блоком измерения расстояния до места повреждения (БИР), блоком уставки напряжения (БУ), источником трехфазного напряжения промышленной частоты (ИТН), соединенным с блоком регулирования величины и фазы напряжения промышленной частоты (БР), блоком задержки (БЗ), который включен между отключающим выходом ОАПВ и входом БИР, соединенным с выходом БРЗ, выход БИР соединен с аналогичным входом БУ, выход которого подключен к входу установки БР, включенного в нулевой провод АШФ, таковой вход и вход напряжения БУ присоединены соответственно к выходам трансформаторов тока и напряжения, вход фиксации поврежденной базы БУ присоединен к отключающему выходу ОАПВ, выход отсутствия повреждения БИР подключен к третьему входу элемента И.

Блок измерения расстояния (БИР) до места повреждения линии электропередачи, участвующий в пуске АПВ, выполнен на основе односторонних импульсных методов определения места повреждения (ОМП) [Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. - М.: «Энергия», 1968], например на базе ранее выпускавшихся промышленностью устройств типа ЛИДА.

Однако недостатком использования импульсных методов является небольшая дальность (ОМП), ограниченная энергией излучаемого в линию сигнала. При этом повышение мощности излучения может приводить к пробоям, нарушению электромагнитной совместимости работающего оборудования и другим последствиям. Повышение длительности излучаемого сигнала ухудшает точностные характеристики импульсных методов, а также увеличивает «слепую зону». «Слепая зона» или зона нечувствительности связана с необходимостью блокирования приемного устройства БИР на момент излучения импульсного сигнала в линию. Поэтому обнаружения повреждений на малых дальностях от места установки БИР не происходит.

Отмеченные недостатки уменьшают область ОМП ЛЭП и в конечном итоге -вероятность успешного АПВ ЛЭП. При этом неуспешное включение приводит к неоправданному увеличению числа к.з. в сети и, как следствие, развитию повреждений оборудования, необходимости восполнения ресурса выключателей за счет ремонтов, особенно при многократных АПВ [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969., стр.10].

Известно устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи [Свид. СССР №799073, МПК 3 Н02Н 11/00, Н02Н 3/06, опубл. 23.01.1981], в котором предусмотрена возможность генерирования в линию высокочастотных сигналов для проверки наличия-отсутствия повреждения в дальней зоне. Однако в данном случае высокочастотный сигнал характеризуется «слабой» информативностью, являясь, по сути, только элементом синхронизации работы двух полукомплектов, расположенных на разных концах линии.

В качестве прототипа выбран способ автоматического повторного включения линии электропередачи [Свид. СССР №943957, МПК 3 Н02Н 3/06, опубл. 15.07.1982], при котором в случае однофазного короткого замыкания отключают поврежденную фазу и повторное включение осуществляют только в случае самоустранения повреждения. Данный способ позволяет увеличить долю успешных автоматических повторных включений, но только при однофазных коротких замыканиях. Между тем, перечень возможных повреждений гораздо шире, например двухфазные (междуфазные), двухфазные на землю, трехфазные на землю и без земли. Опыт эксплуатации воздушных ЛЭП свидетельствует о возможных поэтапных вариантах развития аварий, когда однофазное короткое замыкание переходит в двухфазное, а затем возможен и вариант трехфазного короткого замыкания.

Задача изобретения - повышение вероятности успешного АПВ ЛЭП.

Указанная задача решается способом автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (ЛЭП), при котором АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, в котором диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.

Методы измерения характеристик ЛЭП, изложенные, например, в литературе [Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих. Применение к анализу несимметричных электрических сетей. - Л-М.: Главная редакция энергетической литературы, 1936], применимы и в полной мере сохраняют свои диагностические свойства на высоких частотах, отличных от значений промышленной частоты (50 Гц). Поэтому,используя ВЧ-присоединение ЛЭП, можно проводить односторонние измерения, например, комплексного сопротивления (сопротивлений) ЛЭП с помощью генерируемого в линию непрерывного гармонического сигнала. Кроме того, измерение характеристик ЛЭП на высоких частотах можно проводить и без излучения в ЛЭП высокочастотных сигналов. Для этого можно использовать высокочастотные шумы, наводимые сторонними источниками электромагнитного излучения. По характеристикам комплексного сопротивления (сопротивлений) на высокой частоте, используя дистанционный принцип релейной защиты [Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение. - Перевод с англ. Под ред. Дьяконова А.Ф. - М.: Энергоиздат.2005], можно судить о наличии повреждения ЛЭП.

Энергия непрерывного излучения по сравнению с импульсным, при одинаковой амплитуде, определяемая как произведение мощности на длительность излучения, значительно больше, поэтому применение такого способа возможно на больших дальностях. Реализация способа позволяет исключить ранее указанные «слепые зоны», обеспечить комплексную диагностику всей ЛЭП при любых типах повреждений, а также сократить аппаратурные затраты.

Способ автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (ЛЭП), при котором АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, отличающийся тем, что диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.

Способ включения трехфазной линии электропередачи // 2358368

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено в аппаратуре релейной защиты и автоматики для управления включением трехфазной линии электропередачи (ЛЭП).

Способ гашения дуги однофазного замыкания на землю в паузе оапв линии электропередачи с шунтирующим трехфазным реактором // 2341858

Изобретение относится к области электротехники, в частности к защите и автоматике энергосистем, и может использоваться для эффективного гашения дуги емкостного тока в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) линии электропередач при возникновении однофазных замыканий на землю.

Устройство автоматического повторного включения, в частности, для управляемых током нулевой последовательности выключателей // 2323511

Способ управления фидерным выключателем тяговой подстанции переменного тока 27,5 кв и 2 × 27,5 кв и устройство для его реализации // 2317622

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления коммутационными аппаратами, в частности фидерными выключателями тяговых подстанций переменного тока 27,5 кВ и 2×27,5 кВ.

Блок включения фидера // 2297086

Изобретение относится к области автоматизации устройств электроснабжения железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам включения фидера. .

Устройство автоматического повторного включения // 2272347

Изобретение относится к автоматизации энергосистем и может быть использовано в защите устройств электроснабжения от превышения токов нагрузки предельно-допустимых значений.

Реле тока // 2248653

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электронных реле тока, реагирующих на приращение тока, например тока обратной последовательности.

Устройство автоматического повторного включения // 2246159

Изобретение относится к автоматизации энергосистем и может быть использовано в защите устройств электроснабжения от токов короткого замыкания. .

Реле тока // 2244991

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электронного реле тока. .

Устройство динамического восстановления провалов напряжения // 2393611

Изобретение относится к электротехнике

Устройство для осуществления однофазного автоматического повторного включения линий сверхвысокого напряжения // 2400003

Изобретение относится к технике передачи электроэнергии переменным током, а именно к электропередачам сверхвысокого напряжения (СВН)

Реле тока // 2417497

Способ и система для перераспределения исправных проводников в параллельных линиях электропередачи // 2454768

Изобретение относится к области передачи электроэнергии, и более точно, к способу и системе для перераспределения исправных проводников в параллельных линиях при передаче электроэнергии, чтобы сформировать восстановленную линию для возобновления передачи электроэнергии по одной линии в параллельных линиях

Автоматический выключатель с улучшенной функцией повторного замыкания // 2491690

Способ включения трехфазной линии электропередачи // 2510115

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение области применения и повышение безопасности. Способ заключается в том, что включают первую фазу, измеряют напряжение на второй и третьей фазах, проверяют превышение первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включают вторую фазу, измеряют напряжение на третьей фазе, проверяют превышение второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включают третью фазу, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжений, измеренных на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, причем, при получении сигнала о наличии короткого замыкания на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули |U12(13)| векторной разности напряжений фаз первой и второй |U12| и первой и третьей |U13| с малой контрольной величиной 0,1|U фн|, где |U фн| - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия |U12(13)|<0,1|U фн| фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй и первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую и вторую и третью фазы, соответственно.

Способ автоматического повторного включения воздушной линии электропередачи при плавке гололеда // 2521970

Изобретение относится к области электроэнергетики и может найти применение при эксплуатации воздушных линий (ВЛ) в условиях гололедообразования. Технический результат изобретения - снижение вероятности повреждения линии при использовании быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ) в режиме плавки гололеда. Способ АПВ заключается в том, что определяют участок воздушной линии, на котором произошло КЗ, измеряют суммарную нагрузку на провод этого участка и интервал времени от начала плавки до возникновения КЗ и разрешают автоматическое повторное включение линии при выполнении определенных условий .

Способ адаптивного однофазного автоматического повторного включения воздушных линий электропередачи переменного тока // 2535654

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - упрощение алгоритма обработки напряжения на отключенной фазе, снижение трудоемкости реализации способа и повышение надежности. Согласно способу напряжение на отключенном фазном проводе воздушной линии электропередачи измеряется посредством электромагнитного (измерительного) трансформатора. Спустя два периода промышленной частоты после подачи команды на отключение линейных выключателей поврежденной фазы на скользящем временном отрезке, равном одному периоду промышленной частоты, вычисляют среднее значение измеренного напряжения (ucp) и амплитуду его промышленной составляющей (u~). Определяют соотношение среднего значения к амплитуде напряжения промышленной частоты K=ucp/u~ и обрабатывают сигнал К линейным цифровым фильтром нижних частот с частотой среза в 3-4 раза меньше промышленной. В момент времени, когда модуль сигнала K* на выходе линейного цифрового фильтра превысит пороговое значение, фиксируют время гашения (tгаш), устанавливают факт гашения дуги подпитки и выдают разрешающую команду на повторное включение линейных выключателей отключенной фазы. 2 ил.

Реле тока // 2563959

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электронным реле тока. Реле тока содержит промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, исполнительный элемент, четыре пороговых блока, два элемента И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, одновибратор, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок вычитания, сумматор, двухсторонний ограничитель, нерекурсивный фильтр, формирователь коротких импульсов, RS-триггер, два ключа, блок элементов ИЛИ. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости. 2 ил.

Способ включения линии электропередачи переменного тока // 2565053

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение области применения и повышение безопасности включения линий электропередачи переменного тока. Способ основан на включении первой фазы, измерении напряжения на второй и третьей фазах, проверке превышения первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включения второй фазы, измерении напряжения на третьей фазе, проверке превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включения третьей фазы, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжений, измеренных на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, при получении сигнала о наличии короткого замыкания на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули | U 1 2 ( 1 3 ) | векторной разности напряжений фаз первой и второй | U 1 2 | и первой и третьей | U 1 3 | с малой контрольной величиной 0 , 1 | U ф н | , где | U ф н | - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия | U 1 2 ( 1 3 ) | < 0 , 1 | U ф н | фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй и первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую и вторую и третью фазы, соответственно, при этом проверку превышения первой контрольной величиной измеренных напряжений на второй и третьей фазах после включения первой фазы и проверку превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе после включения второй фазы, а также проверку выполнения условия | U 1 2 ( 1 3 ) | < 0 , 1 | U ф н | после сравнения модулей | U 1 2 ( 1 3 ) | векторной разности напряжений фаз первой и второй | U 1 2 | и первой и третьей | U 1 3 | после включения второй и третьей фаз проводят сериями по N проверок подряд от момента включения первой фазы, второй фазы и второй и третьей фаз, соответственно, причем каждую из серий проверок проводят на интервале времени, длительность которого равна N периодам номинальной частоты линии электропередачи переменного тока, а результаты проверок по итогам серии принимают по большему числу одинаковых результатов мажоритарной обработки зафиксированных результатов проверок в соответствующей серии. 2 з.п. ф-лы.