Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения

Авторы патента:


Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения
Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения
Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения
Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения

 


Владельцы патента RU 2483411:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и снижение себестоимости защиты. Сборная шина (10) имеет ввод (11) и по меньшей мере два ответвления (12а, 12b, 12с), в каждом ответвлении (12а, 12b, 12с) предусмотрено устройство (16а, 16b, 16с) защиты ответвления, и на вводе (11) предусмотрено устройство (13) защиты ввода, и при коротком замыкании на одном из ответвлений (например, 12а) соответствующее этому ответвлению (например, 12а) устройство (например, 16а) защиты ответвления посылает на устройство (13) защиты ввода сигнал блокирования, который задерживает или блокирует срабатывание размещенного во вводе (11) силового переключателя (15). Чтобы предоставить способ, в котором требуются сравнительно низкие затраты на установку, предложено, что устройства (16а, 16b, 16с) защиты ответвлений по шине (19) передачи данных периодически посылают коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) на устройство (13) защиты ввода, и устройство (13) защиты ввода посредством логики проверки проверяет прием коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc), и, при необходимости, препятствует осуществлению сигнала (В) блокирования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способу контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения по отношению к возникающим коротким замыканиям, причем сборная шина имеет ввод и по меньшей мере два ответвления, в каждом ответвлении предусмотрено устройство защиты ответвления, которое контролирует соответствующее ответвление на короткие замыкания, и на вводе предусмотрено устройство защиты ввода, которое контролирует сборную шину на короткие замыкания. При коротком замыкании на одном из ответвлений соответствующее этому ответвлению устройство защиты ответвления посылает на устройство защиты ввода сигнал блокирования, который задерживает или блокирует срабатывание размещенного во вводе силового выключателя. Изобретение также относится к соответствующему устройству защиты ввода, с помощью которого может быть выполнен такой способ.

Устройство защиты, с которым может быть выполнен способ вышеописанного типа, изготавливается и поставляется фирмой Siemens AG, например, под наименованием “Digitaler Überstromzeitschutz SIPROTEC 7SJ600”.

Сборные шины в электрических сетях энергоснабжения служат для распределения электрической энергии на два или более ответвления. При этом сборная шина сама снабжается электрической энергией через по меньшей мере один ввод. При работе электрической сети энергоснабжения сборная шина должна контролироваться на возможные возникающие короткие замыкания. Такие короткие замыкания могут возникать на сборной шине перед ответвлениями или одном из ответвлений. Для контроля на вводе и на каждом ответвлении обычно предусмотрены электрические устройства защиты, которые на основе электрических измеряемых величин (например, измеряемых величин тока и/или напряжения) принимают решение, имеет ли место короткое замыкание или нет. Если имеет место короткое замыкание, то оно должно посредством размыкания соответствующих силовых выключателей, которые размещены во вводе и в каждом из ответвлений, отключаться. В то время как устройства защиты ответвления могут регистрировать только те короткие замыкания, которые возникают в соответствующем им ответвлении, устройство защиты ввода может распознавать короткие замыкания на полной сборной шине, то есть перед и на отдельных ответвлениях, в общем случае не различая их, как правило, друг от друга.

Для того чтобы в случае короткого замыкания в одном ответвлении сборной шины по возможности целенаправленно отключать только затронутое неисправностью ответвление, но не всю сборную шину со всеми ответвлениями, обычно устройство защиты ответвления, которое обнаружило короткое замыкание в своем ответвлении, выдает так называемый «сигнал блокирования» на устройство защиты ввода, чтобы воспрепятствовать срабатыванию относящегося к вводу сборной шины силового выключателя. Тем самым может гарантироваться, что короткое замыкание на этом ответвлении целенаправленно отключается с помощью соответствующего этому ответвлению устройства защиты ответвления, а не вышестоящего устройства защиты ввода.

Возникающие в сборной шине и ответвлениях короткие замыкания распознаются устройством защиты ввода и отключаются. Дополнительно устройство защиты ввода служит для устройств защиты ответвления в качестве резервного устройства защиты для случая, когда ввиду неисправного функционирования либо устройства защиты ответвления, либо соответствующего неисправному ответвлению силового выключателя, не осуществляется отключение короткого замыкания в ответвлении. Для этого устройство защиты ввода может независимо от возможного существующего сигнала блокирования отключать такие короткие замыкания, которые существуют в течение длительного времени.

Для передачи сигнала блокирования от соответствующего устройства защиты ответвления к устройству защиты ввода до настоящего времени предусматривается обычно так называемый «постоянный проводной монтаж», то есть коммуникационное соединение, при котором сигнальный выход каждого устройства защиты ответвления через отдельную электрическую линию непосредственно соединен с соответствующим сигнальным входом устройства защиты ввода. Хотя при такой конфигурации контроль отдельных проводников на их работоспособность (например, посредством распознавания разрыва провода) можно выполнить сравнительно просто, и возникшую неисправность можно легко соотнести с определенной линией, постоянный проводной монтаж, особенно в случае сборных шин с множеством ответвлений, означает очень высокие затраты на установку и поэтому высокую стоимость.

Поэтому задачей настоящего изобретения является предложить способ вышеназванного типа и соответствующее устройство защиты, которые при сопоставимой защищенности от коммуникационных сбоев обеспечивают возможность низких затрат на установку и тем самым более низкую стоимость.

Для решения этой задачи предложен способ вышеназванного типа, при котором устройства защиты ответвлений по шине передачи данных повторно посылают коммуникационные телеграммы на устройство защиты ввода, устройство защиты ввода проверяет прием коммуникационных телеграмм, устройство защиты ввода классифицирует как неисправное такое устройство защиты ответвления, от которого в течение установленного интервала времени не было принято никаких коммуникационных телеграмм, если в течение того же самого интервала времени от по меньшей мере одного другого устройства защиты ответвления принимались коммуникационные телеграммы, и при по меньшей мере одном классифицированном как неисправное устройстве защиты ответвления устройство защиты ввода препятствует осуществлению сигнала блокирования.

При этом в основе изобретения, прежде всего, лежит идея о том, чтобы затратный постоянный проводной монтаж между отдельными устройствами защиты ответвлений и устройством защиты ввода заменить шиной передачи данных. Чтобы и в такой системе гарантировать сопоставимую защищенность от неисправностей, возникающих в шине передачи данных, устройстве защиты ввода или устройствах защиты ответвлений, предусмотрено, что устройство защиты ввода с применением логики контроля контролирует прием отдельных коммуникационных телеграмм соответствующих устройств защиты ответвлений. Соответственно результату такого контроля, принимается решение относительно осуществления принимаемых сигналов блокирования. Если именно при отсутствии коммуникационных телеграмм отдельного устройства защиты ответвления распознается неисправность этого устройства защиты ответвления, то устройство защиты ввода не может блокироваться и при наличии сигнала блокирования от одного из других устройств защиты ответвлений, так как должно гарантироваться, что при коротком замыкании в ответвлении с неисправным устройством защиты ответвления может осуществляться отключение короткого замыкания. Ввиду неисправности в соответствующем устройстве защиты ответвления, это отключение может осуществляться, однако, только посредством устройства защиты ввода.

В соответствующем изобретению способе, следовательно, с одной стороны, дорогостоящий и затратный постоянный проводной монтаж заменяется более простой для установки и эксплуатации шиной передачи данных, с другой стороны, защищенность от неисправностей и коммуникационных сбоев в этом случае гарантируется сравнительно простым контролем коммуникационных телеграмм, посылаемых по шине передачи данных.

Предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа предусматривает, что в случае короткого замыкания устройство защиты ввода при по меньшей мере одном классифицированном как неисправное устройстве защиты ответвления только тогда задействует соответствующий вводу силовой выключатель, если по истечении предварительно заданного времени задержки короткое замыкание все еще имеет место. Тем самым устройству защиты ответвления неисправного ответвления, так сказать, дается первый шанс отключить имеющееся в ответвлении короткое замыкание, прежде чем через устройство защиты ввода вся сборная шина будет обесточена.

Тем самым, в том числе, должен учитываться случай, что неисправность классифицированного как неисправное устройства защиты ответвления ограничивается не его функцией защиты как таковой, а, например, коммуникационным устройством, через которое выдаются коммуникационные телеграммы на шину передачи данных.

Другая предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа предусматривает, что устройство защиты ввода свое коммуникационное соединение с устройствами защиты ответвлений классифицирует как неисправное, если во время установленного временного интервала не принимаются никакие коммуникационные телеграммы. Тем самым предпочтительным способом достигается то, что для случая, когда вообще никакие коммуникационные телеграммы больше не принимаются устройством защиты ввода, последнее не классифицирует все устройства защиты ответвлений как неисправные, а исходит из того, что его собственное коммуникационное соединение с устройствами защиты ответвлений имеет неисправность.

В этой связи рассматривается в качестве предпочтительного, если при классифицированном как неисправное коммуникационном соединении устройство защиты ввода блокирует срабатывание соответствующего вводу силового выключателя. Так как в этом случае именно устройство защиты ввода больше не в состоянии принимать сигналы блокирования от устройств защиты ответвлений, следует прежде всего исходить из того, что устройства защиты ответвлений функционируют корректным образом, так что они ответственны за отключение коротких замыканий, возникающих в ответвлениях.

Чтобы все же иметь возможность надежно отключать имеющееся в сборной шине перед ответвлениями короткое замыкание, или неисправность устройства защиты ответвления компенсировать посредством устройства защиты ввода, в этой связи предложено, что в случае короткого замыкания устройство защиты ввода при классифицированном как неисправное коммуникационном соединении задействует соответствующий вводу силовой выключатель, если короткое замыкание по прошествии заданного времени ожидания все еще имеет место.

Другая предпочтительная форма выполнения изобретения обеспечивается тем, что коммуникационные телеграммы посылаются с регулярными интервалами. За счет регулярной передачи коммуникационных телеграмм через шину передачи данных можно особенно просто распознать, отсутствует ли прием ожидаемых коммуникационных телеграмм одного, нескольких или всех устройств защиты ответвлений.

Согласно другой предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа может быть предусмотрено, что коммуникационные телеграммы посылаются как сообщения групповой передачи по шине передачи данных. Сообщения групповой передачи посылаются от отправителя на все приемники, занесенные в список приемников коммуникационной системы. Таким образом, не требуется целенаправленная адресация коммуникационной телеграммы на устройство защиты ввода, так что возможно простое и эффективное распределение коммуникационных телеграмм на большой круг приемников.

Другая предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа предусматривает, что коммуникационные телеграммы содержат информацию о статусе соответствующего устройства защиты ответвления. В этом случае устройство защиты ввода, другие устройства защиты ответвлений и, при обстоятельствах, другие коммуникационные пользователи шины передачи данных (например, маршрутизаторы) могут очень простым способом информироваться о статусе отдельного устройства защиты ответвления. Информация о статусе может, например, среди прочего, содержать сообщение о рабочем состоянии отдельных компонентов устройства защиты ответвления или о состоянии соответствующего ответвлению силового выключателя, а также измеренные значения или сообщения о превышениях пороговых значений.

Другая предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению способа, кроме того, предусматривает, что коммуникационные телеграммы устройства защиты ответвления содержат сигнал блокирования, если соответствующее устройство защиты ответвления распознало короткое замыкание в соответствующем ему ответвлении. Таким образом сигнал блокирования может передаваться особенно эффективно, так как он встроен в и так уже подлежащую передаче коммуникационную телеграмму. В таком случае имеет преимущество, если при изменении статуса, например при распознанном коротком замыкании, содержащая сигнал блокирования коммуникационная телеграмма посылается спонтанно, то есть вне имеющегося при необходимости регулярного такта.

Конкретно, в качестве коммуникационных телеграмм могут применяться так называемые “GOOSE-телеграммы данных”. Эти специфицированные согласно стандарту IEC 61850 Международной Электротехнической Комиссии GOOSE-телеграммы данных (GOOSE- обобщенные объектно-ориентрованные события подстанции) используются в распределительных устройствах в соответствующих Ethernet коммуникационных сетях, чтобы особенно быстро и эффективно обмениваться сообщениями состояния между отдельными приборами распределительного устройства.

Вышеназванная задача также решается устройством защиты ввода для контроля сборной шины электрической сети энергоснабжения, которая содержит коммуникационное устройство и устройство обработки данных, причем коммуникационное устройство выполнено с возможностью приема коммуникационных телеграмм, посланных по шине передачи данных, по меньшей мере двух устройств защиты ответвлений, и устройство обработки данных для оценки приема коммуникационных телеграмм выполнено таким образом, что при отсутствии приема коммуникационных телеграмм только одного или нескольких из устройств защиты ответвлений блокирование срабатывания силового выключателя посредством принятого коммуникационным устройством сигнала блокирования предотвращается.

Согласно другой предпочтительно форме выполнения соответствующего изобретению устройства защиты ввода, предусмотрено, что устройство обработки данных для оценки приема коммуникационных телеграмм выполнено таким образом, что при отсутствии приема коммуникационных телеграмм всех устройств защиты ответвлений срабатывание силового выключателя блокируется.

Изобретение далее поясняется более подробно на примерах выполнения, при этом на чертежах показано следующее:

Фиг.1 - схематичное представление системы защиты для контроля электрической сборной шины на наличие коротких замыканий,

Фиг.2 - схематичное представление в виде блок-схемы примера выполнения устройства защиты ответвления,

Фиг.3 - схематичное представление в виде блок-схемы первого примера выполнения устройства защиты ввода,

Фиг.4 - схематичное представление в виде блок-схемы второго примера выполнения устройства защиты ввода.

Фиг.1 показывает сборную шину 10, которая включает в себя ввод 11 и ответвления 12а, 12b и 12с. На вводе 11 устройство 13 защиты ввода принимает через схематично представленный измерительный преобразователь 14 устройства защиты ввода измеренные значения mE, которые пригодны для того, чтобы описывать состояние сборной шины и проверять, имеет ли место короткое замыкание на сборной шине. Такими измеренными значениями могут быть измеренные значения тока или напряжения. Ввод 11 также содержит силовой выключатель 15, который посредством сигнала SE срабатывания устройства 13 защиты ввода может инициироваться для размыкания своих коммутационных контактов.

Ответвления 12а, 12b и 12с содержат соответствующие устройства 16а, 16b и 16с защиты ответвлений, которые через схематично представленные измерительные преобразователи 17а, 17 и 17 принимают описывающие состояние соответствующего ответвления 12а, 12b и 12с измеренные значения mA_a, mA_b, mA_c и на основе этих измеренных значений принимают решение о том, имеется ли на соответствующем ответвлении 12а, 12b и 12с короткое замыкание. Если такое устройство 16а, 16b, 16с защиты ответвления распознает на своем ответвлении 12а, 12b и 12с короткое замыкание, то оно выдает соответствующий сигнал SA_a, SA_b, SA_c срабатывания на относящийся к соответствующему ответвлению 12а, 12b, 12с силовой выключатель 18а, 18b, 18с, чтобы инициировать его для размыкания его переключающих контактов и тем самым отключить ответвление 12а, 12b, 12с, затронутое коротким замыканием.

Устройство 13 защиты ввода и устройства 16а, 16b, 16с защиты ответвлений соединены посредством шины 19 передачи данных, которая на Фиг.1 только для примера показана в виде кольцевой структуры и могут через нее обмениваться коммуникационными телеграммами. Так отдельные устройства 16а, 16b, 16с защиты ответвлений периодически посылают коммуникационные телеграммы Ta, Tb, Tc через шину 19 передачи данных, причем коммуникационные телеграммы Ta, Tb, Tc направляются по меньшей мере на устройство 13 защиты ввода. Устройство 13 защиты ввода принимает коммуникационные телеграммы Ta, Tb, Tc.

Коммуникационные телеграммы Ta, Tb, Tc могут содержать, например, информацию о состоянии отдельных устройств 16а, 16b, 16с защиты ответвлений. Кроме того, коммуникационные телеграммы Ta, Tb, Tc могут также включать в себя сигналы В блокирования. В качестве альтернативы, сигналы В блокирования могут также передаваться отдельно. В случае коммуникационных телеграмм речь может идти о так называемых “GOOSE-телеграммах данных”, которые специфицированы в стандарте IEC 61850 для коммуникации в распределительных устройствах. Коммуникационные телеграммы могут при этом посылаться как сообщения групповой передачи, то есть одновременно на несколько приемников.

Если на сборной шине 10 имеет место короткое замыкание, то она должна по возможности отключаться тем устройством защиты, которое непосредственно соответствует месту, в котором возникла неисправность. Так короткие замыкания, которые возникают на сборной шине перед ответвлениями 12а, 12b, 12с, должны отключаться устройством 13 защиты ввода посредством силового выключателя 15. Так как при этом вся сборная шина обесточивается, то затрагиваются все ответвления 12а, 12b, 12, ответвляющиеся от сборной шины. Короткие замыкания, которые возникают на ответвлениях, должны, напротив, отключаться соответствующим соотнесенным с ответвлением защитным устройством посредством соответствующего силового выключателя. Так, например, короткое замыкание на ответвлении 12а должно отключаться устройством 16а защиты ответвления посредством силового выключателя 18а.

Устройство 13 защиты ввода служит к тому же как резервное устройство защиты для случая, когда одно из устройств 16а, 16b, 16с защиты ответвлений не распознало короткое замыкание на своем ответвлении 12а, 12b, 12с или из-за неисправности не смогло выполнить отключение.

В случае, если одно из устройств 16а, 16b, 16с защиты ответвлений распознает короткое замыкание на своем ответвлении 12а, 12b, 12с, оно посылает по шине 19 передачи данных сигнал В блокирования, который, например, может содержаться в коммуникационной телеграмме Ta, Tb, Tc. Этот сигнал В блокирования побуждает устройство 13 защиты ввода к тому, чтобы блокировать срабатывание его силового выключателя 15, то есть предотвращать выдачу сигнала SE срабатывания на силовой выключатель 15. Соответствующее устройство 16а, 16b, 16с защиты ответвления отключает одновременно посредством своего силового выключателя 18а, 18b, 18с дефектное ответвление 12а, 12b, 12с и устраняет таким образом короткое замыкание. Однако если короткое замыкание своевременно не устранено, например, потому что соответствующее устройство защиты ответвления или силовой выключатель неисправны, то устройство 13 защиты ввода в качестве резервного устройства защиты также при существующем сигнале В блокирования может активировать свой силовой выключатель, если короткое замыкание по прошествии определенного временного интервала все еще имеет место.

В показанной на Фиг.1 системе защиты работоспособной коммуникационной передаче между устройствами 16b, 16с защиты ответвлений и устройством 13 защиты ввода соответствует высокое установленное значение, так как только при корректном приеме сигналов В блокирования гарантируется безупречная работоспособность системы защиты. Поэтому предусмотрено, что устройство обработки данных устройства 13 защиты ввода выполняет логику контроля для контроля корректной коммуникации по шине 19 передачи данных, которая поясняется ниже более подробно со ссылкой на Фиг.2-4.

На Фиг.2 показан пример выполнения устройства 20 защиты ответвления. Устройство 20 защиты ответвления принимает посредством устройства 21 определения измеренного значения mA соответствующего ответвления и подает его на устройство 24 обработки данных. Устройство 24 обработки данных содержит устройство 22 оценки, которое осуществляет оценку измеренного значения mA для проверки относительно короткого замыкания, имеющегося на ответвлении. Для этого устройство 22 оценки выполняет так называемые алгоритмы защиты, в случае которых речь может идти, например, об алгоритме защиты, основанном на времени сверхтока, или алгоритме защиты, основанном на расстоянии. Такие алгоритмы защиты известны специалисту в области контроля электрических сетей электроснабжения и здесь более подробно не объясняются. Следует только отметить, что посредством применения соответствующего алгоритма защиты устройство защиты ответвления приводится в состояние, обеспечивающее распознавание, имеется или нет короткое замыкание в контролируемом ответвлении.

Если устройство 22 оценки устройства 20 защиты ответвления распознает короткое замыкание в соответствующем ответвлении, то оно посылает сигнал SA срабатывания на силовой выключатель, соответствующий этому ответвлению, чтобы инициировать его для размыкания переключающих контактов и тем самым обесточить неисправное ответвление. Одновременно оно посылает сигнал В блокирования на коммуникационное устройство 23. Коммуникационное устройство 23 выдает сигнал В блокирования либо как таковой, либо как часть коммуникационной телеграммы T на подключенную шину передачи данных. В описании Фиг.2-4 только для примера принимается, что сигнал В блокирования передается как часть коммуникационной телеграммы T. При этом передача коммуникационной телеграммы с сигналом В блокирования может осуществляться спонтанно, то есть независимо от регулярного такта передачи коммуникационной телеграммы непосредственно после распознавания короткого замыкания.

Устройство 24 обработки данных устройства 20 защиты ответвления может также посредством расширенного устройства 25 оценки определять дополнительную информацию о статусе устройства 20 защиты ответвления и выдавать ее в качестве информационного сигнала I на коммуникационное устройство 23. Коммуникационное устройство 23 встраивает также информационные сигналы I в коммуникационную телеграмму T и выдает ее в шину передачи данных.

На Фиг.3 показан первый пример выполнения устройства 30 защиты ввода. Устройство 30 защиты ввода принимает посредством устройства 31 определения измеренного значения измеренное значение mE на вводе и подает его на устройство 33 обработки данных. Устройство 33 обработки данных содержит блок 34 контроля короткого замыкания и блок 35 контроля коммуникации.

Существенным компонентом блока 34 контроля короткого замыкания является устройство 32 оценки, которое осуществляет оценку измеренного значения mE с использованием соответствующих алгоритмов защиты, как, например, алгоритм защиты, основанный на времени сверхтока, или алгоритм защиты, основанный на расстоянии, чтобы распознать короткое замыкание на сборной шине. При этом устройство 32 оценки может сначала не различить, является ли распознанное короткое замыкание коротким замыканием на сборной шине перед ответвлением или коротким замыканием на одном из ответвлений. Если устройство 32 оценки распознает короткое замыкание, то оно выдает на выходе сигнал SE срабатывания.

Посредством коммуникационного устройства 36 устройство 30 защиты ввода принимает телеграмму Т данных и передает ее на блок 35 контроля коммуникации устройства 33 обработки данных. Блок 35 контроля коммуникации содержит устройство 37 анализа, которое проверяет, содержит ли одна из принятых коммуникационным устройством 36 коммуникационное устройство 23 коммуникационных телеграмм сигнал В блокирования, и посылает его, при соответствующем случае, в устройство 38 блокирования. Если устройство 38 блокирования принимает сигнал В блокирования, то оно выдает его на устройство 39 подавления, которое со своей стороны, при наличии сигнала В блокирования, подавляет дальнейшую передачу сигнала SE срабатывания. Таким образом, при распознанном устройством защиты ответвления коротком замыкании на его ответвлении гарантируется, что посредством сигнала В блокирования обеспечивается запрет на запуск устройством защиты ввода своего собственного силового выключателя. Короткое замыкание отключается, как следствие, с помощью соответствующего устройства защиты ответвления, без обесточивания всей сборной шины.

Блок 35 контроля коммуникации также содержит первое устройство 40 проверки, которое проверяет прием коммуникационных телеграмм Т, чтобы определить, принимаются ли ожидаемые коммуникационные телеграммы регулярным образом от каждого устройства защиты ответвления.

Если первое устройство 40 проверки распознает, что ожидаемые коммуникационные телеграммы от одного устройства защиты ответвления отсутствуют в течение заданного временного интервала, в то время как от по меньшей мере одного другого устройства защиты ответвления ожидаемые коммуникационные телеграммы принимаются, то оно выдает сигнал BS блокирования на устройство 38 блокирования, который в устройстве 38 блокирования предотвращает дальнейшую передачу существующего сигала В блокирования. Тем самым гарантируется, что для случая, когда одно из устройств защиты ответвлений неисправно, и поэтому никакие коммуникационные телеграммы больше не могут посылаться на устройство защиты ввода, короткое замыкание, имеющее место на соответствующем ответвлении, будет в любом случае отключено устройством защиты ввода. В случае, когда по меньшей мере одно из устройств защиты ответвлений распознано как неисправное, система защиты переходит в так называемый надежный режим, в котором каждое короткое замыкание отключается еще посредством устройства защиты ввода. Поэтому посланный другим устройством защиты ответвления сигнал блокирования не будет оказывать никакого блокирующего действия на устройство защиты ввода.

Фиг.4 показывает второй пример выполнения устройства 50 защиты ввода, которое большей частью совпадает с устройством 30 защиты ввода согласно первому примеру выполнения по Фиг.3. Поэтому соответствующие компоненты обозначены теми же ссылочными позициями и со ссылкой на Фиг.4 не описываются детально. Далее описываются только те функциональные возможности, которые в устройстве 50 защиты ввода добавлены согласно второму варианту выполнения по Фиг.4.

В устройстве 50 защиты ввода сигнал BS блокирования дополнительно передается на устройство 32 оценки и побуждает его выдавать сигнал SE срабатывания только по истечении определенного времени задержки, если по истечении времени задержки все еще имеет место короткое замыкание. Тем самым должно гарантироваться, что для случая, когда, хотя ввиду отсутствующих коммуникационных телеграмм Т устройства защиты ответвления оно распознается как неисправное, эта неисправность не связывается только с защитной функцией устройства защиты ответвления, а ограничивается его коммуникационным устройством. В этом случае устройство защиты находится в состоянии устранить короткое замыкание в своем ответвлении так, что за счет ожидания в течение времени задержки устройством защиты ввода, соответствующему устройству защиты ответвления дается возможность самому устранить короткое замыкание. Тем самым можно исключить обесточивание всей сборной шины.

Кроме того, устройство 50 защиты ввода по Фиг.4 содержит другое устройство 51 проверки, которое проверяет, не принимаются ли вообще никакие коммуникационные телеграммы Т коммуникационным устройством 36 устройства 50 защиты ввода. В таком случае следует исходить из того, что коммуникационное соединение устройства защиты ввода само нарушено из-за, например, неисправного коммуникационного переключателя в шине передачи данных, что препятствует передаче коммуникационных телеграмм Т всех устройств защиты ответвлений на устройство защиты ввода. В таком случае устройство 51 проверки выдает сигнал А активирования на устройство 38 блокирования, который побуждает его, независимо от присутствия сигнала В блокирования, выдавать такой сигнал В блокирования на устройство 39 подавления. Тем самым срабатывание силового выключателя во вводе предотвращается, так как при таком неисправном коммуникационном соединении устройствам защиты ответвлений, для которых прежде всего принимается исправное функционирование, должна даваться возможность самим устранить короткое замыкание на одном из ответвлений.

Для повышения надежности защиты устройство 51 проверки может выдавать сигнал А активирования факультативно только по истечении определенного времени ожидания и затем заканчивать выдачу сигнала А активирования, чтобы для случая, когда короткое замыкание также распознается по истечении времени ожидания устройством 32 оценки, сигнал SE срабатывания мог выдаваться на силовой выключатель ввода. Тем самым, с одной стороны, должно обеспечиваться надежное срабатывание силового выключателя на вводе для случая, когда одно из устройств 20 защиты ответвлений неисправно, или его отключение не могло быть выполнено успешным образом. С другой стороны, таким образом гарантируется, что короткое замыкание, которое возникло не в ответвлении, а в сборной шине перед ответвлениями, может быть отключено.

Если одним из устройств 40 или 51 проверки установлена неисправность коммуникации, то тем самым должна быть вызвана выдача предупредительного сообщения, которое индицируется либо непосредственно на устройстве защиты ввода, либо передается на вышестоящее относительно устройства защиты ввода устройство контроля, например, на сетевой узел управления, чтобы оператору электрической сети энергоснабжения сообщить о возникшей неисправности в коммуникационных средствах системы защиты.

Хотя примеры выполнения на Фиг. 2-4 описаны с помощью блок-схем, соответствующие функции в устройствах защиты обычно реализуются с помощью программного обеспечения, которое выполняется в устройстве обработки данных соответствующего устройства защиты. Объяснение с помощью функциональных блоков должно служить только пониманию, но не ограничению изобретения.

1. Способ контроля сборной шины (10) электрической сети энергоснабжения по отношению к возникающим коротким замыканиям, причем сборная шина (10) имеет ввод (11) и по меньшей мере два ответвления (12а, 12b, 12с), в каждом ответвлении (12а, 12b, 12с) предусмотрено устройство (16а, 16b, 16с) защиты ответвления, которое контролирует соответствующее ответвление (12а, 12b, 12с) на короткие замыкания, и на вводе (11) предусмотрено устройство (13) защиты ввода, которое контролирует сборную шину (10) на короткие замыкания, и причем при коротком замыкании на одном из ответвлений (например, 12а) соответствующее этому ответвлению (например, 12а) устройство (например, 16а) защиты ответвления посылает на устройство (13) защиты ввода сигнал блокирования, который задерживает или блокирует срабатывание размещенного во вводе (11) силового выключателя (15), отличающийся тем, что устройства (16а, 16b, 16с) защиты ответвлений по шине (19) передачи данных периодически посылают коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) на устройство (13) защиты ввода, устройство (13) защиты ввода проверяет прием коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc), устройство (13) защиты ввода классифицирует как неисправное такое устройство (например, 16а) защиты ответвления, от которого в течение установленного интервала времени не было принято никаких коммуникационных телеграмм (например, Ta), если в течение того же самого интервала времени от по меньшей мере одного другого устройства (например, 16b, 16с) защиты ответвления принимались коммуникационные телеграммы (например, Tb, Tc), и при по меньшей мере одном классифицированном как неисправное устройстве (например, 16а) защиты ответвления устройство (13) защиты ввода препятствует осуществлению сигнала (В) блокирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае короткого замыкания устройство (13) защиты ввода при по меньшей мере одном классифицированном как неисправное устройстве (например, 16а) защиты ответвления только тогда задействует соответствующий вводу (11) силовой выключатель (15), если по истечении предварительно заданного времени задержки короткое замыкание все еще имеет место.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство (13) защиты ввода свое коммуникационное соединение с устройствами (16а, 16b, 16с) защиты ответвлений классифицирует как неисправное, если в течение установленного временного интервала не принимаются никакие коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при классифицированном как неисправное коммуникационном соединении устройство (13) защиты ввода блокирует срабатывание соответствующего вводу (11) силового выключателя (15).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в случае короткого замыкания устройство (13) защиты ввода при классифицированном как неисправное коммуникационном соединении задействует соответствующий вводу (11) силовой выключатель (15), если короткое замыкание по прошествии заданного времени ожидания все еще имеет место.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) посылаются с регулярными интервалами.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) посылаются как сообщения групповой передачи по шине (19) передачи данных.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) содержат информацию о статусе соответствующего устройства (16а, 16b, 16с) защиты ответвления.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что коммуникационные телеграммы (Ta, Tb, Tc) устройства (16а, 16b, 16с) защиты ответвления содержат сигнал (В) блокирования, если соответствующее устройство (16а, 16b, 16с) защиты ответвления распознало короткое замыкание в соответствующем ему ответвлении (12а, 12b, 12с).

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) применяются GOOSE-телеграммы данных.

11. Устройство (13) защиты ввода для контроля сборной шины (10) электрической сети энергоснабжения относительно возникновения коротких замыканий, причем устройство (13) защиты ввода содержит коммуникационное устройство и устройство обработки данных, отличающееся тем, что коммуникационное устройство выполнено с возможностью приема посланных по шине (19) передачи данных коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) по меньшей мере двух устройств (16а, 16b, 16с) защиты ответвлений, и устройство обработки данных для оценки приема коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) выполнено таким образом, что при отсутствии приема коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) только одного или нескольких из устройств (например, 16а) защиты ответвлений блокирование срабатывания силового выключателя (15) посредством принятого коммуникационным устройством приема коммуникационных телеграмм сигнала (В) блокирования предотвращается.

12. Устройство защиты ввода по п.11, отличающееся тем, что устройство обработки данных для оценки приема коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) выполнено таким образом, что при отсутствии приема коммуникационных телеграмм (Ta, Tb, Tc) всех устройств (16а, 16b, 16с) защиты ответвлений срабатывание силового выключателя (15) блокируется.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, и в частности к устройствам релейной защиты и противоаварийной автоматики энергетических сетей с возможностью автоматизированного управления.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты и противоаварийной автоматики энергетических сетей с возможностью автоматизированного управления.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты энергетической системы. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной защиты комплектных распределительных устройств (КРУ) для обнаружения факта возникновения, определения местоположения и оценки мощности электрической дуги.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для выравнивания времени измерения первого и второго измерения электрической величины и для защиты электрической сети.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной дуговой защиты комплектного распределительного устройства (КРУ) для обнаружения факта возникновения электрической дуги.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам управления и релейной защиты оборудования системы тягового электроснабжения железных дорог переменного тока напряжением 27,5 кВ.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к системам питания контактной сети электрифицированных железных дорог. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной защиты комплектных распределительных устройств (КРУ) для обнаружения факта возникновения, местоположения и мощности электрической дуги в отсеках сборных шин ячеек секции КРУ.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия коммутации токов разряда. Предложено быстродействующее переключающее устройство (1) для аккумуляторной батареи (2) высокой мощности в изолированной сети (3) постоянного тока, особенно сети постоянного тока подводной лодки, причем аккумуляторная батарея (2) высокой мощности содержит несколько параллельно включенных аккумуляторных модулей (4) с соответственно одной ветвью (5) или несколькими параллельно включенными ветвями (5) последовательно соединенных аккумуляторных элементов (6) высокой мощности, причем одна или каждая из ветвей (5) имеет сетевое напряжение изолированной сети (2) постоянного тока, содержит для каждого из аккумуляторных модулей (4) соответствующий быстродействующий переключающий блок (12), который содержит схему (8) параллельного соединения из диода (9), включенного в направлении пропускания тока заряда аккумуляторного модуля (4), и силового полупроводникового переключателя (10), включенного в направлении пропускания тока разряда, причем схема (8) параллельного соединения размещена в соединительном проводнике аккумуляторного модуля (4) к сети (2) постоянного тока и состояние переключения силового полупроводникового переключателя (10) может управляться посредством устройства (11) контроля и управления, причем устройство (11) контроля и управления выполнено таким образом, что оно для отключения тока разряда аккумуляторного модуля (4) в соединительном проводнике (7) посредством переключения силового полупроводникового переключателя (10) в непроводящее состояние прерывает ток разряда, протекающий в соединительном проводнике (7). 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области электротехники может быть использовано в качестве установки гарантированного питания переменным током трехфазных потребителей, не допускающих перерывов в электроснабжении. Технический результат заключается в снижении перерыва в электроснабжении потребителей при переходе от сети к аккумуляторной батареи. Для этого заявленное устройство содержит трехфазную сеть, пускатель, аккумуляторную батарею, выпрямитель, коммутатор тока, автомат включения резерва, электромашинный агрегат, содержащий первый вентильный двигатель, синхронный генератор и второй вентильный двигатель, и трехфазный потребитель, при этом выпрямитель снабжен двумя выходами, из которых первый для подзаряда аккумуляторной батареи, а второй - для подачи напряжения на первый вентильный двигатель, автомат включения резерва содержит замыкающий и размыкающий контакторы, выполненные на тиристорных коммутирующих элементах, и трехфазное реле контроля напряжения сети. Коммутатор тока выполнен на диоде, который не дает возможности разряжаться аккумуляторной батарее при наличии напряжения сети. Установка работает в двух режимах: при наличии напряжения сети, при котором потребители подключены к сети, первый вентильный двигатель работает при заданной скорости, синхронный генератор работает на холостом ходу, а аккумуляторная батарея подзаряжается и при отсутствии напряжения сети, от которого аккумуляторная батарея разряжается, на второй вентильный двигатель, а синхронный генератор нагружен полностью. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты трех параллельных линий от коротких замыканий. Технический результат заключается в повышении селективности работы устройства. Для этого заявленное устройство содержит для одноименных фаз всех линий по максиселектору, для каждой фазы по элементу сравнения, реле тока и трансреактору, общий для всех линий блок логики, причем реле тока и трансреакторы подключены к первичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, входы максиселекторов и первые входы элементов сравнения подключены к вторичным обмоткам соответствующих трансреакторов одноименных фаз, а выходы максиселекторов подключены ко вторым входам элементов сравнения, выходы элементов сравнения и реле тока подключены к входам блока логики, выходы которого подключены в цепи отключения выключателей первой, второй и третьей линий. 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе обнаружения повреждения для обнаружения повреждений линии на электродной линии в системе HVDC. Техническим результатом является повышение надежности системы обнаружения повреждения. Электродная линия содержит первое и второе ответвления, соединенные параллельно. Система обнаружения повреждения содержит первую и вторую схемы генерации импульсов, выполненные с возможностью генерации электрических импульсов в первое и второе ответвления соответственно, а также первое и второе устройства измерения тока, выполненные с возможностью генерации сигналов, указывающих электрические сигналы, имеющие место в первой и второй линиях ввода соответственно. Возможность независимой генерации электрических импульсов в первое и второе ответвления соответственно, а также независимой регистрации первой и второй структур сигнала, представляющих электрические сигналы на первой и второй линиях ввода соответственно, повышает информационное наполнение в собранных данных, что позволяет более надежно анализировать, присутствует ли повреждение на электродной линии. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электротехники и предлагает адаптивный способ коммутации для управления перенапряжениями, вызванными трехфазным повторным включением линий передачи (ЛП) с компенсацией посредством шунтирующего реактора. После того, как автоматический выключатель (АВ) выключает линию, взаимодействие между поперечной полной проводимостью ЛП и индуктивностью устройства компенсации реактивной мощности заставляет напряжение между полюсами АВ принимать колебательную форму (биения). Оптимальный участок для повторного включения АВ соответствует участку, на котором амплитуда биений напряжения между контактами АВ минимальна. Способ обеспечивает технический результат - высокую надежность при определении первого участка минимальных биений напряжения независимо от перехода напряжения через нуль. Это также позволяет получить больший интервал времени для работы АВ после обнаружения оптимального участка для повторного включения, при этом впереди еще остается несколько периодов основной частоты. Алгоритм способа встроен в управляющее логическое устройство цифрового реле трехфазного повторного включения ЛП, создав тем самым новое цифровое реле для адаптивного трехфазного повторного включения линий передачи с компенсацией посредством шунтирующего реактора. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение реализации и расширение функциональных возможностей способа. Согласно способу с момента отключения броска тока короткого замыкания (КЗ), возникшего в линии основного источника питания, начинают отсчет времени, равный времени выдержки автоматического включения резерва (АВР), при этом контролируют наличие рабочего тока в этой линии и, если он равен нулю, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок рабочего тока значением, определяемым нагрузкой участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР, то делают вывод о повреждении головного участка этой линии, а если рабочий ток не равен нулю и определяется нагрузкой, подключенной к головному участку линии основного источника питания, а в момент окончания отсчета времени в линии резервного источника питания появляется бросок тока КЗ, то делают вывод о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР. 3 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Способ включает следующие этапы: выбирают точку на линии передачи, защищенной дифференциально-токовой защитой; измеряют ток и напряжение на каждом из полюсов линии передачи; вычисляют компенсирующее напряжение в выбранной точке соответственно в соответствии с измеренными током и напряжением на каждом из полюсов; обнаруживают и вычисляют ошибку синхронизации путем сравнения компенсирующих напряжений. Ток и напряжение на каждом из полюсов измеряют до возникновения неисправности или после возникновения неисправности, и они могут быть измерены в виде векторных, выборочных величин, фазовых величин или значений последовательности. Точка может быть выбрана в любом месте линии передачи, предпочтительно посредине или на концах линии передачи, или в точке Т-образного соединения многополюсных линий передачи. Способ синхронизации дополнительно включает в себя этап распознавания, чем вызвана ошибка синхронизации: сильным изменением параметра линии или асимметричным переключением канала, распознавание осуществляют путем вычисления скорости изменения разности фазового угла или волнового сдвига указанного компенсирующего напряжения. 8 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электрической сети энергоснабжения. Технический результат - повышение надежности и избирательности решений о рабочих состояниях параллельных линий многофазной электрической сети энергоснабжения. При защите параллельных линий электрической сети энергоснабжения первый защитный прибор (13а) соединен с первой линией (11а) сети энергоснабжения для регистрации измеренных значений, характеризующих рабочее состояние первой линии (11а). Первый защитный прибор (13а) через коммуникационное соединение (15) соединен с расположенным по соседству вторым защитным прибором (13b). Для того чтобы повысить надежность и избирательность при контроле параллельных линий, предложен способ, при котором второй защитный прибор (13b) соединен с проходящей параллельно первой линии (11а) второй линией (11b) сети энергоснабжения. Оба защитных прибора (13а, 13b) обмениваются измеренными значениями, зарегистрированными ими относительно соответствующей им линии (11а, 11b), и/или выведенными из этих измеренных значений сигналами. Каждый защитный прибор (13а, 13b) выполнен с возможностью выполнения защитной функции для своей соответствующей линии (11а, 11b) при выполнении главного алгоритма (25) защит. Каждый защитный прибор для выполнения своего главного алгоритма (25) защиты привлекает зарегистрированные на собственной линии (11а) измеренные значения, а также принятые от другого защитного прибора (13b) измеренные значения и/или сигналы. 3 н.п. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

При исполнении интеллектуального приложения, касающегося перерыва подачи энергии, принимают сообщения о событиях, указывающие на происшествия, связанные с различными устройствами в электроэнергетической системе. Интеллектуальное приложение, касающееся перерыва подачи энергии, определяет состояние различных устройств на основе указанных сообщений о событиях. На основе сообщений о событиях интеллектуальное приложение, касающееся перерыва подачи энергии, может определять и подтверждать состояние перерыва подачи энергии, связанное с определенным устройством. Интеллектуальное приложение, касающееся неисправности, принимает данные синхрофазора для каждой фазы в многофазной электроэнергетической системе. Синхрофазор включает информацию о величине вектора-фазора и угле вектора-фазора для каждой фазы. На основе данных синхрофазора интеллектуальное приложение, касающееся неисправности, определяет наличие неисправности в отношении одной или нескольких фаз и идентифицирует конкретный тип неисправности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 47 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах дистанционной защиты от замыкания на землю в системах линий электропередачи. Техническим результатом является повышение надежности защиты за счет возможности избежать переоценки или недооценки разницы между углами тока в месте короткого замыкания и на реле при отключении во время действия защиты. Способ дистанционной защиты от короткого замыкания на землю содержит следующие этапы: измерение полного сопротивления локального источника на основе составляющей короткого замыкания на обоих концах (М, N) линии электропередачи при возникновении короткого замыкания; отправку измеренного полного сопротивления локального источника из первого конца линии во второй конец линии; настройку критерия защиты на втором конце линии на основе измеренного полного сопротивления локального источника; оценку короткого замыкания на землю как внутреннего короткого замыкания или внешнего короткого замыкания в соответствии с настроенным критерием защиты. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх