Способ выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети

Авторы патента:

H02J13/00 - Схемы устройств для обеспечения дистанционной индикации режимов работы сети, например одновременная регистрация (индикация) включения или отключения каждого автоматического выключателя сети; схемы устройств для обеспечения дистанционного управления средствами коммутации в сетях распределения электрической энергии, например включение или выключение тока потребителям энергии с помощью импульсных кодовых сигналов, передаваемых по сети

H02H7/26 - секционированная защита кабельных или воздушных сетей, например для отключения участка, на котором произошло короткое замыкание, замыкание на землю или дуговой разряд (определение местоположения повреждений в кабелях G01R 31/08)

Владельцы патента RU 2521968:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО ОрелГАУ) (RU)

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.

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети.

Известен способ выявления селективного или неселективного отключения поврежденного участка линии, заключающийся в том, что в момент появления тока короткого замыкания (кз) в начало линии посылают зондирующий импульс, измеряют время прохождения этого импульса до точки кз и обратно, вычисляют расстояние от начала линии до точки кз и определяют секционирующий выключатель, который должен отключиться, потом с момента исчезновения тока кз снова посылают зондирующий импульс, определяют второе расстояние, сравнивают это расстояние с расстояниями, на которые удалены секционирующие выключатели от начала линии, и если второе измеренное расстояние равно расстоянию до секционирующего выключателя, который должен отключиться, то устанавливается факт селективного отключения поврежденного участка линии, а если второе измеренное расстояние будет равно расстоянию до одного из секционирующих выключателей, расположенных перед секционирующем выключателем, который должен отключиться, то устанавливается факт неселективного отключения поврежденного участка линии [патент RU №2402138, кл. Н02J 13/00, опубл. 20.10.2010 г., бюл. №29].

Недостатком известного способа является необходимость определения расстояния до точки повреждения в период прохождения броска тока кз путем посылки в линию зондирующих импульсов.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение реализации и расширение функциональных возможностей способа путем выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети без посылки зондирующих импульсов.

Согласно предлагаемому способу с момента отключения броска тока кз, возникшего в линии основного источника питания, начинают отсчет времени, равный времени выдержки автоматического включения резерва (ABP), 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 ABP, 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 ABP.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена структурная схема, содержащая элементы для реализации способа;

на фиг.2 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при кз в точке 25 (см. фиг.1);

на фиг.3 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на фиг.1 при кз в точке 26 (см. фиг.1).

Схема (см. фиг.1) содержит: трансформатор силовой основного источника питания 1, трансформатор силовой резервного источника питания 2, вводные выключатели шин 3 и 4, подстанционный секционирующий выключатель 5, головной выключатель линии основного источника питания 6, головной выключатель линии резервного источника питания 7, секционирующий выключатель линии основного источника питания 8, секционирующий выключатель линии резервного источника питания 9, выключатель сетевого пункта ABP 10, трансформаторы тока (TT) 11 и 19, датчик тока кз (ДТКЗ) 12 и 21, датчик рабочего тока (ДРТ) 13 и 20, элемент НЕ 14 и 15, элемент ПАМЯТЬ 16, элемент ЗАДЕРЖКА 17, ОДНОВИБРАТОР 18, элементы И 22 и 23, регистрирующее устройство (РУ) 24, точки кз 25 и 26.

Диаграммы сигналов на выходах элементов при повреждении головного участка в секционированной линии основного источника питания кольцевой сети имеют вид (см. фиг.2): 27 - на выходе элемента 11; 28 - на выходе элемента 12; 29 - на выходе элемента 13; 30 - на выходе элемента 14; 31 - на выходе элемента 15; 32 - на выходе элемента 16; 33 - на выходе элемента 17; 34 - на выходе элемента 18; 35 - на выходе элемента 19; 36 - на выходе элемента 20; 37 - на выходе элемента 21; 38 - на выходе элемента 22; 39 - на выходе элемента 23; 40 - в РУ 24.

Диаграммы сигналов на выходах элементов при повреждении участка линии основного источника питания кольцевой сети, смежного с пунктом ABP, имеют вид (см. фиг.3): 41 - на выходе элемента 11; 42 - на выходе элемента 12; 43 - на выходе элемента 13; 44 - на выходе элемента 14; 45 - на выходе элемента 15; 46 - на выходе элемента 16; 47 - на выходе элемента 17; 48 - на выходе элемента 18; 49 -на выходе элемента 19; 50 - на выходе элемента 20; 51 - на выходе элемента 21; 52 - на выходе элемента 22; 53 - на выходе элемента 23; 54 - в РУ 24.

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 3, 4,6, 7, 8 и 9 включены, а выключатели 5 и 10 отключены. На выходах TT 11 и 19 есть некоторая величина выходных сигналов (фиг.2, 3, диаграммы 27, 35, 41, 49), обусловленная рабочими токами, но недостаточная для срабатывания ДТКЗ 12 и ДТКЗ 21. С выхода ДРТ 13, срабатывающего только при падении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии основного источника питания 1, подключенной после секционирующего выключателя 8, нет сигнала. С выхода ДРТ 20, срабатывающего только при увеличении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии основного источника питания 1, подключенной после секционирующего выключателя 8, также нет сигнала, и схема находится в состоянии контроля.

При возникновении устойчивого кз в точке 25 на выходе ДТКЗ 12 появится сигнал (фиг.2, диаграмма 28, момент времени t₁). Этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 14 и существовавший до этого сигнал на его выходе исчезнет (фиг.2, диаграмма 30). Ток кз приведет в действие защиту головного выключателя 6 и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты он отключится и отключит ток кз. С ДРТ 13, срабатывающего при падении рабочего тока на значение, определяемое нагрузкой линии, подключенной после секционирующего выключателя 8, выходного сигнала не появится (фиг.2, диаграмма 29), поэтому выходной сигнал на входе элемента И 22 с элемента НЕ 15 (фиг.2, диаграмма 31) не исчезнет. В момент отключения броска тока кз на выходе элемента НЕ 14 вновь появится сигнал (фиг.2, диаграмма 30, момент времени t₂). Это сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.2, диаграмма 32) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 10 сетевого пункта ABP и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРа 18. Он произведет одно колебание (фиг.2, диаграмма 34, момент времени t₃), этим сигналом «сбросит» память с элемента 16 и поступит на первый вход элементов И 22 и И 23. Одновременно с этим выключатель 10 включится (предварительно защита минимального напряжения секционирующего выключателя 8 отключит его по причине исчезновения напряжения на нем после отключения головного выключателя 6) и подсоединит участок линии основного источника питания 1 к линии резервного источника питания 2 (см. фиг.1). При этом на выходе ДРТ 20, появится сигнал (фиг.2, диаграмма 36), который поступит на третий вход элемента И 22. Наличие всех входных сигналов приведет к срабатыванию элемента И 22 (фиг.2, диаграмма 38), выходной сигнал которого поступит в РУ 24. Элемент И 23 не сработает, т.к. нет входных сигналов с элементов ДРТ 13 (фиг.2, диаграмма 29, момент времени t₃) и ДТКЗ 21 (фиг.2, диаграмма 37, момент времени t₃), поэтому в РУ 24 появится информация о повреждении головного участка в секционированной линии основного источника питания кольцевой сети.

При возникновении устойчивого кз в точке 26 на выходе ДТКЗ 12 появится сигнал (фиг.3, диаграмма 42, момент времени t₁). Этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 14 и существовавший до этого сигнал на его выходе исчезнет (фиг.3, диаграмма 44). Ток кз приведет в действие защиту секционирующего выключателя 8 (см. фиг.1) и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты он отключится и отключит ток кз. На выходе ДРТ 13 появится выходной сигнал (фиг.3, диаграмма 43), который поступит на второй вход элемента И 23, а выходной сигнал на входе элемента И 22 с элемента НЕ 15 (фиг.3, диаграмма 45) исчезнет. В момент отключения броска тока кз на выходе элемента НЕ 14 вновь появится сигнал (фиг.3, диаграмма 44, момент времени t₂). Этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, запомнится им (фиг.3, диаграмма 46) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки включения выключателя 10 сетевого пункта АВР (фиг.3, диаграмма 47, момент времени t₃) и поступит на вход ОДНОВИБРАТОРа 18. Он произведет одно колебание (фиг.3, диаграмма 48) и этим сигналом «сбросит» память с элемента 16 (фиг.3, диаграмма 46) и поступит на первый вход элементов И 22 и И 23. Одновременно с этим выключатель 10 включится и подсоединит участок линии основного источника питания 1 с устойчивым кз к линии резервного источника питания 2 (см. фиг.1). При этом на выходе ДРТ 20 сигнал не появится (фиг.3, диаграмма 50). А на выходе ДТКЗ 21 сигнал появится (фиг.3, диаграмма 51, момент времени t₃). Этот сигнал поступит на третий вход элемента И 23. Наличие всех входных сигналов приведет к срабатыванию элемента И 23 (фиг.3, диаграмма 53), поэтому в РУ 24 поступит сигнал и в нем появится информация о повреждении участка линии основного источника питания, смежного с пунктом АВР (фиг.3, диаграмма 54, момент времени t₃). Элемент И 22 не сработает, т.к. нет входных сигналов с элементов НЕ 15 (фиг.3, диаграмма 45, момент времени t₃) и ДРТ 20 (фиг.3, диаграмма 50, момент времени t₃). Ток кз приведет в действие защиту выключателя 10 сетевого пункта АВР и по истечении времени выдержки срабатывания его защиты с ускорением он отключится и отключит ток кз (фиг.3, диаграмма 51, момент времени t₄).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выявлять поврежденный участок в секционированной линии кольцевой сети без посылки зондирующих импульсов.

Способ выявления поврежденного участка в секционированной линии кольцевой сети, заключающейся в фиксации бросков токов и в измерении времени между ними, отличающийся тем, что 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.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей.

Устройство дистанционного контроля состояния провода, грозозащитного троса или кабеля воздушной линии электропередачи // 2521778

Изобретение относится к дистанционному контролю (мониторингу) объектов электроэнергетики и предназначено для получения и передачи на терминал обслуживаемой подстанции или диспетчерский пункт энергосистемы данных, позволяющих оценить состояние контролируемого элемента воздушной линии электропередачи (ВЛ) и дать кратковременный прогноз его изменений.

Система и способ снижения потребления электроэнергии // 2521611

Изобретение относится к области регулирования потребления электрической энергии, в частности, к системе и способу снижения потребления в системах потребления по запросу.

Способ функционирования энергетической автоматизированной системы и энергетическая автоматизированная система // 2520942

Изобретение относится к способу функционирования энергетической автоматизированной системы (10) для электрической сети энергоснабжения, которая имеет локальное устройство (11) обработки данных, которое предоставляет программу, которая при ее выполнении предоставляет функции для управления и/или контроля сети энергоснабжения и которое соединено с множеством устройств (13) автоматизации и с, по меньшей мере, одним удаленным запоминающим устройством (15а, 15b, 15с), в котором сохранен, по меньшей мере, один программный компонент, который необходим для выполнения, по меньшей мере, одной программы.

Система и способ для управления электроэнергетической системой // 2518178

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы.

Расширенная автоматизированная система энергоснабжения // 2514208

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей.

Способ мониторинга переходных режимов в электроэнергетической системе и устройство для его реализации // 2513874

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей.

Способ передачи и приема информации по линиям электроснабжения переменного тока // 2510853

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности двунаправленного обмена информацией.

Вспомогательное устройство подачи энергии бытовых электроприборов, использующее интеллектуальную сеть // 2510557

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вспомогательном устройстве подачи энергии бытовых электроприборов, использующем интеллектуальную сеть.

Распределение энергии // 2506681

Изобретение относится к установке распределения энергии. Техническим результатом является упрощение изменения параметров в установке распределения энергии.

Способ быстрого трехфазного повторного включения линий передач с компенсацией посредством шунтирующего реактора // 2518480

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.

Детектор повреждения линии // 2516299

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе обнаружения повреждения для обнаружения повреждений линии на электродной линии в системе HVDC.

Устройство для защиты трех параллельных линий // 2506674

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.

Устройство гарантированного питания // 2504065

Изобретение относится к области электротехники может быть использовано в качестве установки гарантированного питания переменным током трехфазных потребителей, не допускающих перерывов в электроснабжении.

Быстродействующее переключающее устройство для аккумуляторной батареи высокой мощности в изолированной сети постоянного тока // 2500062

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия коммутации токов разряда.

Способ и устройство защиты для контроля сборных шин электрической сети энергоснабжения // 2483411

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.

Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики // 2479904

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

Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики // 2479903

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

Способ и устройство быстрой разблокировки дистанционной защиты при качании мощности в энергосистеме // 2471274

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

Устройство дуговой защиты с определением местоположения и мощности электрической дуги // 2446535

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.

Способ синхронизации для дифференциально-токовой защиты // 2524383

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.