Своевременное получение правильной информации о действиях выключателей, способствует повышению надежности электроснабжения потребителей за счет сокращения времени на устранение возникшей неисправности. Отключение линии, питающей трансформаторную подстанцию, может быть плановым ложным или аварийным. Из этих видов отключений наибольший интерес представляют ложные и аварийные отключения. Ложные отключения происходят по причине сбоя средств автоматики или неправильного выбора установок и требуют проведения наладочных работ. Аварийные отключения происходят при возникновении токов короткого замыкания (КЗ), при этом необходимо отыскать место (КЗ) и устранить возникшую неисправность. При отсутствии информации о виде отключения необходимо установить причину, а далее провести работы по ее устранению. Для того, чтобы установить причину и определить вид отключения, необходимо провести ряд мероприятий в соответствии со стратегией поиска. На это уходит по экспертным оценкам специалистов не менее 2-х часов. Для исключения таких ситуаций, приводящих к потерям производства, разработан способ контроля ложного или аварийного отключения и отказа автоматического повторного включения (АПВ) головного выключателя (ГВ) лини, питающей трансформаторную подстанцию [1]. Согласно этому способу с момента исчезновения напряжения на шинах трансформатора и отсутствии тока КЗ через него начинают отсчет времени, равный времени выдержки АПВ ГВ, и во все провода линии посылают зондирующие импульсы, измеряют время, за которое они дойдут до точек отражения, вычисляют расстояния до этих точек, сравнивают их между собой и с расстоянием до места установки ГВ и, если все вычисленные расстояния равны друг другу и больше, чем расстояние до ГВ, то делают вывод о ложном отключении ГВ, а если все вычисленные расстояния равны друг другу и меньше, чем расстояние до ГВ, или два вычисленных расстояния равны друг другу и меньше третьего, которое равно расстоянию до ГВ, то делают вывод об аварийном отключении ГВ, в момент окончания отсчитываемого времени контролируют появление напряжения на шинах подстанции и, если оно не появилось, то во все провода линии снова посылают зондирующие импульсы, измеряют время, за которое они дойдут до точек отражения, вычисляют расстояния до этих точек, сравнивают их между собой и с расстоянием до ГВ и, если все вычисленные расстояния равны друг другу и меньше, чем расстояние до ГВ, то делают вывод об отказе АПВ ГВ при устойчивом трехфазном КЗ, а если два вычисленных расстояния равны друг другу, но меньше третьего, которое равно расстоянию до ГВ, то делают вывод об отказе АПВ ГВ при устойчивом двухфазном КЗ.
Для реализации этого способа разработана структурная схема (рис. 1).
Рис. 1. Упрощенная схема линии, питающей трансформаторную подстанцию и структурная схема способа.
Она состоит: из головного выключателя линии 1, питающей трансформаторную подстанцию, точки КЗ 2, трансформатора силового 3, вводного выключателя шин 4, линий 5, 6, 7, отходящих от шин подстанции, датчика тока короткого замыкания (ДТКЗ) 8, элемента НЕ 9, датчика напряжения (ДН) 10, элемента НЕ 11, элемента ПАМЯТЬ 12, элемента ЗАДЕРЖКА 13, элемента ОДНОВИБРАТОР 14, элемента И 15, элемента ПАМЯТЬ 16, элемента ОДНОВИБРАТОР 17, генератора зондирующих импульсов (ГЗИ) 18, приемника зондирующих импульсов (ПЗИ) 19, блока обработки информации (БОИ) 20, регистрирующего устройства (РУ) 21.
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис.1, при КЗ в точке 2 имеют вид (см.рис.2): 22 — на выходе элемента 8; 23 — на выходе элемента 9; 24 — на выходе элемента 10; 25 — на выходе элемента 11; 26 — на выходе элемента 12; 27 — на выходе элемента 13; 28 — на выходе элемента 14; 29 — на выходе элемента 15; 30 — на выходе элемента 16; 31 — на выходе элемента 17; 32 — на выходе элемента 18; 33 — на выходе элемента 19; 34 — на выходе элемента 20; 35 — на выходе элемента 21.
Рис. 2. Диаграмма выходных элементов структурной схемы
Кроме диаграмм выходных сигналов на рис.2 также показаны: t1 — момент времени исчезновения напряжения на шинах трансформатора; t2 — момент времени окончания выдержки АПВ ГВ.
Способ осуществляется следующим образом.
В нормальном режиме работы подстанции на выходе ДН 10 есть сигнал (рис.2, диагр.24), поэтому на выходе элемента НЕ 11 сигнала нет (рис.2, диагр.25). На выходе ДТКЗ 8 сигнала нет (рис.2, диагр.22), а на выходе элемента НЕ 9 есть сигнал (рис.2, диагр.23), и он будет присутствовать на втором входе элемента И 15, а на его первом входе сигнала не будет, поэтому схема находится в режиме контроля.
При исчезновении напряжения на шинах трансформатора, вызванного отключением ГВ 1, на выходе ДН 10 сигнал исчезнет (рис.2, диагр.24, момент времени t1), при этом на выходе элемента НЕ 11 появится сигнал (рис.2, диагр.25). Этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, запомнится им (рис.2, диагр.30) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 17. Он произведет одно колебание (рис.2, диагр.31), своим сигналом «сбросит» память с элемента 16 (рис.2, диагр.30) и поступит на первый вход БОИ 20. Этот элемент пошлет сигнал (рис.2, диагр.34) в ГЗИ 18, при этом с его выхода в провода линии пойдут зондирующие импульсы (рис.2, диагр.32). Они, дойдя до точек отражения, вернутся обратно и поступят в ПЗИ 19, а с его выхода (рис.2, диагр.33) поступят в БОИ 20. Этот элемент определит время, за которое зондирующие импульсы дошли до точек отражения, вычислит расстояния до этих точек и сравнит эти расстояния друг с другом и с расстоянием до ГВ 1. И если все вычисленные расстояния будут равны друг другу и больше, чем расстояние до ГВ 1, то на выходе БОИ 20 появится сигнал (рис.2, диагр.34), который поступит в РУ 21, где появится информация о ложном отключении ГВ 1 (рис.2, диагр.35). А если два вычисленных расстояния будут равны друг другу и меньше, чем третье, которое равно расстоянию до ГВ 1, или все вычисленные расстоянии равны друг другу и меньше, чем расстояние до ГВ 1, то с выхода БОИ 20 в РУ 21 пойдет сигнал, который обеспечит появление в нем информации об аварийном отключении ГВ 1 (рис.2, диагр.35). Сигнал, поступивший в момент времени t1 с выхода элемента НЕ 11 (рис.2, диагр.25) в элемент ПАМЯТЬ 12, запомнится им (рис.2, диагр.26) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 13. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки АПВ ГВ 1 (рис.2, диагр.27) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 14. Он произведет одно колебание (рис.2, диагр.28), этим сигналом «сбросит» память с элемента 12 (рис.2, диагр.26) и поступит на первый вход элемента И 15. В этот момент времени ГВ 1 должен включится, однако это не произойдет по какой-либо причине неисправности, поэтому сигнал с элемента НЕ 9 (рис.2, диагр.23) не исчезнет и будет присутствовать на втором входе элемента И 15, поэтому он сработает, и его выходной сигнал (рис.2, диагр.29) поступит на второй вход БОИ 20. При этом с этого элемента пойдет сигнал (рис.2, диагр.34, момент времени t2) в ГЗИ 18, который снова пошлет зондирующие импульсы в провода линии (рис.2, диагр.32). Импульсы, дойдя до точек отражения и вернувшись обратно, поступят в ПЗИ 19, а с его выхода (рис.2, диагр. ЗЗ) на вход БОИ 20. Этот элемент определит время прохождения зондирующими импульсами расстояние до точек отражения, вычислит расстояние до точек отражения и сравнит вычисленные расстояния между собой и с расстоянием до ГВ 1. И если все вычисленные расстояния равны друг другу и меньше, чем расстояние до ГВ 1, то с выхода БОИ 20 пойдет сигнал (рис.2, диагр.34), который, поступив в РУ 21, обеспечит появление в нем информации об отказе АПВ ГВ 1 при устойчивом трехфазном КЗ (рис.2, диагр.35). А если два вычисленных расстояния равны друг другу и меньше чем третье расстояние, которое равно расстоянию до ГВ 1, то с выхода БОИ 20 в РУ 21 пойдет сигнал (рис.2, диагр.34), который обеспечит появление в нем информации об отказе АПВ ГВ 1 при устойчивом двухфазном КЗ.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать информацию о ложном или аварийном отключении и отказе автоматического повторного включения головного выключателя линии, питающей трансформаторную подстанцию, с определением вида короткого замыкания.
Литература:
1. Патент РФ № 2502178, кл.НО2J 13/00, опубл. 20.12.2013, бюл.№ 35.
