В настоящее время более 30 % воздушных линий (650 тыс. км) и 150 тыс. трансформаторных подстанций сельских распределительных сетей выработали свой ресурс и их дальнейшая эксплуатация небезопасна [1]. Это приводит к аварийным и ненормальным режимам вызванных двух — или трехфазными короткими замыканиями (КЗ), обрывами проводов, замыканиями на землю и сбоям в работе средств автоматики. Сетевые пункты автоматического включения резерва (АВР) являются одним из основных средств повышения надежности электроснабжения. Выключатели этих пунктов в нормальном режиме работы отключены и включение их происходит автоматически в случае исчезновения напряжения со стороны основного источника питания. Сбой в работе средств автоматики может привести к отказу включения выключателя сетевого пункта АВР. Такой отказ приводит не только к снижению надежности электроснабжения, но и к неоднозначной оценке сложившейся ситуации. Так, например, для условно замкнутой кольцевой сети, изображенной на рис.1, отказ включения выключателя 5 сетевого пункта АВР, при возникновении устойчивого двух- или трехфазного КЗ в точке 3, после выделения поврежденного участка линии (выключатели 2 и 4 отключились) и отсутствии, после этого, напряжения на участке линии смежном с пунктом АВР можно расценивать или, как неуспешное включение выключателя этого пункта или, как отказ включения этого выключателя, по причине какого-либо сбоя средств автоматики.
Для получения информации об отказе включения выключателя сетевого пункта АВР разработан способ [2], заключающийся в том, что с момента появления броска тока КЗ, фиксируемого в начале линии основного источника питания, начинают отсчет суммарного времени, равного времени выдержки срабатывания защиты головного и времени выдержки отключения секционирующего выключателей линии основного источника питания, а также времени выдержки включения выключателя сетевого пункта АВР. В момент окончания отсчета суммарного времени в начале линии резервного источника питания контролируют появление броска рабочего тока значением, определяемым подключаемой резервируемой нагрузкой линии основного источника питания, если он не появляется, то устанавливают факт отказа включения выключателя сетевого пункта АВР.
Структурная схема (рис.1) содержит силовой трансформатор 1 основного источника питания, головной выключатель (ГВ) 2 линии основного источника питания; точку КЗ 3, секционирующий выключатель (СВ) 4 линии основного источника питания, выключатель 5 сетевого пункта АВР, СВ 6 линии резервного источника питания, ГВ 7 линии резервного источника питания, секционный выключатель 8, силовой трансформатор 9 резервного источника питания, датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 10, элемент ПАМЯТЬ 11, элемент ЗАДЕРЖКА 12, элемент ОДНОВИБРАТОР 13, датчик рабочего тока (ДРТ) 14, элемент НЕ 15, элемент И 16, регистрирующее устройство (РУ) 17.
Рис. 1. Схема условно-замкнутой кольцевой сети и структурная схема способа
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис.1 при коротком замыкании в точке 3 (рис.1), имеют вид (рис.2): 18 — на выходе элемента 10; 19 — на выходе элемента 11; 20 — на выходе элемента 12; 21 — на выходе элемента 13; 22 — на выходе элемента 14; 23 — на выходе элемента 15; 24 — на выходе элемента 16; 25 — в РУ 17. Кроме выходных сигналов элементов структурной схемы на рис.2 также показаны: t1 — момент времени возникновения КЗ; t2 — момент времени отключения тока КЗ; t3 — момент времени отключения выключателя 4; t4 — момент времени включения выключателя 5.
Рис. 2. Диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы
Способ осуществляется следующим образом.
В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 2, 4, 6 и 7 включены, а выключатели 5 и 8 отключены, КЗ в точке 3 нет, поэтому на выходах ДТКЗ 10 и ДРТ 14 сигналов нет и схема находится в режиме контроля.
При возникновении устойчивого КЗ в точке 3 на выходе ДТКЗ 10 появляется сигнал (рис.2, диагр.18), этот сигнал поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 11, где сигнал запомнится (рис.2, диагр.19) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 12. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки срабатывания защиты ГВ 2 плюс времени выдержки отключения СВ 4 линии основного источника питания (рис.2, диагр.20) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 13. Он произведет одно колебание (рис.2, диагр.21), этот сигнал «сбросит» память с элемента 11 и поступит на первый вход элемента И 16. В этот момент времени (t4) выключатель 5 сетевого пункта АВР должен включиться по причине исчезновения напряжения на пункте АВР со стороны основного источника питания силового трансформатора 1. Однако это не произойдет по причине какой-либо неисправности и выключатель 5 останется в отключенном состоянии.
При этом в линии резервного источника питания не появится бросок рабочего тока (рис.2, диагр.22), на выходе элемента НЕ 15 как был сигнал (рис.2, диагр.23), так и будет оставаться и присутствовать на втором входе элемента И 16. Поэтому в момент времени t4 на выходе И 16 появится свой сигнал (рис.2, диагр.24), который поступит в РУ 17, и там появится информация об отказе включения выключателя 5 сетевого пункта АВР.
Таким образом, разработанная структурная схема реализации способа позволяет однозначно получить информацию об отказе включения выключателя сетевого пункта АВР.
Литература:
1. Концепция развития сельского хозяйства России. — М.: Росельхозакадемия, 2001.
2. Патент РФ № 2463695, кл.НО2J 13/00, опубл.10.10.2012, бюл.№ 28.
