Описан способопределения вида короткого замыкания в линии, питающую трансформаторную подстанцию с запретом автоматического повторного включения выключателя, разработана структурная схема и описана ее работа с изображением выходных сигналов.
Ключевые слова:короткое замыкание, автоматическое повторное включение, датчик напряжения, блок обработки информации, генератор зондирующих импульсов, приемник зондирующих импульсов, регистрирующее устройство.
Describes a method for determining the form of a short circuit in the line that feeds the transformer substation with the prohibition of automatic reclosing circuit breaker designed block diagram and described her work with the image of the output signals.
Keywords:short circuit, automatic reclosing, voltage sensor, the processing unit, the generator probe pulses, the receiver probe pulses, the recording device.
С целью восстановления нормальной работы линий электроснабжения при неустойчивых коротких замыканиях (КЗ) выключатели, коммутирующие их, оборудуются устройствами автоматического повторного включения (АПВ). Однако АПВ выключателей происходит не только при неустойчивых КЗ, когда за время бестоковой паузы КЗ самоустраняется, но и в случаях, когда КЗ оказывается устойчивым. При этом повторное включение выключателя происходит на ток КЗ. Это приводит к тому, что все оборудование, через которое протекает ток КЗ, подвергается неоправданному термическому и динамическому воздействию. Для исключения таких воздействий необходимо определять какое КЗ (устойчивое или неустойчивое) и, если КЗ оказывается устойчивым, то необходимо вводить запрет на АПВ выключателя. Для предотвращения АПВ выключателя, питающего трансформаторную подстанцию, на основании способа контроля [1], разработана структурная схема, позволяющая реализовать такой запрет. Для реализации запрета необходимо вести контроль исчезновения линейных напряжений на подстанции. И, если это происходит, то с момента исчезновения контролируемой величины начинают отсчет времени, равный времени выдержки АПВ выключателя, во все провода линии с определенной периодичностью посылают зондирующие импульсы, измеряют время их прохождения до точек отражения и вычисляют расстояние до этих точек. И, если до момента окончания отсчитываемого времени все вычисленные расстояния будут равны друг другу и меньше чем расстояние до выключателя, то делают вывод об устойчивом трехфазном КЗ. А, если только два вычисленных расстояния равны друг другу и меньше, чем третье, то делают вывод об устойчивом двухфазном КЗ и посылают запрет на АПВ. Или когда все вычисленные расстояния до окончания отсчитываемого времени выдержки АПВ стали равны друг другу и равны расстоянию до выключателя, то делают вывод о самоустранившимся КЗ и сигнал на запрет АПВ не посылают. Такой контроль и запрет АПВ выключателя можно осуществить с помощью структурной схемы, изображенной на рис.1
Рис.1. Упрощенная схема сети, питающей трансформаторную подстанцию и структурная схема способа
Рис.2. Диаграммы сигналов на выходах элементов структурной схемы
На рис.2 также показаны t1 — момент времени исчезновения одного из линейных напряжений, t2 — момент окончания времени выдержки срабатывания защиты ГВ 1, t3 — момент окончания времени выдержки АПВ плюс времени выдержки срабатывания защиты с ускорением ГВ 1.
Схема работает следующим образом. В нормальном режиме работы подстанции напряжение на линии, питающей ее, существует поэтому на выходе ДН есть сигнал (рис.2, диагр.1). Этот сигнал поступает на вход элемента НЕ и обеспечивает отсутствие сигнала на его выходе (рис.2, диагр.2). При возникновении устойчивого двух или трехфазного КЗ в точке К по истечении выдержки времени срабатывания защиты выключателя Q1 произойдет его отключение. Напряжение в питающей линии и на подстанции исчезнут, поэтому исчезнет выходной сигнал с ДН 1 (рис.2, диагр.1, момент времени t1). Исчезновение входного сигнала на элементе НЕ2 обеспечит появление его выходного сигнала (рис.2, диагр.2). Этот сигнал поступит на третий вход БОИ 3, он сработает и с его первого выхода на вход ГЗИ 4 пойдет сигнал (рис.2, диагр.3). Сигнал, поступивший в ГЗИ 4 обеспечит посылку зондирующих импульсов во все провода линии (рис.2, диагр.4). Импульсы дойдя до точек отражения вернутся обратно и поступят в ПЗИ 5, а с его выхода (рис.2, диагр.5) поступят на первый вход БОИ3. БОИ3 определит время прохождения импульсов до точек отражения, вычислит расстояние до этих точек, сравнит эти расстояния между собой и с расстоянием до места установки. И, если два вычисленных расстояния будут равны друг другу и расстоянию до Q1, то с его второго выхода пойдет сигнал (рис.2, диагр.3, момент времени t2), который поступит в РУ12 и в нем появится информация об устойчивом двухфазном КЗ. Так же этот сигнал поступит в элемент ИЛИ10, а с его выхода на АПВ 13 и обеспечит запрет на его включение.
Если при сравнении все вычисленные расстояния будут равны друг другу и меньше, чем расстояние до Q1, то с третьего выхода БОИ 3 пойдет сигнал, который поступит в РУ12 и в нем появится информация о том, что в линии устойчивое трехфазное КЗ. Также этот сигнал поступит на вход элемента ИЛИ10, а с его выхода в АПВ 13 и предотвратит его включение. А когда все вычисленные расстояния будут равны друг другу и равны расстоянию до Q1, то с четвертого выхода БОИ3 пойдет сигнал, который поступит в РУ12, где появится информация о том, что КЗ самоустранилось.
Таким образом, можно определить вид устойчивого КЗ и вводить запрет при этом или установить факт возникновения неустойчивого КЗ, которое за время бестоковой паузы самоустранилось и восстановлен нормальный режим работы. Это позволит исключить неоправданное воздействие тока КЗ на оборудование, продлить срок службы и сократить расходы на эксплуатацию.
Литература:
1. Патент РФ № 2527477, опубл. 10.09.2014, бюл.№ 25.
