Описан способконтроля отказа отключения головного выключателя линии кольцевой сети, разработана структурная схема и описана ее работа с изображением выходных сигналов.
Ключевые слова:трансформатор тока, короткое замыкание, датчик тока короткого замыкания, автоматическое включение резерва, головной выключатель, регистрирующее устройство.
Describes a method for monitoring cerebral failure off line switch ring network, developed a block diagram and described her work with the image of the output signals.
Keywords:current transformer, short-circuit, short-circuit current sensor, automatic load transfer, the parent switch, the recording device.
В условно-замкнутой кольцевой сети, образованной двумя линиями одной двухтрансформаторной подстанции, используются выключатели, одни из которых являются головными, другие секционирующими, а также сетевой и шинный пунктов автоматического включения резерва (АВР). При правильном и безотказном действии средств автоматизации в нормальном режиме работы кольцевой сети одни (головные и секционирующие) находятся во включенном состоянии, а другие (выключатели пунктов АВР) находятся в отключенном состоянии. При возникновении аварийной ситуации, например, короткого замыкания (КЗ), в результате действия средств автоматики путем отключения одного и включения другого выключателей поврежденный участок линии отключается, а на неповрежденный подается питание от резервного источника питания. Это приведет к меньшему ущербу от недоотпуска электроэнергии и повышению надежности электроснабжения. Однако отказ на отключение или включение отдельных выключателей, а это может произойти по причине какой-либо неисправности, приведет к ошибочной оценке сложившейся ситуации и возможно не правильным последующим действиям обслуживающего персонала при устранении возникшей неисправности. Поэтому для минимизации ущерба и правильной оценки возникшей ситуации необходимо вести контроль над изменением состояния выключателей. Для контроля отказа отключения головного выключателя (ГВ) при устойчивом КЗ на смежном с ним участке линии кольцевой сети разработан способ [1].
Рис.1.Упрощенная однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции и структурная схема: 14 и 24 — силовые трансформаторы, 15 и 23 — вводные выключатели шин; 16 и 21 — головные выключатели; 17 и 19 секционирующие выключатели; 18 и 22 — выключатели пунктов АВР, 20 — точка КЗ
Согласно этому способу с момента появления бросков тока КЗ в начале линии, присоединенной к одной из двух секций шин двухтрансформаторной подстанции, отсчитывают время, равное времени выдержки срабатывания защиты ГВ этой линии. И одновременно с началом этого отсчета отсчитывают время выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин, к которым подсоединена поврежденная линия, при этом контролируют отключение броска тока КЗ. И, если в момент окончания отсчета времени выдержки срабатывания защиты ГВ линии не происходит отключение броска тока КЗ, а по истечении времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин происходит отключение тока КЗ, то устанавливают факт отказа отключения головного выключателя линии кольцевой сети.
Для реализации такого контроля разработана структурная схема (рис.1). Она состоит из трансформатора тока (ТТ) 1, датчика тока короткого замыкания (ДТКЗ) 2, элементов ПАМЯТЬ 3 и 9, ЗАДЕРЖКА 4 и 10, ОДНОВИБРАТОР 5 и 11, И 6 и 12, НЕ 7 и 8, регистрирующего устройства (РУ) 13.
Рис. 2. Диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы: t1 — момент времени возникновения КЗ, t2 — момент времени отключения тока КЗ, t3 — момент времени включения выключателя 5 сетевого пункта АВР, t4 — момент времени отключения выключателя 5 сетевого пункта АВР с ускорением
Работа структурной схемы осуществляется следующим образом. В нормальном режиме работы кольцевой сети головной выключатель 21 включен, а выключатель пункта АВР 18 и секционный выключатель шин 22 отключены. На выходе трансформатора тока 1 есть некоторая величина выходного сигнала (рис.2, диагр. 25), обусловленная рабочими токами, но не достаточная для срабатывания ДТКЗ 2, поэтому присутствие выходных сигналов с элемента НЕ 7 и 8 на двух входах элемента схемы И 12 недостаточно для его срабатывания. Схема не запускается.
При возникновении устойчивого КЗ в точке 20 (см. рис.1) величина выходного сигнала ТТ 1 (рис.2, диагр.25) достаточна для срабатывания ДТКЗ 2, поэтому на его выходе появится сигнал (рис.2, диагр.26). Сигнал запоминается элементом ПАМЯТЬ 3 и элементом ПАМЯТЬ 9 (рис.2, диагр. 27 и 33). С выхода элемента ПАМЯТЬ 3 сигнал поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 4. Этот элемент задержит сигнал на время, равное времени выдержки срабатывания защиты ГВ 21 (рис.2, диагр.28). По истечении этого времени сигнал поступит на ОДНОВИБРАТОР 5. Он совершит одно колебание (рис.2, диагр. 29), «сбросит» элемент ПАМЯТЬ 3 (рис.2, диагр. 27), и сигнал поступит на второй вход элемента И 6. В этот момент времени (рис.2, момент времени t2), головной выключатель 21 должен отключиться и отключить ток КЗ. Однако по какой-либо причине неисправности это не происходит и ток КЗ продолжает протекать. Существовавший до этого момента времени сигнал на первом входе элемента И 6 будет существовать и далее, поэтому на его выходе тоже появится сигнал (рис.2, диагр.30), этот сигнал поступит на вход элемента НЕ 7 и существовавший до этого его выходной сигнал с третьего входа элемента И 12 исчезнет на время длительности одного колебания ОДНОВИБРАТОРА 5. а после появится вновь и будет присутствовать на третьем входе элемента И 12 (рис.2, диагр.31).
Сигнал с выхода элемент ПАМЯТЬ 9 поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 10, задержится в нем на время, равное времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя шин 23 (рис.2, диагр.34). Это время задержки больше времени задержки элемента ЗАДЕРЖКА 4, поэтому на входе элемента ОДНОВИБРАТОР 11 он появится в момент времени t3 (рис.2, диагр. 34). При поступлении сигнала на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 11 он совершит одно колебание (рис.2. диагр. 35), «сбросит» элемент ПАМЯТЬ 9 (рис.2, диагр. 33) и поступит на первый вход элемента И 12. В этот момент времени вводной выключатель шин 23 отключится и отключит ток КЗ (рис.2, диагр. 25). Сигнал е элемента НЕ 8. существовавший на втором входе элемента И 12, в момент времени t1, исчезнет, а в момент времени t3 вновь появится (рис.2, диагр. 32), поэтому на втором входе элемента И 12 тоже будет сигнал.
Наличие всех трех входных сигналов на элементе И 12 приведет к появлению его выходного сигнала (рис.2, диагр.36). Он поступит в РУ 13 и обеспечит появление там информации (рис.2, диагр.37) о том, что произошел отказ отключения головного выключателя линии кольцевой сети.
Таким образом, при реализации рассмотренной структурной схемы можно своевременно получать информацию об отказе отключения головного выключателя при возникновении устойчивого КЗ на смежном с ним участке линии кольцевой сети. Это позволит правильно оценить сложившуюся ситуацию и принять необходимые меры для восстановления нормальной схемы электроснабжения.
Литература:
1. Патент № 2446544. Способ контроля отказа отключения головного выключателя при устойчивом коротком замыкании на смежном с ним участке линии кольцевой сети / Суров Л. Д., Суров И. Л., 2012.
