Описан способконтроля вида короткого замыкания в линии, питающей трансформаторную подстанцию, разработана структурная схема и описана ее работа с изображением выходных сигналов.
Ключевые слова:датчик напряжения, датчик тока короткого замыкания, генератор зондирующих импульсов, приемник зондирующих импульсов, блок обработки импульсов, регистрирующее устройство.
Describes a method for controlling the type of short circuit in the line supplying the transformer substation, designed block diagram and described her work with the image of the output signals.
Keywords:voltage sensor, the sensor fault current generator probe pulses, the receiver probe pulses, pulse processing unit, a recording device.
Исчезновение напряжения на подстанции может быть вызвано плановым или аварийном отключением головного выключателя (ГВ) линии, питающей эту подстанцию или исчезновением напряжения, по какой-либо причине, на источнике питания. При этом важно знать состояние ГВ (включен или отключен) и повреждена или не повреждена линия, питающая подстанцию. Состояние ГВ, а также вид повреждения, в случае его аварийного отключения, можно контролировать с помощью способа [1].
Согласно этому способу с момента исчезновения одного или всех линейных напряжений и отсутствии тока КЗ на вводе трансформатора начинают отсчет суммарного времени, равного времени выдержки срабатывания защиты и времени выдержки автоматического повторного включения ГВ. В конце отсчета суммарного времени во все провода этой линии посылают зондирующие импульсы, измеряют время, за которое они дойдут до точек отражения, вычисляют расстояние до этих точек и сравнивают их между собой и с расстоянием до места установки ГВ. И, если два вычисленных расстояния равны друг другу и меньше, чем третье, которое равно расстоянию до ГВ, то делают вывод об устойчивом двухфазном К3. А если все вычисленные расстояния равны друг другу и меньше, чем расстояние до ГВ, то делают вывод об устойчивом трехфазном КЗ и подают сигнал на запрет автоматического повторного включения головного выключателя линии, питающей трансформаторную подстанцию. Или, если все вычисленные расстояния равны друг другу и больше, чем расстояние до ГВ, то делают вывод о его включенном состоянии.
Для реализации такого контроля можно использовать структурную схему, изображенную на рис.1. Она состоит из датчика тока короткого замыкания (ДТКЗ) 1, датчика напряжения (ДН) 3, элементов: НЕ 2и 4, ЗАПРЕТ 5, ПАМЯТЬ 6 и 7, ЗАДЕРЖКА 8, ОДНОВИБРАТОР 9, И 10, блока обработки информации (БОИ) 11, генератора зондирующих импульсов (ГЗИ) 12, приемника зондирующих импульсов (ПЗИ) 13, регистрирующего устройства (РУ) 14.
Рис.1. Упрощенная однолинейная схема подстанции и структурная схема контроля: Q1 и Q2 — головной и вводный выключатели; Т — силовой трансформатор; W1 и W2 — линии, отходящие от шин подстанции; К — точка короткого замыкания
Работа структурной схемы осуществляется следующим образом.
В нормальном режиме работы сети выключатели Q1 и Q2 включены, на выходе ДТКЗ 1сигнала нет (рис.2, диагр.15), поэтому на выходе элемента HE 2 сигнал есть (рис.2, диагр.16) и он поступает на первый вход элемента И 10. Однако И 10 не сработает, так как есть сигнал на выходе ДН 3 (рис.2, диагр.17) и нет сигнала на выходе элемента НЕ 4 (рис.2, диагр.18), поэтому схема находится в режиму контроля.
Рис.2. Диаграмма выходных сигналов элементов структурной схемы контроля: t1 — момент времени исчезновения напряжения на трансформаторе Т; t2 — момент времени посыла в линию зондирующих импульсов; t3 — момент времени поучения информации о состоянии головного выключателя линии, питающей трансформаторную подстанцию
При устойчивом двух- или трехфазном КЗ в точке К с выхода ДН 3 исчезнет сигнал (рис.2, диагр.17, момент времени t1). При этом появится сигнал на выходе элемента НЕ 4 (рис.2, диагр.18). Этот сигнал поступит в БОИ 11 и задержится в нем до момента времени t2, когда в линию надо послать зондирующие импульсы, а также на вход элемента ЗАПРЕТ 5 (рис.2, диагр.19), а с его выхода на вход элемента ПАМЯТЬ 7, / где запомнится (рис.2, диагр.21), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 8. С выхода этого элемента сигнал появится через суммарное время, равное времени выдержки срабатывания защиты плюс время выдержки АПВ Q 1. До истечения суммарного времени (момент времени t3) в момент времени t2, с четвертого выхода БОИ 11 пойдет сигнал (рис.2, диагр. 25) в ГЗИ 12 и с выхода ГЗИ 12 в провода линии, питающей трансформаторную подстанцию, пойдут зондирующие импульсы (рис.2, диагр. 26), которые, дойдя до точек отражения, вернутся обратно и поступят в ПЗИ 13, а с его выхода (рис.2, диагр. 27) поступят в БОИ 11. Этот элемент определит время прохождения импульсов до точек отражения, вычислит расстояние до точек отражения и сравнит их между собой и с расстоянием до Q1. По истечении суммарного времени на выходе элемента ЗАДЕРЖКА 8 появится сигнал, которой поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 9 (рис.2, диагр.23). Он произведет одно колебание (рис.2, диагр. 23) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 7 (рис.2, диагр. 21), поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 6, запомнится им (рис.2, диагр. 20) и, поступив на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 5, предотвратит повторное появление сигнала с элемента НЕ 4 (рис.2, диагр. 18). Одновременно с этим сигнал поступит на второй вход элемента И 10. Он сработает (рис.2, диагр. 24), так как на его первом входе будет сигнал с элемента НЕ 2 (рис.2, диагр.16), и его сигнал поступит в БОИ 11. К этому моменту времени БОИ 11 сравнит вычисленные расстояния с расстоянием до Q1 и, если два вычисленных расстояния равны друг другу и меньше третьего, которое равно расстоянию до Q1, то с его второго выхода в РУ 14 пойдет сигнал (рис.2, диагр.25), который обеспечит появление там информации (рис.2, диагр. 28) о том, что в линии устойчивое двухфазное КЗ. А, если вычисленные расстояния буду равны друг другу и больше, чем расстояние до Q1, то с первого выхода БОИ 11 в РУ 14 поступит сигнал (рис.2, диагр.25) и в нем появится информация о том, что Q1 включен. При использовании рассмотренной структурной схемы можно контролировать состояние головного выключателя линии, питающей трансформаторную подстанцию.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять запрет АПВ ГВ 1 линии, питающей трансформаторную подстанцию с определением вида КЗ.
Литература:
1. Патент № 2536810 С1. Способ запрета автоматического повторного включения головного выключателя линии, питающей трансформаторную подстанцию с определением вида короткого замыкания / Суров Л. Д., 2014.
