RU1778866C - Способ дистанционного контрол функционировани коммутационных аппаратов сети трансформаторных подстанций - Google Patents

Abstract

Использование: в схемах контрол  функционировани  коммутационных аппаратов трансформаторных подстанций. Сущность изобретени : в способе дистанционного контрол  функционировани  коммутационных аппаратов сети трансформаторных подстанций, при котором осуществл ют контроль токов в проводах линии электропередачи у головного выключател , фиксируют моменты времени прохождени  контролируемым током первой уставки, равной наименьшему значению токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций, второй уставки, равной наименьшему значению тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , и обращени  контролируемого тока в нуль, сигнал о срабатывании короткозамыкател  формируют , если интервал времени между моментами прохождени  контролируемым током первой и второй уставок находитс  в диапазоне от наименьшего до наибольшего значений времени срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций, а интервал времени междумоментамипрохождени  контролируемым током второй уставки и обращени  его в нуль не превышает наибольшего значени  времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , сигнал об отключении отделител  формируют, если значение контролируемого тока по истечении интервала времени, равного сумме наибольшего значени  выдержки времени АПВ головного вы- ключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ, не превышает первой уставки, измер ют входное сопротивление линии, которое сравнивают с группой значений сопротивлений петель КЗ от головного выключател  через короткозамыкатели подстанций, и по значению сопротивлени  петли КЗ, совпадающему с измеренным значением входного сопротивлени  линии, формируют сигнал об аварийно отключившейс  подстанции. 2 ил. сл С VI VI 00 00 о Os

Description

Изобретение относитс  к области электроэнергетики и может быть использовано дл  контрол  функционировани  коммутационных аппаратов подстанций без выключателей на стороне высшего напр жени . Известен способ получени  информации в начале линии электропередачи об аварийном отключении секционирующего аппарата при коротком замыкании (КЗ) на секционируемом участке путем совместного анализа бросков тока КЗ и сигналов о положении головного выключател  линии после прохождени  бросков тока.

Однако известный способ не позвол ет получать информацию о функционировании коммутационных аппаратов подстанций электрической сети, а именно короткозамы- кателей и отделителей.

Наиболее близким техническим решением , выбранным в качестве прототипа,  вл етс  способ получени  информации об аварийном изменении положени  секционирующего аппарата путем контрол  бросков тока КЗ и измерени  длительности этих бросков, сравнени  измеренных параметров с заданными в цикле автоматического повторного включени  (АПВ).

Недостатком этого способа  вл етс  невозможность определени  номера аварийно отключившейс  подстанции, на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель.

Целью изобретени   вл етс  повышение оперативности вы влени  аварийно от- ключившейс трансформаторной

подстанции, на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель.

Цель достигаетс  тем, что в способе дистанционного контрол  функционировани  коммутационных аппаратов подстанций электрической сети фиксируют моменты времени прохождени  контролируемым током первой уставки, равной наименьшему значению токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкате- лей подстанций, второй уставки, равной наименьшему значению тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , и обращени  контролируемого тока в нуль, при этом сигнал о срабатывании короткозамыкател  формируют , если интервал времени между моментами прохождени  контролируемым токЪм первой и второй уставок находитс  в диапазоне от наименьшего до наибольшего значений времени срабатывани  защит , действующих на включение короткозамыкателей подстанций, и интервал времени между моментами прохождени  контролируемым током второй уставки и обращени  его в нуль не превышает наибольшего значени  времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , сигнал об отключении отделител  формируют , если значение контролируемого тока

по истечении интервала времени, равного сумме наибольшего значени  выдержки времени АПВ голо- вного выключател  и времени завершени 

переходного процесса в сети после АПВ, счита  от момента времени обращени  контролируемого тока в нуль, не превышает первой уставки, при этом в течение интервала времени превышени  контролируе0 мым током второй уставки измер ют входное сопротивление линии электропередачи , которое сравнивают с группой значе- ,ний сопротивлений петель короткого замыкани  от головного выключател  через

5 короткозамыкатели подстанций, и по значению сопротивлени  петли короткого замыкани , совпадающему с измеренным значением входного сопротивлени  линии электропередачи, формируют сигнал об ава0 рийной отключившейс  трансформаторной подстанции, на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель.

Сопоставительный анализ за вл емого технического решени  с прототипом пока5 зывает, что за вл емый способ отличаетс  от известного тем, что. с целью повышени  оперативности вы влени  аварийно отключившейс  подстанции, на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отдели0 тель, фиксируют моменты времени прохождени  контролируемым током первой уставки, равной, наименьшему значению токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстан5 ций, второй уставки, равной наименьшему значению тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , и обращени  контролируемого тока в нуль, при этом сигнал о срабатывании ко0 роткозамыкател  формируют, если интервал времени между моментами прохождени  контролируемым током первой и второй уставок находитс  в диапазоне от наименьшего до наибольшего значений

5 времени срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей под- станций, и интервал времени между моментами прохождени  контролируемым током второй уставки и обращени  его в

0 нуль не превышает наибольшего значени  времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател . Известны технические решени , в которых получают информацию о положении го5 ловного выключател - линии после прохождени  бросков тока, однако не известны способы, в которых факт отключени  отделител  устанавливают, если значение контролируемого тока по истечении интервала времени, равного сумме наибольшего

значени  выдержки времени АПВ головного выключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ, счита  от момента времени обращени  контролируемого тока в нуль после первого броска тока КЗ, не превышает наименьшего значени  токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций. Известны технические решени , в которых измер ют сопротивление петли КЗ, однако нигде не измер ют входное сопротивление линии в течение интервалавременипревышени  контролируемым током наименьшего значени  тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , которое сравнивают с группой значений сопротивлений петель КЗ от головного выключател  через короткозамы- катели подстанций, и по значению сопротивлени  КЗ, совпадающему с измеренным значением входного сопротивлени  линии, формируют сигнал о номере аварийно отклю-, чившейс  подстанции, на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель .

Широкое распространение в электрических сет х получили подстанции упрощен- ного типа, т.е. подстанции без выключателей на стороне высшего напр жени . При этом за счет отсутстви  выключателей на стороне высшего напр жени , сокращени  сроков строительства существенно снижаютс  капитальные затраты на сооружение и расходы на эксплуатацию подстанций. Наиболее простыми подстанци ми без выключателей на стороне высшего напр жени   вл ютс  подстанции с головными выключател ми в начале питающей линии. Отключение поврежденного трансформатора производитс  в период бестоковой паузы АПВ головного выключател . Напр жение на линии восстанавливаетс  после обратного включени  головного выключател .

В случае внутреннего повреждени  трансформатора или КЗ на его выводах, когда значение броска тока недостаточно дл  срабатывани  релейной защиты головного выключател  линии, факт включени  корот- козамыкател  можно установить по факту резкого увеличени  значени  броска тока в интервале от наименьшего до наибольшего значений времени срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций, и резкому снижению значени  броска тока до нул  за врем , не превышающее наибольшего допустимого времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател ,

так как при включении короткозамыкател  производитс  искусственное КЗ на линии с целью отключени  головного выключател  линии.

5На фиг.1 представлена схема контролируемой линии и устройства контрол  дл  реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - временна  диаграмма изменени  токов в контролируемой линии при КЗ на 0 одной из подстанций линии.

Контролируема  лини  (фиг.1) имеет головной выключатель 1 и питает две трансформаторные подстанции с отделител ми 2 и короткозамыкател ми 3 и трансформато- 5 рами 4 и 5. Устройство контрол  6 подклю- чено к трансформаторам тока 7 и трансформаторам напр жени  8. Схема устройства контрол  содержит: блок входных преобразователей (БВП) 9, блок входных 0 аналоговых фильтров (БАФ) 10, блок задани  установок (БЗУ) 11, блок аналогового . мультиплексора (БАМ) 12, аналого-цифровой преобразователь (АПЦ) 13, микропроцессорный блок (МП) 14, интерфейс ввода 5 (ИВ) 15, дешифратор адреса (ДА) 16, генератор тактовых импульсов (ГТС) 17, центральный процессор (ЦП) 18, блок управлени  режимами работы (БУР) 19, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 20, систем- 0 ный контроллер (СК) 21, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 22, блок индикации (БИ) 23, интерфейс вывода (ИИ) 24, дешифратор (ДШ) 25, визуальный индикатор (ИВ) 26.

5При КЗ на подстанции, например в

трансформаторе 4 или на его выводах, происходит бросок тока, превышающий наименьшее значение h тока срабатывани  защиты, действующей на включение корот- 0 козамыкателей подстанций (фиг.20, момент ti). С этого момента времени устройство производит фиксацию изменени  тока в интервале времен ti - te, равном сумме наибольших допустимых значений выдержек 5 времени защит, действующих на включение короткозамыкател , и защиты, действующей на отключение головного выключател . Факт включени  короткозамыкател  устанавливаетс  по резкому увеличению значе- 0 ни  броска тока (момент времени 1з) сверх наименьшего значени  12 тока сраЬатыва- ни  защиты, действующей на отключение головного выключател , в диапазоне от наименьшего до наибольшего значени  вре- 5 мени срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций (t2 - t4), и исчезновение тока в течение времени контрол  ti - te. Факт отключени  отделител  устанавливают, если значение контролируемого тока по истечении интервала времени, равного сумме наибольшего допустимого значени  выдержки времени АПВ головного выключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ ts -1, не превышает наименьшего значени  тока срабатывани  защиты, действующей на включение короткозамыкател  подстанций И.

Устройство контрол  дл  реализации предлагаемого способа (фиг.1) работает следующим образом, ВВП 9 преобразует значени  вторичных токов и напр жений, полученных от трансформаторов тока 7 и напр жени  8, контролируемой линии, в значени , удобные дл  согласовани  с входными цеп ми устройства контрол  6. БАФ 10 производит предварительную фильтрацию поступающих с выходов БВП 9 сигналов и отстройку от апериодической составл ющей. В устройство контрол  через БЗУ 11 ввод тс  уставки: перва  уставка , равна  наименьшему значению токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанции; втора  уставка, равна  наименьшему значению тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател ; временные уставки - наименьшее и наибольшее врем  срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций; наибольшее врем  срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , и сумма наибольшего значени  выдержки времени АПВ головного выключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ; а также группа значений сопротивлений петель КЗ от головного выключа- тел  через короткозамыкатели подстанций. Bfe еденные в уст-; ройство контрол  значени  уставок записываютс  в ОЗУ 22, При превышении контролируемым током значени  первой уставки происходит автоматический запуск устройства контрол . БАГИ 12 осуществл ет поочередную подачу входных величин на АЦП 13. АЦП преобразует значени  аналоговых входных величин в цифровой двоичный код, Полученный цифровой код входного сигнала через И В 15 поступает в МП 14 и записываетс  в ОЗУ 22, В П3 20 хранитс  программа операций по обработке поступающих данных и последовательность ввода и вывода информации. ГТС 17 задает последовательность тактовых импульсов д   формировани  управл ющих сигналов, синхронизирующих работу устройства контрол . Управление процессом ввода-вывода и обработки информации осуществл етс  ЦП 18. ЦП создает последовательность синхронизирующих и логических сигналов, которые определ ют последовательность срабатывани  всех элементов устройства контрол . Управление элементами схемы устройства контрол  от ЦП осуществл етс  через СК 21, расшир ющий возмож- ности ЦП. Вызов соответствующих элементов МП 14 дл  управлени  осуществл етс  с помощью ДА 16. После запуска устройство контрол  начинает измерение

длительности и значени  броска тока (после превышени  током значени  первой уставки). Измерение временных интервалов производитс  путем счета тактовых импульсов ГТС 17,укладывающихс  в контролируемый временной интервал . Фиксируетс  момент времени прохождени  контролируемым током значени  второй уставки, соответствующее значение которой (в цифровой форме) хранитс 

в ОЗУ 22, а сравнение значений контролируемого тока и второй уставки производитс  в ЦП 18. Момент времени прохождени  током значени  второй уставки контролируетс  в диапазоне от наименьшего до

наибольшего значений времени срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкателей подстанций. В течение интервала времени превышени  контролируемым током второй уставки устройство

контрол  определ ет сопротивление линии электропередачи, которое сравниваетс  в ЦП 18 со значени ми сопротивлений петель КЗ от головного выключател  через коротко- эамыкатели подстанций, хран щимис  в

ОЗУ 22. По совпадению заданного значени  входного сопротивлени  петли КЗ с измеренным значением сопротивлени  петли КЗ определ ют номер аварийно отключившейс  подстанции. Контролируетс  обращение

в нуль значени  тока в интервале времени между моментами прохождени  током второй установки и наибольшим значением времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател  линии, соответствующие значени  заданного временного интервала в цифровой форме извлекаютс  из ОЗУ. Производитс  измерени  длительности бестоковой паузы путем счета тактовых импульсов ГТС 17, укладывающихс  а интервал, времени, равный сумме наибольшего значени  выдержки времени АПВ головного выключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ.

Далее в ЦП 18 производитс  сравнение значени  контролируемого тока по истечении заданного интервала времени со значением первой уставки. В случае, если измеренное

значение тока не превышает значени  первой уставки, фиксируетс  факт отключени  отделител . При несоответствии контролируемых входных сигналов вышеописанной последовательности устройство контрол  возвращаетс  в исходное состо ние готов- ности к новым срабатывани м. В противном случае результат произведенной ЦП 18 обработки информации о функционировании коммутационных аппаратов подстанций через СК 21, ИИ 24 и ДШ 25 выводитс  на ИВ 26 в удобной дл  считывани  форме.

В качестве устройства контрол  дл  реализации предлагаемого способа может быть использован микропроцессорный фиксирующий индикатор МФИ, серийный вы- пуск которых планируетс  с 1991-1992 года.

Использование за вл емого изобретени  позволит повысить надежность электроснабжени  потребителей за счет своевременного обнаружени  срабатыва- ни  коммутационных аппаратов подстанций и аварийных отключений потребителей.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и   Способ дистанционного контрол  функ- ционировани  коммутационных аппаратов сети трансформаторных подстанций, оборудованных входными отделител ми и корот- козамыкател ми и через общую линию электропередачи подключенных к головно- му выключателю сети, снабженному устройствами максимальной токовой защиты и АПВ, при котором осуществл ют контроль токов в проводах линии электропередачи у головного выключател  и формирование сигналов о функционировании коммутационных аппаратов по результатам контрол , отличающийс  тем, что, с целью повышени  оперативности вы влени  аварийно отключившейс  подстанции, на кото- рой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель, фиксируют моменты времени прохождени  контролируемым током первой уставки, равной наименьшему

значению токов срабатывани  защит, действующих на включение короткозамыкате- лей подстанций, второй уставки, равной наименьшему значению тока срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , и обращени  контролируемого тока в О, при этом сигнал о срабатывании короткозамыкател  формируют , если интервал времени между моментами прохождени  контролируемым током первой и второй уставок находитс  в диапазоне от наименьшего до наибольшего значений аремени срабатывани  защит, действующих на включение корсл козамыка- телей подстанций, и интервал времени междумоментамипрохождени  контролируемым током второй уставки и обращени  его в О не превышает наибольшего значени  времени срабатывани  защиты, действующей на отключение головного выключател , сигнал об отключении отделител  формируют. если значение контролируемого тока по истечении интервала времени, равного сумме наибольшего значени  выдержки времени АПВ головного выключател  и времени завершени  переходного процесса в сети после АПВ, счита  от момента времени обращени  контролируемого тока в О, не превышает первой уставки, при этом в течение интервала времени превышени  контролируемым током второй уставки .измер ют входное сопротивление линии электропередачи, которое сравнивают с группой значений сопротивлений петель короткого замыкани  от головного выключател через короткозамыкатели подстанций, и по значению сопротивлени  петли короткого замыкани , совпадающему с измеренным значением входного сопротивлени  линии электропередачи, формируют сигнал об аварийно отключившейс  трансформаторной подстанции, и на которой сработал короткозамыкатель и отключилс  отделитель.