RU2680816C1 - Method for limiting overload of high-voltage cable power line - Google Patents

Method for limiting overload of high-voltage cable power line Download PDF

Info

Publication number
RU2680816C1
RU2680816C1 RU2018119758A RU2018119758A RU2680816C1 RU 2680816 C1 RU2680816 C1 RU 2680816C1 RU 2018119758 A RU2018119758 A RU 2018119758A RU 2018119758 A RU2018119758 A RU 2018119758A RU 2680816 C1 RU2680816 C1 RU 2680816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
current
cable
signal
input
Prior art date
Application number
RU2018119758A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Владимирович Илюшин
Александр Леонидович Куликов
Original Assignee
Павел Владимирович Илюшин
Александр Леонидович Куликов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Павел Владимирович Илюшин, Александр Леонидович Куликов filed Critical Павел Владимирович Илюшин
Priority to RU2018119758A priority Critical patent/RU2680816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680816C1 publication Critical patent/RU2680816C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: according to the method, temperature and current in the transmission line is measured and a signal for switching off and on the load is generated, wherein the measurement of temperature and current is carried out for each of the three phases of the cable, the settings for temperature and current are set in the form of lower permissible and upper emergency limit levels, as well as the corresponding permissible times for finding the temperature and/or current above the lower long-term allowable and above the upper emergency-permissible limit levels. Signal to disconnect the load is formed when the temperature and/or current is above the lower permanently allowable and above the upper emergency tolerable limit levels when the corresponding allowable residence times exceed.EFFECT: technical result consists in increasing the operational reliability and efficiency of limiting the overload of a high-voltage cable power line.3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам локальной противоаварийной автоматики и может быть использовано для автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи (ЛЭП) в электрических сетях напряжением 110 кВ и выше, где кабели оснащены датчиками температуры распределенной системы мониторинга и измерителями тока жил кабеля.The invention relates to devices for local emergency control and can be used to automatically limit the overload of a high-voltage cable power line in the electric networks of 110 kV and higher, where the cables are equipped with temperature sensors of a distributed monitoring system and current meters of cable cores.

Известно техническое решение [RU 2503110, С2, Н02Н 3/093, 27.12.2013], в котором реализован способ защиты электрической цепи путем использования защитного устройства цепи, имеющее кривую времятоковой характеристики, причем, накопленная тепловая нагрузка защитного устройства цепи определена в первой точке кривой времятоковой характеристики, при этом, первая точка соответствует первому току, накопленная тепловая нагрузка основана как на первом токе, так и на промежутке времени, в течение которого защитное устройство цепи способно выдерживать первый ток, и отсоединяющего устройства, расположенного в электрической цепи последовательно с защитным устройством цепи, причем, защиту электрической цепи обеспечивают путем настройки контроллера, сконфигурированного с возможностью воспринимать ток, пропускаемый защитным устройством цепи, определять оцененную тепловую нагрузку защитного устройства цепи и для значений тока, меньших, чем первый ток, и больших, чем номинальный расчетный ток защитного устройства цепи, обеспечивать сигнал управления для активации отсоединяющего устройства для размыкания электрической цепи, когда оцененная тепловая нагрузка защитного устройства цепи, по меньшей мере, равна накопленной тепловой нагрузке, причем, накопленная тепловая нагрузка используется контроллером в качестве максимальной тепловой нагрузки защитного устройства цепи для значений тока, меньших, чем первый ток, и больших, чем номинальный расчетный ток защитного устройства цепи, а защитное устройство цепи сконфигурировано с возможностью размыкания электрической цепи независимо от отсоединяющего устройства в ответ на возникновение состояния перегрузки по току в электрической цепи, как определено кривой времятоковой характеристики.A technical solution is known [RU 2503110, C2, H2N 3/093, 12/27/2013], which implements a method of protecting an electrical circuit by using a circuit protection device having a time-current characteristic curve, wherein the accumulated thermal load of the circuit protection device is determined at the first point of the curve time-current characteristics, in this case, the first point corresponds to the first current, the accumulated thermal load is based both on the first current and on the period of time during which the circuit protector is able to withstand the first t to, and a disconnecting device located in the electric circuit in series with the circuit protective device, moreover, the electric circuit is protected by adjusting the controller configured to receive the current passed by the circuit protective device, to determine the estimated thermal load of the circuit protective device and for current values lower than the first current, and larger than the rated rated current of the circuit protection device, provide a control signal to activate the disconnecting device for when the estimated thermal load of the circuit protective device is at least equal to the accumulated thermal load, and the accumulated thermal load is used by the controller as the maximum thermal load of the circuit protective device for current values smaller than the first current and greater than rated current of the circuit protector, and the circuit protector is configured to open the circuit regardless of the disconnecting device in response to venie overcurrent condition in the electrical circuit, as determined by the time-current characteristic curve.

Недостатком этого технического решения является относительно низкая эксплуатационная надежность и эффективность ограничения перегрузки, так как в нем не учитываются фактическое техническое состояние кабельной линии и срок ее эксплуатации, а также способ и условия прокладки кабельной линии, оказывающих существенное влияние на интенсивность теплоотвода с поверхности кабеля, от которых зависят величины допустимых тока и времени перегрузки.The disadvantage of this technical solution is the relatively low operational reliability and efficiency of the overload limitation, since it does not take into account the actual technical condition of the cable line and its life, as well as the method and conditions of laying the cable line, which have a significant impact on the intensity of heat removal from the cable surface, from which depend on the permissible current and overload time.

Известно также техническое решение [RU 155967, U1, Н02Н 3/00, 27.10.2015], в котором сравнивают параметры, полученные с контроллера, подключенного параллельно кабельной линии, с заданными параметрами, и в случае перегрузки формируют сигнал передает через контроллер на отсоединяющее устройство.A technical solution is also known [RU 155967, U1, Н02Н 3/00, 10.27.2015], in which the parameters obtained from the controller connected in parallel to the cable line are compared with the given parameters, and in case of overload, a signal is generated and transmitted through the controller to the disconnecting device .

Недостатком этого технического решения также является относительно низкая эффективность ограничения перегрузки.The disadvantage of this technical solution is also the relatively low efficiency of limiting overload.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является техническое решение, используемое для автоматического ограничения перегрузки линии электропередачи [RU 127537, U1, Н02Н 5/04, H02J 13/00, Н02Н 3/08, 27.04.2013], в котором измеряют температуру провода высоковольтной линии, измеряют ток высоковольтной линии, измеряют температуру воздуха окружающей среды и формируют команду на отключение нагрузки по расчетному времени, оставшемуся до достижения допустимого и предельно допустимого значений температуры провода.The closest in technical essence to the claimed is the technical solution used to automatically limit the overload of the power line [RU 127537, U1, НОН 5/04, H02J 13/00, НОН 3/08, 04/27/2013], in which the temperature of the high-voltage wire is measured lines, measure the current of the high-voltage line, measure the ambient air temperature and form a command to disconnect the load according to the estimated time remaining until the allowable and maximum allowable values of the wire temperature are reached.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая эффективность ограничения перегрузки, вызванная его неприспособленностью к условиям функционирования высоковольтной кабельной линии электропередачи. Это приводит, в частности, к необоснованным отключениям нагрузки.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low efficiency of limiting the overload caused by its inability to operate under conditions of high-voltage cable power lines. This leads, in particular, to unjustified disconnection of the load.

Например, если кабельная ЛЭП пересекает или на некоторых участках находится вблизи трасс прохождения труб горячего водоснабжения или отопления, то возможны локальные участки нагрева кабеля. В известном техническом решении измерение температуры провода высоковольтной линии и температуры воздуха окружающей среды проводят без учета этого фактора, что снижает эффективность ограничения перегрузки. Для исключения этого фактора необходимо наличие датчиков температуры распределенной системы мониторинга жил кабеля. С другой стороны, определяя условия нагрева и эксплуатации кабельной линии электропередачи, отличающиеся от воздушной линии электропередачи, необходимо одновременно контролировать и токи, проходящие через жилы кабеля, т.е. целесообразно измерять токи в каждой фазе, поскольку нагрузка по фазам может быть неравномерна и кабель одной из фаз может перегреваться. Следовательно, важно контролировать токовую нагрузку кабельной линии электропередачи пофазно. Отсутствие такого контроля также снижает эффективность ограничения перегрузки.For example, if a cable transmission line crosses, or in some areas is close to the routes of hot water supply or heating pipes, then local sections of cable heating are possible. In a known technical solution, the temperature measurement of the high-voltage line wire and the ambient air temperature are carried out without taking this factor into account, which reduces the efficiency of overload limitation. To eliminate this factor, it is necessary to have temperature sensors for a distributed cable core monitoring system. On the other hand, when determining the heating and operating conditions of a cable power line that differ from the overhead power line, it is necessary to simultaneously control the currents passing through the cable conductors, i.e. it is advisable to measure currents in each phase, since the phase load can be uneven and the cable of one of the phases can overheat. Therefore, it is important to monitor the current load of the cable power line in phase. The absence of such control also reduces the effectiveness of the overload limitation.

Поскольку внешние условия эксплуатации и фактическое техническое состояние высоковольтной кабельной линии электропередачи в процессе эксплуатации изменяются, то уставки локальной противоаварийной автоматики необходимо выбирать с учетом указанных обстоятельств.Since the external operating conditions and the actual technical condition of the high-voltage cable power line change during operation, the settings of the local emergency control system must be selected taking into account these circumstances.

Задача изобретения заключается в создании способа автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи, обладающего повышенной эксплуатационной надежностью и эффективностью ограничения перегрузки, за счет его адаптации к условиям эксплуатации и фактическому техническому состоянию высоковольтной кабельной линии электропередачи, для минимизации объемов и времени отключения нагрузки при перегрузке высоковольтной кабельной линии электропередачи.The objective of the invention is to create a method for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line, with increased operational reliability and efficiency of limiting overload due to its adaptation to operating conditions and the actual technical condition of a high-voltage cable power line, to minimize the volume and time of load disconnection during overloading of a high-voltage cable power lines.

Требуемый технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности и эффективности ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи.The required technical result is to increase the operational reliability and efficiency of limiting the overload of a high-voltage cable power line.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, согласно способу, в котором проводят измерение температуры кабеля и тока в высоковольтной кабельной линии электропередачи и формируют сигнал на отключение и включение нагрузки, согласно изобретению, измерение температуры и тока проводят по каждой из трех фаз кабеля, задаются уставки по температуре и току в виде нижнего длительно допустимого и верхнего аварийно допустимого предельных уровней, и соответствующие им допустимые времена нахождения температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого и выше верхнего аварийно допустимого предельных уровней, а сигнал на отключение нагрузки формируют при нахождении температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого и выше верхнего аварийно допустимого предельных уровней при превышении соответствующих им допустимых времен нахождения.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, according to the method in which the temperature of the cable and current is measured in a high-voltage cable power line and a signal is generated to turn off and on the load, according to the invention, the temperature and current are measured for each of the three phases of the cable, the temperature and current settings are set in the form of the lower long-term permissible and upper emergency permissible limit levels, and the corresponding permissible times of finding the tamper tours and / or current above the permissible lower and above the upper allowable limits of emergency, and a signal for load shedding is formed at a temperature of locating and / or current above the permissible lower and higher than the upper limits permissible emergency when exceeding the permissible time corresponding location.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, допустимое время нахождения температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого уровня устанавливают величиной 40 минут, а допустимое время нахождения температуры и/или тока свыше верхнего аварийного допустимого уровня устанавливают величиной 20 минут.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the permissible time for the temperature and / or current above the lower long-term acceptable level is set to 40 minutes, and the permissible time for the temperature and / or current above the upper emergency acceptable level is set to 20 minutes.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, нижний предельный длительно допустимый уровень по температуре устанавливают величиной 80°С, а верхний предельный аварийно допустимый уровень по температуре устанавливают величиной 90°С.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the lower limit long-term allowable level in temperature is set to 80 ° C, and the upper limit emergency allowable level in temperature is set to 90 ° C.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, нижний предельно допустимый уровень по току задается равным величине длительно допустимого тока кабеля, установленным заводом-изготовителем кабеля, а верхний предел по току задается равным величине аварийно допустимого тока кабеля, установленным заводом-изготовителем кабеля.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the lower maximum permissible current level is set equal to the value of the long-term allowable cable current set by the cable manufacturer, and the upper current limit is set to the value of the emergency permissible cable current set by the cable manufacturer.

На чертеже представлена функциональная схема устройства автоматического ограничения перегрузки кабельной линии электропередачи совместно с датчиками температуры и измерителями тока, которое реализует предложенный способ.The drawing shows a functional diagram of a device for automatically limiting the overload of a cable power line in conjunction with temperature sensors and current meters, which implements the proposed method.

Устройство автоматического ограничения перегрузки кабельной линии электропередачи содержит блок 1 контроля температуры, выполненный с возможностью получения сигнала температуры от датчиков 2 температуры жил кабеля, а также блок 3 контроля токов, выполненный с возможностью получения сигнала от измерителей тока 4, и контроллер 5, первый выход которого соединен со входом подачи уставок по току в блок 3 контроля токов, второй выход - со входом подачи уставок по температуре в блок 1 контроля температуры, третий выход - с третьим входом второго элемента И, разрешающий отключение нагрузки при перегрузке по току, четвертый выход - со вторым входом блока формирования команд автоматического включения нагрузки и разрешающий включение нагрузки по решению оперативно-технологического персонала диспетчерского пункта, пятый выход позволяет осуществлять передачу данных в диспетчерский пункт, первый вход обеспечивает получение сигнала о превышении температуры кабельной линии (любой их трех фаз), второй вход - получение сигнала о повышении токовой нагрузки кабельной линии (любой из трех фаз), третий вход позволяет получать уставки по току и температуре из диспетчерского пункта, а четвертый вход - разрешающие команды из диспетчерского пункта.The device for automatically limiting the overload of the cable power line contains a temperature control unit 1, configured to receive a temperature signal from the temperature sensors 2 of the cable conductors, as well as a current control unit 3, configured to receive a signal from current meters 4, and a controller 5, the first output of which connected to the input of the current settings to the current control unit 3, the second output to the input of the temperature settings to the temperature control unit 1, the third output to the third input of the second electric element And, allowing disconnection of the load during overcurrent, the fourth output - with the second input of the unit for generating automatic load switching commands and allowing the inclusion of the load according to the decision of the operational and technological personnel of the control room, the fifth output allows data to be transmitted to the control room, the first input provides signal about the temperature excess of the cable line (any of three phases), the second input - receiving a signal about the increase in the current load of the cable line (any of the three h), the third input allows you to get the current temperature and set point of the control point, and the fourth input - allowing the team from the control room.

Кроме того, устройство автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи содержит первый элемент И 6, блок 7 управления отключением нагрузки, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 12, а выход является выходом сигнала управления отключением нагрузки устройством автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи.In addition, the device for automatically limiting the overload of the high-voltage cable power line contains the first element AND 6, a load disconnect control unit 7, the input of which is connected to the output of the first element OR 12, and the output is the output of the load-off control signal for the device for automatically limiting the overload of the high-voltage cable power line.

Помимо указанных выше, устройство автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи содержит также последовательно соединенные блок 8 формирования команд автоматического включения нагрузки, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 10, а второй вход - с четвертым выходом контроллера 5, и блок 9 управления автоматическим включением нагрузки, выход которого является выходом сигнала автоматического включения нагрузки устройства автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи.In addition to the above, the device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line also contains series-connected unit 8 for generating automatic load switching commands, the first input of which is connected to the output of the second element OR 10, and the second input is connected to the fourth output of the controller 5, and automatic control unit 9 switching on the load, the output of which is the output of the signal for automatically turning on the load of the device for automatically limiting the overload th power line cable.

Устройство автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи содержит также второй элемент ИЛИ 10, выход которого соединен с первым входом блока 8 формирования команд автоматического включения нагрузки, и блок 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов, содержащий элементы 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 измерения длительности сигналов с первого по четвертый, соответственно, и первый 6 и второй 13 элементы И.The device for automatically limiting the overload of the high-voltage cable power line also contains a second OR element 10, the output of which is connected to the first input of the unit 8 for automatically turning on the load, and the block 11 for the logical processing of temperature and current control signals, containing elements 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 measuring the duration of the signals from the first to fourth, respectively, and the first 6 and second 13 elements I.

В устройстве автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи блок 1 контроля температуры содержит элементы сравнения 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 и 1-6 температуры с первого по шестой, соответственно, первые входы первого 1-1, третьего 1-3, и пятого 1-5 элементов сравнения температуры являются входами температуры первой, второй и третьей фаз кабеля, соответственно, вторые входы - являются входом подачи уставок по температуре в блок 1 контроля температуры из контроллера 5, выходы первого 1-1, третьего 1-3, и пятого 1-5 элементов сравнения температуры соединены со входом третьего элемента 11-3 измерения длительности сигналов блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И 6, выходы второго 1-2, четвертого 1-4 и шестого 1-6 элементов сравнения температуры соединены со входом первого элемента 11-1 измерения длительности сигналов блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов, выход которого соединен с первым входом контроллера 5, обеспечивающего получение сигнала о превышении температуры кабельной линии (любой их трех фаз).In the device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line, the temperature control unit 1 contains temperature comparing elements 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, and 1-6 of the first to sixth temperatures, respectively, the first inputs of the first 1-1, third 1-3, and fifth 1-5 temperature comparison elements are the temperature inputs of the first, second and third phases of the cable, respectively, the second inputs are the input of the temperature settings to the temperature control unit 1 from controller 5, the outputs of the first 1-1, third 1-3, and fifth 1-5 elements in comparison, the temperatures are connected to the input of the third element 11-3 measuring the duration of the signals of the block 11 for the logical processing of temperature and current control signals, the output of which is connected to the second input of the first element And 6, the outputs of the second 1-2, fourth 1-4 and sixth 1-6 temperature comparison elements are connected to the input of the first element 11-1 measuring the duration of the signals of the block 11 of the logical processing of temperature and current control signals, the output of which is connected to the first input of the controller 5, which provides a signal about raising the temperature of the cable line (any of the three phases).

В предложенном устройстве автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи блок 3 контроля токов содержит элементы 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6 сравнения токов с первого по шестой, соответственно, первые входы первого 3-1, третьего 3-3, и пятого 3-5 элементов сравнения токов являются входами токов первой, второй и третьей фаз кабеля, соответственно, вторые входы - являются входом подачи уставок по току в блок 3 контроля токов из контроллера 5, выходы первого 3-1, третьего 3-3 и пятого 3-5 элементов сравнения токов соединены со входом четвертого элемента 11-4 измерения длительности сигналов блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов, выход которого соединен с первым входом второго 13 элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 10 и вторым входом первого элемента ИЛИ 12, выходы второго 3-2, четвертого 3-4 и шестого 3-6 элементов сравнения токов соединены со входом второго элемента 11-2 измерения длительности сигналов блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов и с первым входом первого элемента И 6, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 12 и вторым входом второго элемента ИЛИ 10, второй вход второго элемента И 13 соединен с инверсным входом первого элемента И 6 и является входом сигнала контроля целостности датчиков температуры и линий передачи сигналов от датчиков температуры к блоку контроля температуры, выход второго элемента 11-2 измерения длительности сигналов соединен со вторым входом контроллера 5, обеспечивающим получение сигнала о повышении токовой нагрузки кабельной линии (любой из трех фаз), а третий выход контроллера 5 соединен с третьим входом второго элемента И 13.In the proposed device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line, the current monitoring unit 3 contains elements 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6 of comparing the currents from the first to the sixth, respectively, the first inputs the first 3-1, the third 3-3, and the fifth 3-5 current comparison elements are the current inputs of the first, second and third phases of the cable, respectively, the second inputs are the input of the current settings to the current control unit 3 from the controller 5, outputs first 3-1, third 3-3 and fifth 3-5 current comparison elements with the input of the fourth element 11-4 measuring the duration of the signals of the block 11 of the logical signal processing of temperature and current control signals, the output of which is connected to the first input of the second 13 element And, the output of which is connected to the first input of the second element OR 10 and the second input of the first element OR 12, outputs the second 3-2, fourth 3-4 and the sixth 3-6 current comparison elements are connected to the input of the second element 11-2 measuring the duration of the signals of the block 11 of the logical processing of temperature and current control signals and to the first input of the first element And 6, the output of which is connected to the first input of the first element OR 12 and the second input of the second element OR 10, the second input of the second element And 13 is connected to the inverse input of the first element And 6 and is the input of the integrity control signal of temperature sensors and signal transmission lines from temperature sensors to the temperature control unit, the output of the second signal duration measuring element 11-2 is connected to the second input of the controller 5, which provides a signal about the increase in the current load of the cable line (any of the three phases), and a third controller output 5 is connected to a third input of the second AND gate 13.

Кроме того, блок 1 контроля температуры выполнен с возможностью получения сигнала о температуре от датчиков температуры жил каждой из трех фаз кабеля, а блок 3 контроля токов, выполненный с возможностью получения сигнала от измерителей тока каждой из трех фаз кабеля.In addition, the temperature control unit 1 is configured to receive a temperature signal from the temperature sensors of the cores of each of the three cable phases, and the current control unit 3 configured to receive a signal from current meters of each of the three cable phases.

При этом, пятый выход контроллера 5 выполнен с возможностью передачи данных в диспетчерский пункт, третий вход позволяет получать уставки по току и температуре из диспетчерского пункта, а четвертый вход - разрешающие команды из диспетчерского пункта.In this case, the fifth output of the controller 5 is configured to transmit data to the control room, the third input allows you to get the current and temperature settings from the control room, and the fourth input allows the command from the control room.

Устройство автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи работает следующим образом.A device for automatically limiting the overload of a high voltage cable power line operates as follows.

Получение данных о температуре кабеля осуществляются путем получения результатов измерения датчиков 2 температуры распределенной системы мониторинга каждой из трех фаз кабеля.The data on the temperature of the cable are obtained by obtaining the measurement results of the temperature sensors 2 of a distributed monitoring system for each of the three phases of the cable.

Эти данные поступают в блок 1 контроля температуры на соответствующие элементы 1-1 и 1-2 по первой фазе, 1-3 и 1-4 по второй фазе и 1-5 и 1-6 по третьей фазе. Таким образом, к выходу датчика температуры по каждой фазе датчика подключено два элемента (четный и нечетный) с разными уставками по температуре. Для нечетных элементов 1-1, 1-3, и 1-5 уставка составляет, например 90°С, а для четных элементов 1-2, 1-4 и 1-6 уставка составляет, например 80°С. Указанные уставки поступают от контроллера 5 через второй выхода уставок по температуре.These data enter the temperature control unit 1 to the corresponding elements 1-1 and 1-2 in the first phase, 1-3 and 1-4 in the second phase and 1-5 and 1-6 in the third phase. Thus, two elements (even and odd) with different temperature settings are connected to the output of the temperature sensor for each phase of the sensor. For odd elements 1-1, 1-3, and 1-5, the setting is, for example, 90 ° C, and for even elements 1-2, 1-4 and 1-6, the setting is, for example, 80 ° C. The indicated settings are received from the controller 5 through the second output of the temperature settings.

При достижении температуры любой из фаз кабеля Т≥80°С выдается информационный сигнал с выхода соответствующего четного элемента (1-2 или 1-4 или 1-6), который затем через первый элемент 11-1 блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов поступает на первый вход контроллера 5, являющийся входом для фиксации повышения температуры в виде информационного сигнала «Превышение температуры выше 80°С». Если превышение температуры выше 80°С составляло, например, менее 40 минут (то есть, сигнал на входе элемента 11-1 существовал менее 40 минут), выдача сигнала «Превышение температуры выше 80°С» на первый вход контроллера 5 не производится. В последующем сигнал «Превышение температуры выше 80°С» поступает по каналу передачи данных с пятого выхода контроллера 5 в диспетчерский пункт.When the temperature of any of the phases of the cable reaches T≥80 ° C, an information signal is issued from the output of the corresponding even element (1-2 or 1-4 or 1-6), which is then transmitted through the first element 11-1 of the block 11 of the logical processing of the temperature control signals and currents is supplied to the first input of the controller 5, which is the input for fixing the temperature increase in the form of the information signal "Temperature rise above 80 ° C." If the temperature rise above 80 ° C was, for example, less than 40 minutes (that is, the signal at the input of element 11-1 existed for less than 40 minutes), the signal “Temperature rise above 80 ° C” is not output to the first input of controller 5. Subsequently, the signal "Temperature rise above 80 ° C" enters the data channel from the fifth output of the controller 5 to the control room.

При достижении температуры жилы одной из фаз кабеля Т≥90°С выдается сигнал с выхода соответствующей нечетного элемента (1-1 или 1-3 или 1-5), который затем через третий элемент 11-3 блока 11 логической обработки сигналов контроля температуры и токов поступает через второй вход первого элемента И 6 на первый вход первого элемента ИЛИ 12 и второй вход второго элемента ИЛИ 10. Если превышение температуры выше 90°С составляло, например, менее 20 минут (то есть сигнал на входе элемента 11-3 существовал менее 20 минут), то сигнал с выхода элемента 11-3 не выдается.When the core temperature of one of the cable phases T≥90 ° C is reached, a signal is output from the output of the corresponding odd element (1-1 or 1-3 or 1-5), which then passes through the third element 11-3 of the block 11 for the logical processing of temperature control signals and currents passes through the second input of the first element And 6 to the first input of the first element OR 12 and the second input of the second element OR 10. If the temperature rise above 90 ° C was, for example, less than 20 minutes (that is, the signal at the input of element 11-3 existed less 20 minutes), then the signal from the output of element 11-3 is not issued.

В предлагаемом техническом решении устройства автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи одновременно контролируются токи в каждой фазе кабеля для формирования разрешения на реализацию команды по разгрузке кабельной линии при достижении уставки I≥Iдлит.доп. Это позволяет предотвратить излишние срабатывания устройства.In the proposed technical solution of the device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line, the currents in each phase of the cable are simultaneously monitored to form a permit for the implementation of the command to unload the cable line when the setting I≥I dl.dop is reached . This prevents unnecessary operation of the device.

Для получения данных о фазных токах высоковольтной кабельной линии электропередачи используется информация от измерителей 4 тока. Эта информация пофазно поступает в блок 3 контроля токов на соответствующие элементы 3-1…3-6 сравнения. К выходу каждой фазы подключается два элемента сравнения (четный и нечетный) с разными уставками по току. Для нечетных элементов 3-1, 3-3 и 3-5 сравнения устанавливается уставка, соответствующая аварийно допустимому току кабельной линии Iавар.доп, а для четных элеметов 3-2, 3-4 и 3-6 сравнения устанавливается уставка длительно допустимому току кабельной линии Iдлит.доп. Указанные уставки поступают от контроллера 5 через первый выход уставок по току.To obtain data on the phase currents of a high-voltage cable power line, information from current meters 4 is used. This information is supplied in phases to the current control unit 3 to the corresponding comparison elements 3-1 ... 3-6. Two comparison elements (even and odd) with different current settings are connected to the output of each phase. For odd comparison items 3-1, 3-3 and 3-5, a setpoint is set corresponding to the emergency permissible current of the cable line I emergency.dop , and for even comparison items 3-2, 3-4 and 3-6, a setpoint for long-term current is set I dlit.dop cable line. These settings come from the controller 5 through the first output of the current settings.

При достижении тока одной из фаз высоковольтной кабельной линии электропередачи уставочного значения Iдлит.доп (то есть I≥Iдлит.доп) выдается информационный сигнал с выхода соответствующего четного элемента 3-2, 3-4 или 3-6 сравнения, который затем через второй элемент 11-2 блока 11 поступает на второй вход контроллера 5 в виде информационного сигнала «Повышение токовой нагрузки КЛ выше Iдлит.доп». Если превышение тока выше длительно допустимого I≥Iдлит.доп составляло, например, менее 40 минут (то есть, сигнал на входе элемента 11-2 существовал менее 40 минут), выдача сигнала «Повышение токовой нагрузки КЛ выше Iдлит.доп» на второй вход контроллера 5 не производится. В последующем сигнал «Повышение токовой нагрузки КЛ выше Iдлит.доп» поступает по каналу передачи данных через пятый выход контроллера 5 в диспетчерский пункт.When the current of one of the phases of the high-voltage cable power line reaches the preset value I dl.dop (that is, I≥I dl.dop ), an information signal is issued from the output of the corresponding even comparison element 3-2, 3-4 or 3-6, which then the second element 11-2 of block 11 is supplied to the second input of the controller 5 in the form of an information signal "Increase in the current load of the cable above I dl.top ". If the excess of current above the long-term allowable I≥I dln.dop was, for example, less than 40 minutes (that is, the signal at the input of element 11-2 existed for less than 40 minutes), the signal "Increase in the current load of the CL above I dl.dop " by the second input of the controller 5 is not performed. Subsequently, the signal "Increase in the current load of the cable above I dl . Dop " enters the data channel through the fifth output of controller 5 to the control room.

При достижении тока одной из фаз кабельной линии электропередачи уставочного значения Iавар.доп (то есть I≥Iавар.доп) выдается информационный сигнал с выхода соответствующей нечетного элемента 3-1, 3-3 или 3-5 сравнения, который затем через четвертый элемент 11-4 блока 11 поступает через первый вход второго элемента И 13 на первый вход второго элемента ИЛИ 10 и второй вход первого элемента ИЛИ 12. Если превышение тока выше аварийно допустимого I≥Iавар.доп составляло, например, менее 20 минут (то есть, сигнал на входе элемента 11-4 существовал менее 20 минут), то сигнал с выхода элемента 11-4 не выдается.When the current of one of the phases of the cable power line reaches the set value I avar.add (that is, I≥I avar.add ) an information signal is issued from the output of the corresponding odd comparison element 3-1, 3-3 or 3-5, which then through the fourth element 11-4 of block 11 enters through the first input of the second element AND 13 to the first input of the second element OR 10 and the second input of the first element OR 12. If the excess current is above the accidentally permissible I≥I avar.dop was, for example, less than 20 minutes (then yes, the signal at the input of element 11-4 existed less than 20 mi chickpeas), then the signal from the output of element 11-4 is not issued.

Как указывалось выше, в устройстве автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи одновременно контролируются токи в каждой фазе кабельной линии для формирования разрешения на выполнение команды управления по разгрузке кабельной линии при достижении уставки I≥Iдлит.доп. Для этого на первый вход первого элемента И 6 подается сигнал, характеризующий превышение одним из фазных токов уставки I≥Iдлит.доп. Такое техническое решение позволяет предотвратить излишние срабатывания автоматики ограничения перегрузки кабельной линии при ее неисправности без нарушения целостности датчиков температуры и линий передачи сигналов от датчиков температуры к блоку контроля температуры.As mentioned above, in the automatic overload limiting device of the high-voltage cable power line, the currents in each phase of the cable line are simultaneously monitored to form a permit to execute the control command for unloading the cable line when the setting I≥I duration.dop is reached . To do this, the signal is input to the first input of the first element And 6, which characterizes the excess of one of the phase currents of the setpoint I≥I of long . Such a technical solution allows to prevent unnecessary operation of automatic equipment for limiting the cable line overload when it malfunctions without violating the integrity of temperature sensors and signal transmission lines from temperature sensors to the temperature control unit.

Одновременно в устройстве автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи осуществляется контроль целостности датчиков температуры и линий передачи сигналов от датчиков температуры к блоку контроля температуры и формируется, в случае их повреждения, блокирующий сигнал на автоматическое ограничение перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи по температуре. Это исключает ложное срабатывание локальной противоаварийной автоматики. С этой целью внешний сигнал от датчика 2 температуры подается на второй вход второго элемента И 13 и на инверсный вход первого элемента И 6. Дополнительно, в случае повреждения датчиков температуры распределенной системы мониторинга и оптико-волоконных линий передачи сигналов, функции контроля за допустимостью нагрузки кабельной линии реализуется путем пофазного контроля токовой нагрузки кабельной линии с выдачей команды на ее разгрузку с выхода второго элемента И 13 через первый элемент ИЛИ 12 в блок 7 управления отключением нагрузки, в случае возникновения перегрузки по току. Реализация такой функции подтверждается разрешающим сигналом из диспетчерского пункта, транслируемого с третьего выхода контроллера 5 на третий вход второго элемента И 13.At the same time, the integrity of the temperature sensors and signal transmission lines from the temperature sensors to the temperature control unit is monitored in the device for automatically limiting the overload of the high-voltage cable power line and, in case of damage, a blocking signal is generated to automatically limit the overload of the high-voltage cable power line by temperature. This eliminates the false alarms of the local emergency control system. To this end, an external signal from the temperature sensor 2 is fed to the second input of the second element And 13 and to the inverse input of the first element And 6. Additionally, in case of damage to the temperature sensors of the distributed monitoring system and fiber-optic signal transmission lines, the function of monitoring the permissible load cable the line is implemented by phase monitoring the current load of the cable line with the issuance of a command to unload it from the output of the second AND 13 element through the first OR 12 element to the load disconnection control unit 7, in taking into account the occurrence of overcurrent. The implementation of such a function is confirmed by an enable signal from the control room, broadcast from the third output of the controller 5 to the third input of the second element And 13.

Уставки по Iдлит.доп, Iавар.доп определяются на этапе проектирования кабельной линии, как и допустимые и предельные значения температуры и время действия для каждого из алгоритмов работы устройства автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи. Уставки по температуре и по токам могут быть изменены в процессе эксплуатации. Уточнение зависимости температуры токопроводящих жил высоковольтной кабельной линии электропередачи от токовой нагрузки, с учетом условий прокладки и внешних климатических условий, осуществляется экспериментально на этапе наладки устройства автоматического ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи, с возможной ее корректировкой в процессе эксплуатации.The settings for I long.dop , I av.dop are determined at the stage of designing the cable line, as well as the permissible and limiting values of temperature and time for each of the operation algorithms of the device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line. The temperature and current settings can be changed during operation. The dependence of the temperature of the conductive conductors of the high-voltage cable power line on the current load, taking into account the installation conditions and external climatic conditions, is experimentally carried out at the stage of setting up the device for automatically limiting the overload of the high-voltage cable power line, with its possible correction during operation.

В блоке 8 формирования команд автоматического включения отключенной при перегрузке высоковольтной кабельной линии электропередачи нагрузки дополнительно реализована функция разрешения на включение отключенной действием устройства нагрузки по решению оперативно-технологического персонала диспетчерского пункта. При этом команда с диспетчерского пункта через четвертый выход контроллера 5 поступает на второй вход блока 8. При остывании до допустимых значений температуры токопроводящих жил кабельной линии (снижении тока) с выходов блока 11 через второй элемент ИЛИ 10 подается соответствующий сигнал, разрешающий автоматическое включение отключенной нагрузки в соответствии с ее приоритетностью и выбранной очередностью. Разрешающий сигнал с выхода блока 8 формирования команд автоматического включения отключенной при перегрузке высоковольтной кабельной линии электропередачи нагрузки обеспечивает эффективное функционирование блока 9 управления автоматическим включением нагрузки.In block 8 of the formation of automatic turn-on commands for a load disconnected during overload of a high-voltage cable power transmission line, a permission function is additionally implemented to enable the load to be turned off by the action of a device as decided by the operational and technological personnel of the control room. In this case, the command from the control room through the fourth output of the controller 5 is fed to the second input of block 8. When cooling to acceptable temperatures of the conductive wires of the cable line (current reduction) from the outputs of block 11, a corresponding signal is supplied through the second element of OR 10, allowing automatic switching on of the disconnected load in accordance with its priority and the selected order. The enable signal from the output of the unit 8 forming the automatic turn-off commands of the load disconnected during overload of the high-voltage cable power transmission line ensures the effective functioning of the automatic load turn-on control unit 9.

Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности и повышении эффективности ограничения перегрузки, поскольку ограничение перегрузки кабельной линии осуществляется с учетом особенностей ее функционирования, а именно, с учетом температурных, временных, токовых параметров и обеспечения возможности его адаптации к условиям ее эксплуатации, а также минимизации объемов отключения нагрузки при перегрузке кабельной линии электропередачи.Thus, thanks to the introduced improvements, the required technical result is achieved, which consists in increasing operational reliability and increasing the efficiency of limiting overload, since the restriction of the overload of the cable line is carried out taking into account the peculiarities of its operation, namely, taking into account temperature, time, current parameters and making it possible adapting to the conditions of its operation, as well as minimizing the volume of load disconnection during overloading the cable line of electric power riders.

Claims (3)

1. Способ ограничения перегрузки кабельной линии электропередачи, согласно которому проводят измерение температуры и тока в линии электропередачи и формируют сигнал на отключение и включение нагрузки, отличающийся тем, что измерение температуры и тока проводят по каждой из трех фаз кабеля, задаются уставки по температуре и току в виде нижнего длительно допустимого и верхнего аварийно допустимого предельных уровней и соответствующие им допустимые времена нахождения температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого и выше верхнего аварийно допустимого предельных уровней, а сигнал на отключение нагрузки формируют при нахождении температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого и выше верхнего аварийно допустимого предельных уровней при превышении соответствующих им допустимых времен нахождения.1. A method of limiting the overload of a cable power line, according to which the temperature and current in the power line are measured and a signal is generated to turn off and on the load, characterized in that the temperature and current are measured for each of the three phases of the cable, the temperature and current settings are set in the form of the lower long-term allowable and upper emergency allowable limit levels and the corresponding allowable times for the temperature and / or current to be above the lower long-term allowable and above the upper its emergency permissible limit levels, and a signal to disconnect the load is formed when the temperature and / or current are higher than the lower long-term permissible and above the upper emergency permissible limit levels when the corresponding permissible residence times are exceeded. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что допустимое время нахождения температуры и/или тока выше нижнего длительно допустимого уровня устанавливают величиной 40 минут, а допустимое время нахождения температуры и/или тока свыше верхнего аварийного допустимого уровня устанавливают величиной 20 минут.2. The method according to p. 1, characterized in that the permissible time for the temperature and / or current above the lower long-term acceptable level is set to 40 minutes, and the permissible time for the temperature and / or current above the upper emergency acceptable level is set to 20 minutes. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нижний предельный длительно допустимый уровень по температуре устанавливают величиной 80°С, а верхний предельный аварийно допустимый уровень по температуре устанавливают величиной 90°С.3. The method according to p. 1, characterized in that the lower limit long-term allowable level in temperature is set to 80 ° C, and the upper limit emergency allowable level in temperature is set to 90 ° C.
RU2018119758A 2018-05-29 2018-05-29 Method for limiting overload of high-voltage cable power line RU2680816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119758A RU2680816C1 (en) 2018-05-29 2018-05-29 Method for limiting overload of high-voltage cable power line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119758A RU2680816C1 (en) 2018-05-29 2018-05-29 Method for limiting overload of high-voltage cable power line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680816C1 true RU2680816C1 (en) 2019-02-27

Family

ID=65479282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018119758A RU2680816C1 (en) 2018-05-29 2018-05-29 Method for limiting overload of high-voltage cable power line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680816C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060221521A1 (en) * 2003-04-17 2006-10-05 Fabio Veroni Electric circuit breaker
RU127537U1 (en) * 2012-12-19 2013-04-27 Открытое акционерное общество "Энера Инжиниринг" DEVICE FOR AUTOMATIC RESTRICTION OF OVERLOADING OF A CABLE-AIR TRANSMISSION LINE
RU2503110C2 (en) * 2007-01-05 2013-12-27 Американ Пауэр Конвершн Корпорейшн System and method of protection of electric circuit against overload current
RU155967U1 (en) * 2014-10-16 2015-10-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") CABLE LINE PROTECTION DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060221521A1 (en) * 2003-04-17 2006-10-05 Fabio Veroni Electric circuit breaker
RU2503110C2 (en) * 2007-01-05 2013-12-27 Американ Пауэр Конвершн Корпорейшн System and method of protection of electric circuit against overload current
RU127537U1 (en) * 2012-12-19 2013-04-27 Открытое акционерное общество "Энера Инжиниринг" DEVICE FOR AUTOMATIC RESTRICTION OF OVERLOADING OF A CABLE-AIR TRANSMISSION LINE
RU155967U1 (en) * 2014-10-16 2015-10-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") CABLE LINE PROTECTION DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9112347B2 (en) DC grid and a method of limiting the effects of a fault in a DC grid
KR100943438B1 (en) Fault management of HTS power cable
EP2293401B1 (en) Protective system for voltage transformers
US9748762B2 (en) Method and apparatus for the protection of DC distribution systems
CN103403990A (en) A current limitation system for limiting the effects of a fault in a DC grid and a method of operating a current limitation system
US20120236442A1 (en) intelligent controller
CA2744397C (en) Overload protection of a voltage reduction device
US10938314B2 (en) Early detection of faults in power transmission lines
CN102171904A (en) Overload relay
KR101622187B1 (en) Fault current limiter
RU2680816C1 (en) Method for limiting overload of high-voltage cable power line
US20090257156A1 (en) Method of setting a ground fault trip function for a trip unit and a trip unit having a defined trip function for ground fault protection
RU181981U1 (en) Device for automatically limiting the overload of a high-voltage cable power line
RU2717029C1 (en) Method for transformer protection with oltc against overheating
CN106159894A (en) Small-sized collection chopper of networking
JP2009025242A (en) Power supply device for energizing cable fault point measuring device
JPH04331414A (en) Overcurrent outoff system for protecting trunk line
RU2582593C1 (en) System for protection of magnetoelectric generator from short circuit and method of controlling system
RU2754638C1 (en) Electrical line protection device
RU2774916C1 (en) Device for protecting consumers from asymmetry of supply voltages and/or breakage of the zero-wire
Rainin et al. Circuit breakers with new characteristics for improving quality protection of low-voltage electric networks
Staszewski et al. DLR-supported distance protection for blackout mitigation
SU792405A1 (en) Device for protective disconnection of electric apparatus
Bin-Halabi et al. A Simple and Effective Strategy to Prevent Power Transformer Overloading
SU982133A2 (en) Device for protective disconnection of electric installation in ac network

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200530