RU2727792C1

RU2727792C1 - Method of adaptive single-phase automatic re-connection of power transmission lines

Info

Publication number: RU2727792C1
Application number: RU2019144393A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Германовна Красильникова; Константин Эдуардович Кошевой; Кароматулло Азизович Махмудов
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-07-24

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: essence of the invention consists in the fact that in circuits in the absence of an intermediate system, a short-term one-way emergency phase connection is made on the side of the station, having previously included in the emergency phase a current-limiting reactor on the low side of the transformer, further measuring current value of current of this phase on connected end and comparing with preset setting, if the current is higher than the preset setting, a short or arc short circuit is detected at the phase and then a command is issued to disconnect the line, otherwise there is no phase closure and it is successfully switched on from the other side.

EFFECT: providing high reliability of single-phase automatic re-connection of power transmission lines at any number of shunting reactors on the line owing to reliable identification of arc damage which can not be detected on the double-sided disconnected emergency phase.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к автоматике электроэнергетических систем, и может быть использовано для обеспечения высокой надежности адаптивного однофазного автоматического повторного включения (АОАПВ) линий электропередачи, оснащенных любым числом шунтирующих реакторов (ШР).The invention relates to electrical engineering, in particular, to the automation of electrical power systems, and can be used to ensure high reliability of adaptive single-phase automatic reclosing (AOAPV) of power lines equipped with any number of shunt reactors (SR).

Известен способ АОАПВ линий электропередачи (авторское свидетельство СССР №792398, кл. Н02Н 3/06, 1979 г.), основанный на измерении модулей напряжений по концам отключенной фазы линии и сравнении их с заданными уставками. Когда оба напряжения превышают заданные уставки, то это означает исчезновение замыкания.The known method AOAPV power lines (USSR author's certificate No. 792398, CL H2H 3/06, 1979), based on the measurement of voltage modules at the ends of the disconnected phase of the line and comparing them with the specified settings. When both voltages exceed the preset values, then this means the disappearance of the short circuit.

Недостатком способа является низкая надежность АОАПВ в тех случаях, когда линия не оснащена ШР или оснащена неполным их числом.The disadvantage of this method is the low reliability of AOAPV in cases where the line is not equipped with SR or equipped with an incomplete number of them.

Также известен способ АОАПВ линий электропередачи (патент на изобретение №2688144, кл. Н02Н 3/06, 2019 г.), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и основанный на кратковременном (в пределах 0,1 сек) одностороннем включении аварийной фазы со стороны слабой промежуточной системы, когда измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце и сравнивают с заданной уставкой, если ток выше уставки, то на фазе фиксируют короткое или дуговое замыкание и далее дают команду на отключение линии, в противном же случае замыкание на фазе отсутствует, и она успешно включается на работу с другой стороны.Also known is the method of AOAPV of power transmission lines (patent for invention No. 2688144, cl. Н02Н 3/06, 2019), which is a prototype of the proposed invention and is based on a short-term (within 0.1 sec) one-way switching on of the emergency phase from the side of a weak intermediate system , when the effective value of the current of this phase at the closed end is measured and compared with the specified setting, if the current is higher than the setting, then a short or arc fault is recorded on the phase and then a command is given to disconnect the line, otherwise there is no short circuit on the phase, and it is successful turns on to work from the other side.

Недостаток этого способа состоит в том, что он обеспечивает высокую надежность в схемах со слабой промежуточной системой.The disadvantage of this method is that it provides high reliability in circuits with a weak intermediate system.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является обеспечение высокой надежности АОАПВ линий электропередачи в схемах без слабой промежуточной системы, когда линия электропередачи связывает непосредственно мощные станцию и энергосистему.The objective (technical result) of the proposed invention is to ensure high reliability of the AOAPV power transmission lines in circuits without a weak intermediate system, when the power transmission line directly connects the powerful station and the power system.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе в схемах при отсутствии промежуточной системы осуществляют кратковременное одностороннее включение аварийной фазы со стороны станции, предварительно включив в аварийную фазу токоограничивающий реактор с низкой стороны трансформатора, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце и сравнивают с заданной уставкой.The task is achieved by the fact that in the known method in the circuits in the absence of an intermediate system, a short-term one-sided switching on of the emergency phase from the station is carried out, having previously included a current-limiting reactor on the low side of the transformer in the emergency phase, the effective value of the current of this phase at the switched-on end is measured and compared with the specified setting.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, реализующего способ, на фиг. 2 приведена зависимость тока однофазного короткого замыкания (ОКЗ) при одностороннем включении линии от сопротивления токоограничивающего реактора.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device that implements the method; FIG. 2 shows the dependence of the single-phase short-circuit current (SCC) with one-sided connection of the line on the resistance of the current-limiting reactor.

На фиг. 1 устройство, реализующее способ, содержит фазы линии 1, подсоединенные к трансформатору 2 со стороны станции 3 и к системе 4 с помощью выключателей 5. С низкой стороны трансформатора установлен токоограничивающий реактор 6, который в нормальных режимах зашунтирован выключателем 7. На любой из фаз 1 возможно возникновение повреждения 8.FIG. 1, a device that implements the method contains the phases of line 1, connected to the transformer 2 from the station 3 side and to the system 4 by means of switches 5. On the low side of the transformer, a current-limiting reactor 6 is installed, which in normal modes is shunted by the switch 7. On any of the phases 1 possible damage 8.

Способ осуществляется следующим образом. Двусторонне отключенная аварийная фаза 1 может находиться в одном из трех состояний. При сопротивлении повреждения 8 R_aв=R_окз<10 Ом имеет место неустранившееся однофазное короткое замыкание, при R_aв=R_д>200 Ом имеет место дуговое замыкание и при R_ав→∞ повреждение на фазе отсутствует. Однако в последнем случае нет полной гарантии, что АОАПВ будет успешным. Действительно, в случае перекрытия одной из фаз в пролете на дерево дуга погаснет после двустороннего отключения аварийной фазы, прочность промежутка восстановится, но последующее включение фазы приведет к повторному перекрытию промежутка, поскольку имеет место скрытое слабое место на линии, которое невозможно обнаружить на двусторонне отключенной аварийной фазе. Двусторонне отключенную аварийную фазу 1 включают односторонне с высокой стороны трансформатора 2 с помощью выключателя 5, введя предварительно в аварийную фазу токоограничивающий реактор с низкой стороны трансформатора путем расшунтирования выключателя 7, измеряют действующее значение тока этой фазы на включенном конце I_ав и сравнивают с заданной уставкой I_уст. Если измеренный ток выше уставки I_ав>I_уст, то на фазе имеется короткое или дуговое замыкание, и дается команда на отключение линии. В противном случае замыкание на фазе отсутствует, и она успешно включается с другой стороны.The method is carried out as follows. The bi-directionally disconnected emergency phase 1 can be in one of three states. With a fault resistance of 8 R _av = R _okz <10 Ohm, an unresolved single-phase short circuit takes place, with R _av = R _d > 200 Ohm, an arc fault occurs, and with R _av → ∞, there is no phase damage. However, in the latter case, there is no complete guarantee that the AOAP will be successful. Indeed, in the case of overlap of one of the phases in the span of a tree, the arc will go out after a two-way disconnection of the emergency phase, the strength of the gap will be restored, but the subsequent switching on of the phase will lead to repeated overlapping of the gap, since there is a hidden weak point on the line that cannot be detected on a bilaterally disconnected emergency phase. The two-sided disconnected emergency phase 1 is switched on unilaterally from the high side of the transformer 2 using the switch 5, having previously introduced the current-limiting reactor into the emergency phase from the low side of the transformer by shunting the switch 7, measure the current value of the current of this phase at the closed end I _AB and compare it with the given setting I _mouth If the measured current is higher than the setting I _av > I _set , then there is a short or arc fault on the phase, and a command is given to turn off the line. Otherwise, there is no short circuit on the phase, and it is successfully switched on on the other side.

Заданная уставка по току выбирается из условия отстройки от наибольшего тока I_max, определяемого на односторонне включенном конце фазы при отсутствии поврежденияThe preset current setting is selected from the condition of detuning from the highest current I _max , determined at the one-sided closed end of the phase in the absence of damage

I_уст≥I_max⋅K_н⋅K_ч,I _mouth ≥I _max ⋅K _n ⋅K _h ,

где K_н=1,1 - коэффициент надежности,where K _n = 1.1 is the reliability coefficient,

K_ч=1,25 - коэффициент чувствительности.K _h = 1.25 - sensitivity coefficient.

Рассмотрим примеры реализации способа. Для линий сверхвысокого напряжения в интервале длин 100-500 км уставка составляет не более 0,25 кА для линий 500 кВ и 0,55 кА для линий 750 кВ, в то время как возможный диапазон токов на включенном конце аварийной фазы при наличии ОКЗ или дуги составляет не менее 0,8 кА для линий 500 кВ и 1,2 кА для линий 750 кВ, что более чем в 3 раза превосходит уставку для линий 500 кВ и более чем в 2 раза - уставку для линий 750 кВ. Таким образом, имеет место надежная гарантия идентификации повреждения.Let's consider examples of the implementation of the method. For extra-high voltage lines in the range of 100-500 km lengths, the setting is no more than 0.25 kA for 500 kV lines and 0.55 kA for 750 kV lines, while the possible range of currents at the switched-on end of the emergency phase in the presence of an OKZ or an arc is at least 0.8 kA for 500 kV lines and 1.2 kA for 750 kV lines, which is more than 3 times higher than the setting for 500 kV lines and more than 2 times the setting for 750 kV lines. Thus, there is a reliable guarantee of damage identification.

Включение со стороны станции 3 при вводе токоограничивающего реактора сопротивлением не менее 100 Ом приводит к снижению токов короткого замыкания более чем в 3 раза, если ОКЗ сохраняется на фазе, и поэтому не представляет опасности для оборудования, что иллюстрируется на фиг. 2.Turning on from the side of station 3 at the input of a current-limiting reactor with a resistance of at least 100 Ohm leads to a decrease in short-circuit currents by more than 3 times, if the OKZ remains in phase, and therefore does not pose a danger to the equipment, which is illustrated in Fig. 2.

Техническим результатом является обеспечение высокой надежности АОАПВ линий электропередачи при любом числе ШР на линии, поскольку предлагаемый способ гарантирует надежную идентификацию дугового повреждения, которое невозможно обнаружить на двусторонне отключенной аварийной фазе.The technical result is to ensure high reliability of AOAPV of power transmission lines with any number of SHRs on the line, since the proposed method guarantees reliable identification of arc damage that cannot be detected in a two-sided disconnected emergency phase.

Claims

The method of adaptive single-phase automatic reclosing of power lines, in which, after a pause of single-phase automatic reclosing, a short-term (within 0.1 s) one-sided switching of the emergency phase from the intermediate system is carried out, the effective value of the current of this phase at the switched-on end is measured and compared with a given setting , characterized in that in the circuits in the absence of an intermediate system, a short-term one-sided switching on of the emergency phase is carried out from the station side, after having included a current-limiting reactor from the low side of the transformer in the emergency phase, then the effective value of the current of this phase at the switched end is measured and compared with the specified setting if current is higher than the setting, then a short or arc circuit is recorded on the phase and then a command is given to turn off the line, otherwise there is no short circuit on the phase, and it is successfully turned on from the other side.