RU2769342C1

RU2769342C1 - Circuit breaker automatic reclosing method

Info

Publication number: RU2769342C1
Application number: RU2021130400A
Authority: RU
Inventors: Николай Анатольевич Дони; Алексей Александрович Шурупов; Станислав Лукьянович Кужеков; Андрей Александрович Дегтярёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА"
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-03-30

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering. The effect is achieved by fixing the signs and modules of the integrals of the current of all phases of the circuit breaker to be closed during automatic reclosure (AR), for M current periods before the first trip of the circuit breaker in AR cycle by a relay protection signal, where M is an integer ranging from 1 to 5. After the expiration of the specified time delay during AR, the moments of transition of the switched voltages through zero are fixed. For a circuit breaker with three-phase control, in the AR cycle, the phase is determined, the current integral of which has the largest modulus during M current periods until the first trip of the circuit breaker, and the circuit breaker is closed. The signal to reclose the circuit breaker is generated using an additional time delay determined by the appropriate formula. After the specified time delay, reclosing of the circuit breaker is allowed.

EFFECT: increasing the stability of the functioning of high-speed relay protection devices by closing the circuit breaker only in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the switching current.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на электрических станциях и подстанциях электроэнергетических систем для обеспечения устойчивости функционирования быстродействующих устройств релейной защиты (БУРЗ) при автоматическом повторном включении (АПВ) выключателя на сохранившееся повреждение.The invention relates to electrical engineering and can be used at power stations and substations of electric power systems to ensure the stability of the operation of high-speed relay protection devices (HRPD) with automatic reclosing (AR) of the circuit breaker for remaining damage.

Известен способ АПВ линии электропередачи (SU985875A1, опубликовано 30.12.1982 г.), при котором после аварийного отключения двух фаз линии осуществляют их поочередное включение. Согласно способу, предварительно измеряют напряжение на отключенных фазах, проверяют соответствие каждого измеренного напряжения ожидаемому напряжению, наводимому на неповрежденной отключенной фазе, и при положительном результате проверок повторно включают отключенную фазу, а при отрицательном - последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают.There is a known method of automatic reclosure of a power line (SU985875A1, published on 12/30/1982), in which, after an emergency shutdown of two phases of the line, they are switched on in turn. According to the method, the voltage on the disconnected phases is preliminarily measured, the compliance of each measured voltage with the expected voltage induced on the undamaged disconnected phase is checked, and if the result of the checks is positive, the disconnected phase is switched on again, and if the result is negative, the subsequent phases are not switched on, and the previously switched on ones are switched off.

Известен способ включения трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) (RU2510115A1, опубликовано 20.03.2014 г.), который может быть использован для управления включением трехфазной ЛЭП при АПВ после аварийного отключения линии электропередачи. Способ заключается в том что, включают первую фазу, измеряют напряжения на второй и третьей фазах, проверяют превышения первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверки включения второй фазы, измеряют напряжение на третьей фазе, проверяют превышение второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включают третью фазу, а при отрицательном результате проверки превышения первой контрольной величиной напряжений, измеренного на второй и третьей фазах, и превышения второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают, причем при получении сигнала о наличии КЗ на землю первой фазы при ее включении ее отключают и последующие фазы не включают, после включения второй и третьей фаз сравнивают модули |U₁₂₍₁₃₎| векторной разности напряжений фаз первой и второй |U₁₂|, первой и третьей |U₁₃| с малой контрольной величиной 0,1|U_ФН|, где |U_ФН| - номинальное фазное напряжение, и при выполнении условия |U₁₂₍₁₃₎|<0,1|U_ФН| фиксируют замыкание, соответственно, первой и второй, первой и третьей фаз между собой, после чего отключают первую, и вторую, и третью фазы, соответственно.A known method of turning on a three-phase power line (TL) (RU2510115A1, published on March 20, 2014), which can be used to control the inclusion of a three-phase power line during automatic reclosure after an emergency shutdown of the power line. The method consists in turning on the first phase, measuring the voltages on the second and third phases, checking whether the first control value exceeds each of the measured voltages, and if the second phase is turned on, the voltage is measured on the third phase, checking whether the second control value exceeds the voltage measured in the third phase, and if the test result is positive, the third phase is switched on, and if the test result is negative, if the first control value exceeds the voltage measured in the second and third phases, and if the second control value exceeds the voltage measured in the third phase, the subsequent phases are not switched on, but earlier switched on - turn off, and upon receipt of a signal about the presence of a short circuit to the ground of the first phase, when it is turned on, it is turned off and subsequent phases are not turned on, after turning on the second and third phases, the modules |U ₁₂₍₁₃₎ | vector voltage difference of the phases of the first and second |U ₁₂ |, first and third |U ₁₃ | with a small control value 0.1|U _FN |, where |U _FN | - rated phase voltage, and under the condition |U ₁₂₍₁₃₎ |<0.1|U _FN | fix the circuit, respectively, of the first and second, first and third phases to each other, after which the first, and second, and third phases are disconnected, respectively.

Известен способ включения трехфазной ЛЭП (RU2358368C1, опубликовано 10.06.2009 г.), который может быть применен в аппаратуре релейной защиты и автоматики (РЗА) для управления включением трехфазной ЛЭП, в частности при АПВ после аварийного отключения ЛЭП. Способ характеризуется тем, что включают первую фазу, измеряют напряжения на второй и третьей фазах, проверяют превышение первой контрольной величиной каждого из измеренных напряжений и при положительном результате проверок включают вторую фазу, измеряют напряжение на третьей фазе, проверяют превышение второй контрольной величиной напряжения, измеренного на третьей фазе, и при положительном результате проверки включают третью фазу, а при отрицательном результате любой из проверок или наличии сигнала релейной защиты на отключение включенной фазы последующие фазы не включают, а ранее включенные - отключают. После включения первой фазы и измерения напряжений на второй и третьей фазах дополнительно проверяют превышение каждым из измеренных напряжений третьей контрольной величины. Первую и вторую контрольные величины принимают равными 75-85%, а третью - 5-15% от номинального значения фазного напряжения.A known method of turning on a three-phase power line (RU2358368C1, published on 06/10/2009), which can be used in relay protection and automation equipment (RPA) to control the inclusion of a three-phase power line, in particular during automatic reclosure after an emergency shutdown of the power line. The method is characterized in that the first phase is switched on, the voltages are measured in the second and third phases, the excess of the first control value of each of the measured voltages is checked, and if the test result is positive, the second phase is switched on, the voltage in the third phase is measured, the second control value is checked for exceeding the voltage measured on the third phase, and if the test result is positive, the third phase is switched on, and if any of the tests is negative or if there is a relay protection signal to turn off the switched on phase, the subsequent phases are not switched on, and the previously switched on ones are switched off. After turning on the first phase and measuring the voltages on the second and third phases, the excess of each of the measured voltages of the third control value is additionally checked. The first and second control values are taken equal to 75-85%, and the third - 5-15% of the nominal value of the phase voltage.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении и использовании предлагаемого изобретения, и которая не могла быть решена при осуществлении или использовании аналогов изобретения заключается в том, что повторное включение выключателя может произойти в неблагоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения, когда направление перемагничивания сердечника трансформаторов тока (ТТ) током КЗ совпадает со знаком остаточной магнитной индукции в нем. При этом, возможно нарушение устойчивости функционирования БУРЗ, приводящее к неселективным срабатываниям и замедлениям в срабатывании.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation and use of the proposed invention, and which could not be solved by the implementation or use of analogs of the invention, is that the reclosing of the circuit breaker can occur in an unfavorable range of the initial phase of the periodic component of the switching current, when the direction of magnetization reversal of the transformer core current (TT) short-circuit current coincides with the sign of the residual magnetic induction in it. At the same time, it is possible to violate the stability of the functioning of the BBR, leading to non-selective responses and slowdowns in response.

Причина нарушения устойчивости функционирования БУРЗ при АПВ выключателя на сохранившееся повреждение заключается в следующем. В соответствии с теорией переходных процессов, например, (Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов. М., «Энергия», 1970.), в токе КЗ кроме периодической слагающей может содержаться зависящая от начальной фазы последней апериодическая слагающая, вызывающая насыщение сердечников ТТ. После первого отключения выключателя в цикле АПВ в сердечнике ТТ может сохраниться близкая к предельному значению остаточная магнитная индукция

определенного знака. Если повторное включение выключателя происходит в диапазоне неблагоприятных начальных фаз периодической составляющей тока включения (совпадение направления перемагничивания сердечника ТТ током включения со знаком остаточной магнитной индукции (А.Д. Дроздов. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. М - Л. Издательство «Энергия», 1965. 210 с.), то может иметь место насыщение сердечника ТТ, сопровождающееся повышенными погрешностями последнего.The reason for the violation of the stability of the functioning of the BBR during the automatic reclosure of the circuit breaker for the remaining damage is as follows. In accordance with the theory of transients, for example, (Ulyanov S.A. Electromagnetic transients in electrical systems. Textbook for electrical and energy universities and faculties. M., Energia, 1970.), In addition to the periodic component, the short-circuit current may contain an aperiodic term depending on the initial phase of the latter, causing saturation of the CT cores. After the first opening of the circuit breaker in the AR cycle, the residual magnetic induction close to the limit value may remain in the CT core

a certain sign. If the reclosing of the circuit breaker occurs in the range of unfavorable initial phases of the periodic component of the switching current (coincidence of the direction of magnetization reversal of the CT core by the switching current with the sign of residual magnetic induction (A.D. Drozdov. Electrical circuits with ferromagnetic cores in relay protection. M - L. Energia Publishing House ”, 1965. 210 s.), then saturation of the CT core may occur, accompanied by increased errors of the latter.

В соответствии с регламентирующими документами (Письмо Заместителя министра энергетики от 02.04.2019 за № ЧА-3440/10. «О мерах по недопущению неправильной работы устройств релейной защиты») в настоящее время на многих предприятиях электроэнергетики производятся расчеты времени до насыщения ТТ с учетом наличия в сердечниках последних предельного значения остаточной магнитной индукции и наличия в токе КЗ максимальной апериодической составляющей. Результаты расчетов показывают, что часто время до насыщения ТТ составляет единицы миллисекунд. Указанного времени недостаточно для принятия функциями многих микропроцессорных защит решения о местонахождении КЗ в зоне или вне зоны их действия. Поэтому возможны неселективные действия или отказы в срабатывании защит, приводящие к нарушению динамической устойчивости электроэнергетических систем.In accordance with the regulatory documents (Letter of the Deputy Minister of Energy dated 04/02/2019 No. CHА-3440/10. "On measures to prevent improper operation of relay protection devices"), at present, many electric power enterprises calculate the time to CT saturation, taking into account the presence in the cores of the latter, the limit value of the residual magnetic induction and the presence of the maximum aperiodic component in the short circuit current. The calculation results show that often the time to saturation of the CT is a few milliseconds. The specified time is not enough for the functions of many microprocessor protections to decide on the location of the short circuit in the zone or outside the zone of their action. Therefore, non-selective actions or failures in the operation of protections are possible, leading to a violation of the dynamic stability of electric power systems.

По указанной причине целесообразно осуществлять повторное включение выключателей на не устранившееся КЗ в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения, при котором не совпадает направление перемагничивания сердечника ТТ током включения со знаком остаточной магнитной индукции.For this reason, it is advisable to re-close the circuit breakers to a short circuit that has not been eliminated in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the switching current, in which the direction of magnetization reversal of the CT core by the switching current does not coincide with the sign of the residual magnetic induction.

Анализ показал, что границами наиболее благоприятного диапазона начальной фазы периодической составляющей тока включения на не устранившееся КЗ при положительной остаточной магнитной в сердечнике ТТ являются:The analysis showed that the boundaries of the most favorable range of the initial phase of the periodic component of the turn-on current to an unresolved short circuit with a positive residual magnetic in the CT core are:

- с одной стороны - момент перехода коммутируемого напряжения сети через нуль от положительного значения к отрицательному;- on the one hand, the moment of transition of the switched mains voltage through zero from a positive value to a negative one;

- с другой стороны - момент перехода напряжения сети через отрицательный максимум. Следует отметить, что в последнем случае в токе включения на КЗ отсутствует апериодическая составляющая.- on the other hand, the moment when the mains voltage passes through a negative maximum. It should be noted that in the latter case, there is no aperiodic component in the short-circuit turn-on current.

При отрицательной остаточной магнитной индукции в сердечнике ТТ указанный диапазон находится между моментом перехода коммутируемого напряжения сети через нулевое значение от отрицательного значения к положительному и моментом перехода указанного напряжения через положительный максимум.With a negative residual magnetic induction in the CT core, the indicated range is between the moment when the switched mains voltage passes through zero value from a negative value to a positive one and the moment when the specified voltage passes through a positive maximum.

Задача, положенная в основу предлагаемого изобретения, заключается в исключении повторного включения выключателя в цикле АПВ в неблагоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения.The task underlying the present invention is to exclude the reclosing of the circuit breaker in the AR cycle in the unfavorable range of the initial phase of the periodic component of the closing current.

Технический результат заявляемого способа заключается в повышении устойчивости функционирования БУРЗ за счет включения выключателя только в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения.The technical result of the proposed method is to increase the stability of the operation of the BBR by turning on the switch only in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the turn-on current.

Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by:

- фиксируют знаки и модули интегралов тока всех фаз выключателя, подлежащего включению при АПВ, в течение M периодов тока до первого отключения выключателя в цикле АПВ по сигналу релейной защиты, где M - целое число в пределах от 1 до 5;- fix the signs and modules of the integrals of the current of all phases of the circuit breaker to be closed during automatic reclosure, for M periods of current until the first trip of the circuit breaker in the AR cycle by the relay protection signal, where M is an integer in the range from 1 to 5;

- после истечения заданной выдержки времени при АПВ фиксируют моменты перехода коммутируемых напряжений через нуль, причем при положительном знаке интеграла фиксацию производят при переходе указанного напряжения через нуль в сторону убывания его мгновенного значения, а при отрицательном знаке интеграла, соответственно, в сторону возрастания указанного значения;- after the expiration of the specified time delay during automatic reclosure, the moments of transition of the switched voltages through zero are fixed, and with a positive sign of the integral, fixation is carried out when the specified voltage passes through zero in the direction of decreasing its instantaneous value, and with a negative sign of the integral, respectively, in the direction of increasing the specified value;

- формируют сигнал на повторное включение выключателя после истечения дополнительной выдержки времени Δt по выражению:- form a signal to re-close the circuit breaker after the expiration of an additional time delay Δt according to the expression:

(1)

(one)

где t_зап - время запаса, зависящее от стабильности времени включения выключателя и типа его управления: трехфазное или пофазное. Находится в пределах от 0 до 5 мс;where t _zap is the reserve time, depending on the stability of the switch on time and the type of its control: three-phase or single-phase. It is in the range from 0 to 5 ms;

t_вкл - время включения выключателя;t on - _switch on time;

- округление числа до целого в сторону увеличения;

- rounding the number up to an integer;

T - продолжительность периода тока;T is the duration of the current period;

- по истечении указанной выдержки времени разрешают повторное включение выключателя, причем при трехфазном АПВ (ТАПВ) определяют фазу выключателя, интеграл тока которой имеет наибольший модуль в течение M периодов тока до первого отключения выключателя в цикле АПВ по сигналу релейной защиты и по указанному интегралу в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения данной фазы осуществляют включение выключателя;- after the specified time delay, reclosing of the circuit breaker is allowed, and in the case of a three-phase automatic reclosure (TACR), the phase of the circuit breaker is determined, the current integral of which has the largest module during M current periods until the first circuit breaker trip in the automatic reclosing cycle according to the relay protection signal and according to the specified integral in a favorable in the range of the initial phase of the periodic component of the switching current of this phase, the circuit breaker is closed;

- при пофазном АПВ определяют порядок включения фаз выключателя по условию нахождения начальных фаз периодических составляющих токов включения фаз выключателя в благоприятном диапазоне и осуществляют включение выключателя.- with phase-by-phase automatic reclosure, the order of switching on the phases of the circuit breaker is determined by the condition that the initial phases of the periodic components of the currents of the switching phases of the circuit breaker are in a favorable range and the circuit breaker is closed.

Описание предлагаемого способа целесообразно провести на примере его реализации в устройстве автоматического повторного включения выключателя.It is expedient to describe the proposed method using the example of its implementation in the circuit breaker automatic reclosing device.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a functional diagram of a device that implements the proposed method.

На фиг. 2 приведена функциональная схема блока выбора момента включения фазы A (БВМВ A) выключателя по знаку остаточной магнитной индукции в сердечнике ТТ, установленного в фазе А.In FIG. 2 shows a functional diagram of the block for selecting the moment of switching on phase A (BVMV A) of the circuit breaker by the sign of the residual magnetic induction in the CT core installed in phase A.

На фиг. 3 изображена функциональная схема блока выбора фазы (БВФ) выключателя при использовании ТАПВ.In FIG. 3 shows a functional diagram of the phase selection unit (PVF) of the circuit breaker when using TAPV.

На фиг. 4 приведена временная диаграмма аналоговых и дискретных сигналов в устройстве, реализующем предлагаемый способ.In FIG. 4 shows the timing diagram of analog and discrete signals in the device that implements the proposed method.

В устройстве, реализующем предлагаемый способ (фиг. 1), используется известный из книги «Автоматизация энергетических систем» (Учеб. пособие для студентов электроэнергетических специальностей вузов. М., Энергия, 1977, стр. 239-240. Авторы: А.Д. Дроздов, А.С. Засыпкин, А.А. Аллилуев, М.М. Савин) блок пуска автоматического повторного включения (БПАПВ) 1, к входам которого подключены выходы реле положения выключателя «Включено» (РПВ), реле положения выключателя «Отключено» (РПО) и реле фиксации оперативной команды «Включить» (РФ). К выходу указанного блока подключены входы блоков выбора моментов включения фаз выключателя по знаку остаточной магнитной индукции в сердечниках ТТ, установленных в фазах A, B, C, соответственно, (БВМВ A) 2, (БВМВ B) 3, (БВМВ C) 4. Также к входам БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4, соответственно, подключены выходы ТТ, установленных в фазах A, B, C объекта, на который при АПВ будет подано рабочее напряжение. Выходные сигналы ТТ - вторичные токи - обозначены

, соответственно. Кроме того, ко входам БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4, подключены выходы трансформатора напряжения, установленного в распределительном устройстве. Выходные сигналы трансформатора напряжения - вторичные напряжения - обозначены

, соответственно. Трансформаторы тока ТТ и трансформатор напряжения (ТН) на фигурах не показаны.The device that implements the proposed method (Fig. 1) uses the one known from the book "Automation of Energy Systems" (Textbook for students of electrical engineering specialties of universities. M., Energia, 1977, pp. 239-240. Authors: A.D. Drozdov, A.S. Zasypkin, A.A. Alliluev, M.M. Savin) automatic reclosing start unit (BPAP) 1, to the inputs of which the outputs of the switch position relay "On" (RPV), the switch position relay "Off" are connected "(RPO) and the relay for fixing the operational command" Turn on "(RF). The inputs of the blocks for selecting the moments of switching on the phases of the circuit breaker according to the sign of the residual magnetic induction in the CT cores installed in phases A, B, C, respectively, are connected to the output of this block, (BVMV A) 2, (BVMV B) 3, (BVMV C) 4. Also, to the inputs of BVMV A 2, BVMV B 3, BVMV C 4, respectively, the outputs of the CTs installed in phases A, B, C of the object, to which the operating voltage will be applied during automatic reclosure, are connected. CT output signals - secondary currents - labeled

, respectively. In addition, the outputs of the voltage transformer installed in the switchgear are connected to the inputs of BVMV A 2, BVMV B 3, BVMV C 4. Voltage transformer output signals - secondary voltages - labeled

, respectively. Current transformers TT and voltage transformer (VT) are not shown in the figures.

Выходы

, а также выходы «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C», соответственно, БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4 через ключ выбора режима АПВ (П) 5 в положении 1, соответствующем режиму «ТАПВ», соединены со входами блока выбора фазы выключателя при ТАПВ (БВФ) 6.exits

, as well as the outputs "Switch on from phase A", "Switch on from phase B", "Switch on from phase C", respectively, BVMV A 2, BVMV B 3, BVMV C 4 through the AR mode selection key (P) 5 in position 1 , corresponding to the "TAPV" mode, are connected to the inputs of the phase selection block of the switch at TAPV (BVF) 6.

Выходы «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C» БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4 через ключ выбора режима АПВ (П) 5 в положении 2, соответствующем режиму «Пофазное АПВ», соединены с цепями включения фаз QA, QB, QC выключателя. Outputs “Switch on from phase A”, “Switch on from phase B”, “Switch on from phase C” BVMV A 2, BVMV B 3, BVMV C 4 through the AR mode selection key (P) 5 in position 2, corresponding to the “Phase-by-phase AR” mode ”, connected to the switching circuits of the phases QA, QB, QC of the circuit breaker.

БВМВ A 2 (фиг. 2), содержит в своем составе подключенный к выходу указанного ТТ интегратор 7, выход которого соединен с выходом IAБВМВ 2, а также через компаратор 8 со входом D синхронного триггера 9, к входу C которого подключен выход РПО, а выход Q синхронного триггера 9 подключен к первому (прямому) входу логического элемента И1 13 и к первому (инверсному) входу логического элемента И2 14, кроме того, к выходу фазы ТН подключены входы нуль-индикатора НИ 10 и регистра 11, причем выход нуль-индикатора НИ 10 подключен к вторым (прямым) входам логических элементов И1 13 и И2 14, а выход регистра 11 через компаратор 12 подключен к третьему (прямому) входу логического элемента И1 13 и третьему (инверсному) входу логического элемента И2 14, причем выходы логических элементов И1 13 и И2 14 через логический элемент ИЛИ1 15 подключены к второму входу логического элемента И3 16, к первому входу которого подключен выход БПАПВ 1, а выход логического элемента И3 16 подключен к первому входу логического элемента ИЛИ2 17, выход которого подключен к второму входу логического элемента И4 18, к первому входу которого подключен выход БПАПВ 1, причем выход логического элемента И4 18 соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ2 17 и входом элемента времени ЭВ 19, выход которого является выходом «Включение от фазы А» БВМВ А 2.BVMV A 2 (Fig. 2), contains an integrator 7 connected to the output of the specified CT, the output of which is connected to the output IABVMV 2, as well as through a comparator 8 with input D of a synchronous trigger 9, to the input C of which the output of the RPO is connected, and the output Q of the synchronous trigger 9 is connected to the first (direct) input of the logic element AND1 13 and to the first (inverse) input of the logic element AND2 14, in addition, the inputs of the null indicator NI 10 and the register 11 are connected to the output of the VT phase, and the output of the null indicator NI 10 is connected to the second (direct) inputs of the logic elements I1 13 and I2 14, and the output of the register 11 is connected through the comparator 12 to the third (direct) input of the logic element AND1 13 and the third (inverse) input of the logic element AND2 14, and the outputs of the logic elements AND1 13 and AND2 14 through the logic element OR1 15 are connected to the second input of the logic element AND3 16, to the first input of which the output is connected BPAPV 1, and the output of the logic element AND3 16 is connected to the first input of the logic element OR2 17, the output of which is connected to the second input of the logic element AND4 18, to the first input of which is connected in the output of the BPAPV 1, and the output of the logic element AND4 18 is connected to the second input of the logic element OR2 17 and the input of the time element EV 19, the output of which is the output "Turn on from phase A" of the BVMV A 2.

БВМВ B 3 и БВМВ C 4 устроены аналогично.BMW B 3 and BMW C 4 are similar.

В состав БВФ 6 (фиг. 3) входят три макси-селектора, а именно, макси-селектор фазы А 20, макси-селектор фазы В 21, макси-селектор фазы С 22, три логических элемента И5 23, И6 24, И7 25 и логический элемент ИЛИ3 26. К входам «IA», «IB», «IC» и входам «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C» БВФ 6 через ключ выбора режима АПВ (П) 5 в положении «ТАПВ» подключены выходы IA, IB, IC, а также выходы «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C», соответственно, блоков БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4. Входы «IA», «IB», «IC» БВФ 6 соединены, соответственно, со входами макси-селектора фазы А 20, макси-селектора фазы В 21, макси-селектора фазы С 22. Входы «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C» БВФ 6 соединены, соответственно, со вторыми входами логических элементов И5 23, И6 24, И7 25, а первые входы этих логических элементов, соответственно, подключены к выходам макси-селектора фазы А 20, макси-селектора фазы В 21, макси-селектора фазы С 22. Выходы логических элементов И5 23, И6 24, И7 25 подключены к входам логического элемента ИЛИ3 26, выход которой является выходом «В цепь включения Q» блока БВФ 6, соединенным с цепью включения Q выключателя при ТАПВ.The BVF 6 (Fig. 3) includes three maxi-selectors, namely, the maxi-selector of phase A 20, the maxi-selector of phase B 21, the maxi-selector of phase C 22, three logic elements I5 23, I6 24, I7 25 and logic element OR3 26. To the inputs "IA", "IB", "IC" and the inputs "Enable from phase A", "Enable from phase B", "Enable from phase C" BVF 6 through the AR mode selection key (P ) 5 in the “TAPV” position, the outputs IA, IB, IC are connected, as well as the outputs “Switch on from phase A”, “Switch on from phase B”, “Switch on from phase C”, respectively, of the BVMV A 2, BVMV B 3 blocks, BVMV C 4. The inputs "IA", "IB", "IC" of the BVF 6 are connected, respectively, with the inputs of the maxi-selector of phase A 20, the maxi-selector of phase B 21, the maxi-selector of phase C 22. A", "Turn on from phase B", "Turn on from phase C" BVF 6 are connected, respectively, with the second inputs of the logic elements I5 23, I6 24, I7 25, and the first inputs of these logic elements, respectively, are connected to the outputs of the maxi- phase selector A 20, maxi-selector phase B 21, maxi-c phase selector C 22. The outputs of the logic elements I5 23, I6 24, I7 25 are connected to the inputs of the logic element OR3 26, the output of which is the output "To the Q switching circuit" of the BVF 6 unit, connected to the switching circuit Q of the switch during TAPV.

Элементы и блоки, входящие в состав предлагаемого устройства, могут быть реализованы, например, в микроэлектронных и микропроцессорных устройствах автоматики управления выключателями (АУВ), выпускаемых различными фирмами России (ООО НПП «ЭКРА», ООО НПП «Релематика», ЗАО «РАДИУС-Автоматика» и др.), а также за рубежом.Elements and blocks that are part of the proposed device can be implemented, for example, in microelectronic and microprocessor devices for automatic control of circuit breakers (ACC) manufactured by various Russian companies (LLC NPP EKRA, LLC NPP Relematika, ZAO RADIUS-Avtomatika ", etc.), as well as abroad.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства.Consider the operation of the proposed device.

Удобно проводить анализ работы устройства в четырех характерных режимах:It is convenient to analyze the operation of the device in four characteristic modes:

- отключение выключателя оперативным персоналом;- disconnection of the circuit breaker by operating personnel;

- КЗ в сети при отсутствии АПВ;- Short circuit in the network in the absence of automatic reclosure;

- КЗ в сети с отключением выключателя и его повторное включение на не устранившееся КЗ в цикле АПВ;- Short circuit in the network with the circuit breaker disconnected and its reclosing to a short circuit that has not been eliminated in the AR cycle;

- КЗ в сети с отключением выключателя и его повторное включение на устранившееся КЗ в цикле АПВ.- Short circuit in the network with the circuit breaker opening and its reclosing to the eliminated short circuit in the AR cycle.

При отключении выключателя оперативным персоналом на выходе БПАПВ 1 не формируется сигнал на повторное включение выключателя, так как отключенное положение выключателя соответствует состоянию реле фиксации оперативной команды «Отключить».When the circuit breaker is turned off by the operating personnel, a signal to re-close the circuit breaker is not generated at the output of the BPPV 1, since the disconnected position of the circuit breaker corresponds to the state of the locking relay of the “Disconnect” operational command.

В случае КЗ в сети при отсутствии в схеме управления включением выключателя функции АПВ выключатель отключается по сигналу релейной защиты. БПАПВ 1 не формирует сигнал на повторное включение выключателя.In the event of a short circuit in the network, if there is no automatic reclosure function in the control circuit for turning on the circuit breaker, the circuit breaker is turned off by a signal from the relay protection. BPPV 1 does not generate a signal to reclose the circuit breaker.

В случае КЗ в сети при наличии в схеме функции АПВ возможны два варианта:In the event of a short circuit in the network, if there is an auto-reclosing function in the circuit, two options are possible:

- повторное включение выключателя на не устранившееся КЗ;- re-closing the circuit breaker to a short circuit that has not been eliminated;

- повторное включение выключателя на устранившееся КЗ.- reclosing the circuit breaker to the eliminated short circuit.

В обоих случаях выключатель отключается по сигналу релейной защиты и на выходе БПАПВ1 появляется сигнал на повторное включение выключателя.In both cases, the circuit breaker is tripped by a signal from the relay protection, and a signal appears at the output of BPAPV1 to reclose the circuit breaker.

Рассмотрим включение фазы A выключателя на не устранившееся КЗ с иллюстрацией процессов с помощью временной диаграммы вторичного тока ТТ фазы A

, вторичного напряжения ТН

и дискретных сигналов в предлагаемом устройстве АПВ (фиг. 4).Let's consider the switching of phase A of the circuit breaker to an unrecovered fault with an illustration of the processes using the timing diagram of the secondary current of phase A CT

, secondary voltage VT

and discrete signals in the proposed AR device (Fig. 4).

Приняты следующие обозначения:The following designations are accepted:

- фазное напряжение фазы A;

- phase voltage of phase A;

- вторичный ток ТТ в фазе A, равный сумме периодической

и апериодической

составляющих;

- secondary CT current in phase A, equal to the sum of the periodic

and aperiodic

components;

- бестоковая пауза при АПВ;

- currentless pause during automatic reclosure;

От БПАПВ - дискретный сигнал на выходе БПАПВ 1;From BPAPV - a discrete signal at the output of BPAPV 1;

От НИ - дискретный сигнал на выходе нуль-индикатора НИ 10 в цепи фазного напряжения;From NI - a discrete signal at the output of the null indicator NI 10 in the phase voltage circuit;

От БВМВ - дискретный сигнал «Включение от фазы A» на выходе БВМВ A 2 выключателя в цикле АПВ;From BVMV - discrete signal "Turn on from phase A" at the output of BVMV A 2 switches in the AR cycle;

- выдержка времени БПАПВ 1;

- BPAPV time delay 1;

- время включения выключателя.

- switch on time.

Пусть отключение первого КЗ произошло в момент времени

при переходе через нулевое значение положительной полуволны вторичного тока ТТ

. По выходным сигналам РПВ, РПО и РФ в момент времени

также происходит срабатывание БПАПВ 1 и последний осуществляет набор выдержки времени при АПВ

Интегратор 7 блока БВМВ A 2 (фиг. 2) произвел интегрирование тока

при первом КЗ цикла АПВ в течение M последних периодов. Момент окончания процесса интегрирования зафиксирован выходным сигналом РПО. Зафиксированное значение интеграла тока

(обозначено

) подается на выход БВМВ A 2. Таким образом, реализовано первое положение предлагаемого способа о фиксации знака и модуля интеграла тока фазы A в течение M периодов тока до первого отключения выключателя в цикле АПВ по сигналу релейной защиты.Let the disconnection of the first short circuit occur at the time

when passing through the zero value of the positive half-wave of the secondary current of the CT

. Based on the output signals of RPV, RPO and RF at the moment of time

BPPV 1 is also triggered and the latter performs a set of time delays during auto-reclosing

Integrator 7 block BVMV A 2 (Fig. 2) performed the integration of the current

at the first short circuit of the AR cycle during the last M periods. The end point of the integration process is fixed by the RPO output signal. Fixed value of the current integral

(marked

) is fed to the output of the BVMV A 2. Thus, the first provision of the proposed method is implemented on fixing the sign and modulus of the current integral of phase A for M current periods until the first trip of the circuit breaker in the AR cycle by the relay protection signal.

На выходе компаратора 8 появляется логическая единица, так как отключение выключателя при первом КЗ в цикле АПВ произошло при положительном значении сигнала на выходе интегратора 7, т.е. остаточная магнитная индукция в сердечнике ТТ положительна. Синхронный триггер 9 по переднему фронту сигнала РПО сохраняет выходной логический сигнал компаратора 8.A logical unit appears at the output of comparator 8, since the circuit breaker tripped at the first short circuit in the AR cycle occurred with a positive value of the signal at the output of integrator 7, i.e. the residual magnetic induction in the CT core is positive. Synchronous trigger 9 on the rising edge of the RPO signal stores the output logic signal of the comparator 8.

На входы нуль-индикатора НИ 10 и регистра 11 блока БВМВ A 2 (фиг. 2) подается выходной сигнал

ТН, установленного в распределительном устройстве. В моменты перехода

через нулевое значение нуль-индикатор НИ 10 формирует импульсы, которые подаются на вторые входы логических элементов И1 13 и И2 14. Компаратор 12 фиксирует превышение или не превышение уровнем содержания регистра 11 нулевого значения и полученный результат подает на третий (прямой) вход логического элемента И1 13 и третий (инверсный) вход логического элемента И2 14. Импульсный сигнал «1» на выходе логического элемента И1 13 появляется в моменты перехода

через нулевое значение от положительного значения к отрицательному и через логический элемент ИЛИ1 15 подается на второй вход логического элемента ИЗ 16. Однако остальная логика БВМВ A 2 не функционирует до получения разрешающего сигнала от БПАПВ 1.The output signal

TN installed in the switchgear. At the moment of transition

through the zero value, the null indicator NI 10 generates pulses that are fed to the second inputs of the logic elements I1 13 and I2 14. The comparator 12 detects whether the content of the register 11 exceeds the zero value or not, and the result is fed to the third (direct) input of the logic element I1 13 and the third (inverse) input of the logic element I2 14. The pulse signal "1" at the output of the logic element I1 13 appears at the moments of transition

through a zero value from a positive value to a negative value and through the logical element OR1 15 is fed to the second input of the logic element FROM 16. However, the rest of the logic of the BVMV A 2 does not function until an enabling signal is received from the BPAPV 1.

После истечения в момент времени

заданной выдержки времени при АПВ

, задаваемой БПАПВ 1, в момент времени

перехода напряжения

через нуль от положительного значения к отрицательному, на выходе логического элемента И3 16 появляется сигнал «1». Это соответствует второму положению предлагаемого способа.After expiration at time

preset time delay with automatic reclosure

, given by BPW 1, at the moment of time

voltage transition

through zero from a positive value to a negative value, the output of the logic element AND3 16 appears the signal "1". This corresponds to the second provision of the proposed method.

Указанный сигнал фиксируется схемой самоподхвата на логических элементах ИЛИ2 17 и И4 18. После истечения выдержки времени

, задаваемой элементом времени ЭВ 19, в момент времени

на выходе БВМВ A 2 появляется сигнал «Включение от фазы A».The specified signal is fixed by the self-pickup circuit on the logic elements OR2 17 and I4 18. After the expiration of the time delay

, given by the time element EV 19, at the moment of time

at the output of the BVMV A 2, the signal "Turn on from phase A" appears.

Таким образом, устройство по команде БПАПВ 1 после истечения заданной выдержки времени при АПВ зафиксировало момент перехода напряжения

через нуль от положительного значения напряжения к отрицательному. Фиксация указанного момента необходима для определения дополнительной выдержки времени

с целью попадания в благоприятный диапазон начальной фазы периодической составляющей тока включения.Thus, the device, at the command of the BPAPV 1, after the expiration of the specified time delay during the automatic reclosure, recorded the moment of voltage transition

through zero from a positive voltage value to a negative one. Fixing the specified moment is necessary to determine the additional time delay

in order to fall into a favorable range of the initial phase of the periodic component of the switching current.

Если был зафиксирован отрицательный знак интеграла тока

, то сигнал «1» на выходе логического элемента И2 14 появляется в момент перехода через нуль напряжения u_A через нуль из отрицательного значения в положительное.If the negative sign of the current integral was fixed

, then the signal "1" at the output of the logic element AND2 14 appears at the moment of zero crossing of the voltage u _A through zero from a negative value to a positive one.

Элемент времени ЭВ 19, входящий в состав БВМВ A 2, обеспечивает задержку подачи команды на включение выключателя после истечения заданной выдержки времени при АПВ и перехода напряжения u_A через нуль на время

, при котором повторное включение выключателя произойдет в благоприятном диапазоне начальных фаз указанного напряжения. Сигнал на включение выключателя от БВМВ

появляется в момент времени

. Дополнительная выдержка времени на повторное включение выключателя Δt вычисляется по выражению (1), в котором учтено время включения выключателя

:The time element EV 19, which is part of the BVMV A 2, provides a delay in the command to turn on the circuit breaker after the specified time delay has expired during automatic reclosure and the voltage u _A passes through zero for a time

, at which the reclosing of the circuit breaker will occur in a favorable range of the initial phases of the specified voltage. Signal to turn on the switch from BMW

appears at the time

. Additional time delay for reclosing the circuit breaker Δt is calculated by expression (1), which takes into account the time of closing the circuit breaker

:

(1)

(one)

- rounding the number up to an integer;

T - продолжительность периода тока.T is the duration of the current period.

Контакт выключателя

замыкается, т.е. выключатель включается в момент времени

. Бестоковая пауза при АПВ

начинается с момента

отключения первого КЗ при АПВ и заканчивется в момент

замыкания контакта

.switch contact

closes, i.e. the switch turns on at the time

. Dead time during reclosing

starts from the moment

disconnection of the first short circuit during automatic reclosure and ends at the moment

contact closure

.

Если выключатель включается при переходе напряжения u_A через нуль, то в токе КЗ содержится максимальная апериодическая составляющая, затрудняющая условия отключения выключателей. Наилучшим условием для отключения тока КЗ является повторное включение выключателя при переходе напряжения u_A через положительный или отрицательный максимум. В этом случае в токе включения на КЗ апериодическая составляющая отсутствует. Однако из-за разброса во времени включения выключателей целесообразно включать выключатель несколько ранее момента перехода напряжения через положительный или отрицательный максимум, когда относительное содержание апериодической составляющей в токе включения на КЗ невелико.If the switch is turned on when the voltage u _A passes through zero, then the short-circuit current contains the maximum aperiodic component, which makes it difficult to turn off the switches. The best condition for breaking the short-circuit current is to re-close the circuit breaker when the voltage u _A passes through a positive or negative maximum. In this case, there is no aperiodic component in the short-circuit switching current. However, due to the spread in the switching time of the switches, it is advisable to turn on the switch a little earlier than the moment when the voltage passes through a positive or negative maximum, when the relative content of the aperiodic component in the switching current on the short circuit is small.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, может работать в двух режимах АПВ:The device that implements the proposed method can operate in two AR modes:

- ТАПВ. В указанном режиме включение выключателя производится в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения на не устранившееся КЗ для одной фазы, интеграл тока, которой до первого отключения выключателя в цикле АПВ имел наибольший модуль;- TAPV. In the specified mode, the circuit breaker is closed in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the closing current to an unresolved short circuit for one phase, the integral of the current, which had the largest module before the first trip of the circuit breaker in the AR cycle;

- пофазное АПВ. В этом режиме каждая фаза выключателя включается на не устранившееся КЗ в благоприятном диапазоне начальных фаз периодической слагающей собственного тока включения.- phase-by-phase automatic reclosure. In this mode, each phase of the circuit breaker is connected to a short circuit that has not been eliminated in a favorable range of the initial phases of the periodic component of the closing own current.

Реализация каждого из этих режимов выбирается оперативным персоналом с помощью ключа выбора режима АПВ (П) 5 (фиг. 1). Положение 1 ключа выбора режима АПВ (П) 5 соответствует режиму ТАПВ, а положение 2 - режиму пофазного АПВ.The implementation of each of these modes is selected by the operating personnel using the AR (P) 5 mode selection key (Fig. 1). Position 1 of the AR mode selection key (P) 5 corresponds to the TAPV mode, and position 2 - to the phase-by-phase AR mode.

БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4, выдают на свои выходы сигналы двух видов:BMW A 2, BMW B 3, BMW C 4, produce two types of signals at their outputs:

- сигналы «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C» на включение соответствующей фазы выключателя в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения. Указанные сигналы в положении 2 ключа выбора режима АПВ (П) 5 подаются с выходов данных блоков в цепи включения фаз выключателя QA, QB, QC для управления включением их при пофазном АПВ, при котором каждая фаза выключателя включается на не устранившееся КЗ в благоприятном диапазоне начальных фаз периодической составляющей собственного тока включения;- signals "Closing from phase A", "Closing from phase B", "Closing from phase C" to turn on the corresponding phase of the circuit breaker in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the closing current. The indicated signals in position 2 of the AR (P) mode selection key 5 are supplied from the outputs of these blocks in the circuit for switching on the phases of the switch QA, QB, QC to control their switching on during phase-by-phase AR, in which each phase of the switch is switched on to a short circuit that has not been eliminated in a favorable range of initial phases of the periodic component of its own switching current;

- значения интегралов токов

в течение M =1…5 периодов тока перед первым отключением выключателя в цикле АПВ, которые обозначены как

. Эти сигналы совместно с сигналами «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C» далее используются при формировании команды включением выключателя в режиме ТАПВ. Включение выключателя производится в положении 1 ключа выбора режима АПВ (П) 5 в благоприятном диапазоне начальной фазы периодической составляющей тока включения на не устранившееся КЗ для одной фазы, интеграл тока которой до первого отключения выключателя в цикле АПВ имел наибольший модуль.- values of integrals of currents

during M =1…5 current periods before the first opening of the circuit breaker in the AR cycle, which are indicated as

. These signals, together with the signals "Closing from phase A", "Closing from phase B", "Closing from phase C" are further used when generating a command by closing the circuit breaker in the TACR mode. The circuit breaker is turned on in position 1 of the AR mode selection key (P) 5 in a favorable range of the initial phase of the periodic component of the closing current to an unresolved short circuit for one phase, the current integral of which before the first trip of the circuit breaker in the AR cycle had the largest module.

Включение выключателя может выполняться по одному из двух вариантов.Switching on the circuit breaker can be performed in one of two ways.

1. Режим ТАПВ. Выбор фазы выключателя, по которой последний включается в режиме ТАПВ, производится в положении 1 ключа выбора режима АПВ (П) 5 блоком БВФ 6. Макси-селекторы фазы А 20, фазы В 21, фазы С22 сравнивают модули входных сигналов

и выбирают наибольший из них. Пусть в рассматриваемом случае наибольшим из них является модуль входного сигнала фазы А

. Тогда на выходе макси-селектора фазы А 20 появляется логическая «1», которая подается на первый вход логического элемента И5 23. Так как на выходе БВМВ A 2 есть сигнал «Включение от фазы A», то на второй вход логического элемента И5 23 в положении 1 ключа выбора режима АПВ (П) 5 подается сигнал «1». На выходе логического элемента И5 23 появляется сигнал «1» и через логический элемент ИЛИ3 26 в цепь включения выключателя с выхода БВФ 6 выдается сигнал «В цепь включения Q». Выключатель включается.1. TAPV mode. The choice of the phase of the switch, according to which the latter is switched on in the TAPV mode, is made in position 1 of the AR (P) mode selection key 5 by the BVF block 6. Maxi-selectors of phase A 20, phase B 21, phase C22 compare the input signal modules

and choose the largest of them. Let in the case under consideration, the largest of them is the module of the input signal of phase A

. Then, at the output of the maxi-selector of phase A 20, a logical "1" appears, which is fed to the first input of the logic element I5 23. position 1 of the AR mode selection key (P) 5, the signal "1" is given. The signal "1" appears at the output of the logic element AND5 23 and through the logic element OR3 26 the signal "To the switching circuit Q" is output from the output of the BVF 6 to the switching circuit of the switch. The switch turns on.

Если наибольшим является модуль входного сигнала фазы В

или фазы С

, то на выходе макси-селектора 21 или 22 появляется логическая «1», которая подается на первый вход логического элемента И6 24 или И7 25. Так как на выходе БВМВ B 2 или БВМВ C 2 есть сигнал «Включение от фазы B» или «Включение от фазы C», то на второй вход логического элемента И6 24 или И7 25 в положении 1 ключа выбора режима АПВ (П 5) подается сигнал «1». На выходе логического элемента И6 24 или И7 25 появляется сигнал «1» и через логический элемент ИЛИ3 26 в цепь включения выключателя с выхода БВФ 6 выдается сигнал «В цепь включения Q». Выключатель включается.If the largest is phase B input signal magnitude

or phase C

, then a logical "1" appears at the output of the maxi-

selector

21 or 22, which is fed to the first input of the logic element I6 24 or I7 25. Since the output of the BVMV B 2 or BVMV C 2 has a signal "Turn on from phase B" or " Switching on from phase C”, then the signal “1” is applied to the second input of the logic element I6 24 or I7 25 in position 1 of the AR mode selection key (P 5). The signal "1" appears at the output of the logic element I6 24 or I7 25, and through the logic element OR3 26 the signal "To the switching circuit Q" is output to the circuit of the switch from the output of the BVF 6. The switch turns on.

2. Режим пофазного АПВ. В положении 2 ключа выбора режима АПВ (П) 5 в цепи включения фаз выключателя QA, QB, QC выдаются выходные сигналы блоков БВМВ A 2, БВМВ B 3, БВМВ C 4 «Включение от фазы A», «Включение от фазы B», «Включение от фазы C». По указанной информации каждая фаза выключателя включается на неустранившееся КЗ в благоприятном диапазоне начальных фаз периодической составляющей собственного тока включения.2. Single-phase AR mode. In position 2 of the AR mode selection key (P) 5 in the circuit for switching on the phases of the switch QA, QB, QC, the output signals of the blocks BVMV A 2, BVMV B 3, BVMV C 4 “Switching on from phase A”, “Switching on from phase B”, "Switch on from phase C". According to the specified information, each phase of the circuit breaker is switched on to a non-eliminated short circuit in a favorable range of initial phases of the periodic component of its own switching current.

Рассмотрим повторное включение выключателя на устранившееся КЗ. Ток повторного включения представляет собой пусковой ток нагрузки. Принято различать «спокойную» и «динамическую» нагрузки. Значение тока включения «спокойной» нагрузки близко к ее номинальному току и по этой причине насыщение сердечников ТТ в переходном режиме отсутствует. Ток включения «динамической» нагрузки может представлять собой пусковой ток электродвигателей и может превышать номинальное значение в несколько раз. Начальная фаза периодической составляющей такого тока близка к начальной фазе периодической составляющей тока КЗ (фазовый сдвиг между фазными током и напряжением близок к 90°). Предлагаемое устройство АПВ ведет себя аналогичным образом, как и при включении на не устранившееся КЗ. Благодаря этому направление перемагничивания сердечника ТТ током включения нагрузки противоположно знаку остаточной магнитной индукции в нем и насыщение сердечника ТТ при токе «динамической» нагрузки также отсутствует.Consider reclosing the circuit breaker to the eliminated short circuit. The reclosing current is the starting current of the load. It is customary to distinguish between "calm" and "dynamic" loads. The value of the turn-on current of a "quiet" load is close to its rated current, and for this reason there is no saturation of the CT cores in the transient mode. The switching current of the "dynamic" load may represent the starting current of electric motors and may exceed the rated value by several times. The initial phase of the periodic component of such a current is close to the initial phase of the periodic component of the short circuit current (the phase shift between phase current and voltage is close to 90°). The proposed AR device behaves in the same way as when switched on to a fault that has not been eliminated. Due to this, the direction of magnetization reversal of the CT core by the load switching current is opposite to the sign of the residual magnetic induction in it, and there is also no saturation of the CT core at the "dynamic" load current.

Предлагаемые способ автоматического повторного включения выключателя и устройство, реализующее способ, обладают следующей совокупностью свойств, которую не имеет известные способы и устройства:The proposed method for automatic reclosing of the circuit breaker and the device that implements the method have the following set of properties that the known methods and devices do not have:

1 повышение устойчивости функционирования БУРЗ при автоматическом повторном включении выключателя на не устранившееся КЗ за счет исключения насыщения магнитопровода ТТ, по которому проходит наибольший ток, при наличии в нем остаточной магнитной индукции;1 increase in the stability of the operation of the BBR with automatic reclosing of the circuit breaker to a short circuit that has not been eliminated by eliminating the saturation of the CT magnetic circuit, through which the largest current passes, in the presence of residual magnetic induction in it;

2 отсутствие необходимости замены используемых ТТ на аналогичные устройства (в том числе на ТТ с немагнитным зазором) с увеличенным первичным током или/и с увеличенным коэффициентом трансформации (например, применение вместо ТТ с номинальным вторичным током 5 А ТТ с тем же номинальным первичным током, но имеющих номинальный вторичный ток 1 А). Очевидно, что замена ТТ в условиях действующей электроустановки сопряжена с большими трудозатратами и экономическими издержками;2 no need to replace used CTs with similar devices (including CTs with non-magnetic gap) with increased primary current and/or with increased transformation ratio (for example, use instead of CTs with a rated secondary current of 5 A CTs with the same rated primary current, but having a rated secondary current of 1 A). It is obvious that the replacement of CTs in the conditions of an existing electrical installation is associated with large labor costs and economic costs;

3 относительно невысокие требования к точности определения и реализации момента включения выключателя, так как диапазон допустимой начальной фазы периодической составляющей тока включения составляет от 0° до 90°;3 relatively low requirements for the accuracy of determining and implementing the moment of switching on the circuit breaker, since the range of the permissible initial phase of the periodic component of the switching current is from 0° to 90°;

4 простота алгоритма функционирования способа и его реализации.4 simplicity of the algorithm for the operation of the method and its implementation.

Указанная совокупность свойств объясняется использованием предложенного способа автоматического повторного включения выключателя.The specified set of properties is explained by the use of the proposed method for automatic reclosing of the circuit breaker.

Claims

The method of automatic reclosing (AR) of the circuit breaker consists in fixing the signs and modules of the integrals of the current of all phases of the circuit breaker to be closed during automatic reclosure, for M current periods until the first trip of the circuit breaker in the AR cycle by a relay protection signal, where M is an integer in the range from 1 to 5, after the expiration of the specified time delay during automatic reclosure, the moments of transition of the switched voltages through zero are fixed, and with a positive sign of the integral, fixation is carried out when the specified voltage passes through zero in the direction of decreasing its instantaneous value, and with a negative sign of the integral, respectively, in the direction of increasing the specified value, then a signal is generated to turn on the circuit breaker using an additional time delay for reclosing the circuit breaker Δt according to the expression:

(one)

where t _zap is the reserve time, depending on the stability of the switch on time and the type of its control: three-phase or per-phase and ranging from 0 to 5 ms;

t on - _switch on time;

- rounding the number up to an integer;

T is the duration of the current period,

after the specified time delay, reclosing of the circuit breaker is allowed, and in the case of a three-phase automatic reclosure, the phase of the circuit breaker is determined, the current integral of which has the largest module for M current periods until the first circuit breaker trip in the AR cycle according to the relay protection signal and according to the specified integral in the favorable range of the initial phase of the periodic component of the closing current of this phase, the circuit breaker is turned on, and with a phase-by-phase automatic reclosure, the order of turning on the phases of the circuit breaker is determined by the condition that the initial phases of the periodic components of the closing currents are in a favorable range and the circuit breaker is turned on.