CC BY
2УДК 681.5
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕРЕХОДА ДВУХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПРИ НЕУСПЕШНОМ АВТОМАТИЧЕСКОМ ПОВТОРНОМ ВКЛЮЧЕНИИ СЕКЦИОНИРУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ РАДИАЛЬНОЙ ЛИНИИ
Л.Д.Суров, В.В.Филиппов
Описан способ контроля перехода двухфазного короткого замыкания в трехфазное при неуспешном автоматическом повторном включении секционирующего выключателя радиальной линии, разработана структурная схема и описана ее работа с изображением выходных сигналов.
Ключевые слова: короткое замыкание, автоматическое повторное включение, секционирующий выключатель, регистрирующее устройство, датчик определения вида короткого замыкания.
Введение. Известно, что наряду с двухфазными короткими замыканиями (КЗ), при которых происходит замыкание двух фаз между собой, имеют место и устойчивые трехфазные. Несмотря на то, что в количественном отношении они составляют около 5% от общего числа КЗ, нежелательные последствия вызванные ими могут быть более разрушительными. Это проявляется в большем термическом и динамическом воздействии тока КЗ на оборудование.
Двухфазные КЗ при наличии на секционном выключателе (СВ) устройств автоматического повторного включения (АПВ) могут не только самоустраняться за время бестоковой паузы, но и переходить в устойчивые трехфазные КЗ во время этой паузы или при АПВ. С целью своевременного получения информации, о таких действиях коммутационного оборудования, разработан способ [1].
Разработка. Согласно предлагаемому способу при появлении первого броска тока КЗ измеряют время его протекания, сравнивают это время с временем выдержек срабатывания защит всех СВ, установленных в линиях, отходящих от шин подстанции при этом контролируют наличие тока КЗ во всех фазах и, если ток КЗ протекал по двум фазам и время его протекания равно времени выдержки срабатывания защиты одного из СВ, то устанавливают возникновение двухфазного КЗ и отключившийся СВ. С момента отключения тока КЗ начинают отсчет времени выдержки АПВ плюс времени выдержки срабатывания защиты с ускорением
отключившего СВ и снова контролируют момент повторного появления броска тока КЗ, наличие его во всех фазах и момент его отключения. И, если после окончания времени выдержки АПВ ток КЗ появляется, протекает по трем фазам и отключается в момент окончания времени выдержки срабатывания защиты с ускорением, то делают вывод о повторном включении СВ на КЗ и переходе двухфазного КЗ в трехфазное при неуспешном АПВ этого выключателя.
Суть предлагаемого способа поясняется рисунками, где: на Рисунок -1 - представлена структурная схема содержащая элементы для реализации способа;
на Рисунок -2 - диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на Рисунок -1 при устойчивом КЗ в точке 13 (см. Рисунок -1).
Рисунок -1а. Агротехника и энергообеспечение. - 2014.
Рисунок -1б. Упрощенная схема трансформаторной подстанции и структурная схема способа
Схема (см. рисунок - 1) содержит: силовой трансформатор 1, головные выключатели 2, 3, 4, 5, 6 и 7, секционирующие выключатели 8, 9, 10, 11 и 12, точку КЗ 13, датчик определения вида короткого замыкания (ДОВКЗ) 14.
Элементы: ЗАПРЕТ 15, НЕ 16, ПАМЯТЬ 17 и 18, ЗАДЕРЖКА 19, ОДНОВИБРАТОР 20, И 21, ПАМЯТЬ 22, ЗАДЕРЖКА 23, ОДНОВИБРАТОР 24, И 25, ПАМЯТЬ 26, ЗАДЕРЖКА 27, ОДНОВИБРАТОР 28, И 29, ПАМЯТЬ 30, ЗАДЕРЖКА 31, ОДНОВИБРАТОР 32, И 33, ПАМЯТЬ 34, ЗАДЕРЖКА 35, ОДНОВИБРАТОР 36, И 37, ПАМЯТЬ 38, 39, 40, 41 и 42, ЗАПРЕТ 43, 44, 45 и 46, ПАМЯТЬ 47, 48, 49 и 50, ИЛИ 51, ПАМЯТЬ 52, ЗАДЕРЖКА 53, ОДНОВИБРАТОР 54, И 55, ПАМЯТЬ 56, ЗАДЕРЖКА 57,
ОДНОВИБРАТОР 58, И 59, НЕ 60, И 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 и 70, регистрирующее устройство (РУ) 71.
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на Рисунке 1 при КЗ в точке 13 (см. Рисунок -1.) имеют вид (см. Рисунок -2): 72 - на выходе элемента 14, 73 - на выходе элемента 15, 74 - на выходе элемента 16,75 - на выходе элемента 17, 76 - на выходе элемента 18, 77 -на выходе элемента 19, 78 - на выходе элемента 20, 79 - на выходе элемента 21, 80 - на выходе элемента 22, 81 - на выходе элемента 23, 82 -на выходе элемента 24, 83 - на выходе элемента 25, 84 - на выходе элемента 26, 85 - на выходе элемента 27, 86 - на выходе элемента 28, 87 -на выходе элемента 29, 88 - на выходе элемента 30, 89 - на выходе элемента 31, 90 - на выходе элемента 32, 91 - на выходе элемента 33, 92 -на выходе элемента 34, 93 - на выходе элемента 35, 94 - на выходе элемента 36, 95 - на выходе элемента 37, 96 - на выходе элемента 38, 97 -на выходе элемента 39, 98 - на выходе элемента 40, 99 - на выходе элемента 41, 100 - на выходе элемента 42, 101 - на выходе элемента 43, 102 - на выходе элемента 44, 103 - на выходе элемента 45, 104 - на выходе элемента 46, 105 - на выходе элемента 47, 106 - на выходе элемента 48, 107 - на выходе элемента 49, 108 - на выходе элемента 50, 109 - на выходе элемента 51, 110 - на выходе элемента 52, 111 - на выходе элемента 53, 112 - на выходе элемента 54, 113 - на выходе элемента 55, 114 - на выходе элемента 56, 115 - на выходе элемента 57, 116 - на выходе элемента 58, 117 - на выходе элемента 59, 118 - на выходе элемента 60, 119 на выходе элемента 61, 120 - на выходе элемента 62, 121 - на выходе элемента 63, 122 - на выходе элемента 64, 123 - на выходе элемента 65, 124 - на выходе элемента 66, 125 - на выходе элемента 67, 126 - на выходе элемента 68, 127- на выходе элемента 69, 128- на выходе элемента 70, 129 в РУ 71.
На Рисунок -2 также, показаны: 11 - момент времени возникновения КЗ в точке 13, 12 -момент времени отключения тока КЗ секционирующим выключателем 8, 13 - момент времени повторного включения секционирующего выключателя 8, 14 - момент повторного отключения секционирующего выключателя 8.
РУ 71
И 70
И 69 И 6«
И 66
И 65
И 64
И 63
И 61
НЕ 60 И 59
129
128
127
125
124
123
121
120
117
ОДНОВИБРАТОР 58 116
П 1
ЗАДЕРЖКА 57
'_п
ПАМЯТЬ 56
114
И 55
113
ОДНОВИБРАТОР 54 112
ЗАДЕРЖКА 53
ИЛИ 51
109
ПАМЯТЬ 50
ПАМЯТЬ 49
ПАМЯТЬ 48
ПАМЯТЬ 47
ЗАПРЕТ 46
104
ЗАПРЕТ 45
103
ЗАПРЕТ 44
102
Рисунок -2а.
ПАМЯТЬ 42 100 1 1 ............. 1 1 1 1 II
ПАМЯТЬ 41 99 1 1 II
ПАМЯТЬ 40 98 1 1 II
ПАМЯТЬ 39 97 1 1 II
ПАМЯТЬ 38 96 1 ............. ■ И
И 37 95 1 1 II
ДОВК336 94 п .
ЗАДЕРЖКА 35 93 ! п | 1 !
ПАМЯТЬ 34 92 1 1 < 1.
И 33 91 1 1 11 1 1 11
ОДНОВИБРАТОР 32 90 . П '
ЗАДЕРЖКА 31 89 ! п | ! !
ПАМЯТЬ 30 88 II,
И 29 87 1 1 11 1 | | <
ОДНОВИБРАТОР 28 86 . П 1 11
ЗАДЕРЖКА 27 85 : п: : :
ПАМЯТЬ 26 84 1 11 11
И 25 83 1 1 11 1 1 II
ОДНОВИБРАТОР 24 82 ' п 1 1
ЗАДЕРЖКА 23 81 ! г ....... 1 1 1 1
ПАМЯТЬ 22 80 1- 1 1
И 21 79 1 I п ; ;
ОДНОВИБРАТОР 20 78 1 Р ! !
ЗАДЕРЖКА 19 77 1 1 -1 :
ПАМЯТЬ 18 76 ! 1 ! !
ПАМЯТЬ 17 75 1 1 - г —.......
1 1 1 1 1
НЕ 16 74
! !
ЗАПРЕТ 15 73 1 1 1
ДОВКЗ 14 72
1-1
I, 12 I) ^
Рисунок -2б. Диаграмма выходных сигналов структурной схемы.
В нормальном режиме работы сети на выходе ДОВКЗ 14 сигнала нет, поэтому схема находится в режиме контроля.
При возникновении устойчивого двухфазного КЗ в точке 13 на выходе ДОВКЗ 14 появится сигнал (Рисунок -2, диагр.72, момент времени t1). Этот сигнал поступит на элемент НЕ 16 при этом с его выхода, существовавший до этого сигнала, исчезнет (Рисунок -2, диагр. 74), также исчезнет выходной сигнал с элемента НЕ 60 (Рисунок -2, диагр, 118) и поступит на второй вход элемента И 55 и вход элемента НЕ 60, а также на вход элемента запрет 15 (Рисунок -2, диагр. 73) и с его выхода на входы элементов ПАМЯТЬ 18, 22, 26, 30 и 34. Сигнал, поступивший на элемент ПАМЯТЬ 18 запомнится им (Рисунок -2, диагр. 76) и поступит на вход элемента задержка 19, с выхода этого элемента он появится через время выдержки срабатывания защиты СВ 8, (Рисунок -2, диагр. 77) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 20. Он совершит одно колебание (Рисунок -2, диагр. 78) и своим сигналом «сбросит» память с элемента 18 (Рисунок -2, диагр. 76), поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 17, запомнится им (Рисунок -2, диагр. 75) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 15 и предотвратит повторное прохождение сигнала через этот элемент до момента срабатывания элемента ОДНОВИБРАТОР 58, а также он поступит на первый вход элемента И 21. В этот момент времени СВ 8 отключится, поэтому с выхода ДОВКЗ 14 сигнал исчезнет (Рисунок -2, диагр. 72, момент времени t2), а на выходе элемента НЕ 16 сигнал появится вновь (Рисунок -2, диагр. 74) и он поступит на второй вход элемента И 21. Наличие двух входных сигналов приведет к появлению его выходного сигнала (Рисунок -2, диагр. 79). Сигналы, поступившие на входы элементов память 22, 26, 30 и 34 по истечение времени задержек равных временам срабатывания зашит СВ 8, 9, 10 и 13 соответственно, поступят на вторые входы элементов И 25,29,33 и 37, но на их выходах сигналы не появятся т.к. время задержек элементов 23, 27, 31 и 35 меньше времени задержки элемента 19. Сигнал с элемента И 21 поступит на элементы ПАМЯТЬ 38, запомнятся ими (Рисунок -2, диаг.96) и поступит на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 43, (Рисунок -2, диагр. 73) а второй в РУ 71, где появится информации об отключении СВ 8 (Рисунок -2, диагр. 129), а также сигнал поступит на элемент ЗАПРЕТ 43 (Рисунок -2, диагр. 101). С выхода элемента ЗАПРЕТ 43 сигнал поступит на первый вход элемента ИЛИ 51 (Рисунок -2, диагр. 109) и с его выхода на элемент ПАМЯТЬ 52. В нем он запомнится (Рисунок -2, диагр. 110) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 53. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержка АПВ СВ 8 (Рисунок -2, диагр. 111). По истечении времени этой выдержки сигнал поступит на элемент ОДНОВИБРАТОР 54. Он совершит одно колебание (Рисунок -2,
диагр. 112) и этот сигнал «сбросит» память с элемента 52 (Рисунок -2, диагр. 110) и поступит на первый вход элемента И 55. В этот момент времени произойдет АПВ СВ 8 на КЗ. Вновь появится ток КЗ (Рисунок -2, диагр. 72, момент времени 13) при этом выходной сигнал с элемента ДОВКЗ поступит на вход элемента НЕ 60 и его выходной сигнал исчезнет (Рисунок -2, диагр. 118) и поступит на второй вход элемента И 55. Появление второго входного сигнала на этом элементе приведет к его срабатыванию и появлению его выходного сигнала (Рисунок -2, диагр. 113). Этот сигнал поступит на вторые входы элементов И 61, 62, 63, 64 и 65. Наличие двух входных сигналов только на элементе И 61 приведет к его срабатыванию (Рисунок -2, диагр. 119). Выходной сигнал этого элемента поступит в РУ 71, там появится информация о повторном включении СВ 8 на КЗ. Выходной сигнал элемента И 55 поступит также на вход элемента ПАМЯТЬ 56, запомнится им (Рисунок -2, диагр. 114), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 57. С выхода этого элемента сигнал появится через время выдержки срабатывания зашиты СВ 8 с ускорением (Рисунок -2, диагр. 115) и поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 58. Он совершит одно колебание (Рисунок -2, диагр. 116) и своим сигналом «сбросит» память с элементов 17,38 и 56 (Рисунок -2, диагр. 114) и поступит на первый вход элемента И 58. В этот момент времени (14) произойдет повторное отключение СВ 8 при этом на выходе элемента НЕ 60 появится сигнал (Рисунок -2, диагр. 118), который поступит на второй вход элемента И 59. На выходе этого элемента появится свой сигнал (Рисунок -2, диагр, 117). Он поступит на второй вход элемента И 66. Он сработает и его сигнал (Рисунок -2,диагр. 124) поступит в РУ 71 и там появится информация о повторном отключении СВ 8 при трехфазном КЗ (Рисунок -2, диагр. 129).
Разработанный способ позволяет определить отключившийся СВ, линию в которой он установлен и вид повреждения. Это сократит время на отыскание и устранение возникшей неисправности, а это повысит надежность электроснабжения потребителей.
Список литературы
1. Патент РФ №2504063, опубл. 10.01.2014, бюл.№1.
Суров Леонид Дмитриевич, канд. техн. наук, доц., ^игву-52@mail.ru. Россия, Орел, Орловский государственный аграрный университет.
Филиппов Вадим Владимирович, канд. техн. наук. доц., yadim233065@rambler.ru, Россия, Орел, Орловский государственный аграрный университет.
METHOD FOR CONTROL OF TRANSITION-PHASE FAULTS IN THREE-PHASE FOR UNSUCCESSFUL AUTOMATIC RECLOSING SECTIONALIZING CUTOUTS RADIAL LINE
L.D.Surov, V.V.Filippov
Discloses a method for controlling the motion of two-phase short circuit in an unsuccessful three-phase auto-reclose is partitioned switch radial line, a block diagram is developed and described her work with the image of the input signals.
Keywords: short circuit, automatic reclosing, Grow Joint Stock switch the recording device, the sensor determine the type of short circuit.
Surov Leonid Dmitrievich kand.tehn.nauk.dots., surov-52@mail.ru, Russia, Orel, Orel State Agrarian University.
Filippov Vadim Vladimirovich, kand.tehn.nauk.dots., Vadim233065@ rambler.ru, Russia, Orel, Orel State Agrarian University.
