Отдельные воздушные линии сельских распределительных сетей являются разветвленными и протяженными. Возникновение аварийной ситуации, вызванной коротким замыканием (КЗ) в такой линии, приведет к ее отключению и обесточиванию всех потребителей этой линии. С целью повышения надежности электроснабжения такие линии делят на участки, которые соединяются между собой секционирующими пунктами (СП), на которых установлены выключатели нагрузки. В отдельных случаях, где это возможно, две секционированные линии, питающиеся от одной подстанции и разных секций шин, соединяют сетевыми пунктами автоматического включения резерва (АВР). Выключатель этого пункта в нормальном режиме работы отключен. При этом образуется кольцевая сеть, которая получила название условно замкнутой.
При возникновении КЗ на головном участке одной из линий такой сети, например, в точке 3 (рис.1) произойдет отключение выключателей 2 и 4 и включение выключателя 5 пункта АВР, с сохранением питания потребителей, подключенных к участку линии, смежному с пунктом АВР. Однако изношенность оборудования СП, использование устаревшей релейной защиты на этих пунктах и другие факторы, в отдельных случаях, могут приводить к отказу отключения секционирующего выключателя 4. При этом выключатель 5 пункта АВР включится на КЗ с последующим отключением. Информация о таком действии коммутационных аппаратов относительно долгое время может быть неизвестно обслуживающему персоналу. Однако она поступает на подстанцию и ее можно получить в режиме реального времени. С целью такого контроля разработан способ [1], согласно которому с момента появления броска тока КЗ на шинах трансформатора основного источника питания отсчитывают время, равное времени выдержки отключения головного выключателя (ГВ) линии, питающийся от этого источника, при этом контролируют момент отключения тока КЗ, и если этот момент совпадает с моментом окончания времени выдержки отключения ГВ этой линии, то делают вывод об отключении этого выключателя. С момента отключения ГВ начинают отсчет времени, равного времени выдержки включения выключателя пункта АВР, при этом на шинах трансформатора резервного источника питания в момент окончания этой выдержки контролируют появление броска тока КЗ, и если он появляется, а через время выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя пункта АВР исчезает, то делают вывод о включении этого выключателя на КЗ и об отказе отключения секционирующего выключателя.
Рис 1. Схема условно замкнутой кольцевой сети и структурная схема контроля
Структурная схема такого контроля (рис.1) содержит: силовой трансформатор 1 основного источника питания; головной выключатель 2 линии основного источника питания; точку КЗ 3; секционирующий выключатель линии 4 основного источника питания; выключатель 5 сетевого пункта АВР; секционирующий выключатель 6 линии резервного источника питания; головной выключатель 7 линии резервного источника питания; выключатель 8 шинного пункта АВР; силовой трансформатор 9 резервного источника питания; датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 10; элемент НЕ 11; элемент ПАМЯТЬ 12; элемент ЗАДЕРЖКА 13; элемент ОДНОВИБРАТОР 14; элемент И 15; элемент ПАМЯТЬ 16; элемент ЗАДЕРЖКА 17; элемент ОДНОВИБРАТОР 18; элемент И 19; датчик тока короткого замыкания (ДТКЗ) 20; элемент НЕ 21; элемент ПАМЯТЬ 22; элемент ЗАДЕРЖКА 23; элемент ОДНОВИБРАТОР 24; элемент И 25; регистрирующее устройство (РУ) 26.
Диаграммы сигналов на выходах элементов, показанных на рис.1 при КЗ в точке 3 (рис.1), имеют вид (рис.2): 27 — на выходе элемента 10; 28 — на выходе элемента 11; 29 — на выходе элемента 12; 30 — на выходе элемента 13; 31 — на выходе элемента 14; 32 — на выходе элемента 15; 33 — на выходе элемента 16; 34 — на выходе элемента 17; 35 — на выходе элемента 18; 36 — на выходе элемента 19; 37 — на выходе элемента 20; 38 — на выходе элемента 21; 39 — на выходе элемента 22; 40 — на выходе элемента 23; 41 — на выходе элемента 24; 42 — на выходе элемента 25; 43 — в РУ 26. На рис.2 также показаны: t1 — момент времени возникновения КЗ; t2 — момент отключения тока КЗ в линии основного источника питания; t3 — момент включения выключателя сетевого пункта АВР 5; t4 — момент времени отключения выключателя сетевого пункта АВР 5.
Рис.2. Диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы
Способ осуществляется следующим образом.
В нормальном режиме работы кольцевой сети выключатели 2, 4, 6 и 7 включены, а выключатели 5 и 8 отключены, короткого замыкания в точке 3 нет, поэтому на выходе ДТКЗ 10 сигнала нет и схема находится в режиме контроля.
При возникновении КЗ в точке 3 (рис.1) на выходе ДТКЗ 10 появится сигнал (рис.2, диагр. 27, момент времени t1). Он поступит на вход элемента НЕ 11, при этом существовавший до этого его выходной сигнал исчезнет (рис.2, диагр. 28). Параллельно с этим выходной сигнал ДТКЗ 10 поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 12, он запомнится им (рис.2, диагр. 29) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 13, с выхода которого он появится через время, равное времени выдержки отключения головного выключателя 2 (рис.2, диагр. 30, момент времени t2). По истечении этого времени сигнал поступит на элемент ОДНОВИБРАТОР 14, он совершит одно колебание и своим сигналом «сбросит» память с элемента 18 (рис.2, диагр. 31) и его сигнал поступит на первый вход элемента И 15. В момент времени t2 головной выключатель 2 отключит ток КЗ, поэтому с выхода ДТКЗ 10 сигнал исчезнет (рис.2, диагр.27). При этом на выходе элемента НЕ 11 вновь появится сигнал (рис.2, диагр. 28), который поступит на второй вход элемента И 15. Наличие двух входных сигналов на И 15 приведет к появлению его входного сигнала (рис.2, диагр. 32). Этот сигнал поступит в РУ 26 и обеспечит появление информации в нем о том, что головной выключатель 2 отключился (рис.2, диагр. 43). А также он поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 16, где запомнится (рис.2, диагр. 33), и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 17. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени выдержки включения выключателя сетевого АВР 5 (рис.2, диагр. 34, момент времени t3). Выходной сигнал с этого элемента «сбросит» память с элемента 16 и поступит на первый вход элемента И 19. Включение сетевого выключателя 5 пункта АВР в момент времени t3 произойдет на КЗ в точке 3 по причине отказа отключения секционирующего выключателя 4. Поэтому на выходе ДТКЗ 20 появится выходной сигнал (рис.2, диагр. 37, момент времени t3), а сигнал, существовавший на выходе элемента НЕ 21, исчезнет (рис.2, диагр. 38, момент времени t3). Сигнал, поступивший на вход элемента ПАМЯТЬ 22, запомнится им (рис.2, диагр. 39) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 23. С выхода этого элемента сигнал появится через время, равное времени выдержки срабатывания защиты с ускорением выключателя 5 сетевого пункта АВР (рис.2, диагр. 40). В момент времени t4 этот выключатель с ускорением отключит ток КЗ, при этом на выходе элемента НЕ 21 вновь появится свой сигнал (рис.2, диагр. 38). Этот сигнал поступит на второй вход элемента И 25, на выходе которого появится сигнал (рис.2, диагр. 42). Этот сигнал поступит в РУ 26 и там появится информация о том, что выключатель 5 сетевого пункта АВР отключился по причине отказа отключения секционирующего выключателя 4.
Таким образом, используя приведенную структурную схему можно получать информацию о действиях средств автоматики при возникновении аварийного режима на головном участке одной из линий условно-замкнутой кольцевой сети.
Литература:
1. Патент РФ № 2449449 кл. НО2J 13/00, опубл.27.04.2012, бюл.№ 12.
