Контроль короткого замыкания и запрет автоматического повторного включения вводных выключателей шин двухтрансформаторной подстанции

Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей, как правило, осуществляется от районных двухтрансформаторных подстанций с двухсторонним питанием. При этом в нормальном режиме работы каждый из трансформаторов осуществляет питание только тех потребителей линии электропередач которых подсоединены к его секции шин. Однако в целях повышения надежности электроснабжения потребителей при плановом или аварийном отключениях одного из трансформаторов отдельные секции шин этих трансформаторов соединяют секционным выключателем.

В этом случае схема переходит в режим подстанционного резервирования и питание ответственных потребителей в пределах номинальной мощности осуществляется от одного трансформатора. В нормальном режиме работы подстанции секционный выключатель отключен и через смежные участки, прилегающие к нему, ток не течет. Однако возникновение аварийных ситуаций на смежных участках шин, связанных с короткими замыканиями (КЗ) не исключено, как при работе подстанции по нормальной схеме, так и при подстанционном резервировании. С целью получения информации о повреждении, смежного с секционным выключателем, участке шин и введения запрета на автоматическое повторное включение (АПВ) вводного выключателя шин разработан способ [1].

Согласно этому способу на участках шин, смежных с секционным выключателем, ведут контроль тока КЗ и при его появлении со стороны первого трансформатора начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя первой секции шин. И, если в момент окончания времени этой выдержки ток КЗ исчезнет, то устанавливают факт КЗ на смежном с секционным выключателем участке шин, питающихся от первого трансформатора, и вводят запрет на АПВ вводного выключателя первой секции шин. А если бросок тока КЗ появится со стороны второго трансформатора, то с момента его появления начинают отсчет времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя второй секции шин. И, если в момент окончания времени этой выдержки ток КЗ исчезнет, то устанавливают факт КЗ на смежном с секционным выключателем участке шин, питающихся от второго трансформатора, и вводят запрет на АПВ вводного выключателя второй секции шин.

Для реализации такого способа разработана структурная схема, изображенная на рисунке 1. Она состоит из датчиков тока короткого замыкания (ДТКЗ) 1 и 7, элементов: ПАМЯТЬ 2 и 8; ЗАДЕРЖКА 3 и 9; ОДНОВИБРАТОР 4 и 10; НЕ 5и11;И6и12ирегистрирующего устройства (РУ) 13. На рисунке 2 изображены диаграммы выходных сигналов элементов структурной схемы, где: t1 - момент времени возникновения КЗ в точке Kl; t2- момент времени отключения тока КЗ, возникшего при КЗ в точке Kl; t3 -момент времени возникновения КЗ в точке К2; t4 - момент времени отключения тока КЗ, возникшего при КЗ в точке К2.

Работа этой схемы осуществляется следующим образом. В нормальном режиме работы сети выключатели Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10, Q11 и Q13 включены, а выключатель Q6 отключен. К3 на участках шин, смежных с сакционным выключателем Q6 нет, поэтому сигналов на выходах ДТКЗ 1 и 7 нет и схема находится в режиме контроля. При возникновении устойчивого КЗ в точке К1 на выходе ДТКЗ 1 появится сигнал (рисунок 2, диагр.14, момент времени t 1 ). Он поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 2, запомнится им (рисунок 2, диагр.15) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 3. В этом элементе сигнал задержится на время, равное времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя Q1 первой секции шин. Выйдя из элемента ЗАДЕРЖКА 3, сигнал (рисунок 2, диагр.16, момент времени t 2 ) поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 4. Он совершит одно колебание (рисунок 2, диагр.17), и своим сигналом «сбросит» память с элемента 2, и поступит на первый вход элемента И 6. В этот момент времени вводной выключатель Q1 первой секции шин отключит ток КЗ, при этом выходной сигнал с ДТКЗ 1 исчезнет (рисунок 2, момент времени t 2 ), а исчезнувший выходной сигнал с элемента НЕ 5 в момент 31

времени t 1 вновь появится (рисунок 2, диагр.18), и поступит на второй вход элемента И 6, и обеспечит срабатывание этого элемента (рисунок 2, диагр.19). Этот сигнал поступив в РУ 13, обеспечит появление в нем информации о том, что КЗ возникло в точке К1 (рисунок 2, диагр.26). Одновременно этот сигнал поступит на вводной выключатель первой секции шин Q1 и обеспечит запрет на АПВ этого выключателя.

Возникновение КЗ не в точке К1, а точке К2 приведет к тому, что на выходе ДТКЗ 7 появится сигнал (рисунок 2 диагр.20, момент времени t 3 ). Он поступит на вход элемента ПАМЯТЬ 8, запомниться им (рисунок 2, диагр.21) и поступит на вход элемента ЗАДЕРЖКА 9. В этом элементе сигнал задержится на время, равное времени выдержки срабатывания защиты вводного выключателя Q13 второй секции шин. Выйдя из элемента ЗАДЕРЖКА 9 сигнал (рисунок 2, диагр.22, момент времени t 4 ) поступит на вход элемента ОДНОВИБРАТОР 10. Он совершит одно колебание (рисунок 2, диагр.23), и своим сигналом «сбросит» память с элемента 8, и поступит на второй вход элемента И12. В этот момент времени вводной выключатель Q13 второй секции шин отключит ток К3, при этом выходной сигнал с ДТКЗ 7 исчезнет (рисунок 2, момент времени t 4 ), а исчезнувший выходной сигнал с элемента НЕ 11 в момент времени t 4 вновь появится (рисунок 2, диагр.24), и поступит на первый вход элемента И 12, и обеспечит срабатывание этого элемента (рисунок 2, диагр.25). Этот сигнал поступив в РУ 13, обеспечит появление в нем информации о том, что КЗ возникло в точке К2 (рисунок 2, диагр.26). Одновременно этот сигнал поступит на вводной выключатель второй секции шин Q13 и обеспечит запрет на АПВ этого выключателя.

Рисунок 1 - Упрощенная однолинейная схема двухтрансформаторной подстанции и структурная схема: Q1 и Q2 - выключатели на стороне низкого напряжения силовых трансформаторов Т1 и Т2; Q2-Q6 и Q7-Q11 – головные выключатели линий W1-W9; Q6 – секционный выключатель шин; К1 и К2 – точки КЗ.

Нормальный режим работы Аварийный р при КЗ в то ?жим работы чке 1 Аварийный ре ж при КЗ в тон им работы се 2 РУ u        “ ----------г ------ 25 И 12 24 . HE 11 1 J) ОДНОВИБРАТОР 10 ЗАДЕРЖКА 9  “ ПАМЯТЬ 8 № ДТК3 7 и6             •* — --——- HE 5 11 ОДНОВИБРАТОР 4 Г- 16 ЗАДЕРЖКА 3 ПАМЯТЬ 2 ДТК3 1 to             tl Ъ t? t«

Рисунок 2 - Диаграмма выходных сигналов элементов структурной схемы

Таким образом, при использовании этого способа можно получать информацию о возникновении КЗ на смежных с секционным выключателем участках шин двухтрансформаторной подстанции и вводить запрет на АПВ вводных выключателей этих шин.

Described two-transformer substation simplified schematic diagram and the output signals of the block diagram method disable automatic re-input switches off the tires with the definition of the damaged area, adjacent to the section switch.