Способ и устройство определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING REASONS FOR DISCONNECTION OF CONSUMERS OF A PARTITIONED POWER TRANSMISSION LINE

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи.
Известен способ контроля отказа отключения пункта автоматического включения резерва при включении его выключателя на устойчивое короткое замыкание в кольцевой сети, заключающийся в контроле тока в контрольных точках сети и определении, на основании его изменений, фактов отключений и отказов отключений выключателей, установленных в электрической сети (патент РФ № 2304339, МПК Н 02 J 13/00, опубл. 10.08.2007, бюл. №22).
Известно устройство, реализующее способ контроля отказа отключения пункта автоматического включения резерва при включении его выключателя на устойчивое короткое замыкание в кольцевой сети, содержащее датчики тока и логические элементы, определяющее на основании информации, поступающей с датчиков тока, факты отключений и отказов отключений выключателей, установленных в электрической сети (патент РФ № 2304339, МПК Н 02 J 13/00, опубл. 10.08.2007, бюл. №22).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ контроля отключений выключателей и последующего успешного включения пункта АВР в кольцевой сети, заключающийся в контроле тока в контрольных точках сети и определении, на основании его изменений, фактов отключений выключателей в электрической сети, приводящих к отключениям потребителей, и фактов успешных включений выключателей, установленных в электрической сети (патент РФ № 2214667, МПК Н02J 13/00, опубл. 20.10.2003, Бюл. №29).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, реализующее способ контроля отключений выключателей и последующего успешного включения пункта АВР в кольцевой сети, содержащее датчики тока, логические элементы, определяющее, на основе информации с датчиков тока, факты отключений выключателей в электрической сети, приводящих к отключениям потребителей, и факты успешных включений выключателей, установленных в электрической сети (патент РФ № 2214667, МПК Н02J 13/00, опубл. 20.10.2003, Бюл. №29).
Недостатком известных способа и устройства является недостаточная функциональность, связанная с тем, что способ и устройство не применимы для определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональной возможности за счёт определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи.
В формуле изобретения охарактеризован способ определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи и устройство определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи для осуществления способа в целом, следовательно требование единства изобретения соблюдено.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи, заключающемся в контроле напряжения и тока в контрольных точках электрической сети, согласно изобретению, контролируют напряжение до и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, до и после коммутационного аппарата отходящей линии, до и после коммутационных аппаратов устройства секционирования линии электропередачи, до и после коммутационных аппаратов на вводах потребителей, контролируют ток на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, в отходящей линии, в точке установки устройства секционирования линии электропередачи и на вводах потребителей, фиксируют исчезновение напряжения на вводе одного потребителя, контролируют наличие напряжения в этот момент в других контрольных точках сети и ток в них, если напряжение исчезает после коммутационного аппарата на вводе потребителя, а до него оно присутствует, при этом перед моментом исчезновения напряжения отсутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе потребителя, делают вывод об отключении потребителя вследствие ручного, или самопроизвольного отключения коммутационного аппарата на вводе потребителя, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе потребителя, то делают вывод об отключении потребителя вследствие отключения коммутационного аппарата на вводе потребителя под действием короткого замыкания, или перегрузки в сети потребителя, если напряжение на вводе потребителя исчезает до и после коммутационного аппарата, но при этом оно присутствует на вводах других потребителей, получающих питание от того же участка линии электропередачи, то делают вывод об отключении потребителя вследствие обрыва провода, осуществляющего подключение ввода потребителя к линии электропередачи, если напряжение исчезает на вводах всех потребителей, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи после устройства секционирования, исчезает после коммутационного аппарата устройства секционирования и присутствует до коммутационного аппарата устройства секционирования и при этом перед моментом исчезновения напряжения отсутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки устройства секционирования, делают вывод об отключении потребителей вследствие ручного, или самопроизвольного отключения коммутационного аппарата устройства секционирования, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки устройства секционирования, то делают вывод об отключении потребителей вследствие отключения коммутационного аппарата устройства секционирования под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии после устройства секционирования, если напряжение исчезнет на вводах части потребителей, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи после устройства секционирования, но будет присутствовать у другой части потребителей, подключенных к тому же участку линии и присутствовать с обеих сторон от коммутационного аппарата устройства секционирования, то делают вывод об обрыве провода на участке линии за устройством секционирования между потребителями, на вводах которых напряжение исчезло и потребителями, на вводах которых оно присутствует, если напряжение исчезнет на вводах всех потребителей, подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования и после коммутационного аппарата отходящей линии, но будет присутствовать до коммутационного аппарата отходящей линии, то делают вывод, что отключение потребителей произошло вследствие ручного, или самопроизвольного отключения  коммутационного аппарата отходящей линии, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии, то делают вывод об отключении потребителей вследствие отключения коммутационного аппарата отходящей линии под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии до устройства секционирования, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии и в точке установки устройства секционирования, то делают вывод об отключении потребителей вследствие неселективного отключения коммутационного аппарата отходящей линии под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии после устройства секционирования, если напряжение исчезнет на вводах части потребителей, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи до устройства секционирования, и исчезнет напряжение на вводах потребителей после устройства секционирования, а также исчезнет напряжение до и после коммутационного аппарата устройства секционирования, но будет присутствовать у другой части потребителей, подключенных к участку линии до устройства секционирования и присутствовать с обеих сторон от коммутационного аппарата отходящей линии, то делают вывод об обрыве провода на участке линии до устройства секционирования между потребителями, на вводах которых напряжение исчезло и потребителями, на вводах которых оно присутствует, если  напряжение исчезнет на вводах всех потребителей, подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения, но будет присутствовать до коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения, то делают вывод, что отключение потребителей произошло вследствие ручного, или самопроизвольного отключения коммутационного аппарата ввода источника электроснабжения, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе источника электроснабжения, то делают вывод об отключении потребителей вследствие отключения коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения под действием короткого замыкания, или перегрузки на шинах источника электроснабжения, если перед исчезновением напряжения присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе источника электроснабжения и в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии, то делают вывод об отключении потребителей вследствие неселективного отключения коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии до устройства секционирования, если напряжение исчезнет на вводах всех потребителей, подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования, до и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения, то делают вывод, что отключение потребителей произошло вследствие отключения источника электроснабжения.
Технический результат достигается также тем, что устройство определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи для осуществления способа, включающее датчики тока, согласно изобретению, снабжено датчиками  напряжения, установленными на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, в отходящей линии, в устройстве секционирования линии электропередачи, на вводах потребителей и контролирующими напряжение, соответственно, до и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, до и после коммутационного аппарата отходящей линии, до и после коммутационных аппаратов устройства секционирования линии электропередачи, до и после коммутационных аппаратов на вводах потребителей и передающими информацию о наличии напряжения в блок обработки и отображения информации с помощью встроенных средств передачи информации, датчиками тока, установленными на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, в отходящей линии, в точке установки устройства секционирования линии электропередачи и на вводах потребителей, контролирующими ток, соответственно на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи, в отходящей линии, в точке установки устройства секционирования линии электропередачи и на вводах потребителей и передающими информацию о значениях тока в блок обработки и отображения информации с помощью встроенных средств передачи информации, блоком обработки и отображения информации, осуществляющим обработку информации, поступающей от датчиков тока и напряжения, выполняющим её обработку, передающим и отображающим информацию, поступающую с датчиков тока и напряжения и результаты её обработки.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором представлена блок схема устройства определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи.
Устройство определения причин отключения потребителей секционированной линии электропередачи содержит источник электроснабжения ИЭ1, коммутационный аппарат ввода источника электроснабжения КАВИЭ2, коммутационный аппарат отходящей линии КАОЛ3, коммутационные аппараты на вводе потребителей КАВП4, 5, коммутационный аппарат устройства секционирования КАУС6; коммутационные аппараты на вводе потребителей КАВП7, 8, потребителей П9-12, датчики напряжения ДН13-19; датчики тока ДТ20-26; блок обработки и отображения информации БОИ27; шины источника электроснабжения ШИЭ28.
Источник электроснабжения ИЭ1 осуществляет питание секционированной линии электропередачи и установлен в её начале, перед коммутационным аппаратом ввода источника электроснабжения КАВИЭ2. КАВИЭ2 установлен после источника электроснабжения перед коммутационным аппаратом отходящей линии КАОЛ3 и шинами источника электроснабжения ШИЭ28 и служит для коммутации ввода источника электроснабжения. КАОЛ3 установлен в начале отходящей линии после шин ШИЭ28 и служит для коммутации отходящей линии. Коммутационный аппарат устройства секционирования установлен в устройстве секционирования, установленном в отходящей линии электропередачи и служит для коммутации линии в точке его установки; Коммутационные аппараты на вводах потребителей КАВП4, 5, 7, 8 установлены на вводах потребителей и служат для коммутации вводов потребителей, связаны с электрической сетью потребителей и линией электропередачи. Потребители П9–12 подключены к участкам линии электропередачи через коммутационные аппараты вводов потребителей. Датчик напряжения ДН13 установлен на вводе источника электроснабжения ИЭ1 и контролирует напряжение до и после КАВИЭ2, связан с блоком обработки и отображения информации БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении напряжения до и после КАВИЭ3. Датчик напряжения ДН14 установлен в начале отходящей линии, и контролирует напряжение до и после КАОЛ3, связан с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении напряжения до и после КАОЛ3. Датчик  напряжения ДН17 установлен в устройстве секционирования и контролирует напряжение до и после КАУС6, связан с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении напряжения до и после КАУС6. Датчики напряжения ДН15, 16, 18, 19 установлены на вводах потребителей и контролируют напряжение до и после коммутационных аппаратов вводов потребителей КАВП4, 5, 7, 8  соответственно, связаны с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передают в него информацию о значении напряжения до и после КАВП4, 5, 7, 8  соответственно. Датчик тока ДТ20 установлен на вводе источника электроснабжения секционированной линии электропередачи и контролирует ток на вводе ИЭ1, связан с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении тока на вводе ИЭ1. Датчик тока ДТ21 установлен на в начале отходящей секционированной линии электропередачи и контролирует ток в начале линии, связан с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении тока в начале линии. Датчик тока ДТ22 установлен в устройстве секционирования и контролирует ток, протекающий через устройство секционирования, связан с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передаёт в него информацию о значении тока, протекающего через устройство секционирования. Датчики тока ДТ23-26 установлены на вводах потребителей П9-12 соответственно и контролируют ток, протекающий через ввод потребителей, то есть ток в сети потребителей, связаны с БОИ27 с помощью встроенных средств передачи информации и передают в него информацию о значениях тока, протекающего через вводы потребителей. Блок обработки и отображения информации БОИ27 связан с датчиками тока и датчиками напряжения через встроенные средства связи и осуществляет обработку информации, поступающей от датчиков тока и напряжения, выполняет её обработку, передаёт и отображает информацию, поступающую с датчиков тока и напряжения и результаты её обработки.
Способ реализуется следующим образом с помощью предлагаемого устройства.
В нормальном режиме работы сети все коммутационные аппараты включены, все потребители получают питание. Датчики напряжения ДН13-19 передают в БОИ27 информацию о наличии напряжения во всех контрольных точках. Датчики тока ДТ20-26 передают в БОИ27 информацию о значениях токов, не превышающих нормального значения.
Если с помощью одного из датчиков ДН15, ДН16, ДН18, или ДН19 фиксируют исчезновение напряжения на вводе одного из потребителей, например, с помощью датчика ДН19 фиксируют исчезновение напряжения на вводе потребителя П12, то контролируют наличие напряжения в этот момент в других контрольных точках сети и ток в них. Если при этом напряжение исчезло после коммутационного аппарата КАВП8 на вводе того же потребителя, а до КАВП8 оно присутствует, о чём информацию в БОИ27 передаст датчик напряжения ДН19, при этом перед моментом исчезновения напряжения отсутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки, о чём получают информацию в БОИ27 с помощью датчика тока ДТ26  на вводе потребителя П12, то БОИ делает вывод об отключении потребителя П12 вследствие ручного, или самопроизвольного отключения  коммутационного аппарата КАВП8 на вводе потребителя П12. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации. Если перед исчезновением напряжения после КАВП8, то есть перед соответствующим сигналом от датчика ДН19 присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе потребителя, о чём БОИ27 получит информацию от ДТ26, то БОИ27 делает вывод об отключении потребителя вследствие отключения коммутационного аппарата КАВП8 на вводе потребителя под действием короткого замыкания, или перегрузки в сети потребителя П12. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение на вводе потребителя П12 исчезает до и после коммутационного аппарата КАВП8, но при этом оно присутствует на вводе другого потребителя П11, получающего питание от того же участка линии электропередачи, то информация об этом поступает от датчиков напряжения ДН18 и ДН19 в БОИ27, который делает вывод об отключении потребителя вследствие обрыва провода, осуществляющего подключение ввода потребителя П12 к линии электропередачи. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезает на вводах всех потребителей, то есть, в рассматриваемом примере П11 и П12, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи после устройства секционирования, исчезает после коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6 и присутствует до коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6 и при этом перед моментом исчезновения напряжения отсутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки устройства секционирования, о чём в БОИ27 передаёт информацию датчик тока ДТ22, БОИ27 делает вывод об отключении потребителей вследствие ручного, или самопроизвольного отключения коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если перед исчезновением напряжения на вводах П11 и П12 присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки устройства секционирования, то информацию об этом передаёт в БОИ27 датчик тока ДТ22, БОИ27 делает вывод об отключении потребителей П11 и П12 вследствие отключения коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6 под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии после устройства секционирования. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезнет на вводах части потребителей, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи после устройства секционирования, например на вводе П12, о чём сообщит ДН19, но будет присутствовать у другой части потребителей, подключенных к тому же участку линии, например, на вводе П12, о чём сообщит ДН18, и присутствовать с обеих сторон от коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6, о чём в БОИ27 сообщит ДН17, то БОИ27 делает вывод об обрыве провода на участке линии за устройством секционирования между потребителями, на вводах которых напряжение исчезло П12 и потребителями, на вводах которых оно присутствует П11. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезнет на вводах всех потребителей, подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования, о чём в БОИ27 передадут информацию датчики напряжения ДН15, ДН16, ДН18, ДН19 и после коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3, о чём передаст информацию ДН14, но будет присутствовать до коммутационного аппарата отходящей линии (информация от ДН14), то БОИ27 делает вывод, что отключение потребителей произошло вследствие ручного, или самопроизвольного отключения  коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если перед исчезновением напряжения на вводах потребителей присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии, о чём в БОИ27 передаётся информация от ДТ21, то БОИ27 делает вывод об отключении потребителей вследствие отключения коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3 под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии до устройства секционирования. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если перед исчезновением напряжения на вводах потребителей присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3 (информация в БОИ27 от ДТ21) и в точке установки устройства секционирования (информация в БОИ27 от ДТ22), то БОИ27 делает вывод об отключении потребителей вследствие неселективного отключения коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3 под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии после устройства секционирования. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезнет на вводах части потребителей, подключенных к одному и тому же участку линии электропередачи до устройства секционирования (потребитель П10, информация в БОИ27 от ДН16), и исчезнет напряжение на вводах потребителей после устройства секционирования (потребители П11, П12, информация в БОИ27 от ДН18, ДН19), а также исчезнет напряжение до и после коммутационного аппарата устройства секционирования КАУС6 (информация в БОИ27 от ДН17), но будет присутствовать у другой части потребителей, подключенных к участку линии до устройства секционирования (потребитель П9, информация в БОИ27 от ДН15) и присутствовать с обеих сторон от коммутационного аппарата отходящей линии КАОЛ3 (информация в БОИ27 от ДН14), то БОИ27 делает вывод об обрыве провода на участке линии до устройства секционирования между потребителями, на вводах которых напряжение исчезло (П10) и потребителями, на вводах которых оно присутствует (П9). БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезнет на вводах всех потребителей (информация в БОИ27 от ДН15, ДН16, ДН18, ДН19), подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения КАВИЭ2 (информация в БОИ27 от ДН13), но будет присутствовать до коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения КАВИЭ2 (информация в БОИ27 от ДН13), то БОИ27 делает вывод, что отключение потребителей произошло вследствие ручного, или самопроизвольного отключения  коммутационного аппарата ввода источника электроснабжения КАВИЭ2. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если перед исчезновением напряжения на вводах потребителей присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе источника электроснабжения (информация в БОИ27 от ДТ20), то делают вывод об отключении потребителей вследствие отключения коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения КАВИЭ2 под действием короткого замыкания, или перегрузки на шинах источника электроснабжения ШИЭ28. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если перед исчезновением напряжения на вводах потребителей присутствовал ток короткого замыкания, или ток перегрузки на вводе источника электроснабжения (информация в БОИ27 от ДТ20) и в точке установки коммутационного аппарата отходящей линии (информация в БОИ27 от ДТ21), то делают вывод об отключении потребителей вследствие неселективного отключения коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения КАВИЭ2 под действием короткого замыкания, или перегрузки на участке линии до устройства секционирования. БОИ27 выводит соответствующую информацию с помощью средств отображения информации.
Если напряжение исчезнет на вводах всех потребителей (информация в БОИ27 от ДН15, ДН16, ДН18, ДН19), подключенных к секционированной линии электропередачи до и после устройства секционирования (информация в БОИ27 от ДН17), до и после коммутационного аппарата на вводе источника электроснабжения (информация в БОИ27 от ДН13), то делают вывод, что отключение потребителей произошло вследствие отключения источника электроснабжения ИЭ1.
Применение предлагаемого способа и устройства позволяет повысить наблюдаемость электрических сетей, определять причины отключений, участки сети, на которых произошло повреждение и за счёт этого сократить время перерывов в электроснабжении потребителей.