Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети

Авторы патента:

G01R31/02 - испытание электрической аппаратуры, линий и элементов на короткое замыкание, обрыв, утечку или неправильное соединение

Владельцы патента RU 2498328:

Герман Леонид Абрамович (RU)
Герман Вадим Леонидович (RU)

Изобретение относится к системе автоматизации электрических железных дорог, а именно к способу управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем короткого замыкания в отключенной контактной сети. Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР (линия два провода рельс), заключается в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение в контактной сети. При этом согласно способу выделяют первую (U₍₁₎) и третью (U₍₃₎) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U₍₃₎/U₍₁₎), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U₍₁₎ больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если B больше Bo или U₍₁₎ меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера. Технический результат - повышение надежности определения коротких замыканий на линии контактной сети. 1 ил.

Известен способ управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем наличия короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР [1]. Этот способ управления принимаем за прототип.

Способ по прототипу заключается в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение на выходе низкочастотного фильтра трансформатора напряжения в отключенной контактной сети, и, если оно меньше базового значения Ao (принимается Ao=400 B), то устанавливают запрет на включение фидера, а при напряжении более Ao подается команда на включение фидера контактной сети

Однако при больших нагрузках на смежном не отключенном пути (более 500 A) и при наличии КЗ на отключенной контактной сети напряжение может быть более Ao=400 B и фидер будет включен на КЗ с известными негативными последствиями. В этом недостаток рассматриваемого способа [1].

Аналогичный недостаток и в устройстве по изобретению [2] при больших нагрузках в не отключенной контактной сети смежного пути.

В [1] и [2] для ограничения магнитной составляющей наведенного напряжения устанавливают низкочастотные фильтры на выводах трансформатора напряжения. Однако фильтры наряду со снижением напряжения высших гармоник снижают напряжение и первой гармоники, тем самым понижают чувствительность в определении факта отсутствия КЗ.

Характеристика магнитной составляющей наведенного напряжения представлена в [3, рис 1.5 и 1.6].

Цель изобретения - повысить надежность определения устойчивого или проходящего КЗ в отключенной контактной сети для управления АПВ.

Для реализации указанной цели согласно способу по прототипу [1] выделяют первую (U₍₁₎) и третью (U₍₃₎) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U₍₃₎/U₍₁₎), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U₍₁₎ больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если В больше Bo или U₍₁₎ меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера.

Такой способ управления АПВ, во-первых, даже при большой нагрузке на не отключенном пути, когда будет большая магнитная составляющая в наведенном напряжения, даст возможность правильно оценить аварийную обстановку.

Во-вторых, этот способ будет правильно реагировать на аварийную обстановку при любой схеме поста секционирования (ПС). Если ПС с групповой защитой минимального напряжения на отключение всех выключателей ПС с выдержкой времени (так называемый, неселективный способ работы защит [2], который также распространен и на участки с ПС на разъединителях), то при аварийном отключении всех выключателей подстанций межподстанционной зоны, наведенное напряжение будет только от ДПР (то есть, будет практически отсутствовать магнитная составляющая).

Если на посту секционирования - индивидуальные защиты на включателях, то при аварийном отключении выключателя с ТН, в контролирующем наведенном напряжении в общем случае будут присутствовать и электрическая, и магнитная составляющие.

Полная автоматизация электроснабжения тяговой сети предусматривает установку трансформаторов напряжения ТН на всех фидерах тяговых подстанций.

Для пояснения предлагаемого способа управления АПВ рассмотрим структурную схему (рис.1).

1 - шины 27,5 кВ тяговой подстанции.

2, 3 - выключатели фидеров контактной сети.

4 - выключатель фидера ДПР.

5, 6 - контактная сеть четного и нечетного пути.

7 - линия ДПР.

8 - трансформатор напряжения ТН контроля наведенного напряжения.

9 - пост секционирования контактной сети.

10 - выходной контакт реле аварийного отключения выключателя 2.

11 - блок расчета первой гармоники напряжения.

12 - блок расчета третьей гармоники напряжения.

13 - блок сравнения U₍₁₎>Ao.

14 - расчетный блок B=U₍₃₎/U₍₁₎).

15 - блок сравнения B<Bo.

16 - блок И.

17 - блок ИЛИ.

18 - команда на включение выключателя по АПВ.

19 - команда на запрет включения выключателя.

Разберем работу схемы, реализующей предлагаемый способ управления АПВ.

Пусть ПС - с индивидуальной защитой каждого выключателя. Тогда при работе защиты на фид. 2 отключается выключатель этого фидера и одновременно смежный выключатель фидера ПС 9, кроме того, замыкается выходной контакт 10 реле аварийного отключения выключателя 2. Контактная сеть 5 остается без напряжения питания.

Наведенное напряжение от трансформатора напряжения 8 поступает на блок 11 расчета первой (U₍₁₎) и на блок 12 расчета третьей (U₍₃₎) гармоник напряжения. Далее определяют в расчетном блоке 14 отношение гармоник B=U₍₃₎/U₍₁₎.

Если по блоку сравнения 15 условие B<Bo не выполняется, или по блоку 13 напряжение U₍₁₎ не больше Ao, то после блока ИЛИ 17 дается команда 19 на запрет включения выключателя (15). Если же по блоку сравнения 15 B<Bo и по блоку 13 наведенное напряжение U₍₁₎>Ao, то после блока И 16 дается команда на включения 18 выключателя фидера 2.

Если ПС с групповой защитой с выдержкой времени, то при работе защит на фид. 2 отключается выключатель этого фидера и остальные фидера межподстанционной зоны. Контактная сеть двух путей обесточена. Наведенное напряжение будет только от ДПР, то-есть наведенное напряжение будет иметь практически электрическую составляющую. Алгоритм работы будет такой же, как вышеуказанный.

Расчет базовых значений Ao и Bo

По опыту измерений на Горьковской ж.д. на разных участках в различных ситуациях при КЗ максимальное замеренное напряжение на трансформаторе ТН при отключенной контактной сети не превосходило 350 B. Поэтому принимаем Ao=350 B, хотя это значение следует уточнить по мере накопления опыта работы на участках железных дорог разной грузонапряженности.

Что касается Во, то можно воспользоваться исследованиями [3, рис.1.15], где приводится график значений амплитуд напряжения гармоник магнитной составляющей наведенного напряжения. Отношение указанных амплитуд 3 и 1 гармоник 0,56. Надо учесть, что указанные значения получены при электровозах типа ВЛ-80 с с повышенным содержанием гармоник тока. Поэтому предлагаем ужесточить эту норму и принять Во=0,3. Чем меньше значение Во, тем с большей уверенностью будет дана команда на включение фидера по АПВ.

Источники информации

1. Герман Л.А., Герман В.Л. Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог. Электроника и электрооборудование транспорта (ЭЭТ) №3 - 2008. С 41-47.

2. Патент на изобретение №2397502 от 29.04.2009 Устройство контроля проходящего и устойчивого короткого замыкания в контактной сети переменного тока (Герман Л.А., Герман В.Л.)

3. Ратнер М.П. Индуктивное влияние электрифицированных железных дорог на электрические сети и трубопроводы. М.: Транспорт, 1966. 164 с.

Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР (линия два провода рельс), заключающийся в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение в контактной сети, отличающийся тем, что выделяют первую (U₍₁₎) и третью (U₍₃₎) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U₍₃₎)/U₍₁₎), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U₍₁₎ больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если B больше Bo или U₍₁₎ меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для оценки состояния изоляционной системы энергетического оборудования. .

Подводная измерительная система // 2488850

Изобретение относится к подводным измерительным системам. .

Способ и устройство детектирования неисправности в обратной линии нейтрали электрической сети // 2488131

Изобретение относится к мониторингу линий питания сетей распределения электропитания. .

Устройство обнаружения отказов в резервированной системе // 2487389

Изобретение относится к пилотажно-навигационным комплексам летательных аппаратов и их бортовой радиоэлектронной аппаратуре и предназначается для формирования сигналов оповещения об отказе элементов в резервированных системах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами.

Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора // 2486532

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного и периодического контроля состояния обмоток силовых трансформаторов без отключения от сети.

Способ и система для измерения длины линии электропередач // 2485530

Изобретение относится к способу и системе для количественного определения длины линии электропередач, в котором линия электропередач соединяет первое местоположение со вторым местоположением.

Устройство избирательного контроля замыкания фазы на корпус в многофазных сетях с изолированной нейтралью // 2482506

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для избирательного контроля сопротивления изоляции многофазных сетей переменного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением.

Устройство определения нарушения электрической непрерывности между электрическим контактом и электрическим проводником, установленным в контуре определения // 2482505

Изобретение относится к устройству определения (1) нарушения электрической непрерывности, включающему возбудитель (6) подсоединенный, по меньшей мере, через один конденсатор к двум контактам (2, 3), как правило, соединенным между собой электрическим проводником (4).

Способ контроля сопротивления изоляции разветвленных сетей постоянного тока и устройство для его осуществления // 2480776

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического измерения сопротивлений изоляции в сетях постоянного тока, находящихся под напряжением.

Способ контроля технического состояния токоведущих частей электрооборудования // 2467338

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля технического состояния токоведущих частей электрооборудования, находящихся под токовой нагрузкой.

Устройство для испытаний электронных компонентов в полосковом тракте // 2498329

Изобретение относится к технике испытаний электронных компонентов в полосковых линиях передачи в СВЧ диапазоне с помощью векторного анализа цепей компонентов. Устройство для испытаний электронных компонентов в полосковом тракте, содержащее установленные на основании неподвижную стойку и подвижную по его продольной оси стойку, в которых закреплены коаксиально-полосковые переходы, блок установки измерительного или калибровочного узла с испытываемым электронным компонентом, отличающееся тем, что блок установки измерительного или калибровочного узла с испытываемым электронным компонентом выполнен в виде размещенной между стойками, подвижной вдоль оси основания каретки с площадкой для установки этого узла, а стойки снабжены микровинтами для позиционирования и регулирования силы прижатия выходов центральных проводников коаксиально-полосковых переходов к микрополосковым проводникам измерительного или калибровочного узла. Технический результат заключается в упрощении конструкции и повышении точности измерений. 1 ил.

Способ испытания силовых трансформаторов от сети на стойкость к токам короткого замыкания // 2506600

Изобретение относится к области высоковольтной электротехники и может найти применение при проведении предусмотренных стандартами типовых испытаний силовых трансформаторов на стойкость к токам короткого замыкания (КЗ). Сущность: способ включает установку испытуемого силового трансформатора (1) на место его испытания или последующую установку в сети (4) на подстанцию (2), подключение выводов его первичной обмотки (5) с переключателем ответвлений (6) к высоковольтной сети (4), замыкание накоротко при помощи устройства коммутации (9) выводов вторичной обмотки (8) трансформатора (1) в нужные моменты времени, измерение необходимых параметров, отключение первичной обмотки (5) от сети (4), размыкание вторичной обмотки (8) и затем повторение процесса испытаний необходимое количество раз. Перед подключением выводов первичной обмотки (5) к сети (4) поднимают напряжение сети до максимального рабочего значения, затем при подключении первичной обмотки (5) к сети (4) ее переключатель ответвлений (6) переводят в положение «минимум». Замыкание вторичной обмотки осуществляют с помощью устройства быстродействующей управляемой коммутации. Технический результат: возможность считать испытание одного трансформатора из серии типовым испытанием для всех силовых трансформаторов данной серии, снижение затрат на испытания. 1 ил.

Устройство автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя // 2506625

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Техническим результатом является построение устройства автоматизированного управления элементами мостового выпрямителя, как диодного, так и тиристорного мостового выпрямителя, исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку. Для этого предложено устройство, содержащее источник питания, выходы которого подключены соответственно к первому входу мостового выпрямителя и входу датчика напряженности магнитного поля, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу мостового выпрямителя и входу усилителя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, логический блок и блок управления мостовым выпрямителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического блока, а первый и второй управляющие выходы блока управления мостовым выпрямителем подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мостового выпрямителя, при этом дополнительно введены пороговый блок и блок сравнения, вход и выход порогового блока подключены соответственно к выходу полосового фильтра и к первому входу логического блока, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход которого подключен к выходу усилителя, первый и второй выходы блока управления мостового выпрямителя подключены соответственно к первому и второму индикаторам технического состояния мостового выпрямителя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электростанции // 2509333

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для мониторинга функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения синхронных генераторов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы мониторинга АРВ за счет обеспечения мониторинга в эксплуатационных, аварийных и особых режимах работы энергосистем. Для этого предложена система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электростанции, содержащая группу измерителей, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов, и группу преобразователей измерительной информации, при этом введены блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующими входами измерителей группы, выходы которых соединены со входами соответствующих преобразователей измерительной информации, а также блок контроля работы АРВ в эксплуатационных режимах, блок контроля работы АРВ в аварийных режимах и блок контроля работы АРВ в особых режимах, входы которых соединены с выходами преобразователей измерительной информации группы, и блок формирования результата мониторинга, входы которого соединены с выходами блока контроля работы АРВ в эксплуатационных режимах, блока контроля работы АРВ в аварийных режимах и блока контроля работы АРВ в особых режимах, соответствующих режиму ограничения минимального возбуждения и/или режиму ограничения двукратного значения тока ротора. 2 ил.

Способ электрошумовой диагностики высоковольтного оборудования // 2511607

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к диагностике высоковольтных аппаратов по параметрам электрических шумов, вызванных частичными разрядами. Сущность: электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками, выходные сигналы которых фильтруют, усиливают и умножают один на другой и в соответствии со знаком произведения формируют сигналы, первый из которых пропорционален текущему среднему значению кажущегося заряда частичных разрядами, а второй - текущему среднему значению амплитуды импульсов тока, вызванных частичными разрядами. С помощью первого сигнала корректируют скорость изменения напряженности электрического поля в изоляции, обеспечивая стабилизацию текущего среднего значения кажущегося заряда частичных разрядов. С помощью второго сигнала определяют зависимость амплитуды импульсов тока, вызванных частичными разрядов, от напряжения на высоковольтном вводе диагностируемого оборудования. Технический результат: уменьшение погрешности измерений, увеличение селективности и достоверности диагностики. 4 ил.

Способ измерения электрического сопротивления изоляции между группой объединенных контактов и отдельным контактом и устройство его реализации // 2514096

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к автоматизированным системам контроля электрического сопротивления и прочности изоляции, и может быть использовано при контроле сопротивления изоляции электрических цепей электро- и радиотехнических изделий. Способ измерения электрического сопротивления изоляции между группой объединенных контактов и отдельным контактом и устройство для измерения электрического сопротивления изоляции предполагают вначале измерение сопротивления R1 между первой шиной с подключенной к ней группой объединенных контактов и второй шиной, затем измерение сопротивления R2 между первой шиной с подключенной к ней группой объединенных контактов и второй шиной с подключенным к ней отдельным контактом и по результатам измерений определение сопротивления и прочности изоляции. Устройство для измерения электрического сопротивления изоляции содержит измеритель сопротивлений, первую и вторую группу из n ключей, блок управления, включающий в себя запоминающее устройство, процессор и программируемую логическую интегральную схему. За счет такой реализации и учета сопротивления утечки средств измерения достигается увеличение точности измерения сопротивления и прочности изоляции и расширение функциональных возможностей, позволяющих вести измерения в автоматическом режиме. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ испытаний микропроцессорной системы управления двигателем автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному излучению грозового разряда // 2514316

Изобретение относится к электрическим испытаниям электрооборудования на восприимчивость к электромагнитному воздействию. Способ испытаний микропроцессорной системы управления двигателем автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному воздействию, в котором испытуемую систему управления в составе транспортного средства подвергают импульсному воздействию электромагнитного излучения с помощью генератора грозового разряда. Испытуемую систему подвергают воздействию заданного количества несинхронизированных импульсов электромагнитного излучения, при этом количество импульсов электромагнитного излучения рассчитывают из формулы. Решение позволяет более достоверно оценить электромагнитную стойкость системы управления двигателем. 1 ил.

Способ диагностирования технического состояния высоковольтного трансформатора напряжения в сети генераторного напряжения электростанции // 2525165

Изобретение относится к области электроэнергетики и позволяет упростить процесс диагностирования технического состояния однофазных высоковольтных трансформаторов напряжения. Сущность: способ заключается в измерении электрических параметров однофазного высоковольтного трансформатора напряжения в номинальном режиме работы, первичная обмотка которого включена между фазным проводом линии высокого напряжения и землей. В стационарном режиме измеряют электрические величины, например напряжение, на зажимах вторичных низковольтных обмоток минимум трех однофазных высоковольтных трансформаторов напряжения, подключенных к проводу одной фазы. Измерения проводят в едином времени, кратном периоду колебаний напряжения в сети. Сравнивают частные от деления данных с выхода вторичной обмотки каждого из трех трансформаторов на однотипные данные с выхода вторичной обмотки следующего по номеру однофазного высоковольтного трансформатора напряжения из оставшихся. Получают три отношения, в каждых двух из которых фигурируют выходные данные одного из трех однофазных трансформаторов, но в одном отношении это выходное данное стоит в числителе, а в другом - в знаменателе. Выявляют нарушения технического состояния одного из трех однофазных трансформаторов, если различие частных от делений в один из моментов времени у сравниваемых трансформаторов превысит заданное пороговое значение. Принимают в качестве трансформатора с нарушением технического состояния тот из трех, у которого частное от деления, в котором его выходное данное стоит в числителе, уменьшается, в то время как то частное от деления, в котором его выходное данное стоит в знаменателе, возрастает.

Многофункциональное устройство проверки рабочих параметров лопастей винтов вертолета // 2529451

Изобретение относится к контролю электрических параметров и может быть применено в авиационной технике. Устройство состоит из основного блока и универсального соединителя. Основной блок представляет собой металлический корпус с расположенными на его рабочей поверхности цифровым индикатором, блоком светодиодов, переключателем коммутатора. Внутри корпуса основного блока размещен комплект измерительных приборов, состоящий из плат цифрового мультиметра для проверки сопротивления нагревательных элементов секций лопастей несущего и рулевого винтов вертолета, проверки лампочек (светодиодов) на законцовке лопастей несущего винта (контурные огни), плат цифрового мегаомметра для измерения сопротивления изоляции нагревательных элементов на лонжерон и оковку, пневмокомпрессора с пневмошлангами для создания давления воздуха при проверке давления наддува лопастей винтов вертолета, плат контроллера пневмокомпрессора для управления пневмокомпрессором и для контроля давления наддува лопастей несущего винта вертолета, соединительной коробки с электрожгутами, а также блока питания. Универсальный соединитель для соединения с разъемом лопасти включает штепсельный многоштыревой разъем и пневмоштуцер. Технический результат заключается в повышении информативности и достоверности контроля рабочих параметров, расширении функциональных возможностей контроля, достижении высокого качества выполняемых работ, снижении материальных и трудозатрат при обслуживании авиационной техники. 2 ил.

Быстродействующая дистанционная защита для сетей энергоснабжения // 2529773

Изобретение относится к способу для распознавания короткого замыкания (16) в линии (10) многофазной электрической сети энергоснабжения с заземленной нейтралью. Сущность: принимаются значения выборок тока и напряжения и формируется сигнал неисправности, если выполненная электрическим устройством (12а) защиты оценка неисправности указывает на короткое замыкание (16), имеющееся в линии (10). Вычисляются мгновенные опорные значения напряжения из принятых перед наступлением короткого замыкания (16) мгновенных значений выборок тока и напряжения и мгновенные сравнительные значения напряжения из принятых перед наступлением короткого замыкания (16) мгновенных значений выборок тока и напряжения и принятых во время короткого замыкания (16) мгновенных значений выборок тока и напряжения. Затем вычисляется выпрямленное значение опорного напряжения из следующих друг за другом мгновенных опорных значений напряжения и выпрямленное сравнительное значение напряжения из следующих друг за другом мгновенных сравнительных значений напряжения. Формируется сигнал неисправности, если разность между выпрямленным сравнительным значением напряжения и выпрямленным опорным значением напряжения превышает пороговое значение срабатывания. Технический результат: повышение быстродействия. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.