RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 175293 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 306266 (22) Data zgłoszenia: 12.12.1994 (51) IntCl6: G01R 31/08 (54) Sposób i układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć (23) Pierwszeństwo z wystawy: 12.06.1994,PL,66 MTP 94, POZNAŃ (43) Zgłoszenie ogłoszono: 27.12.1995 BUP 26/95 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.12.1998 WUP 12/98 (73) Uprawniony z patentu: Zamojskie Przedsiębiorstwo Usługowo- Produkcyjne "ENERGOZAM" Sp. z o.o., Zamość, PL Przedsiębiorstwo Produkcyjne Aparatów i Konstrukcji Energetycznych "ZMER" Spółka z o.o., Kalisz, PL (72) Twórcy wynalazku: Wojciech Kopacz, Kalisz, PL Janusz Zalewski, Kalisz, PL Tomasz Jabłoński, Zamość, PL Zbigniew Grzeszczuk, Zamość, PL (74) Pełnomocnik: Koczara Zbigniew, Biuro Usług Patentowych, Zbigniew Koczara"s.c. PL 175293 B1 (57) 1. Sposób lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć, w którym informacje z czujników o stanie linii przesyłowej są przekazywane drogą radiową, znamienny tym, że wzdłuż trzonu (1) linii przesyłowej średniego napięcia i w odgałęzieniach (O l - Ok) tej linii umieszcza się zespoły (Co C n) czujników, za pomocą których uzyskuje się sygnał odpowiadający stanowi zwarcia na tym odcinku linii 1 po odliczeniu przez sterownik (S0 Sn) przynależny danemu zespołowi (C0 Cn) czujników czasu pełnego cyklu zadziałania samoczynnego ponownego załączania linii, oraz stwierdzeniu przez ten sterownik (So Sn) braku obecności napięcia w tym odcinku linii, rejestruje się w sterowniku (S0 Sn) stan zwarcia i jego rodzaj, zaś następnie informację tą przechowuje się w tym sterowniku (So Sn) aż do momentu jej zdalnego odczytu poprzez radiowe łącze przez dyspozytora tej linii. Fig 1
Sposób i układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć, w którym informacje z czujników o stanie linii przesyłowej są przekazywane drogą radiową, znamienny tym, że wzdłuż trzonu (1) linii przesyłowej średniego napięcia i w odgałęzieniach (O 1 Ok) tej linii umieszcza się zespoły (Co Cn) czujników, za pomocą których uzyskuje się sygnał odpowiadający stanowi zwarcia na tym odcinku linii i po odliczeniu przez sterownik (S0 Sn) przynależny danemu zespołowi (C0 Cn) czujników czasu pełnego cyklu zadziałania samoczynnego ponownego załączania linii, oraz stwierdzeniu przez ten sterownik (So Sn) braku obecności napięcia w tym odcinku linii, rejestruje się w sterowniku (So Sn) stan zwarcia i jego rodzaj, zaś następnie informację tą przechowuje się w tym sterowniku (S0 Sn) aż do momentu jej zdalnego odczytu poprzez radiowe łącze przez dyspozytora tej linii. 2. Układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć, zawierający czujniki stanu zwarcia danego odcinka linii oraz układ pamięci i nadajnik dla transmisji informacji o stanie zwarcia, znamienny tym, że zespół (C) czujników stanu zwarcia linii osadzonych na poszczególnych przewodach tego odcinka linii jest połączony przewodowo z przynależnym temu zespołowi (C) sterownikiem (S), który na wejściu czujnikowym ma układ (2) ustalania stanu i rodzaju zwarcia połączony ze sterującym układem (3) zaopatrzonym w pamięć (4) stanu zwarcia ustalonego przez układ (2) ustalania stanu zwarcia i jego rodzaju, przy czym sterujący układ (3) ma informacyjne wyjścia i sterujące nim wejścia połączone z radiowym, odbiorczo - nadawczym układem (5). 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że wyjście sterującego układu (3) sterownika (S) jest połączone z układem (6) załączania elektrycznego napędu (N) odłącznika (Ł). * * * Przedmiotem wynalazków jest sposób i układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć przeznaczone do stosowania w eksploatacji linii energetycznych średnich napięć dla lokalizacji zwarć w trzonie i odgałęzieniach linii przesyłowej, za głównym punktem zasilania, celem usunięcia stanu zwarcia, a także dla przywrócenia zasilania części trzonu linii i odgałęzieniom poza tą częścią linii lub odgałęzieniem, w którym nastąpiło trwałe zwarcie. Sposób i układ według wynalazku są przeznaczone również do współpracy z odłącznikiem sterowanym elektrycznie, umożliwiając w przypadku wystąpienia zwarcia w określonym odgałęzieniu linii lub na kolejnym odcinku trzonu linii, między określonymi odgałęzieniami, na lokalizację zwarcia i zdalne odłączenie za pomocą odłącznika danego odgałęzienia linii lub danego odcinka trzonu linii, w którym zwarcie wystąpiło, umożliwiając tym samym przywrócenie zasilania, poza odgałęzieniem, w którym istnieje stan zwarcia, lub przywrócenie zasilania całego trzonu linii od punktu GPZ - głównego punktu zasilania - aż do odcinka trzonu, w którym zwarcie wystąpiło. Znany jest sposób lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych, w którym sygnał stanu zwarcia z czujnika osadzonego na danym kablu podaje się do układu pomiarowo - progowego celem ustalenia jego wielkości, a po przekroczeniu określonej wartości progowej taki stan zwarcia sygnalizuje się i zapamiętuje moment i czas trwania sygnalizacji. Znany jest układ detekcji prądu zwarciowego, w którym czujnik prądowy jest połączony poprzez detektor z układem pomiarowo - progowym, którego wyjście jest połączone z układem programowanym zegara zaopatrzonego w blok pamięci połączony z generatorem impulsów i z wejściem licznika czasu. Wyjście generatora impulsów jest połączone z układem sygnalizacji.
175 293 3 Wymieniony układ jest w okresie zwarcia zasilany z akumulatora połączonego buforowo z zasilaczem sieciowym. Z opisu niemieckiego zgłoszenia patentowego DE 3146869 jest znany sposób przekazywania informacji o stanie zwarcia drogą radiową. W układzie do stosowania tego sposobu czujnik prądowy jest połączony z przerzutnikiem, którego wyjście jest połączone z wejściem nadajnika sterującym jego uruchomieniem. Nadajnik jest zasilany z baterii, której wymiana jest możliwa po wyłączeniu badanego obwodu, na którym jest osadzony czujnik prądowy. W drugiej wersji omawianego układu czujnik prądowy jest połączony światłowodem z nadajnikiem. Obydwie wersje układu według zgłoszenia DE 3146869 nie analizują parametrów sygnału zwarciowego, czyli wielkości prądu zwarciowego i czasu trwania przepływu tego prądu, co w konsekwencji może powodować uruchomienie nadajnika przez sygnały zakłócające, powstające w momencie załączenia w badanym obwodzie silników lub nieobciążonych transformatorów. Układy wykrywające stan zwarcia i jego rodzaj mogą być sprzężone automatycznie ze specjalnymi, skomplikowanymi układami wyłączników umożliwiających odłączenie odcinka linii za tymi urządzeniami w stanie przepływu pełnego prądu zwarciowego, z jednoczesną sygnalizacją stanu awarii danego odcinka linii i blokadą ponownego zasilania napięciem takiego odcinka linii bez zgody i decyzji dyspozytora linii. Układy tak uzupełnione, z uwagi na odłączanie uszkodzonego odcinka linii pod obciążeniem prądem zwarciowym i narzucania tym samym wyłącznikowi wysokich wymagań, są skomplikowane, i nie znajdują szerszego, powszechnego zastosowania zwłaszcza w odgałęzieniach trzonu linii średnich napięć. Sposób lokalizacji zwarć w liniach przemysłowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzdłuż trzonu linii przemysłowej średnich napięć i w odgałęzieniach tej linii umieszcza się zespoły czujników, za pomocą których uzyskuje się sygnał odpowiadający stanowi zwarcia na tym odcinku linii i po odliczeniu przez sterownik przynależny danemu zespołowi czujników czasu pełnego cyklu zadziałania samoczynnego, ponownego załączania linii, oraz stwierdzeniu przez ten sterownik braku obecności napięcia w tym odcinku linii, rejestruje się w sterowniku stan zwarcia i jego rodzaj. Następnie informację tą przechowuje się w sterowniku aż do momentu jej zdalnego odczytu poprzez radiowe łącze przez dyspozytora tej linii Układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół czujników stanu zwarcia linii osadzonych na poszczególnych przewodach tego odcinka linii jest połączony przewodowo z przynależnym temu zespołowi sterownikiem, który na wejściu czujnikowym ma układ ustalania stanu i rodzaju zwarcia połączony ze sterującym układem zaopatrzonym w pamięć stanu zwarcia ustalonego przez układ ustalania zwarcia i jego rodzaju. Sterujący układ ma informacyjne wyjścia i sterujące nim wejścia połączone z radiowym, odbiorczo - nadawczym układem. W odmianie układu według wynalazku wyjście sterującego układu sterownika jest połączone z układem załączania elektrycznego napędu odłącznika. Rozwiązania według wynalazku umożliwiają w prosty sposób ustalenie przez dyspozytora sieci, na którym odcinku trzonu linii lub w jakim odgałęzieniu nastąpiło zwarcie, jaki jest rodzaj zwarcia - międzyfazowe lub doziemne. W tych przypadkach, gdy układ według wynalazku współpracuje z odłącznikiem zaopatrzonym w elektryczny napęd, dyspozytor linii drogą radiową spowoduje odłączenie odcinka trzonu linii lub odgałęzienia, w którym nastąpiło trwałe zwarcie i niezwłoczne załączenie napięcia do pozostałej części sieci. W uboższej technicznie wersji, bez elektrycznego napędu odłącznika - przy stosowaniu odłączników uruchamianych ręcznie - rozwiązania według wynalazku umożliwiają szybsze przywrócenie całej sieci do stanu normalnej pracy, dzięki dokładnemu ustaleniu tego odcinka trzonu linii lub jej odgałęzieniu, gdzie wystąpiło zwarcie i gdzie można niezwłocznie skierować ekipę remontową, odciążając ją od czynności ustalenia miejsca zwarcia w danej przemysłowej linii. Przechowywanie informacji o stanie zwarcia w pamięci sterownika i skasowanie jej dopiero na potwierdzony odczyt tego stanu przez dyspozytora sieci, lub w wyniku otrzymania przez sterownik polecenia odłączenia uszkodzonego zwarciem odcinka trzonu linii albo jej odgałęzienia - w przypadku sterowników współpracujących z odłącznikami o elektrycznie napędzanym mechanizmie odłączenia - przy jednocześnie przewodowym połączeniu zespołu
4 175 293 czujników ze sterownikiem, wyklucza jakiekolwiek przekłamania w torze transmisji informacji o stanie zwarcia w poszczególnych odcinkach trzonu linii i jej odgałęzieniach. Przedmiot wynalazków jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie realizację sposobu według wynalazku, zaś fig. 2-schemat blokowy układu do stosowania sposobu według wynalazku w wersji przy współpracy z odłącznikiem sterowanym elektrycznie. W sposobie według wynalazku (fig. 1) wzdłuż trzonu 1 przesyłowej linii, za głównym punktem zasilania GPZ oraz w odgałęzieniach O 1 Ok+1przesyłowej linii umieszcza się zespoły Co Cn czujników, za pomocą których uzyskuje się sygnał odpowiadający stanowi zwarcia na tym odcinku linii. Po odliczeniu przez sterownik S0 Sn przynależny danemu zespołowi Co- Cn czujników, czasu pełnego cyklu zadziałania samoczynnego, ponownego załączenia linii oraz stwierdzeniu przez ten sterownik S0 Sn braku obecności napięcia w tym odcinku linii, w którym jest osadzony dany zespół C0 C n czujników przyporządkowany wymienionemu sterownikowi S0 Sn, rejestruje się w tym sterowniku So Sn stan zwarcia i jego rodzaj. Następnie informację tą przechowuje się w sterowniku S0 Sn aż do momentu jej zdalnego odczytu poprzez radiowe łącze przez dyspozytora tej linii. W przypadku współpracy sterownika S l Sn i przynależnego mu zespołu czujników C 1 Cn z odłącznikiem Ł1 Łn zaopatrzonym w napęd elektryczny, dyspozytor linii drogą radiową poprzez sterownik S1 Sn dokonuje odłączenie tego odcinka trzonu 1 linii lub tego odgałęzienia O 1 -OK, w którym wystąpiło trwałe zwarcie od pozostałej części linii przesyłowej, której to części w następnej kolejności przywraca zasilanie napięciem. Układ lokalizacji zwarć w liniach przesyłowych średnich napięć według wynalazku (fig. 2) jest utworzony z zespołu C czujników stanu zwarcia linii osadzonych na poszczególnych odcinkach linii, połączonych przewodowo z przynależnym mu sterownikiem S. Sterownik S ma na wejściu czujnikowym układ 2 ustalania stanu i rodzaju zwarcia. Układ ten jest połączony ze sterującym układem 3 zaopatrzonym w pamięć 4 stanu zwarcia ustalonego przez układ 2 ustalania stanu i rodzaju zwarcia. Sterujący układ 3 ma informacyjne wyjścia i sterujące nim wejścia połączone z radiowym, odbiorczo - nadawczym układem 5. W rozbudowanej postaci sterownika S sterujący układ 3 takiego sterownika S jest połączony z układem 6 załączania elektrycznego napędu N odłącznika Ł. Działanie układu według wynalazku przebiega następująco. W przypadku wystąpienia na przykład zwarcia doziemnego w odcinku trzonu linii, gdzie jest usytuowany sterownik Sn (fig. 1), zespół czujników Cn współpracujący ze sterownikiem Sn ustali to zwarcie i sygnał informacyjny o fakcie zwarcia i jego rodzaju będzie przechowywany w pamięci 4 sterującego układu 3 sterownika Sn. Stan zwarcia w linii 1 spowoduje odłączenia zasilania całej tej linii w GPZ. Dyspozytor linii posiadając informację o zwarciu w zasilającej linii 1 dokona drogą radiową odczytu informacji ze wszystkich sterowników S l Sn. Otrzymane informacje o stanie zwarcia ze sterowników S1, S3 i Sn wskażą dyspozytorowi, że odłączenie odcinka trzonu linii 1 za zespołem Cn czujników umożliwi przywrócenie zasilania pozostałym odcinkom trzonu linii 1 oraz zasilanie odgałęzień O1 Ok. Przy stanie odłączenia zasilania całej linii dyspozytor może stosownym sygnałem radiowym spowodować poprzez odbiorczo - nadawczy układ 5, sterujący układ 3 i układ 6 załączania napędu sterownika Sn spowodować odłączenie łącznikiem Łn odcinka trzonu linii 1, w którym istnieje stan stałego zwarcia doziemnego lub międzyfazowego. W przypadku oszczędniejszej wersji, bez elektrycznego napędu N odłącznika Ł n zlokalizowanie zwarcia umożliwi ręczne odłączenie odcinka trzonu linii, w którym nastąpiło zwarcie przez ekipę remontową, co nastąpi znacznie szybciej niż w przypadku ustalenia miejsca zwarcia przez ekipę remontową poprzez oględziny linii.
175 293 Fig. 2
175 293 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł