Устройства за локализиране на неизправности по въздушни електропроводи

В електрическите мрежи устройствата за определяне на местата на повреда са широко разпространени, предимно на въздушни електропроводи напрежение от 10 kV и повече, въз основа на измерването на параметрите на аварийния режим. Тези устройства могат да бъдат разделени на две основни групи, предназначени за локализиране на места на повреда в случай на късо съединение и заземяване.

Определяне на местата на повреда в случай на късо съединение

Определянето на местоположението на късо съединение по линиите е особено важно, тъй като прекъсването на линията в случай на трайно увреждане е свързано с недохранване електричество и материални щети за потребителите. В тези случаи ускоряването на търсенето на щети има голям икономически ефект.

Устройства за ускоряване на търсенето и определяне на места на късо съединение според принципа на действие, той може да бъде разделен на две подгрупи:

1) фиксиращи устройства за определяне на разстоянието до мястото на повредата, автоматично измерване и фиксиране на съответните електрически величини по време на аварийна работа;

2) устройства за определяне на повредени участъци от линии (мрежови сензори, индикатори за късо съединение, автоматично наблюдение и фиксиране на промени в електрическите стойности по време на аварийна работа).

Разработени са различни видове фиксиращи устройства, редица от които се експлоатират успешно. В селските разпределителни мрежи с напрежение 10 kV са използвани устройства от типа FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP и др. Устройството от тип FMK-10 също се използва широко.

Като се има предвид, че фиксиращите устройства осигуряват автоматично измерване и фиксиране на електрически величини по време на късо съединение, те трябва да отговарят на определени изисквания, по -специално на следното: измерването трябва да приключи, преди да изключите повредените участъци на линията от релейната защита, тоест в рамките на около 0,1 s, устройството трябва да поддържа стойността на фиксираното електрическо количество за време, достатъчно за пристигането в подстанцията (без постоянно дежурство) на оперативния полев екип, т.е. не по -малко от 4 часа, трябва да се осигури автоматичен селективен старт на устройствата, така че че наблюдаваната стойност е фиксирана само в случай на аварийни спирания на линиите, устройството трябва да осигури определена точност на измерване (обикновено относителната грешка на измерването не трябва да надвишава 5%) и т.н.

Една от най -простите опции за фиксиране на устройства — устройство за измерване на ток на късо съединение… Нещо повече, за определяне на разстоянието до мястото на късо съединение, можете да решите проблема, обратното на това, което се взема предвид при изчисляване на тока на късо съединение, и трябва да се определят точно известните стойности на тока и напрежението на късо съединение съпротивление до точката на късо съединение. Познавайки тази съпротива, не е трудно да се с известни мрежови параметри, намерете разстоянието до точката на късо съединение.

Най -разпространени са фиксиращи устройства с т. нар. електрическа памет… Те се основават на използването на кондензатор за съхранение. Нещо повече, по време на процес на късо съединение, кондензаторът за съхранение се зарежда бързо напрежение, пропорционално на стойността на открития ток на късо съединение (или съответното напрежение). След това, в следващата стъпка, четецът е свързан към кондензатора за съхранение, който управлява елемента на дългосрочната памет. По този начин горепосочените изисквания за бързо измерване се осигуряват преди изключването на линията под действието на релейна защита и възможност за поддържане на фиксирана стойност за дълго време.

На този принцип бяха разработени горните устройства от типа FIP, които намериха приложение в селските 10 kV мрежи.

За да се улесни практическото използване на устройства, които се фиксират ток на късо съединение, така че не е необходимо да се извършват изчисления всеки път при авариен, равновесен ток криви. В същото време токовете на късо съединение се изчисляват предварително за достатъчно голям брой точки на всяка изходяща линия и според резултатите от изчислението към линейната верига се прилага равностоен ток. криви на основната част на линията и разклонения с равни стойности на токове късо съединение. След като устройството поправи определено стойността на тока на късо съединение, съгласно линейната диаграма с криви на ток на равноденствие, директно определя зоната за търсене на повреда.

Най -простите устройства от типа FIP обаче записват тока на късо затварянията имат редица недостатъци, включително следните: да се определи разстояние до точката на късо съединение, допълнителни изчисления или предварително изграждане на равен ток криви, точността на измерване (грешка в инструмента) се влияе от контактното съпротивление на мястото на повредата (преди всичко съпротивлението на дъгата), нивото на напрежение в мрежа, стойността на тока на натоварване (устройството всъщност измерва общия ток на натоварване и късо съединение) и др.

По -съвършени са затягащи омметри, особено тези, които измерват реактивното съпротивление. При измерване на съпротивлението, тоест съотношението на напрежение към ток, е възможно значително намаляват ефекта от промяната на нивата на напрежение върху точността на измерването. Измерването на реактивността също намалява ефекта от съпротивлението на дъгата в точка на късо съединение, която е предимно активна и дава възможност за завършване инструментална скала в километри. Ако освен това устройствата измерват тока на натоварване, предхождащ режима на късо съединение, става възможно да се вземе предвид и съответно да се намали влиянието на тока на натоварване.

Омметър за разлика от затягащите амперметри и волтметри измерва не едно, а две количества (ток и напрежение), които се подават към него вход. За да се намали маневреният ефект на товара, той може да бъде измерен отделно ток на натоварване, предхождащ появата на късо съединение. Всички тези стойности са фиксирани (запомнени) съгласно обсъдения по -горе принцип (в този случай токовете предварително се преобразуват в напрежения, пропорционални на тях), а след това, използвайки специални вериги (блокове за преобразуване), те се преобразуват в пропорционални сигнали към съпротивлението (общо, реактивно, като се вземе предвид токът на предишния товар) и т.н.). Като се има предвид, че реактивното (индуктивно) съпротивление на линиите зависи малко от площта на напречното сечение на използваните проводници, скалите на тези устройства са градуирани в километри. Такива устройства включват фиксиращи омметри като FMK-10, FIS и др.

Устройства за откриване на повредени въздушни зони линии

С помощта на такива устройства можете да определите посоката търсене на точки на късо съединение по въздушни линии с напрежение 10 — 35 kV. Устройствата, като правило, се инсталират в клона на линията — на първия подпори след точката на свързване. Те записват появата на къс ток късо съединение, когато възникне на клон или участък от главната линия за точката на инсталиране на устройството. При търсене на късо съединение на прекъсната линия те получават информация за присъствието от тези устройства (устройството е задействано) или отсъствие (не работи) късо съединение зад мястото на инсталирането му. В електрическите мрежи широко разпространено указатели за повредени области тип UPU-1 и по -усъвършенствани и надеждни индикатори за късо съединение от типа UKZ.

Индикаторът фиксира появата на късо съединение, когато с помощта на магнитен (индукционен) сензор за ток, инсталиран в района проводници, но без пряка връзка с тях. Един показалец предоставя информация за всички видове фазови фазови къси съединения.

Указателят от тип UKZ е направен под формата на изпълнителна единица, съдържащ, освен магнитния сензор, електронна управляваща верига и магнитна индикатор.

Ако възникне късо съединение зад мястото на инсталиране Той се задейства от пусковия ток на късо съединение, в резултат на което индикаторният флаг се обръща към наблюдателя със страна, боядисана в ярко оранжев цвят, и остава в това положение, ако линията е прекъсната от защитата.

След активиране на линията (при успешно автоматично затваряне или след отстраняване на повредата), индикаторният флаг автоматично се връща в първоначалното си положение. Връщането на флага се дължи на капацитивния избор на напрежението на мрежата с помощта на антенния преобразувател.

Инсталирането на знаци дава възможност на обслужващия персонал ако линията е повредена, персоналът заобикаля точките на разклонението и след като е определил повредена зона, байпас, за да намерите само късо съединение повредената зона, а не цялата линия. Препоръчително е да зададете указатели като при отсъствие и при наличие на фиксиращи устройства за определяне разстояние до точката на късо съединение. Във втория случай указателите се ускоряват търсене поради факта, че поради разклонението на селските линии 10 kV показания фиксиращите устройства определят не една, а по правило няколко точки късо съединение (на багажника и различни клонове).

Устройства за определяне на местоположението на еднофазно късо съединение на земя

Еднофазните земни повреди са най-често срещаният вид повреда. В селските разпределителни мрежи с напрежение 10 kV, работещи с изолирана неутрала, еднофазни земни разломи, придружени от относително ниски токове, не са къси съединения. Следователно, когато те възникнат, е разрешено да не се изключва линията за времето, необходимо за отстраняване на повредата.

Необходимо е обаче да се локализират и отстранят повредите възможно най-бързо, тъй като еднофазната земна повреда може да се превърне в двойна. Последното е късо съединение и ще бъде деактивирано чрез защита, което ще доведе до прекъсване на захранването на потребителите.

Освен това са възможни земни повреди, например при счупване на тел и падане на земята, които са много опасни за живота на хора и животни. В същото време могат да възникнат дефекти на земята в резултат на скрити повреди, например поради вътрешни напукани изолаторикогато няма външни признаци на късо съединение и е много трудно да се открие визуално. Затова са разработени специални устройства — преносими устройства, които улесняват и по -бързо намират мястото на повреда.

Принципът на работа на преносимите устройства, използвани в електрически мрежи с напрежение 10 kV, въз основа на измерването на по -високите хармонични компоненти на тока на земната повреда. Значително по -високото ниво на хармоници в спектъра на токовете на земната повреда в сравнение с токовете на натоварване осигурява ефективна работа на тези устройства.

В селските електрически мрежи от 10 kV, устройства от тип „Търсене“ (прекратено) и по -усъвършенствани „Волна“ и «Сонда». В устройствата „Търсене“ и „Волна“ основните елементи са магнитни (индуктивен) сензор, който открива появата (увеличаване на амплитудата) на хармоника компоненти на тока, филтър с по -високи хармоници, който преминава тези от тях, за които устройството е конфигурирано, усилвателят осигурява необходимото усилване на сигнала и измервателно устройство, което произвежда резултатен сигнал.

Местоположението на земния разлом в линията се определя, както следва. Ако байпасът на линията започва от подстанцията, измерванията се правят на изхода на линията от подстанцията, като устройството се поставя под линията. Повредената линия се определя от максималното отклонение на стрелката на измервателното устройство. Чрез извършване на измервания в точките на разклоняване на повредената линия, повреденият клон или участък от ствола се определя по същия начин. Зад мястото на земния разлом показанията на устройството рязко намаляват, което определя точката на повредата.

Устройството «Сонда» е насочено устройство, тоест осигурява не само определяне на местоположението на земния разлом, но и посоката на търсене, което представлява интерес, ако търсенето започва не от подстанцията, а от някоя точка от повредената линия. Действието му се основава на сравнение на фазите на напрежение и ток на 11 -та хармоника (550 Hz). Следователно, в допълнение към посочените основни елементи, «Сондата» има орган за сравнение на фазите, а изходното измервателно устройство има скала с нула в средата.