Zariadenia na lokalizáciu porúch na nadzemných elektrických vedeniach

V elektrických sieťach sú zariadenia na určovanie miest poruchy rozšírené, hlavne na nadzemné elektrické vedenia napätie 10 kV a viac, na základe merania parametrov núdzového režimu. Tieto zariadenia možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín, určených na lokalizáciu miest poškodenia v prípade skratu a uzemnenia.

Určenie miest porúch v prípade skratu

Určenie miesta skratu na vedeniach je obzvlášť dôležité, pretože prerušenie vedenia pri trvalom poškodení je spojené s nedostatkom elektriny a materiálnymi škodami spotrebiteľov. V týchto prípadoch má urýchlenie hľadania náhrady škody veľký ekonomický efekt.

Zariadenia na urýchlenie vyhľadávania a určovania polohy skratov podľa princípu činnosti možno rozdeliť do dvoch podskupín:

1) upevňovacie zariadenia na určenie vzdialenosti k miestu poškodenia, automatické meranie a fixovanie príslušných elektrických veličín počas núdzovej prevádzky;

2) zariadenia na zisťovanie poškodených úsekov vedení (sieťové snímače, indikátory skratu, automatické monitorovanie a opravovanie zmien elektrických hodnôt počas núdzovej prevádzky).

Boli vyvinuté rôzne typy fixačných zariadení, z ktorých mnohé úspešne fungujú. Vo vidieckych distribučných sieťach s napätím 10 kV sa používajú zariadenia typu FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP atď. Široko používané je aj zariadenie typu FMK-10.

Vzhľadom na to, že fixačné zariadenia zabezpečujú automatické meranie a fixáciu elektrických veličín pri skrate, musia spĺňať určité požiadavky, najmä nasledovné: meranie je potrebné ukončiť pred odpojením poškodených úsekov vedenia od reléovej ochrany, tj. do cca 0,1 s musí zariadenie udržať hodnotu fixnej ​​elektrickej veličiny po dobu dostatočnú na príchod do rozvodne (bez stálej služby) operačného poľného tímu, t.j. nie menej ako 4 hodiny, malo by byť zabezpečené automatické selektívne spustenie zariadení, aby sa pozorovaná hodnota zafixovala iba v prípade núdzového zastavenia liniek, zariadenie by malo poskytovať určitú presnosť merania (zvyčajne by relatívna chyba merania nemala viac ako 5%) atď.

Jedna z najjednoduchších možností upevnenia zariadení - zariadenie na meranie skratového prúdu... Navyše, na určenie vzdialenosti od miesta skratu môžete problém vyriešiť, opak toho, čo sa berie do úvahy pri výpočte prúdu skratu a musia byť presne určené známe hodnoty prúdu a napätia skratového odporu do bodu skratu. Pri poznaní tohto odporu nie je ťažké so známymi parametrami siete nájsť vzdialenosť k bodu skratu.

Najbežnejšie sú upevňovacie zariadenia s takzvanou elektrickou pamäťou... Sú založené na použití akumulačného kondenzátora. Navyše, počas procesu skratovania sa akumulačný kondenzátor rýchlo nabije na napätie úmerné hodnote zisteného skratového prúdu (alebo zodpovedajúceho napätia). Potom sa v ďalšom kroku čítačka pripojí k úložnému kondenzátoru, ktorý riadi prvok dlhodobej pamäte. Týmto spôsobom sú vyššie uvedené požiadavky na rýchle meranie zabezpečené pred vypnutím linky pod pôsobením ochrany relé a schopnosti udržiavať pevnú hodnotu po dlhú dobu.

Na tomto princípe boli vyvinuté vyššie uvedené zariadenia typu FIP, ktoré našli uplatnenie vo vidieckych 10 kV sieťach.

Pre uľahčenie praktického používania zariadení, ktoré sú pevne nastavené na skratový prúd, aby nebolo nutné vykonávať výpočty zakaždým v núdzi, krivky rovnovážneho prúdu.Zároveň sa vopred vypočítajú skratové prúdy pre dostatočne veľký počet bodov na každom výstupnom vedení a podľa výsledkov výpočtu sa do okruhu vedenia privedie ekvivalentný prúd. krivky hlavnej časti vedenia a vetiev s rovnakými hodnotami skratových prúdov. Potom, čo zariadenie zafixuje určitú hodnotu skratového prúdu, podľa čiarového diagramu s krivkami rovnodenného prúdu, priamo určí oblasť vyhľadávania poruchy.

Najjednoduchšie prístroje typu FIP však zaznamenávajú skratový prúd majú množstvo nevýhod, medzi ktoré patria: na určenie vzdialenosti k bodu skratu, dodatočné výpočty alebo predbežná konštrukcia rovnakých prúdových kriviek presnosť merania (chyba prístroja) je ovplyvnená odporom prechodu v mieste poruchy (predovšetkým odporom oblúka), úrovňou napätia v sieti, hodnotou záťažového prúdu (prístroj skutočne meria celkovú záťaž a skratový prúd) atď. .

Dokonalejšie sú upínacie ohmetre, najmä tie, ktoré merajú reaktanciu. Pri meraní odporu, teda pomeru napätia k prúdu, je možné výrazne znížiť vplyv meniacich sa úrovní napätia na presnosť merania. Meranie reaktancie tiež znižuje vplyv odporu oblúka v mieste skratu, ktorý je väčšinou aktívny, a umožňuje dokončenie prístrojovej stupnice v kilometroch. Ak navyše zariadenia merajú zaťažovací prúd pred skratovým režimom, je možné zohľadniť a primerane znížiť vplyv zaťažovacieho prúdu.

Ohmmeter na rozdiel od upínacích ampérmetrov a voltmetrov meria nie jednu, ale dve veličiny (prúd a napätie), ktoré sa privádzajú na jeho vstup. Aby sa znížil posunový účinok záťaže, môže sa samostatne merať záťažový prúd pred výskytom skratu. Všetky tieto hodnoty sú pevné (zapamätané) podľa vyššie uvedeného princípu (v tomto prípade sú prúdy vopred prevedené na napätia, ktoré sú im úmerné), a potom sa pomocou špeciálnych obvodov (konverzných blokov) prevedú na signály. úmerný odporu (celkový, reaktívny, berúc do úvahy prúd predchádzajúceho zaťaženia) atď.). Vzhľadom na to, že reaktívny (indukčný) odpor vedení málo závisí od plochy prierezu použitých drôtov, stupnice týchto zariadení sú odstupňované v kilometroch. Medzi takéto zariadenia patria upevňovacie ohmmetre ako FMK-10, FIS atď.

Zariadenia na zisťovanie poškodených nadzemných vedení

Pomocou takýchto zariadení môžete určiť smer hľadania bodov skratu na nadzemných vedeniach s napätím 10 - 35 kV. Zariadenia sú spravidla inštalované vo vetve vedenia — na prvej podpere za bodom pripojenia. Zaznamenávajú vznik skratu pri jeho vzniku na odbočke alebo úseku hlavného vedenia pre miesto inštalácie zariadenia. Pri hľadaní skratu na prerušovanom vedení dostávajú od týchto zariadení informáciu o prítomnosti (zariadenie je spustené) alebo neprítomnosti (nefunkčnosti) skratu za miestom jeho inštalácie.V elektrických sieťach sú široko distribuované indikátory poškodených oblastí typu UPU-1 a pokročilejšie a spoľahlivejšie indikátory skratu typu UKZ.

Indikátor opravuje výskyt skratu pri použití magnetického (indukčného) snímača prúdu inštalovaného v oblasti vodičov, ale bez priameho pripojenia k nim. Jeden indikátor poskytuje informácie o všetkých typoch fázovo-fázových skratov.

Indikátor typu UKZ je vyrobený vo forme výkonnej jednotky obsahujúcej okrem magnetického snímača aj elektronický riadiaci obvod a magnetický indikátor.

Ak dôjde ku skratu za miestom inštalácie Spustí sa skratovým nábehovým prúdom, v dôsledku čoho sa indikačná vlajka otočí k pozorovateľovi so stranou natretou jasne oranžovou farbou a zostane v tejto polohe, ak je vedenie prerušené ochranu.

Po aktivácii linky (po úspešnom automatickom zatvorení alebo po odstránení poruchy) sa indikátor indikátora automaticky vráti do pôvodnej polohy. Návrat vlajky je spôsobený kapacitným výberom sieťového napätia pomocou anténneho prevodníka.

Inštalácia značiek umožňuje obslužnému personálu pri poškodení vedenia obísť odbočky a po určení poškodenej oblasti obísť nájsť len skratované poškodené miesto, nie celé vedenie. Odporúča sa nastaviť ukazovatele v neprítomnosti aj v prítomnosti upevňovacích zariadení na určenie vzdialenosti k bodu skratu.V druhom prípade sú ukazovatele zrýchlené vyhľadávanie v dôsledku skutočnosti, že v dôsledku rozvetvenia vidieckych liniek 10 kV odčítacích zariadení určujú nie jeden, ale spravidla niekoľko bodov skratu (na kmeni a rôznych vetvách).

Zariadenia na určenie miesta jednofázového skratu so zemou

Jednofázové zemné poruchy sú najbežnejším typom poruchy. Vo vidieckych 10 kV distribučných sieťach pracujúcich s izolovaným neutrálom nie sú jednofázové zemné poruchy sprevádzané relatívne nízkymi prúdmi skratmi. Preto pri ich výskyte je dovolené nevypínať linku na čas potrebný na opravu poruchy.

Poruchy je však potrebné čo najrýchlejšie lokalizovať a opraviť, keďže z jednofázovej zemnej poruchy sa môže stať dvojfázová. Ten je skratom a bude deaktivovaný ochranou, čo bude mať za následok prerušenie napájania používateľov.

Okrem toho je možné poškodenie zeme, napríklad, keď sa pretrhne drôt a spadne na zem, čo je veľmi nebezpečné pre životy ľudí a zvierat. Súčasne môže dôjsť k zemným poruchám v dôsledku skrytých poškodení, napríklad v dôsledku vnútorných prasknuté izolátorykeď neexistujú žiadne vonkajšie známky skratu a je veľmi ťažké ho zistiť vizuálne. Preto boli vyvinuté špeciálne zariadenia – prenosné zariadenia, ktoré uľahčia a urýchlia nájdenie miesta poškodenia.

Princíp činnosti prenosných zariadení používaných v elektrických sieťach s napätím 10 kV, založený na meraní vyšších harmonických zložiek zemného poruchového prúdu.Výrazne vyššia úroveň harmonických v spektre zemných poruchových prúdov v porovnaní so záťažovými prúdmi zabezpečuje efektívnu prevádzku týchto zariadení.

Vo vidieckych elektrických sieťach 10 kV, zariadenia typu "Search" (ukončené) a pokročilejšie "Wave" a "Probe". V zariadeniach "Search" a "Wave" sú hlavnými prvkami magnetický (indukčný) snímač, ktorý detekuje výskyt (zvýšenie amplitúdy) harmonických zložiek prúdu, filter s vyššími harmonickými, ktorý prepúšťa tie z nich, pre ktoré zariadenie je nakonfigurovaný, zosilňovač poskytuje potrebný zisk signálu a meracie zariadenie, ktoré vytvára výsledný signál.

Miesto zemnej poruchy vo vedení sa určí nasledovne. Ak sa premostenie vedenia začína v rozvodni, vykonajú sa merania na výstupe vedenia z rozvodne, pričom sa zariadenie umiestni pod vedenie. Prerušovaná čiara je určená maximálnou odchýlkou ​​strelky meracieho zariadenia. Meraním v miestach vetvenia poškodenej línie sa rovnakým spôsobom určí poškodená vetva alebo úsek kmeňa. Za miestom zemného spojenia sa hodnoty prístroja prudko znižujú, čo určuje miesto poruchy.

Zariadenie «Probe» je smerové zariadenie, to znamená, že poskytuje nielen určenie miesta zemnej poruchy, ale aj smer vyhľadávania, ktorý je zaujímavý, ak vyhľadávanie nezačína z rozvodne, ale z nejakej bod poškodenej línie. Jeho činnosť je založená na porovnaní napäťovej a prúdovej fázy 11. harmonickej (550 Hz).Preto okrem uvedených základných prvkov má "Sonda" orgán na porovnávanie fáz a výstupné meracie zariadenie má stupnicu s nulou v strede.