Naprave za lociranje napak na nadzemnih daljnovodih

V električnih omrežjih so naprave za določanje mest okvare razširjene, predvsem na nadzemni električni vodi napetosti 10 kV in več, na podlagi meritev parametrov zasilnega načina. Te naprave lahko razdelimo v dve glavni skupini, namenjeni lociranju mest poškodb v primeru kratkega stika in ozemljitve.

Določanje lokacij okvar v primeru kratkega stika

Ugotavljanje mesta kratkega stika na daljnovodih je še posebej pomembno, saj je prekinitev voda v primeru trajnih okvar povezana s prenizko dobavo električne energije in materialno škodo pri odjemalcih. V teh primerih ima pospešeno iskanje odškodnine velik ekonomski učinek.

Naprave za pospešitev iskanja in določanje lokacije kratkih stikov po principu delovanja lahko razdelimo v dve podskupini:

1) pritrdilne naprave za določanje razdalje do mesta poškodbe, samodejno merjenje in fiksiranje ustreznih električnih veličin med delovanjem v sili;

2) naprave za določanje poškodovanih odsekov vodov (omrežni senzorji, indikatorji kratkega stika, samodejno spremljanje in določanje sprememb električnih vrednosti med delovanjem v sili).

Razviti so bili različni tipi pritrdilnih naprav, od katerih jih veliko uspešno deluje. V podeželskih distribucijskih omrežjih z napetostjo 10 kV se uporabljajo naprave tipa FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP itd. Široko se uporablja tudi naprava tipa FMK-10.

Glede na to, da pritrdilne naprave omogočajo avtomatsko merjenje in fiksiranje električnih veličin ob kratkem stiku, morajo izpolnjevati določene zahteve, predvsem naslednje: meritev mora biti zaključena pred odklopom poškodovanih odsekov voda iz relejne zaščite, tj. znotraj cca 0,1s mora naprava vzdrževati vrednost fiksne električne količine toliko časa, kolikor zadostuje za prihod na RTP (brez stalnega dežurstva) operativne terenske ekipe, t.j. ne manj kot 4 ure, mora biti zagotovljen samodejni selektivni zagon naprav, tako da je opazovana vrednost fiksirana le v primeru izrednih zaustavitev vodov, naprava mora zagotavljati določeno natančnost merjenja (običajno relativna merilna napaka ne sme biti presega 5%) itd.

Ena najpreprostejših možnosti za pritrditev naprav — naprava za merjenje toka kratkega stika ... Poleg tega lahko za določitev razdalje do mesta kratkega stika rešite problem, nasproten tistemu, kar se upošteva pri izračunu toka. kratkega stika, znane vrednosti toka in napetosti upora kratkega stika do točke kratkega stika pa morajo biti natančno določene. Če poznamo ta upor, ni težko z znanimi parametri omrežja najti razdalje do točke kratkega stika.

Najpogostejše so pritrdilne naprave s tako imenovanim električnim pomnilnikom ... Temeljijo na uporabi pomnilniškega kondenzatorja. Poleg tega se med postopkom kratkega stika kondenzator za shranjevanje hitro napolni do napetosti, sorazmerne z vrednostjo zaznanega toka kratkega stika (ali ustrezne napetosti). Nato se v naslednjem koraku čitalnik poveže s pomnilniškim kondenzatorjem, ki krmili element dolgoročnega pomnilnika. Na ta način so zgornje zahteve za hitro merjenje zagotovljene pred izklopom linije pod delovanjem relejne zaščite in sposobnost ohranjanja fiksne vrednosti za daljši čas.

Na tem principu so bile razvite zgornje naprave tipa FIP, ki so se uporabljale v podeželskih omrežjih 10 kV.

Za lažjo praktično uporabo naprav, ki imajo fiksni tok kratkega stika, tako da ni treba vsakič izvajati izračunov pri zasilnih, ravnotežnih krivuljah toka.Istočasno se tokovi kratkega stika izračunajo vnaprej za dovolj veliko število točk na vsaki izhodni liniji in glede na rezultate izračuna se na linijski tokokrog uporabi enakovredni tok. krivulje glavnega dela linije in vej z enakimi vrednostmi tokov kratkega stika. Ko naprava določi določeno vrednost toka kratkega stika, glede na črtni diagram z enakonočnimi krivuljami toka, neposredno določi območje iskanja napake.

Najenostavnejše naprave tipa FIP, ki beležijo tok kratkega stika, pa imajo številne pomanjkljivosti, med drugim naslednje: za določitev razdalje do točke kratkega stika, dodatne izračune ali predhodno izdelavo enakih tokovnih krivulj, natančnost na merjenje (napaka instrumenta) vpliva kontaktni upor na mestu napake (predvsem upor obloka), nivo omrežne napetosti, vrednost obremenitvenega toka (naprava dejansko meri skupno obremenitev in tok kratkega stika) itd. .

Vpenjalni ohmmetri so bolj dovršeni, zlasti tisti, ki merijo reaktanco. Pri merjenju upora, to je razmerja med napetostjo in tokom, je mogoče bistveno zmanjšati vpliv spreminjanja nivoja napetosti na natančnost meritve. Merjenje reaktanse tudi zmanjša učinek obločne upornosti na mestu kratkega stika, ki je večinoma aktivno, in omogoča izpolnjevanje instrumentirane lestvice v kilometrih. Če poleg tega naprave merijo tok bremena pred načinom kratkega stika, postane mogoče upoštevati in ustrezno zmanjšati vpliv toka bremena.

Ohmmeter, za razliko od vpenjalnih ampermetrov in voltmetrov, meri ne eno, ampak dve količini (tok in napetost), ki se napajata na njegov vhod. Za zmanjšanje ranžirnega učinka bremena je mogoče ločeno izmeriti tok bremena pred pojavom kratkega stika. Vse te vrednosti so fiksne (zapomnimo) v skladu z zgoraj opisanim načelom (v tem primeru se tokovi predhodno pretvorijo v napetosti, sorazmerne z njimi), nato pa se s posebnimi vezji (pretvorbeni bloki) pretvorijo v signale sorazmeren z uporom (skupni, reaktivni, ob upoštevanju toka prejšnje obremenitve) itd.). Glede na to, da je reaktivna (induktivna) upornost vodov malo odvisna od površine prečnega prereza uporabljenih žic, so lestvice teh naprav graduirane v kilometrih. Takšne naprave vključujejo pritrdilne ohmmetre, kot so FMK-10, FIS itd.

Naprave za odkrivanje poškodovanih nadzemnih vodov

S pomočjo takšnih naprav lahko določite smer iskanja točk kratkega stika na nadzemnih vodih z napetostjo 10-35 kV. Naprave so praviloma nameščene v linijski veji - na prvi podpori po priključni točki. Beležijo pojav kratkega stika, ko se pojavi na kraku ali odseku glavnega voda za mesto namestitve naprave. Pri iskanju kratkega stika na prekinjenem vodu od teh naprav prejmejo informacije o prisotnosti (naprava se sproži) ali odsotnosti (ne deluje) kratkega stika za mestom njegove namestitve.V električnih omrežjih so široko razširjeni indikatorji za poškodovana območja tipa UPU-1 in naprednejši in zanesljivejši indikatorji kratkega stika tipa UKZ.

Indikator določa pojav kratkega stika pri uporabi senzorja magnetnega (indukcijskega) toka, nameščenega v območju žic, vendar brez neposredne povezave z njimi. En indikator zagotavlja informacije o vseh vrstah faznih kratkih stikov.

Indikator tipa UKZ je izdelan v obliki izvršilne enote, ki poleg magnetnega senzorja vsebuje elektronsko krmilno vezje in magnetni indikator.

Če pride do kratkega stika za mestom namestitve, ga sproži vklopni tok kratkega stika, zaradi česar se indikatorska zastavica obrne proti opazovalcu s stranjo, pobarvano v svetlo oranžno barvo, in ostane v tem položaju, če je linija prekinjena z zaščita.

Po aktiviranju linije (po uspešnem avtomatskem zapiranju ali po odpravi napake) se indikatorska zastavica samodejno vrne v prvotni položaj. Vrnitev zastavice je posledica kapacitivnega izbora omrežne napetosti s pomočjo antenskega pretvornika.

Postavitev oznak omogoča, da servisno osebje v primeru poškodbe voda obvozi priključne točke in po ugotovitvi poškodovanega območja z obvozom najde le kratkostično poškodovano območje, ne celotnega voda. Priporočljivo je, da postavite kazalce tako v odsotnosti kot v prisotnosti pritrdilnih naprav, da določite razdaljo do točke kratkega stika.V drugem primeru se kazalci pospešijo zaradi dejstva, da zaradi razvejanosti podeželskih vodov 10 kV naprave za pritrjevanje odčitkov ne določajo ene, ampak praviloma več točk kratkega stika (na deblu in različnih vejah).

Naprave za določanje mesta enofaznega kratkega stika z zemljo

Enofazne zemeljske napake so najpogostejša vrsta napake. V podeželskih distribucijskih omrežjih 10 kV, ki delujejo z izolirano nevtralnostjo, enofazne zemeljske napake, ki jih spremljajo relativno nizki tokovi, niso kratki stiki. Zato, ko se pojavijo, je dovoljeno, da se linija ne izklopi za čas, potreben za odpravo napake.

Vendar pa je treba napake čim hitreje locirati in odpraviti, saj lahko enofazna ozemljitev postane dvofazna. Slednji je kratek stik in ga bo onemogočila zaščita, kar bo povzročilo izpad električne energije uporabnikom.

Poleg tega so možne poškodbe tal, na primer, ko se žica zlomi in pade na tla, kar je zelo nevarno za življenja ljudi in živali. Hkrati lahko pride do zemeljskih stikov kot posledica skritih poškodb, na primer zaradi notranjih počeni izolatorjiko ni zunanjih znakov kratkega stika in ga je zelo težko vizualno zaznati. Zato so bile razvite posebne naprave – prenosne naprave, ki omogočajo lažje in hitrejše iskanje mesta poškodbe.

Načelo delovanja prenosnih naprav, ki se uporabljajo v električnih omrežjih z napetostjo 10 kV, temelji na merjenju višjih harmonskih komponent toka zemeljske napake.Bistveno višja raven harmonikov v spektru zemeljskih tokov v primerjavi z obremenitvenimi tokovi zagotavlja učinkovito delovanje teh naprav.

V podeželskih električnih omrežjih 10 kV so naprave tipa "Iskanje" (ukinjeno) in naprednejše "Wave" in "Probe". V napravah "Iskanje" in "Valovanje" so glavni elementi magnetni (induktivni) senzor, ki zaznava pojav (povečanje amplitude) harmoničnih komponent toka, filter z višjimi harmoniki, ki prepušča tiste od njih, za katere naprava je konfiguriran, ojačevalnik zagotavlja potrebno ojačanje signala in merilno napravo, ki proizvede nastali signal.

Lokacija zemeljske napake v liniji se določi na naslednji način. Če se vodni obvod začne pri razdelilni postaji, se meritve opravijo na izhodu daljnovoda iz razdelilne postaje, tako da se naprava postavi pod vod. Prekinjena črta je določena z največjim odklonom igle merilne naprave. Z meritvami na mestih razcepa poškodovane vrvice se na enak način določi poškodovana veja ali del debla. Za lokacijo zemeljske napake se odčitki naprave močno zmanjšajo, kar določa točko okvare.

Naprava "Probe" je usmerjena naprava, kar pomeni, da ne omogoča le določanja lokacije zemeljske napake, temveč tudi smer iskanja, kar je zanimivo, če se iskanje ne začne od postaje, ampak od nekega točka poškodovane črte. Njegovo delovanje temelji na primerjavi faz napetosti in toka 11. harmonika (550 Hz).Zato ima "Sonda" poleg navedenih osnovnih elementov fazni primerjalni organ, izhodna merilna naprava pa skalo z ničlo v sredini.