Dispozitive pentru localizarea defecțiunilor pe liniile electrice aeriene

În rețelele electrice, dispozitivele pentru determinarea locurilor de defecțiune sunt răspândite, în principal pe linii electrice aeriene tensiune de 10 kV și mai mult, pe baza măsurării parametrilor modului de urgență. Aceste dispozitive pot fi împărțite în două grupe principale, concepute pentru a localiza locurile de deteriorare în caz de scurtcircuit și împământare.

Determinarea locațiilor defectelor în cazul unui scurtcircuit

Determinarea locației unui scurtcircuit pe linii este deosebit de importantă, deoarece întreruperea liniei în caz de deteriorare permanentă este asociată cu alimentarea insuficientă a energiei electrice și daune materiale pentru consumatori. În aceste cazuri, accelerarea căutării daunelor are un efect economic mare.

Dispozitive pentru a accelera căutarea și a determina locația scurtcircuitelor conform principiului de funcționare, pot fi împărțite în două subgrupe:

1) dispozitive de fixare pentru determinarea distanței până la locul avariei, măsurarea automată și fixarea cantităților electrice relevante în timpul funcționării de urgență;

2) dispozitive pentru determinarea secțiunilor deteriorate ale liniilor (senzori de rețea, indicatoare de scurtcircuit, monitorizare automată și fixare a modificărilor valorilor electrice în timpul funcționării de urgență).

Au fost dezvoltate diferite tipuri de dispozitive de fixare, dintre care un număr în funcționare cu succes. În rețelele rurale de distribuție cu tensiunea de 10 kV se folosesc dispozitive de tip FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP etc. Dispozitivul de tip FMK-10 este, de asemenea, utilizat pe scară largă.

Având în vedere că dispozitivele de fixare asigură măsurarea și fixarea automată a cantităților electrice în timpul unui scurtcircuit, acestea trebuie să îndeplinească anumite cerințe, în special următoarele: măsurarea trebuie finalizată înainte de a deconecta secțiunile deteriorate ale liniei de la protecția releului, adică, în termen de aproximativ 0,1 s, dispozitivul trebuie să mențină valoarea cantității electrice fixe pentru un timp suficient pentru sosirea la stație (fără serviciu permanent) a echipei operaționale de teren, i.e. nu mai puțin de 4 ore, trebuie prevăzută pornirea automată selectivă a dispozitivelor, astfel încât valoarea observată să fie fixată numai în cazul opririlor de urgență ale liniilor, dispozitivul trebuie să ofere o anumită precizie de măsurare (de obicei eroarea relativă de măsurare nu trebuie să depășește 5%) etc.

Una dintre cele mai simple opțiuni pentru fixarea dispozitivelor — un dispozitiv de măsurare a curentului de scurtcircuit... În plus, pentru a determina distanța până la locația scurtcircuitului, puteți rezolva problema, opusul a ceea ce este luat în considerare la calcularea curentului. de scurtcircuit, iar valorile cunoscute ale curentului și tensiunii rezistenței la scurtcircuit până la punctul de scurtcircuit trebuie determinate cu precizie. Cunoscând această rezistență, nu este greu de găsit, cu parametrii de rețea cunoscuți, distanța până la punctul de scurtcircuit.

Cele mai comune sunt dispozitivele de fixare cu așa-numita memorie electrică... Se bazează pe utilizarea unui condensator de stocare. Mai mult, în timpul unui proces de scurtcircuit, condensatorul de stocare este încărcat rapid la o tensiune proporțională cu valoarea curentului de scurtcircuit detectat (sau tensiunea corespunzătoare). Apoi, în pasul următor, cititorul este conectat la condensatorul de stocare care controlează elementul de memorie pe termen lung. În acest fel, cerințele de mai sus pentru măsurarea rapidă sunt asigurate înainte ca linia să fie oprită sub acțiunea protecției releului și a capacității de a menține o valoare fixă ​​pentru o perioadă lungă de timp.

Pe acest principiu au fost dezvoltate dispozitivele de mai sus de tip FIP, care și-au găsit aplicație în rețelele rurale de 10 kV.

Pentru a facilita utilizarea practică a dispozitivelor care sunt fixe curent de scurtcircuit, astfel încât să nu fie necesar să se efectueze calcule de fiecare dată la urgență, curbe de echilibru curent.În același timp, curenții de scurtcircuit sunt calculați în avans pentru un număr suficient de mare de puncte pe fiecare linie de ieșire și, conform rezultatelor calculului, se aplică un curent echivalent circuitului de linie. curbe ale părții principale a liniei și ramurilor cu valori egale ale curenților de scurtcircuit. După ce dispozitivul fixează o anumită valoare a curentului de scurtcircuit, conform diagramei liniare cu curbele de curent echinocțial, determină direct zona de căutare a defecțiunilor.

Cele mai simple dispozitive de tip FIP, totuși, înregistrează curentul de scurtcircuite au o serie de dezavantaje, inclusiv următoarele: pentru a determina distanța până la punctul de scurtcircuit, calcule suplimentare sau construirea preliminară a curbelor de curent egale, precizia de măsurare (eroarea instrumentului) este afectată de rezistența de contact la locul defectului (în primul rând rezistența arcului), nivelul tensiunii rețelei, valoarea curentului de sarcină (dispozitivul măsoară de fapt sarcina totală și curentul de scurtcircuit), etc. .

Ohmmetrele de prindere sunt mai perfecte, mai ales cele care măsoară reactanța. Când se măsoară rezistența, adică raportul dintre tensiune și curent, este posibil să se reducă semnificativ efectul schimbării nivelurilor de tensiune asupra preciziei măsurării. Măsurarea reactanței reduce, de asemenea, efectul rezistenței arcului la un punct de scurtcircuit, care este în cea mai mare parte activ, și permite finalizarea unei scale instrumentate în kilometri. Dacă, în plus, dispozitivele măsoară curentul de sarcină care precede modul de scurtcircuit, devine posibil să se ia în considerare și să se reducă în consecință influența curentului de sarcină.

Un ohmmetru, spre deosebire de ampermetrele de prindere și voltmetrele, măsoară nu una, ci două cantități (curent și tensiune) care sunt alimentate la intrarea sa. Pentru a reduce efectul de manevră al sarcinii, acesta poate fi măsurat separat curentul de sarcină înainte de apariția unui scurtcircuit. Toate aceste valori sunt fixate (reamintite) conform principiului discutat mai sus (în acest caz, curenții sunt preconvertiți în tensiuni proporționale cu acestea), iar apoi, folosind circuite speciale (blocuri de conversie), sunt convertiți în semnale. proporțională cu rezistența (totală, reactivă, ținând cont de curentul sarcinii anterioare) etc.). Având în vedere că rezistența reactivă (inductivă) a liniilor depinde puțin de aria secțiunii transversale a firelor utilizate, scările acestor dispozitive sunt gradate în kilometri. Astfel de dispozitive includ ohmmetre de fixare precum FMK-10, FIS etc.

Dispozitive pentru detectarea liniilor aeriene deteriorate

Cu ajutorul unor astfel de dispozitive, puteți determina direcția de căutare a punctelor de scurtcircuit pe liniile aeriene cu o tensiune de 10 - 35 kV. Dispozitivele, de regulă, sunt instalate în ramura de linie — pe primul suport după punctul de conectare. Ele înregistrează apariția unui scurtcircuit atunci când are loc pe o ramură sau secțiune a liniei principale pentru punctul de instalare a dispozitivului. Când caută un scurtcircuit pe linia întreruptă, aceștia primesc informații de la aceste dispozitive despre prezența (dispozitivul este declanșat) sau absența (nu funcționează) a unui scurtcircuit în spatele locului instalării acestuia.În rețelele electrice, indicatorii pentru zonele deteriorate de tip UPU-1 și indicatoarele de scurtcircuit mai avansate și fiabile de tip UKZ sunt distribuite pe scară largă.

Indicatorul fixează apariția unui scurtcircuit atunci când se utilizează un senzor de curent magnetic (inducție) instalat în zona firelor, dar fără conexiune directă la acestea. Un indicator oferă informații despre toate tipurile de scurtcircuite fază-fază.

Indicatorul de tip UKZ este realizat sub forma unei unități executive care conține, pe lângă senzorul magnetic, un circuit electronic de control și un indicator magnetic.

Dacă apare un scurtcircuit în spatele locului de instalare Acesta este declanșat de curentul de pornire a scurtcircuitului, în urma căruia steagul indicator se întoarce către observator cu o latură vopsită în culoare portocalie strălucitoare și rămâne în această poziție dacă linia este întreruptă de protectia.

După activarea liniei (la închiderea automată cu succes sau după eliminarea defecțiunii), indicatorul revine automat la poziția inițială. Revenirea steagului se datorează selecției capacitive a tensiunii rețelei folosind convertorul de antenă.

Instalarea indicatoarelor permite personalului de service în cazul în care linia este deteriorată, personalul să ocolească punctele de ramificație și, după determinarea unei zone deteriorate, să ocolească pentru a găsi doar zona deteriorată scurtcircuitată, nu întreaga linie. Se recomandă setarea indicatoarelor atât în ​​absența cât și în prezența dispozitivelor de fixare pentru a determina distanța până la punctul de scurtcircuit.În cel de-al doilea caz, indicatoarele sunt accelerate de căutare datorită faptului că, datorită ramificării liniilor rurale, dispozitivele de fixare a citirilor de 10 kV determină nu unul, ci, de regulă, mai multe puncte de scurtcircuit (pe trunchi și diferite ramuri).

Dispozitive pentru determinarea locației unui scurtcircuit monofazat la pământ

Defecțiunile la pământ monofazate sunt cel mai frecvent tip de defecțiune. În rețelele rurale de distribuție de 10 kV care funcționează cu un neutru izolat, defecțiunile la pământ monofazate însoțite de curenți relativ mici nu sunt scurtcircuite. Prin urmare, atunci când apar, este permis să nu se oprească linia pentru timpul necesar remedierii defecțiunii.

Cu toate acestea, este necesar să se localizeze și să se repare defecțiunile cât mai repede posibil, deoarece o defecțiune la pământ monofazată poate deveni una dublă. Acesta din urmă este un scurtcircuit și va fi dezactivat prin protecție, rezultând o întrerupere a curentului pentru utilizatori.

În plus, este posibilă deteriorarea pământului, de exemplu, atunci când un fir se rupe și cade la pământ, ceea ce este foarte periculos pentru viața oamenilor și a animalelor. În același timp, pot apărea defecțiuni la pământ ca urmare a unor daune ascunse, de exemplu din cauza interioară izolatoare fisuratecând nu există semne externe ale unui scurtcircuit și este foarte greu de detectat vizual. Prin urmare, au fost dezvoltate dispozitive speciale - dispozitive portabile care facilitează și mai rapid găsirea locului deteriorării.

Principiul de funcționare a dispozitivelor portabile utilizate în rețelele electrice cu o tensiune de 10 kV, bazat pe măsurarea componentelor armonice superioare ale curentului de defect la pământ.Nivelul semnificativ mai ridicat al armonicilor din spectrul curenților de defect la pământ în comparație cu curenții de sarcină asigură funcționarea eficientă a acestor dispozitive.

În rețelele electrice rurale de 10 kV, aparate de tip „Căutare” (încetat) și mai avansate „Undă” și „Sondare”. În dispozitivele „Search” și „Wave”, elementele principale sunt un senzor magnetic (inductiv) care detectează apariția (creșterea amplitudinii) componentelor armonice ale curentului, un filtru cu armonici superioare care trece pe acelea dintre ele pentru care dispozitivul este configurat, amplificatorul furnizează câștigul necesar de semnal și un dispozitiv de măsurare care produce semnalul rezultat.

Locația defectului la pământ în linie este determinată după cum urmează. Dacă bypass-ul de linie începe de la substație, măsurătorile se fac la ieșirea de linie din substație, plasând dispozitivul sub linie. Linia întreruptă este determinată de abaterea maximă a acului dispozitivului de măsurare. Prin efectuarea de măsurători în punctele de ramificație ale liniei deteriorate, se determină în același mod ramura sau secțiunea deteriorată a trunchiului. În spatele locației defecțiunii la pământ, citirile dispozitivului scad brusc, ceea ce determină punctul de defecțiune.

Dispozitivul «Probe» este un dispozitiv direcțional, adică oferă nu numai determinarea locației defecțiunii la pământ, ci și direcția de căutare, care este de interes dacă căutarea începe nu de la substație, ci de la unele punctul liniei deteriorate. Funcționarea sa se bazează pe o comparație a fazelor de tensiune și curent ale armonicii a 11-a (550 Hz).Prin urmare, pe lângă elementele de bază indicate, „Sonda” are un organ de comparare a fazelor, iar dispozitivul de măsurare a ieșirii are o scară cu zero la mijloc.