Zařízení pro lokalizaci poruch na venkovních elektrických vedeních

V elektrických sítích jsou rozšířena zařízení pro určování míst poruchy, hlavně na nadzemní elektrické vedení napětí 10 kV a více, na základě měření parametrů nouzového režimu. Tato zařízení lze rozdělit do dvou hlavních skupin, určených k lokalizaci míst poškození v případě zkratu a uzemnění.

Určení míst závady v případě zkratu

Určení místa zkratu na vedení je zvláště důležité, protože přerušení vedení v případě trvalého poškození je spojeno s nedostatkem elektřiny a hmotnými škodami spotřebitelů. V těchto případech má urychlení hledání náhrady škody velký ekonomický efekt.

Zařízení pro urychlení vyhledávání a určení místa zkratu podle principu činnosti lze rozdělit do dvou podskupin:

1) fixační zařízení pro zjišťování vzdálenosti k místu poškození, automatické měření a fixaci příslušných elektrických veličin při nouzovém provozu;

2) zařízení pro zjišťování poškozených úseků vedení (síťová čidla, indikátory zkratu, automatické sledování a oprava změn elektrických hodnot při nouzovém provozu).

Byly vyvinuty různé typy fixačních zařízení, z nichž řada úspěšně funguje. Ve venkovských distribučních sítích s napětím 10 kV se používají zařízení typu FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP atd. Hojně používané je také zařízení typu FMK-10.

Vzhledem k tomu, že fixační zařízení zajišťují automatické měření a fixaci elektrických veličin při zkratu, musí splňovat určité požadavky, zejména tyto: měření musí být ukončeno před odpojením poškozených úseků vedení od reléové ochrany, tzn. do cca 0,1 s musí zařízení udržet hodnotu pevné elektrické veličiny po dobu dostatečnou pro dojezd do rozvodny (bez trvalé služby) operačního výjezdového týmu, tzn. ne méně než 4 hodiny, mělo by být zajištěno automatické selektivní spouštění zařízení, aby byla pozorovaná hodnota fixována pouze v případě nouzového zastavení linek, zařízení by mělo poskytovat určitou přesnost měření (obvykle by relativní chyba měření neměla více než 5 %) atd.

Jedna z nejjednodušších možností upevnění zařízení — zařízení na měření zkratového proudu... Navíc pro určení vzdálenosti k místu zkratu můžete problém vyřešit, opačně, než se bere v úvahu při výpočtu proudu zkratu a musí být přesně určeny známé hodnoty proudu a napětí zkratového odporu do místa zkratu. Se znalostí tohoto odporu není obtížné se známými parametry sítě najít vzdálenost k bodu zkratu.

Nejběžnější jsou fixační zařízení s tzv. elektrickou pamětí... Jsou založeny na použití akumulačního kondenzátoru. Kromě toho se během procesu zkratu akumulační kondenzátor rychle nabije na napětí úměrné hodnotě detekovaného zkratového proudu (nebo odpovídajícího napětí). Poté je v dalším kroku čtečka připojena k paměťovému kondenzátoru, který ovládá prvek dlouhodobé paměti. Tímto způsobem jsou zajištěny výše uvedené požadavky na rychlé měření před vypnutím linky při působení ochrany relé a schopnosti dlouhodobě udržovat pevnou hodnotu.

Na tomto principu byla vyvinuta výše uvedená zařízení typu FIP, která našla uplatnění ve venkovských 10 kV sítích.

Pro usnadnění praktického použití přístrojů, které mají pevný zkratový proud, aby nebylo nutné provádět výpočty pokaždé v nouzi, rovnovážné proudové křivky.Přitom se předem vypočítají zkratové proudy pro dostatečně velký počet bodů na každém výstupním vedení a podle výsledků výpočtu je do vedení vedení přiveden ekvivalentní proud. křivky hlavní části vedení a větví se stejnými hodnotami zkratových proudů. Poté, co zařízení zafixuje určitou hodnotu zkratového proudu, podle liniového diagramu s křivkami rovnodennosti, přímo určí oblast hledání poruchy.

Nejjednodušší přístroje typu FIP však zaznamenávají zkratový proud mají řadu nevýhod, mezi které patří tyto: pro určení vzdálenosti k místu zkratu, dodatečné výpočty nebo předběžná konstrukce rovnoběžných křivek, přesnost měření (chyba přístroje) je ovlivněna odporem přechodu v místě poruchy (především odporem oblouku), úrovní napětí sítě, hodnotou zatěžovacího proudu (přístroj skutečně měří celkovou zátěž a zkratový proud) atd. .

Dokonalejší jsou upínací ohmmetry, zvláště ty, které měří reaktanci. Při měření odporu, tedy poměru napětí k proudu, je možné výrazně snížit vliv měnících se úrovní napětí na přesnost měření. Měření reaktance také snižuje vliv odporu oblouku v místě zkratu, který je většinou aktivní, a umožňuje doplnění přístrojové stupnice v kilometrech. Pokud navíc zařízení měří zatěžovací proud předcházející zkratovému režimu, je možné vzít v úvahu a odpovídajícím způsobem snížit vliv zatěžovacího proudu.

Ohmmetr na rozdíl od upínacích ampérmetrů a voltmetrů neměří jednu, ale hned dvě veličiny (proud a napětí), které jsou přiváděny na jeho vstup. Pro snížení bočního účinku zátěže lze samostatně měřit proud zátěže před výskytem zkratu. Všechny tyto hodnoty jsou pevné (zapamatované) podle výše uvedeného principu (v tomto případě jsou proudy předem převedeny na napětí jim úměrná) a poté pomocí speciálních obvodů (konverzních bloků) jsou převedeny na signály. úměrný odporu (celkový, jalový, zohledňující proud předchozí zátěže) atd.). Vzhledem k tomu, že jalový (indukční) odpor vedení málo závisí na ploše průřezu použitých vodičů, jsou stupnice těchto zařízení odstupňovány v kilometrech. Mezi taková zařízení patří fixační ohmmetry, jako je FMK-10, FIS atd.

Zařízení pro detekci poškozených venkovních vedení

Pomocí takových zařízení můžete určit směr hledání zkratových bodů na venkovních vedeních s napětím 10 — 35 kV. Zařízení se zpravidla instalují do větve vedení — na první podpěru za bodem připojení. Zaznamenávají vznik zkratu při jeho vzniku na odbočce nebo úseku hlavního vedení pro místo instalace zařízení. Při hledání zkratu na přerušované lince dostávají od těchto zařízení informaci o přítomnosti (zařízení je spuštěno) nebo nepřítomnosti (nefunguje) zkratu za místem jeho instalace.V elektrických sítích jsou široce distribuovány indikátory poškozených oblastí typu UPU-1 a pokročilejší a spolehlivější indikátory zkratu typu UKZ.

Indikátor opravuje výskyt zkratu při použití magnetického (indukčního) proudového snímače instalovaného v oblasti vodičů, ale bez přímého připojení k nim. Jeden indikátor poskytuje informace o všech typech fázových zkratů.

Indikátor typu UKZ je proveden ve formě výkonné jednotky obsahující kromě magnetického snímače elektronický řídicí obvod a magnetický indikátor.

Dojde-li ke zkratu za místem instalace Je vyvolán zapínacím zkratovým proudem, v důsledku čehož se indikační praporek otočí k pozorovateli stranou natřenou jasně oranžovou barvou a zůstane v této poloze, pokud je vedení přerušeno ochrana.

Po aktivaci linky (po úspěšném automatickém uzavření nebo po odstranění poruchy) se praporek indikátoru automaticky vrátí do původní polohy. Návrat vlajky je způsoben kapacitním výběrem síťového napětí pomocí anténního převodníku.

Instalace značek umožňuje obslužnému personálu v případě poškození vedení obcházet odbočky a po zjištění poškozeného místa obchvat najít pouze zkratované poškozené místo, nikoli celé vedení. Doporučuje se nastavit ukazatele jak v nepřítomnosti, tak v přítomnosti upevňovacích zařízení pro určení vzdálenosti k bodu zkratu.Ve druhém případě jsou ukazatele zrychlené vyhledávání vzhledem k tomu, že v důsledku větvení venkovských linek 10 kV odečty fixační zařízení neurčují jeden, ale zpravidla několik zkratových bodů (na kmeni a různých větvích).

Zařízení pro určení místa jednofázového zkratu k zemi

Jednofázové zemní poruchy jsou nejběžnějším typem poruchy. Ve venkovských distribučních sítích 10 kV pracujících s izolovaným neutrálem nejsou jednofázové zemní poruchy doprovázené relativně nízkými proudy zkraty. Proto při jejich výskytu je dovoleno nevypínat linku po dobu nezbytně nutnou k odstranění závady.

Poruchy je však nutné co nejrychleji lokalizovat a opravit, protože z jednofázového zemního spojení se může stát dvoufázový. Druhý jmenovaný je zkrat a bude deaktivován ochranou, což povede k výpadku napájení uživatelů.

Kromě toho je možné poškození půdy, například když se přetrhne drát a spadne na zem, což je velmi nebezpečné pro životy lidí a zvířat. Současně může dojít k zemnímu spojení v důsledku skrytého poškození, například v důsledku vnitřního prasklé izolátorykdyž nejsou žádné vnější známky zkratu a je velmi obtížné jej vizuálně zjistit. Proto byla vyvinuta speciální zařízení – přenosná zařízení, která usnadní a urychlí nalezení místa poškození.

Princip činnosti přenosných zařízení používaných v elektrických sítích s napětím 10 kV, založený na měření vyšších harmonických složek zemního poruchového proudu.Výrazně vyšší úroveň harmonických ve spektru zemních poruchových proudů ve srovnání se zátěžovými proudy zajišťuje efektivní provoz těchto zařízení.

Ve venkovských elektrických sítích 10 kV, zařízení typu "Search" (ukončeno) a pokročilejší "Wave" a "Probe". U zařízení "Search" a "Wave" jsou hlavními prvky magnetický (indukční) snímač, který detekuje výskyt (zvýšení amplitudy) harmonických složek proudu, filtr s vyššími harmonickými, který propouští ty z nich, pro které zařízení Pokud je nakonfigurován, zesilovač poskytuje potřebný zisk signálu a měřící zařízení, které produkuje výsledný signál.

Místo zemního spojení ve vedení se určí následovně. Pokud bypass vedení začíná v rozvodně, provádějí se měření na výstupu vedení z rozvodny, přičemž zařízení se umístí pod vedení. Přerušovaná čára je určena maximální odchylkou jehly měřicího zařízení. Provedením měření v místech větvení poškozené linie se stejným způsobem určí poškozená větev nebo úsek kmene. Za místem zemního spojení se hodnoty přístroje prudce snižují, což určuje místo poruchy.

Zařízení «Probe» je směrové zařízení, to znamená, že poskytuje nejen určení místa zemního spojení, ale také směr hledání, což je zajímavé, pokud hledání nezačíná z rozvodny, ale z nějaké bod poškozené linie. Jeho činnost je založena na porovnání napěťové a proudové fáze 11. harmonické (550 Hz).Proto má „Sonda“ kromě naznačených základních prvků také orgán pro porovnání fází a výstupní měřicí zařízení má stupnici s nulou uprostřed.