Автор: Кузнецов А.П.
Теги: электротехника организация производственного процесса производственное планирование управление качеством электроэнергетика электричество электрические сети
ISBN: 5-283-01015-5
Год: 1989
Текст
БИБЛИОТЕКА "
h
\ .. ... ,
I . БJ
..
j \
С8
. .
'"
I
t!e
I
..Фt
r ЦQ
п .. . л Е
r
t- Х
,
1
ЕР
ч
Бэ БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпу'Ск 6 i 8
Основана в ,95920ду
А. п. КУЗНЕЦОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
МЕСТ
ПОВРЕЖДЕНИЯ
НА ВОЗДУШНЫХ
.ЛИНИЯХ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
.00
МОСКВА
ЭНЕрrОАТОМИЗДАТ
1989
ББК 31.279
К89
УДК 621.315.17:658.588.2
Ре ц е н з е н т А. С. Лисковец
Р е д а к Ц и о н н а я к о л л е r и я с е р и и: В. Н. Аидриевский,
С. А Бажанов, М. С. Бернер, Л. Б. rодrе !:!р, в. Х. Ишкин
Д. Т. Комаров, В. Н. Кудрявцев, В. П. Лариднов, Э. С. Myca
элян, С. П. Розанов, В. А. Семенов, А.Д. Смирнов, А. Н. Три
фонов, А. А. Филатов, А. Н. Щепеткин
Кузнецов А. П.
К89 Определение мест повреждения на воздушных
линиях электропередачи. М.: Энерrоатомиздат,
1989. 94 С.: ил. (Б ка электромонтера; Вып. 618)
ISBN 5 283 01015 5
PacCMOTpe)lbI основные типы устройств для определения мест
повреждения на воздушных линиях электропередачи по пара
метрам аварийноrо режима. Наибольшее внимание уделено
вопросам использования и техническоrо обслуживания серийно
выпускаемых устройств, опыту эксплуатации.
Для электромонтеров, мастеров и эксплуатационноrо пер
сонала со средним образованием, занимающихся наладкой и
эксплуатацией указанных устройств.
К 2202080000 096 9 ББК 31.279
051(OI) 89 152 8
ISBN 5 283 01015 5
@ Энерrоатомиздат, 1989
ПРЕДИСЛОВИЕ
Решениями XXVII съезда КПСС предусматривается YCKopeH
ное развитие электроэнерrетики как отрасли, определяющей
. технический проrресс в народном хозяйстве, и в частности пре
iдусматривается дальнейшее развитие электрических сетей. Bыco
,кие темпы развития электросетей при одновременном сокращении
1удельной численности эксплуатационноrо персонала требуют
YCKopeHHoro внедрения средств автоматики, в том числе YCT
'ройств для определения мест повреждения (ОМП) на воздушных
линиях электропередачи.
: в энерrосистемах COBeTcKoro Союза широко используются
(устройства ОМП на воздушных линиях электропередачи, OCHO
ванные на измерении параметров аварийноrо режима. К настоя
щему времени накоплен положительный опыт эффективноrо при
менения этих устройств. По принципу действия устройства ОМП
MorYT быть разделены на три основные rруппы:
фиксирующие приборы для определения расстояния до места
повреждения на воздушных линиях, автоматически измеряющие
и фиксирующие qначения электрических величин во время аварий
Horo режима;
устройства для определения поврежденных при коротком
замыкании (К3) участков сети, автоматически контролирующие
и фиксирующие изменения элеISтрических величин промышленной
частоты во время аварийноrо режима;
переносные устройства для определения места замыкания на
землю в электросетях, работающих с изолированной нейтралью
или в режиме компенсации eMKocTHoro тока, осуществляющие
контроль процессов в сети при замыкании на землю с помощью
датчиков тока и напряжения.
Фиксирующие приборы широко используются дЛЯ ОМП на
линиях электропередачи во всех энерrосистемах [1 7]. В СССР
считается необходимым установка фиксирующих приборов на
всех линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше, в OT
ношении обслуживания эти приборы приравниваются к устрой
ствам релейном защиты. В 1969 [. рижским опытным заводом
«Энерrоавтоматика» был освоен серийный выпуск первых фик
сирующих приборов ФИП, разработанных по материалам Союз
техэнерrо (бывший ОРfРЭС), а в последние [оды на ОСНQlзе
3
приборов ФИП заводом освоен серийный выпуск новых фикси
рующих при боров ЛИФП, ФПТ, Ф!lН и ФИС,u разработанных
-совместно с Союзтехэнерrо на новои элементнои базе, и подrо
товлен к выпуску микропроцессорный фиксирующий прибор
МФИ [8 13]. u .
Для ускорения отыскания мест повреждении на линиях
электропередачи в сочетании с дистанционными методами ОМП
MorYT успешно использоваться топоrрафические методы с приме
нением указателей участков линии с поврежденной изоляцией.
Устройства для определения поврежденных участков сети особен
но эффективны при использовании в сетЯх напряжением 6
20 кВ. Одним из наиболее простых устройств этоrо типа является
указатель УПУ 1, разработанный Союзтехэнерrо совместно с
Тулэнерrо и изrотавливаемый рижским опытным заводом «Энер
rоавтоматика». С 1986 [. заводом освоен выпуск HOBoro указате
ля поврежденных участков для сетей 6 35 кВ типа УКЗ, раз
работанноrо заводом совместно с Московским институтом инже
нероВ сельскохозяйственноrо производства (МИИСП) и Союз
техэнерrо. Указатель выполнен на новой элементной базе и имеет
визуальный контроль срабатывания. Союзтехэнерrо совместно с
МИИСП и рижским опытным заводом «Энерrоавтоматика»
разработали дЛЯ ВЛ 11 0 750 кВ простые по конструкции YKa
затели rирлянд с поврежденной изоляцией типа УПf [14], OCHO
ванные на использовании электрода, сrорающеrо при дуrовом
перекрытии rирлянды.
Для определения места замыкания на землю в электрических
сетях 6 35 кВ широко применяются переносные приборы. При
этом в основном используется предложенный Союзтехэнерrо спо
соб определения места замыкания на землю путем измерения }i
сравнения уровней высших rармонических составляющих тока на
различных участках сети. Для измерения уровня высших rapMo
ник в энерrосистемах используются приборы различноrо типа.
Наиболее широко распространены приборы «Поиск 1 », серийно
выпускаемые Мытищинским электромеханическим заводом. В по
следние rоды заводом освоен промышленный выпуск новых при
боров «Волна» [15], разработанных совместно с Союзтехэнерrо и
< Украинской сельскохозяйственной академией (УСХА) . Рижским
опытным заводом «Энерrоавтоматика» освоен выпуск направлен
Horo прибора «Зонд», разработанноrо совместно с Украинским
отделением Сельэнерrопроекта.
Применение современных средсТВ для определения мест по
вреждения существенно улучшает технико экономические пока
затели электроснабжения народноrо хозяйства, повышает надеж
ность работы энерrосистем, сокращает аварийный недоотпуск
электроэнерrии потребителям и значительно сокращает TPYДO
затраты на отыскание повреждений. . '.
В книrе рассмотрены основные типы используемых B;тepro
4
системах устройств для определения мест повреждения на
воздушных линиях электропередачи напряжением 6 750 кВ по
параметрам аварийноrо режима, приведены рекомендации по
повышению эксплуатационной надежности, применению и Tex
ническому обслуживанию устройств. Основное внимание уделено
новым устройствам, которые освоены промышленностью в пос
ледние [оды или находятся в стадии внедрения. В основу MaTe
риала книrи положены результаты работ Союзтехэнерrо, в KOTO
рых автор принимал непосредственное участие.
Автор блаrодарит А. С. Лисковца за рецензирование рукописи
книrи и Я. Л. Арцишевскоrо за ее редактирование.
Отзывы и замечания по книrе просьба направлять в адрес
Энерrоатомиздата: 113114, Москва, M 114, Шлюзовая наб., 10.
Автор
rлава первая
ФИКСИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ для ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ
ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИЯХ
f. КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРИБОРОВ
Фиксирующие приборы используются в энерrосистемах пре
цмущественно для фиксации симметричных составляющих токов
и напряжений нулевой или обратной последовательности. Как
правило, фиксация производится на обоих концах контролируе
мой линии, что позволяет исключить влияние переходноrо сопро
тивления в месте повреждения и не учитывать режим работы
примыкающих к линии участков сети.
Определение расчетноrо расстояния до места повреждения
линии производится дежурным диспетчерскоrо пункта. По пока
заниям фиксирующих приборов дежурный диспетчер аналитиче
ским, rрафическим или rрафоаналитическим методом рассчиты
вает расстояние до места повреждения. Результаты расчетов
передаются персоналу соответствующеrо предприятия электро
'сетей, высылающеrо ремонтную бриrаду на место повреждения.
Передача показаний фиксирующих приборов может быть осущест
влена автоматически по телеканалу, а для расчетов диспет
чером MorYT быть использованы различные вычислительные cpeд
ства.
В последние rоды в энерrосистемах получили распростране
ние фиксирующие омметры ФИС, выпускаемые рижским опыт
ным заводом «Энерrоавтоматика». Принцип омметра ФИС пред
ложен Союзтехэнерrо [9], приборы основаны на измерении
реактивной составляющей сопротивления до места повреждения.
Шкала приборов rрадуируется непосредственно в километрах.
При использовании приборов ФИС производить расчетные опе
рации для определения места повреждения на линии не Tpe
буется.
Техническое обслуживание фиксирующих при боров осущест
вляется персоналом местных служб релейной защиты, aBTOMa
тики и измерений предприятий энерrосистем.
Фиксирующие приборы различных типов начали внедряться
в энерrосистемах COBeTcKoro Союза в 60 x rодах. Некоторые из
них изrотавливались в виде опытных образцов, друrие произво
дились энерrосистемами для своих нужд мелкосерийно.
По принципу действия применяемые в энерrосистемах фикси
рующие приборы MorYT быть разделены на три основные rруппы:
с механической, маrнитной и электрической памятью [51.
6
в фиксирующих приборах с механической памятью подвиж
ная система прибора, включенноrо непосредственно на измеряе
мую величину, механически фиксируется в точке отсчета. Из
приборов этой rруппы получили распространение приборы типа
Ф Э34, разработанные Союзтехэнерrо совместно с Брянскэнерrо.
Эти приборы начали применяться в 1960 r., выпускались мелко
серийно Союзтехэнерrо. Приборы просты по конструкции, но обла
дают существенными недостатками имеют небольшой диа
пазон измерения, сравнительно невысокую стабильность пока
заний и большое потребление. Приборы с механической памятью
были разработаны также в Мосэнерrо (типа ВНП), в Челяб
энерrо (типа АИ 1) и в друrих энерrосистемах.
В приборах с маrнитной памятью измеряемая электрическая
величина используется для намаrничивания или размаrничива
ния маrнитной системы показывающеrо прибора в процессе КЗ.
Остаточная индукция маrнитной системы, вызывающая откло
нение подвижной системы прибора, сохраняет свое значение дли
тельное время, и поэтому специальной фиксации замера не Tpe
буется.
Приборы с маrнитным запоминанием широкоrо распростра
нения в энерrосистемах не получили. По разработке Союзтех
. энерrо была изrотовлена небольшая партия при боров типа ФП 2.
Приборы с маrнитной памятью разработаны и применялись TaK
же в Узбекэнерrо (типа ЗА 2), Саратовэнерrо (типа УОМП 2);
Киевэнерrо и в друrих энерrосистемах.
Приборы с электрической памятью получили наибольшее
распространение в энерrосистемах. Приборы этой rруппы OCHO
ваны на использовании запоминающеrо конденсатора.
Процесс фиксации электрической величины у приборов с за
поминающим конденсатором разбит на два этапа. Первый этап
протекает во время КЗ, при этом запоминающий конденсатор
быстро заряжается до напряжения, пропорциональноrо значению
фиксируемоrо. тока или напряжения. Это позволяет обеспечить
достаточное быстродействие прибора при сравнительно малом
потреблении от измерительноrо трансформатора тока или Ha
пряжения. На втором этапе к запоминающему конденсатору
подключается считывающее устройство, осуществляющее пере
нос информации в долrовременную память. Так как на этом эта
пе не требуется большое быстродействие, то представляется воз
можным использовать не очень быстродействующие, но зато
ПРостые и надежные элементы.
В настоящее время известно несколько модификаций фикси
рующих приборов С запоминающими конденсаторами. Они разли
чаются в основном схемами считывающих устройств и KOHCTPYK
циями воспроизводящих элементов. К этой rруппе фиксирующих
приборов относятся приборы ФИП, ФИП 1 и ФИП 2, ЛИФП,
ФПТ, ФПН и ФИС, сеРИЙlJО выпускаемые рижским опытным за
7
водом «Энерrоавтоматика». Считывающее устройство этих прибо
ров выполнено в виде вспомоrательноrо конденсатора и измери
тельноrо реле, производящих разряд запоминающеrо KOHдeHca
тора дискретными ступенями. Выходным элементом приборов
является счетчик импульсов, реrистрирующий число циклов
разряда.
К rруппе приборов с запоминающими конденсаторами OTHO
сятся также фиксирующие приборы ФМК 10, разработанные
краинским отделением Сельэнерrопроекта и выпускаемые риж
ским опытным заводом «Энерrоавтоматика» [6]. Приборы при
повреждении в сети фиксируют реактивное сопротивление линии
до места повреждения.
В энерrосистемах нашли применение также приборы с запо
минающими конденсаторами, разработанные в Челябэнерrо (ти
па АИ 2), в Мосэнерrо (типа АЗАН), Тулэнерrо (типа АЗАР),
Ленэнерrо (типов ФА 63 и ФВ 63), Иркутскэнерrо (типа
ФВИ 3), Саратовэнерrо (типа УОМП I), Литовrлавэнерrо (ти
шi ЦФП) и др. [5].
В связи с тем что фиксирующие приборы должны обеспечи
вать автоматические измерение и фиксацию электрических вели
чин во время КЗ на линии, они должны удовлетворять ряду
специальных требований.
Запоминание электрической величины должно быть закончено
прибором до отключения от релейной защиты контролируемоrо
участка сети. Для линий 110 330 кВ минимальное значение
времени отключения с учетом минимальноrо времени действия
защиты 0,05 с и отключения воздушноrо выключателя '0,05 с
составляет не более 0,1 с. Для линий 500 700 кВ, оборудован.
ных быстродействующими защитами и воздушными выключа
телями новых типов, время отключения может быть около 0,06 с.
С учетом этоrо фиксирующие приборы должны срабатывать
и производить запоминание в течение 0,05 0,08 с после возник
новения повреждения и не должны реаrировать на последующие
изменения фиксируемой величины. При этом все фиксирующие
приборы, относящиеся к данной линии, должны производить изм(}
рения в одно и то же время.
<' р,иапазон измерения фиксирующих приборов, характеризуе
мыи так называемой кратностью измерения отношением MaK
Сflмальноrо измеряемоrо значения к минимальному, должен пе
рекрывать диапазон возможноrо измерения. контролируемых
,электрических величин при замыканиях в любой точке линии и
любом режиме работы энерrосистемы. Для приборов, фиксирую
щих токи И напряжения нулевой последовательности, кратность.
измерения должна быть не менее 100, а обратной последователь
ности не менее 50. Для омметров, фиксирующих сопротивление
до места повреждения, кратность измерения тока и напряжения
должна быть не менее 50.
s
Поскольку расчетное определение расстояния до места по
вреждения по параметрам . аварийноrо режима основано на
использовании соотношений между синусоидальными электриче
скиМИ величинами промышленной частоты, приборы должны
фиксировать действующие значения симметричных составляю
щих первых rармоник соответствующих электрических величин.
В случаях, коrда относительные значения высших rармонических
И апериодической составляющих значительны, приборы должны
ключаться через фильтры, снижающие влияние этих составляю
щих.
Для обеспечения определения расстояния до места повреж
дения с достаточно высокой точностью относительная. поrреш
ность измерения фиксирующеrо прибора должна быть не более
3 5% на всем диапазоне измерения. Относительная поrреш
ность фиксирующеrо омметра, приведенная к верхнему пределу
измерения, также не должна превышать 3 5%. .
Для упрощения расчетных операций желательно, чтобы шка
ца фI1ксирующеrо прибора была проrрадуирована в единицах
",.змеряемой величины, а шкала фиксирующеrо омметра He
посредственно в километрах.
Конструкция приборов должна позволять их использование
н:а подстанциях с постоянным и переменным оперативным током,
причем в последнем случае приборы должны обеспечивать фикса
цию аварийной величины и сохранение информации при сниже
нии и полном исчезновении напряжения на шинах подстанции.
Должна предусматриваться возможность селективноrо запуска
приборов, т. е. фиксации контролируемой величины только при
аварийных отключениях линии. Желательно также обеспечить
возможность передачи показаний приборов по телеканалу на
диспетчерский пункт.
Поскольку фиксирующие приборы относятся к устройствам
релейной защиты, их конструкция и электрические параметры
должны удовлетворять требованиям соответствующих [ОСТ,
распространяемых на устройства релейной защиты.
1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРОВ ФИП, ЛИФП,
Фпт, ФПН, ФИС " МФИ
Фиксирующие приборы рижскоrо опытноrо завода «Эне.рrо
автоматика» ФИП, ЛИФП, ФПТ, ФПН и ФИС относятся к
rруппе приборов с заПО\о1инающим конденсатором.
Приборысерии фип. В основе приборов ФИЛ, ФИП l и
ФИП 2 лежит функциональная схема, представленная на рис. 1.
Основными элементами схемы являются: блок кратковременной
памяти ЕКП, состоящий из входноrо трансформатора Т, выпря
N,jителя VS, пусковоrо opraHa 1 К и запоминающеrо конденсатора
Сl емкостью С 1 \ блок считывания ЕС, состоящий из измеритель
9
5КП 5С 5О
1 1K1f n l i; 2 кзi i 1
] 1К I I И 1 СИ I
А I Т I 1 С1 I I +:: I I :
I I I I I I
I I С2 I I I
L .....J L J L J
Рис. 1. Функциональная схема приборов ФИП
Horo реле 2К и считывающеrо конденсатора С2 емкостью С 2 , и
блок отсчета БО, содержащий счетчик электрических импуль
сов СИ.
Фиксирующие амперметр и вольтметр различаются только
блоками кратковременной памяти: у вольтметра БКП содержит
трансформатор напряжения, для амперметра используетсяrранс
форматор тока с резистором, включенным параллельно вторич
ной обмотке.
В момент возникновения повреждения на электропередаче
на входе БКП появляется сиrнал А, вызывающий срабатывание
пусковоrо реле 1 К. При срабатывании пусковой opraH через
0,04 с замыкает контакт 1 Кl и подключает конденсатор Сl к
цепи за'ряда. При этом конденсатор Сl заряжается до напряже
ния
И С == КА,
rде К коэффициент пропорциональности.
Через 0,08 с после появления сиrнала А пусковой opraH раз
мыкает контакт 1 Кl, а через 2 3 с замыкает контакт 1 К2, после
чеrо заряженный конденсатор Сl подключается к конденсатору
С2 через контакты 1 К2, 2Кl и обмотку реле 2К При этом про
исходит заряд конденсатора С2 и снижение напряжения на KOH
денсаторе Сl до значения
И1==И С CI C2 '
Под действием тока заряда конденсатора С2 происходит cpa
батывание реле 2К С выдержкой времени, достаточной для
окончания процесс а заряда конденсатора С2, реле размыкает
контакт 2Кl и затем замыкает контакты 2К2 и 2К3. При этом
С2 отключается от Сl и закорачивается, а на вход счетчика
импульсов БО поступает первый импульс постоянноrо тока. За
тем с выдержкой времени, достаточной для окончания процесса
разряда конденсатора С2 и для надежноrо срабатывания БО,
происходит возврат 2К и разряженный конденсатор С2 вновь
подключается к конденсатору Сl. Весь цикл повторяется, и БС
rенерирует следующий ИМПульс, который фиксируется БО.
10
После Toro как блоком БО будет зафиксировано N импульсов,
напряжение на конденсаторе Сl снижается до Из, при КОТОРОиМ
импульс зарядноrо тока уже недостаточен для приведения в деи
ствие реле 2К в БС.
Функциональная связь мещду числом зафиксированных им
пульсов и контролируемой величиной А описывается выражением
N==Xc(lnA+ln i ),
[де Кс, ИЗ и К постоянные коэффициенты, причем
1 С 1
КС ;::::::С'
Iп ( 1 + С2 ) 2
С!
Приведенные выражения позволяют оценить особенности
функциональной схемы фиксирующеrо прибора.
Число импульсов N, зафиксированное счетчиком, является
лоrарифмической функцией значения сиrнала А. В полулоrариф
мических осях характеристика зависимости А от N, т. е. rрадуи
ровочная характеристика прибора, представляет прямую линию.
При этом коэффициент КС характеризует наклон rрадуировочной
характеристики к оси N, а отношение И з / К характеризует смеще
ние rрадуировочной характеристики по вертикали.
Поскольку rрадуировочная характеристика в полулоrариф
мических осях прямолинейна, то цена одноrо импульса, выражен
'ООА
ная в процентах от А; постоянна и составляет . При этом
ошибки счетчика постоянны и MorYT быть сделаны сколь уrодно
малыми: для этоrо достаточно выбрать 'соответственно большее
значение Кс.
Пропорциональное изменение емкостей обоих конденсаторов
не отражается на показании прибора в этом одно из ДOCTO
инств схемы. Если оба конденсатора однотипны, то старение этих
конденсаторов или изменение температурноrо режима мало CKa
зывается на значении КС и не вызывает дополнительной поrреш
ности прибора.
При большом значении крутизны характеристики нижний пре
дел измерения прибора практически равен Из. Верхний же предел
в принципе оrраничен только емкостью N c счетчика импульсов.
При этом кратность шкалы прибора В может быть определена
из равенства
Nc==Kc 1nB .
При КС == 20 и N с == 100 кратность шкалы превосходит 50, что
в ряде случаев является достаточным.
Отстройка от влияния апериодической составляющей в фикси
рующем амперметре производится введением задержки на вклю
11
чение конденсатора Сl и оптимальным выбором постоянной вре_
мени цепи заряда этоrо конденсатора.
Фиксирующие приборы ФИП, ФИП 1 и ФИП 2 имеют ДВе
модификации: А для измерения тока и В для измерения на-
пряжения. Выпуск приборов ФИП 1 освоен рижским заводом
«Энерrоавтоматика» в 1971 [. взамен приборов ФИП. ,По срав-
нению с приборами ФИП приборы модификации ФИП 1 имеют
лучшую конструкцию и более надежны в работе. В приборе
ФИП 1 поляризованные реле заменены более надежными реЛе
типа РЭС22 и РЭС 1 о, элементы реrулировки и настройки выве-
дены на лицевую панель, обеспечена возможность питания При-
бора не только напряжением постоянноrо тока 220 В, но и 110 В
а также напряжением переменноrо тока 100, 127 и 220 В. Прибор
имеет меньшую поrрешность измерения при изменении темпера-
туры окружающей среды и более стабильные временные ИНТер-
валы в цикле измерения. Для периодической проверки исправ-
ности прибор дополнен специальным блоком опробования.
Структурная схема приборов ФИП (ФИП I, ФИП 2) при-
ведена на рис. 2. Блок кратковременной памяти БКП содержит
входное устройство ВУ, пусковой opraH ПО, opraH управления
ОУ и элемент памяти ЭП. Блок считывания БС состоит из анало-
rо цифровоrо преобразователя АЦ П, пороrовоrо элемента ПЭ,
формирователя импульсов ФИ и считывающеrо устройства СУ.
Блок отсчета и управления БО содержит счетчик импульсов СИ
и устройство возврата У В.
Контролируемый сиrнал А подается через входное устройство
на пусковой opraH, запускающий opraH управления. Последний
подключает к входному устройству элемент памяти и после OT
ключения линии, что сопровождается работой аварийной сиrна
лизации АС, переключает элемент памяти на аналоrо цифровой
преобразователь АЦп. Преобразователь производит разряд за
поминающеrо конденсатора элемента памяти дискретными CTY
пенями до заданноrо значения с помощью вспомоrательноrо
конденсатора. Импульсы тока разряд запоминающеrо KOHдeH
сатора подаются на вход пороrовоrо элемента, который прИ
Рис. 2. Структурная схема приборов ФИП
12
ом импульсе срабатывает и запускает формирователь им
Ka OB Формирователь вырабатывает прямоуrольный импульс,
пуль то ный для срабатывания считывающеrо устройства. Сиrна
доста СИ
ы от СУ подаютСЯ на счетчик импульсов . '
л устройство возврата УВ прuедназначено для возврата счет
чика импульсов и электрическои схемы прибора в исходное coc
таяние дежурным персоналом.
Питание прибора переменным оперативным током произво
дится через блок питания, обеспечивающий работу прибора при
снижении и полном исчезновении напряжения на шинах под
станЦИИ.
Приборы rрадуируются на заводе при синусоидальной форме
кривой тока или напряжения. В реальных условиях К3 форма
кривой тока может б JТЬ искажена апериодической составляю
щей, а форма кривои напряжения составляющими высших
rармонических.
Отстройка от апериодической составляющей в приборе моди
фикации А производится введением задержки на включение за
поминающеrо конденсатора на заряд (около 0,04 с) и выбором
постоянной времени цепи заряда такой, чтобы процесс.. заряда
заканчивался непосредственно перед моментом отключения KOH
денсатора от цепи заряда.
Таким же образом выбирается постоянная времени цепи за
ряда запоминающеrо конденсатора у приборов модификации В.
При этом дополнительная поrрешность фиксирующеrо ВОЛЫ
метра, вызванная rармоническими составляющими, оказывается
относительно небольшой. Так, например, дополнительная поrреш
ность,о вызванная третьей rармонической составляющей 20%
первои rармоники, не превышает 5%.
Приборы модификации ФИП 2 отличаются от приборов моди,
фикации ФИП 1 только блоком отсчета и управления, выпол
ненным с использованием цифровых индикаторных ламп и обес
печивающим более удобный отсчет показаний прибора.
Основные технические характеристики приборов ФИ П,
ФИП 1 и ФИП 2. Приборы имеют модификации А и В.
Прибор модификации А фиксирует действующее значение
СИНУСОидальноrо переменноrо тока промышленной частоты в диа
П 1 а о зоне 0,2 100 А с пределами измерения: 0,2 10 А; 0,4 20 А;
, 50 А и 2 o 1 0 0 А
П ' . .
рибор модификации В фиксирует действующее значение
синусоидальноrо переменноrо напряжения промышленной Час
тоты в пределах 5 250 В.
+о )саЦJэ тока или напряжения происходит в течение (0,08 +
0]2') c ' то время ожет реrулироваться в пределах (0,06
через ("о о поминающии конденсатор включается в цепь заряда
лах ( О 02 ' + 0 0,05) с. Это время может реrулироваться в преде
, ,06) с.
13
Основная относительная поrрешность дискретноrо преобра
зования не превышает + 3% по отношению к измеряемой вели
чине на всем диапазоне измерения. Рабочий диапазон темпера
тур от 10 до +400 С.
Входное сопротивление прибора модификации А при работе
на указанных пределах измерения не превышает соответственно
3; 0,8; 0,12 и 0,06 Ом.
Потребляемая прибором модификации В мощность по изме
рительной цепи не превышает 3,0 В. А при напряжении 100 В.
При использовании контактов аварийной сиrнализации прибор
работает селективно, т. е. фиксирует контролируемую величину
только при аварийных отключениях линий.
Питание прибора ФИП 1 осуществляется напряжением 110
или 220 В постоянноrо тока, а с блоком питания напряжением
100, 127 или 220 В переменноrо тока. Мощность, потребляемая
от источника постоянноrо тока напряжением 11 0 220 В, не пре
шает 25 Вт, а напряжением 220 В 35 Вт. Мощность, потреб
ляемая прибором от источника переменноrо тока, не превышает
40 В.А.
Питание прибора. ФИП 2 осуществляется напряжением 110
или 220 В постоянноrо тока. Мощность, потребляемая прибором
от источника постоянноrо тока напряжением 110 220 В, не пре
вышает соответственно 25 35 Вт в ждущем режиме и 60
105 Вт в режиме измерения.
Прибор серии ЛИФП. Считывающее устройство приборов
серии ФИП дает показания в импульсах. Для получения величин
в именованных единицах используется rрадуировочная xapaK
теристика. Фиксирующий прибор ЛИФП имеет БО с выходным
счетчиком, проrрадуированным в единицах измеряемой вели
чины.
По сравнению с приборами ФИП приборы ЛИФП имеют ряд
преимуществ позволяют быстрее определить зафиксированную
величину без помощи rрадуировочных характерист.ик, имеют
более широкий диапазон измерений и обеспечивают сохранение
зафиксированной информации при исчезновении оперативноrо
питания.
В основе прибора ЛИФП лежит функциональная 'Схема, пред
ставленная на рис. 3. Основными элементами схемы являются:
блок кратковременной памяти БКП, состоящий из входноrр
трансформатора напряжения TV (для прибора модификации
В), вЫпрямителя VS, реле пуска и управления 1 К, измеритеJiьноrо
реле 2К, запоминающеrо конденсатора С1 емкостью С 1 и вспомо
rатеЛьноrо конденсатора С2 емкостью С 2 ; блок считывания БС,
содержащий измерительное реле 3К, транзисторы VT 1 VT3,
вспомоrательные конденсаторы С3 и С4 емкостью соответственно
С з и С 4 , [енератор симметричных прямоуrольных импульсов
rи с двумя выходами а и б; блок отсчета БО, содержащий счеt
14
БКП БС
r II 1
] : T ::y2 I I JК " K' R i
У а I 11 + :
I
L ..J I I
I
БО r ll3К1 VlJ I
L S?си JLt J
Рис. 3. Функциональная схема IJ.риборов ЛИФП
чик импульсов СИ. В исходном состоянии конденсаторы С1 и С2
разряжены, транзистор VT3 открыт, транзисторы VT 1, VT2 за
крыты. На базу транзистора VT 1 запирающий потенциал подается
через коллекторно эммиттерный переход транзистора VT3.
При КЗ на линии на первичную обмотку трансформатора TV
подается напряжение Ив, реле 1 К срабатывает. Контактом 1 К1
реле подключает конденсатор С1 к цепи заряда, а контактом
1 К3 запускает [енератор импульсов. При этом конденсатор С1
заряжается до напряжения
И А ===А\И в ,
[де А, коэффициент пропорциональности.
Через 0,1 с после начала КЗ реле 1 К размыкает контакт 1 К1
и через заданное время (2 3 с) замыкает контакт 1 К2. При
этом напряжение на конденсаторе С1 снижается до значения
С l
И\===И А С,+С 2 '
Снижение напряжения на конденсаторе Сl позволяет ВЫПОk
нить блок считывания более простым.
Циклический разряд конденсаторов С 1 C2 происходит сле
Дующим образом. При поступлении импульса с выхода а [eHe
ратора импульсов на базу транзистора VT3 последний закры
вается и снимает запирающий импульс с транзистора VT 1. TpaH
зистор открывается, и конденсатор С3 заряжается от KOHдeHca
торов C1 C2 дО напряжения И о , устанавливаемоrо потенцио
метром R. При этом под действием тока заряда срабатывает
реле 3К и контактом 3К1 включает счетчик импульсов СИ, KO
торый ОТсчитывает свой первый импульс. После этоrо с выхода
15
б rи поступает импульс на базу транзистора VT2. Транзистор
открывается и производит разряд конденсатора С3.
, При поступлении следующих импульсов от rи процесс ПОВ1'о
ряется, и счетчик производит отсчет до тех пор, пока напряже
ние на конденсаторах C1 C2 не снизится до и с , при котором
новый импульс тока заряда конденсатора С3 не может вызвать
срабатывание реле 2к.
Число импульсов К, отсчитанных счетчиком, можно найти из
равенства
С з 13
иc иI K С,+С 2 13+1 ио+и к ,
откуда
К === Ul UC+UK С'+С 2 13+1 .
U О . С з . 13' ,
при ис===и к
U\
К===Аки; ,
rде
А к === С\+С 2 13+1 .
Сз 13'
коэффициент усиления по току транзистора VT 1.
. Так как число импульсов К находится в линейной зависимос
ти от U 1 , то шкала счетчика импульсов rрадуируется в вольтах.
Коrда входной сиrнал превышает значение срабатывания реле
2К, последнее срабатывает и своим контактом 2К1 подключает
параллельно конденсатору С3 конденсатор С4. При этом емкость
конденсатора циклическоrо разряда возрастает до значени
С З + С 4 и число импульсов находится по выражению
U\
К ===A U О '
rде
А' c,+ C2 t1+ 1 c
K C3+C4 Т'
В качестве счетчика импульсов в приборе ЛИФП использует
ся двоично десятичный счетчик С, цифровыми индикаторными
лампами.
Основные технические характеристики приборов Л И Ф П. П ри
боры ЛИФП имеют модификации А и В. '
Прибор модификации А фиксирует действующее значение
переменноrо тока промышленной частоты в диапазоне 0,2 200 А
с пределами измерения: 0,2 20; 0,4 40; 1,0 100 и 2,0 200 А.
" Прибор модификации В фиксирует действующее значение си
нусоидальноrо переменноrо напряжения промышленной частоты
в 'пределах 2,5 250 В.
16
Фиксация тока или напряжения происходит в течение
(0,08 + 0,01) с, при этом время подключения аналоrо цифровою
преобразователя к входной цепи составляет (о,оз о,ОI) с.
Основная' относительная поrрешность и нелинеиность BЫXOД
ноЙ характеристики не превышают + 3% по отношению к изме
ряемой величине на всем диапазоне измерения при кратности
. измерения до 100. Рабочий диапазон температур от 10 до
+ 5Р О с.
Входное сопротивление прибора модификации А при работе
на указанных пределах измерения не превышает соответственно
0,1; 0,08; 0,06 и 0,05 Ом.
. Потребляемая прибором модификации В мощность по измери .
тельной цепи не превышает 1 В.А при напряжении 100 В. При
использовании контактов аварийной сиrнализации прибор рабо
тает селективно, т. е. фиксирует аварийную величину' только
при аварийных отключениях линии.
Прибор срабатывает при значении входноrо' сиrнала' 0,85 +
+ о, 15 нижнеrо значения диапазона фиксации с возмо:щностыо
реrулировки уставки в пределах 0,85 1 ,0. ' '
питание прибора осуществляется напряжением 110 или 220 В
постоянноrо тока, а с блоком питания напряжением 100, 127
или 220 В переменноrо тока. Мощность, потребляемая прибором, .
не превышает 30 Вт при питании от источника постоянноrо
тока и 50 В. А при питании от источника переменноrо тока.
Прибор снабжен встроенным устройством для контроля pa
ботоспособности в процессе эксплуатаци .
. Приборы серии ФПТ и ФПН. В ряде случаев для определе
ИЯ места повреждения используется метод контроля тока и
напряжения обратной последовательности [5, 8]. Достоинство
этоrо метода состоит в том, что с ero помощью может быть
определено не только место КЗ на землю, но и место двухфазноrо
КЗ без земли. Кроме Toro, фиксация параметров обратl'IОЙ после
довательности на ВЛ напряжением 110 кВ и выше позволяет
получить более точные результаты в сетях сложной конфиrура
ции, rде трудно учитывается взаимоиндукция со смежными ли
ниями. Например, метод может быть рекомендован для парал
лельн х линий с различной взаимоиндукцией по трассе линии.
Этот метод может быть также рекомендован и для линий с
ответвлениями в тех случаях, коrда можно пренебречь током
ответвлений и значительно .упростить расчеты расстояния до
места повреждения. "
Фиксация токов обратной последоватеЛЬНQСТИ может быть
использована и для определения расстояния до' места поврежде
ния в распределительных сетях 6 20 кВ.
С 1983 [. рижским опытным заводом «Энерrоавтоматикз»
освоен серийный выпуск приборов ФПТ и ФПН дЛЯ фиксации
тока и напряжения обратной последовательности, разработан
17
Рис. 4. Структурная схема приборов ФПТ
. 1.'-' ,
"!'(.>
ных заводом совместно с Союзтехэнерrо. Входные блоки прибо
ров содержат соответственно фильтры токов и напряжений об
ратной последовательности.
Структурная схема прибора ФПТ представлена на рис. 4.
Основными блоками прибора являются входной блок БВ, блок
аналоrо цифровоrо преобразования Бип и блок индикации БИ.
При питании от источника переменноrо тока прибор дополнитель
но содержит блок питания. Ток обратной последовательности
после блока БВ преобразовывается в постоянное напряжение,
пропорциональное ero значению, которое запоминается KpaTKOBpe
менн.о в блоке Би П, а затем здесь же преобразуется в про
порциональное число импульсов.
В блоке БИ происходит счет импульсов, длите.льное запоми
нание результата и вывод на соответствующее табло. Для учет:з.
влияния предаварийноrо тока наrрузки индикатор ФПТ снабжен
узлом коррекции УК в блоке БВ.
При КЗ в электрической сети и появлении на выходе фильтра
тока ФТ тока обратной последовательности, превышающеrо по
por срабатывания пусковоrо opraHa ПО, от последнеrо запус
кается элемент времени ЭВ1, который осуществляет задержку
запоминания входноrо сиrнала на время затухания переходноrо
процесса в полосовом фильтре Ф.
С фильтра Ф сиrнал поступает в масштабный усилитель
МУ и реле метки РМ, уставка которorо составляет 0,07 0,09
наибольшеrо значения входноrо тока. После срабатывания реле
метки уменьшает коэффициент усиления масштабноrо усилителя
в 10 раз и вырабатывает сиrнал Метка, чем обеспечивается пере
нос десятичной метки на табло индикации блока БИ на один раз
ряд вправо.
18
При работе элемента времени ЭВ1 в блок БИ поступает сиr
наЛ Сброс ТРИ22еров, чем обеспечивается подrотовка к счету.
Кроме Toro, на выходе амплитудноrо детектора АД появляется
постоянное напряжение, пропорциональное входному току, KOTO
рое кратковременно фиксируется элементом памяти ЭП. Время
запоминания входноrо тока (время подключения) определяется
выдержкой элемента времени ЭВ2, по истечении которой элемент
памяТИ отделяется от входной цепи.
При помощи элемента времени ЭВ3 осуществляется пуск
аналоrо цифровоrо преобразователя АЦП, при этом задержка
начала преобразования определяется временем работы реле, OT
деляющеrо элемент памяти от входной цепи. При работе узла
Аип на 'выходе лоrическоrо элемента ЭЛ существует сиrнал
«Преобразование», подаваемый в блок БИ, при этом ЭВ2 и ЭВ3
удерживаются в сработанном состоянии. С выхода аналоrо
цифровоrо преобразователя в счетчик С блока БИ поступают
импульсы, количество которых пропорционально входному току.
Оrраничитель длительности сиrнала ОДС определяет мини
мальное время сработанноrо состояния ЭВ1, которое выбирается
из условия превышения выдержек ЭВ2 и ЭВ3. Оно выбирается
из условия обеспечения срабатывания блока Бип при малой
длительности входноrо сиrнала, коrда он может исчезнуть до
начала преобразования (срабатывание и самоудерживание эле
мента ЭВ3). Минимальное время существования входноrо сиr
нала t B определяется по формуле
t B == t o + t a ,
rде t o время .отстройки; t a время выделения амплитуды
(10 мс).
При времени отстройки 35 40 мс длительность существова
ния входноrо сиrнала не превышает 50 мс. Если входная вели
чина увеличится в процессе фиксации, то необходимое время
фиксации составляет
t B == t o + t n ,
[де t n время подключения, мс (tn == 30 + 10 мс). .
После исчезновения сиrнала «Преобразование» (закончен
счет импульсов) на выходе формирователя сиrнала записи ФСЗ
появляется сиrнал, который обеспечивает запись информации с
триrrеров в элементы энерrонезависимости памяти индикаторов
числа ИЧ, метки И М и переполнения И П. u
При наличии информации в элементах энерrозависимои па
мяти на вход устройства управления У поступает соответствую
щий сиrнал. При селективном пуске устройства срабатывает YCT
ройство сиrнализации УС, при неселективном происходит
сброс записанной информации. Сиrнал о наличии информации
также блокирует формирователь сиrнала записи.
19
В селективном режиме информация сохраняется только при
поступлении в устройство управления У разрешающеrо сиrнала
РС (замыкании внешнеrо контакта аварийной сиrнализации под
станции) .
В сетях 6 35 кВ индикатор ФПТ устанавливается на вводе к
шинам подстанции, при этом обеспечивается возможность опре
деления места двухфазных КЗ на любой из питаемых трансфор
матором линий. В этом случае на точность определения расстоя
ния до места повреждения влияет наrрузка неповрежденных
линий.
Поrрешность измерения при этом характеризуется величй
ной, %
100
Uи""""""'" ,
ZH2UHOM/(.j3ZT2/H)+ 1
rде ZH2 сопротивление обратной последовательности наrрузки,
отн. ед.; ИНОМ номинальное напряжение установки, В; I H
ток наrрузки, А; ZT2 сопротивление обратной последователь
ности трансформатора, Ом.
Для снижения влияния тока наrрузки на показания устрой
ства используется специальный узел коррекции УК, установлен
ный в блоке ЕВ, который формирует вводимое в аналоrо циф
ровой преобразователь напряжение с учетом значения тока
наrрузки в предаварийном режиме таким образом, что резуль
тат фиксации N определяется выражением
N == КI1Ки/2,
rде 12 ток обратной последовательности, протекающий через
прибор, А; Кп коэффициент пропорциональности между током
обратной последовательности и показаниями индикатора; KH
коэффициент, учитывающий влияние наrрузки неповрежденных
линий подстанции:
Кн == 1 + Z ZT2 I н . иом ,
н2
[де ZT2 сопротивление обратной последовательности трансфор
матора подстанции, отн. ед. (ZT2 == 1 ) ; Zи2 сопротивление
обратной последовательности наrрузки неповрежденных линий,
отн. ед. (ZИ2==0,35); I Н . ИОМ ток Jfаrрузки трансформатора, OT
несеный к ero номинальному току.
Индикатор напряжения обратной последовательности имеет
ту же функциональную схему, что и индикатор ФПТ, однако
в блоки ЕВ отсутствует узел коррекции, а входной сиrнал про
ходит через фильтр напряжения обратной последовательности.
Основные технические характеристики при боров Ф ПТ и Ф П Н.
Прибор ФПТ фиксирует значения тока обратной последователь
ности в диапазоне 0,2 100 А с пределами измерения: 0,2 10,
0,4 20, 1,0 50 и 2,0 100 А.
20
Прибор фиксирует значения линейноrо напряжения о.брат
ной последовательности в пределах 2 100 В. Основная относи
тельная поrрешность и нелинейность выходной характеристики
не превышают + 5%. Фиксация происходит в течение времени
не более 0,1 с, при этом время подключения аналоrо цифровоrо
преобразователя к входным цепям составляет (0,03 + 0,0 1) с.
РабочиЙ диапазон температур от 10 до +500 С.
входное сопротивление прибора ФПТ не превышает 0,1 Ом
при работе с пределами измерения 1 50 и 2 100 А; 0,3 Ом при
работе с пределами 0,2 10 и 0,4 20 А.
Потребляемая прибором ФПН мощность по входцым цепям
напряжения при номинальном значении напряжения прямой
последовательности не превышает 4 В. А на фазу.
Прибор ФПТ обеспечивает возможность реrулировки пороrа
срабатывания в пределах 0,5 5 максимальноrо значения тока
обратной последовательности используемоrQ диапазона. Пороr
срабатывания прибора ФПН реrулируется I3, пределах 2 20 В
напряжения обратной последовательности.
Питание приборов ФПТ и ФПН осуществляется от источник.а
постоянноrо тока напряжением 11 О или 220 В, а с блоком пита
ния от источника переменноrо тока напряжением 100, 127 и
220 В. Потребляемая от источника питания мощность при HO
минальном напряжении не превышает 35 Вт при питании от
источника постоянноrо тока и 55 В. А при питании от источника
переменноrо тока. Приборы снабжены встроенным устройством
для контроля работоспособности в процессе эксплуатации.
Приборы серии ФИС разработаны рижским заводом «Энерrо
автоматика» совместно с Союзтехэнерrо на основе фиксирующих
приборов серии ЛИФП. Приборы ФИС предназначены для
определения мест повреждений всех видов на линиях 35 750 кВ.
Приборы имеют линейную. зависимость показаний счетчика от
фиксируемоrо отношения контролируемых величин. Шкала при
боров rрадуируется непосредственно в километрах.
При повреждениях, связанных с землей, фиксируется OTHO
шение минимальноrо фазноrо напряжения и максимальноrо фаз
Horo тока, компенсированноrо током нулевой последовательно
сти. При повреждениях, не связанных с землей, фиксируется
к КУ2
К2 lc1
КУ1
К1
K(
С4-
и Н 2
[3
Рис. 5. Функциональная схема приборов ФИС
21
О тношение минимальноrо межд уф азноrо нап р яжения и макси, При е U U И U U Ч сло Л
установк н1 == п н2 ' т И импу ьсов счет
мальной Р азности фазных токов. Для снижения поrрешности
u ' чика
вносимои переходным сопротивлением в месте повреждения,
прибор реаrирует на реактивную составляющую сопротивления
линии.
Принцип действия приборов ФИС основан на использова, [де
нии запоминающих конденсаторов [5,9]. Функциональная схема К == з+l
прибора (рис. 5) содержит запоминающие конденсаторы Сl I! ' С з з .
С2. Так как число импульсов N прямо пропорционально OTHO
При КЗ на контролируемой линии конденсатор Сl емкостью шению контролируемых величин, то шкала обычноrо' счетчика
С 1 заряжается до напряжения импульсов может быть проrрадуирована в значениях сопротив
U А U ления либо непосредственно в километрах.
1 == I в,
При использовании прибора ФИС на линии с ответвлением
а конденсатор. С2 емкостью С 2 заряжается до напряжения для повышения точности измерения расстояния до места повреж
дения за ответвлением используется корректор КР, вводящий
и 2 ==А 2 / в , б П
коррекцию в характеристику при ора. ри числе импульсов,
[де А], А 2 коэффициенты пропорционаЛЫ:IОСТИ; Ив, I в соответствующем расстоянию до места ответвления, счетчiик СИ
амплитуды фиксируемых напряжения и тока. воздействует на реле корректора, которое своим контактрм' КРl
При замыкании контактов opraHa управления КУl и КУ2 подключает вспомоrательный конденсатор С4. При этом порции
происходит заряд вспомоrательноrо конденсатора С3 емкостью разряда конденсатора Сl и цена деления' счетчика СИ изме
С З через транзистор VT 1 конденсатора Сl до напряжения няются на величину поправки, учитывающей влияние то'Ка OT
ветвления.
И О == И 2 + И Н2 И Т Прибор ФИС обеспечивает определение места повреждения
и снижение напряжения на конденсаторе Сl до значения при всех видах КЗ. ),
Преобразование входных величин выполняется по формуле
. N == К ии sin qJ
К/ '
[де И Н2 напряжение вспомоrательноrо источника напряжения' N .
3 коэффициент усиления по току транзистора VT 1; И Т па: [де число, фиксируемое в, блоке индикации; КU, К ! к эф
дение напряжения на переходе база эмиттер транзистора VT 1. tИjиенты преОбразования ф , устанавливаемые при, flастроике;
При этом срабатывает реле К и контактами Кl и К2 от. ' . напряжение и ток, ормируемые в индикаторе, в зависи
ключает и закорачивает конденсатор С3 а контактом К3 подает мости от вида повреждения, В, А; ер уrол сдвиrа фаз между
, U . напряжением И и током 1.
импульс на счетчик импульсов СИ, которыи отсчитывает первыи Ст б ФИС ( 6) ,
импуЛьс. Затем реле К возвращается и циклы повторяются блокор ктурная схема п o a рис. состоит из трех
пока напряжение на конденсаторе Сl не снизится после очеред' зован:' Х ц О'ftюrОб блока , ЛОК J}налоrо цифровоrо, преобра
Horo ЦИКЛа N до значения '. я u И лока индикации .
Входнои блок ЕВ осуществляет предварительную обработку
входных значений токов и напряжений поврежденной линии
электропередачи и пуск индикатора. Он содержит входное
к преобразова- устройство ВУ, устройство коммутации УК, избиратель повреж
срабатывания денных фаз И ПФ, фильтры Фl и Ф2, устройство управления УУ,
дат.чик реактивной составляющей напряжения ДРС, амплитуд
можно найти НЫИ детектор АД и индикатор поврежденных фаз ИФ.
Токи и напряжения от трансформаторов тока и напряжения
поступают в ВУ, rде они после преобразования в пропорцио-
Ha ЬHыe значения напряжений подаются в У К и И ПФ. Послед
нии ВЫПолняет также функции пусковоrо opraHa. В зависимости
И И Сз з И
с == ! ;+Т, о,
И И N Сз . з И '
н........., ! 3+ I о,
И Н + ИН!, ,подводимое
напряжению пороrа
при котором напряжение
телю, окажется равным
реле И п .
Число импульсов N, отсчитаннЫХ счетчиком,'
из равенства
l!п== И\ + И Н1 N : з 1 И о .
22
N ==К == K ..!ь...
И 2 А 2 /, '
2&
ам.плиТУДНЫЙ детектор АД и датчик реактивной составляющей
напряжения. .
На выходе БВ формируются напряжение, равное К/И SIП ер,
И напряжение, равное К2/, [де И амплитуда напряжения
петЛИ КЗ (в зависимости от вида КЗ}; 1 амплитуда тока пет
ли КЗ (в зависимости от вида КЗ); ер уrол сдвиrа между током
и напряжением; Kl, К2 коэффициенты пропорциональности.
Для обеспечения отстройки от переходноrо процесса в фильт
рах Ф1 и Ф2 создается выдержка времени. Индикатор повреЖ
денныХ фаз ИФ срабатывает от УУ.
Блок аналоrо цифровоrо преобразования БЦП служит для
преобразования двух напряжений, формируемых БВ, в число
импульсов, пропорциональное их отношению. Он содержит за
поминающее устройство ЗУ, формирователь ФР, аналоrо циф
ровой преобразователь АЦП, реле сопротивления РС, три эле
мента времени ЭВ1, ЭВ2 и ЭВ3, оrраничитель длительности
сиrнала ОДС и, элемент лоrический ЭЛ.
По команде Пуск срабатывает ЭВ1, который определяет
время отстройки от переходноrо процесса в фильтрах Ф 1 и Ф2
И подrотавливает сиrналы «Измерение» И «Сброс триrrеров».
Поступающие в ФР и ЗУ параметры аварийноrо режима за
поминаются здесь на время их преобразования в цифровой код.
Кроме Toro, формирователь ФР обеспечивает возможность aBTO
матической коррекции по входному сиrналу для компенсации
влияния подпитки на линиях с ответвлениями.
В период работы элемента времени ЭВ2 происходит заПОМlf
нание параметров аварийноrо режима, после чеrо формирова
тель и запоминающее устройство отделяются от входных цепей
и запускается ЭВ3. Последний производит пуск аналоrо цифро
рт вида КЗ устройство управления формирует сиrнаЛЬj длявоrо преобразователя АЦП, с выхода KOToporo импульс посту
управления устроиством коммутации. пает в БИ. На все время работы АЦП элементы времени ЭВ2
При однофазных КЗ на землю с помощью устройства кЬмму,и ЭВ3 удерживаются в сработанном состоянии, а на выходе ЭЛ
тации к фильтру Ф 1 подводится напряжение и; пропорциональ'существует сиrнал «Преобразование», который также поступает
{fqe напряжению поврежденной фазы И ф , а к фильтру Ф2 B Би.
Н&Ilряжение, IIропорциональное величине После окончания процесса преобразования с выхода преоб
1 ==1 + 3Kolo разователя на ЭЛ поступает сиrнал, обеспечивающий ,исчезно
u Ф , . ' u вение сиrнала «Преобразование» и деблокирование ЭВ2 и ЭВ3.
rде lф ток поврежденнои фазы; .10 ток нулевои ПQCледо. Оrраничитель длительности сиrнала ОДС определяет мини
Щ1Тельности; Ko==(ZyO Zyl)/3Z y1 ,коэффициент компенса ИИ;мальное время сработанноrо состояния ЭВ1, которое выбирается
Zyo, ":Уl удельное сопротивление соответственно нулевои Ииз усЛовия превышения суммарной выдержки времени элемен
прямои последовательности ВЛ, Ом/км. тов ЭВ2 и ЭВ3. Этим обеспечивается правильная работа БЦП
Аналоrично при двухфазных КЗ и двухфазных КЗ на зеМЛI?пРи усЛовии исчезновения сиrнала Пуск до срабатывания ЭВ3.
к фильтру Ф 1 по;?-водится напряжение, пропорциональное раз'Минимальное необходимое время существования входноrо сиr
ности напряжении поврежденных фаз, т. е. И == И ф1 И ф2 , 8нала при этом составляет
к фильтру Ф2 напряжение, пропорциональное разности токоЕ t==t o + t a ,
поврежденных фаз, т. е. 1 ==/ ФI !Ф2, ." [де to интервал времени до срабатывания ЭВ2; t a время
С выхода фильтра Ф1 сиrнал поступает в датчикРеаКТИВНРИВЫдe.IIения амплитуды, равное 10 мс.
составляющей напряжениЯо ДРС, а с выхода фильтра Ф2 Е
24
, -п'-)
, .
Рис. б. Структурная схема приборов ФИС
25
С помощью РС обеспечивается БЛОКl;Iрование работы БЦП ПРI1 100 Ом при номинальном токе 5 А и от 0,025 до 500 Ом при
условии превышения на, зажимах индикатора значения устаВКI1 номинальном токе 1 А с кратностью измерения входных величин
сопротивления. до 50. При этом диапазон подводимых к прибору токов COCTaB
Блок индикацИИ ЕИ содержит счетчик С, индикатор числа ИЧ, ляет от 0,2 до 200 А с переключением пределов: 0,2 20; 0,4
индикатор метки ИМ, индикатор переполнения ИЛ, формирова- 40' 1 0 100 и 2,0 200 А, а диапазон подводимых напряжений
тель сиrнала записи ФС3, устройство управления УУ и устройство 1 O 'tOo В.
сиrнализации. ' Основная относительная поrрешность и нелинейность BЫXOД
При работе индикатора из ЕЦЛ в ЕИ вначале поступает ной характеристики не превышают 3%.
сиrнал «Сброс триrrеров», что приводит все триrrеры ЕИ в ис- . Время фиксации не более 0,1 с, при этом время подключения
ходное состояние. С выхода аналоrо цифровоrо преобразова- блока аналоrо цифровоrо преобразования к входному блоку
теля ЕЦЛ на вход счетчика ЕИ поступают импульсы. Одновре- составляет (0,03 + 0,01) с.
менно на формирователь сиrнала записи с выхода ЭЛ поступает Рабочий диапазон температур от 10 до + 500 С.
сиrнал «Преобразование». После окончания процесса счета Сопротивление входных токовых цепей не превышает 0,1 Ом
(исчезает сиrнал «Преобразование») на выходе ФС3 появляется при номинальном токе 1 А и 0,05 Ом при номинальном токе 5 А.
сиrнал, обеспечивающий запись информации с триrrеров в эле- Потребление по входным цепям напряжения не превышает
менты неразрушающейся памяти индикаторов числа, метки ио 5 В.А на фазу. Прибор обеспечивает работу внеселективном
переполнения. Сиrнал о наличии этой информации посту ае:р жиме с сохранением информации во всех случаях, а также
на вход УУ. При наличии сиrнала от контактов авариинои в селективном режиме с сохранением информации при условии
сиrl:iа{1изации А С подается команда на работу устройства сиr: замыкания внешнеrо контакта управления. Прибор снабжеl:i
нал зации, в противном случае производится сброс записаННОИвстроенным устройством для контроля работоспособности в про
информации. цессе эксплуатации.
В индикаторе типа ФИС предусмотрены три режима полу. Приборы серии МФИ. Приборы серии МФИ разработаны
чения информации, выбираемые в зависимости от конкретных рижским опытным заводом «Энерrоавтоматика» совместно с
условий эксплуатации. Селективный режим 1 применяется ПРИСоюзтехэнерrо и Рижским политехническим институтом на OCHO
необходимости получения информации как при неуспешных, таКве технических решений фиксирующих приборов серий ЛИФП,
и при успешных АПВ линии электропередачи. Селективный ре,ФПТ, ФПН и ФИС с использованием микропроцессор ной эле
жим 2 обеспечивает фиксацию показаний только при неуспеШ'ментной базы. Новые фиксирующие приборы имеют более широ
ных АПВ. Неселективный режим обеспечивает работу индика'кие функциональные возможности и обеспечивают повышение
тора без подведения внешнеrо сиrнала. Сохранение или сбросточности и надежности определения мест повреждения. В состав
информации производится в зависимости от наличия сиrналаразработанноrо комплекса микропроцессорных приборов входят
аварийной сиrнализации и выбранноrо режима. приборы исполнений МФИ I, МФИ 2 и МФИ 3.
Устройство управления УУ позволяет, кроме Toro, осущест, Фиксирующий прибор МФИ 1 предназначен для использо
влять контроль исправности элементов энерrонезависимостивания на линиях электропередачи напряжением 110 750 кВ.
памяти. Если записанная в режиме неселективной работы инфор.Прибор обеспечивает фиксацию сопротивления до места повреж
мация не сбрасывается, срабатывает устройство сиrнализации,дения, а также фиксацию составляющих тока и напряжения
при этом нажатие кнопки Сброс сиrнала не снимает. прямой, обратной и нулевой последовательности, фазных токов
Основные технические характеристики приборов фис. При.и напряжений. Прибор выдает информацию о расстоянии ДО
боры ФИС предназначены для определения расстояния до местаместа повреждения в километрах и виде повреждения, содержит
повреждения на ВЛ электропередачи 110 750 кВ и MorYT бытьблок сопряжения с устройством автоматической печати резуль"
использованы на линиях 6 35 кВ. татов и с устройством телемеханики.
По роду тока источника питания прибор выполняется в двух Фиксирующий прибор МФИ 2 предназначен для использо
ш;полнениях: при питании от источника переменноrо тока на.вания на линиях электропередачи напряжением 6 35 кВ. При
пряжением 100, 127 и 220 В; при питании от источника постоян..бор обеспечивает фиксацию сопротивления до места поврежде
Horo тока напряжением 110 или 220 В. н.и я , составляющих тока и напряжения прямой и обратной
По значению номинальноrо тока прибор предусматривае1 п оследовательности, а также интервалов времени между импуль
также два исполнения: на номинальный ток 1 и 5 А. сами тока КЗ в цикле АПВ. Прибор выдает информацию о
Прибор фиксирует сопротивления в диапазоне от 0,005 дорасстоянии до места повреждения в километрах и виде повреж
26 27
дения, а также информацию о номерах аварийно отключенных
выключателей.
Фиксирующий прибор МФИ 3 предназначен для использо.
вания на линиях электропередачи напряжением HO 750 кВ,
Прибор обеспечивает фиксацию тока' и напряжения нулевой
последовательности трех присоединений взамен шести приборов
серии ЛИФП. .
Приборы МФИ всех трех исполнений имеют однотипную кон.
струкцию, отличаются в основном входными преобразователями,
лицевой платой и проrраммой работы. Все приборы обеспечи.
вают возможность проверки работоспособности и изменения
уставок в процессе эксплуатации без., дополнительных испыта.
тельных устройств и измерительных приборов.
Результаты испытаний образцов МФИ подтвердили работо.
пособность и высокую эффективность новых приборов. Серий.
ный выпуск прибороов М Ф И планируется с 1990 [ода, стоимость
прибора 800 руб.
Основные технические характеристики приборов МФИ. При-
боры' исполнений МФИ 1 и МФИ 3 предназначены для опреде.
ления расстояния до места повреждения на линиях электро-
передачи 110 750 кВ, приборы исполнения МФИ 2 предназна.
чены для использования в электросетях 6 35 кВ. .
По роду тока источника питания приборы МФИ выполняются
в двух вариантах: с питанием от источника переменноrо тока
напряжением 100, 127 или 220 В и с питанием от источника по.
. стоянноrо тока напряжением 11 О или 220 В.
Рабочие диапазоны входных токов приборов 1 100 А, 2
200 А при номинальном токе 5 А и 0,2 20 А, 0,4----.---:40 А при
номинальном токе 1 А. Рабочие диапазоны входных напряже.
ний 1 100 В для исполнений МФИ I, МФИ 2 и2 200 В для
исполнения МФИ 3.
Приведенная поrрешность фиксации при боров ,МФИ 1 и
МФИ 2 не превышает 2%. Относительная поrреШНОСТJ> фиксации
при бора МФИ 3 не превышает 2,5%.
Время фиксации параметров аварийноrо режима для при.
боров всех исполнений составляет 50 + 5 мс с возможностью
увеличения времени до 80 мс. Рабочий диапазон температур от
. 10 до +500, rабариты 170Х250Х360 мм. Приборы снабжены
встроенным устройством для проверки работоспособности в про.
дессе эксплуатации.
3. ПРИМЕНЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Определение мест повреждения по показаниям фиксирующих
при боров на ВЛ электропередачи производится путем двухсто'
-ронних или односторонних измерений параметров аварийноrо
режима. Выбор метода определения места повреждения зависи1
28
от конкретНЫХ условий ----,---- конфиrурации сети, параметров KOHT
олируемой линии и др.
р фиксирующие приборы серий ФИП и ЛИФП применяются
в первую очередь для фиксации токов и напряжений нулевой
последовательности при двухсторонних измерениях на линиях
электропередачи 11 О кВ и выше.
Фиксирующие приборы обратной последовательности Ф ПТ
и ФПН применяются на линиях 110 кВ и выше с относительно
большИМ количеством междуфазных КЗ, например, на линиях
с деревяннЫМИ опорами, на близкорасположенных линиях, [де
затруднен учет взаимоиндукции между приводами, а также в
электрических сетях 6 35 кВ.
Фиксирующие омметры ФИС применяются в первую очередь
на тупиковых линиях электропередачи 11 О кВ и выше, [де опре
деление мест повреждения на основе односторонних измерений
тока или напряжения приводит к большим поrрешностях из за
влияния переходноrо сопротивления в месте КЗ.
Приборы ФИС MorYT эффективно использоваться и налЙниях
с двухсторонним питанием, при этом приборы рекомеНдуется
устанавливать со стороны более мощноrо источника питания.
Специфика фиксирующих приборов вызывает ряд дополни
тельных требований к техническому обслуживанию и выбору
характеристик устройств. Диапазон измерения приборов должен
перекрывать диапазон контролируемых токов и напряжений при
повреждениях на линии при всех возможных режимах. Для воз
можности фиксации малых токов при повреждениях через пере
ходное сопротивление (при падении провода на дерево, сухой
[рунт, cHer и т. д.) целесообразно использовать фиксирующие
приборы с максимально возможной чувствительностью.
Нижний предел измерения у фиксирующих амперметров pe
комендуется выбирать по условию отстройки от тока небаланса
фильтра симметричных составляющих, который может COCTaB
лять примерно 0,3 А при использовании трансформаторов тока
с номинальным током 5 А. Нижний предел измерения у фикси
рующих вольтметров должен быть отстроен от напряжения He -
баланса фильтров напряжения нулевой и обратной последо
вательности, который может составлять около 2 В.
При использовании фиксирующих вольтметров необходимо
УЧитывать поrрешность измерения из за падения напряжения
во вторичных цепях трансформатора напряжения. Фиксирующие
ВОльтметры нулевой последовательности должны подключаТЬСf!
к трансформаторам отдельными жилами.
Фиксирующие приборы должны, как правило, работать в
селектuивном режиме, т. е. производить фиксацию только при
авариином Отключении поврежденной линии. Внеселективном
режиме при боры целесообразно использовать на узловых ПОk
станциях с постоянным дежурным персоналом.
29
Рис. 7. Структурная cxeJllja, приборов
ЛИФП, ФПТ и ФПН при фиксации двух
электрических величин
Выпускаемые рижским опытным заводом «Энерrоавтоматика»
фиксирующие приборы ЛИФП, ФПН и ФПТ обеспечивают фи .
сацию одноrо параметра аварийноrо режима на одном KOHTpO
лируемом присоединении. .
Для сокращения количества используемой в энерrосистемах
аппаратуры и соответственно трудозатрат эксплуатационноrо
персонала эти приборы MorYT быть использованы для контроля
двух параметров аварийноrо режима на двух контролируемых
присоединениях с выбором и фиксацией наибольшеrо по зна
чению параметра. При этом один прибор ЛИФП В или ФПН
может использоваться для контроля напряжения на двух ceK
циях шин подстанции, один прибор ФПТ для контроля тока
на двух вводах двухтрансформаторных подстанций, а один при
бор ЛИФП А может быть применен для контроля тока на двух
линиях электропередачи.
Для расширения функциональных возможностей приборов
входные блоки ЛИФП и ФПН, содержащие (рис. 7) входной
преобразователь 1, аналоrо цифровой преобразователь 2 и блок
индикации 3, дополняются вторым входным преобразователем 4
и элементом сравнения 5 с ключом б.
Элемент сравнения обеспечивает выбор наибольшей из двух
контролируемых величин и с помощью ключа б с контактным
выходом подкЛючает к аналоrо цифровому преобразователю
выходные цепи соответствующеrо входноrо преобразователя.
Входные блоки индикаторов ФПТ соответственно дополняются
вторым входным преобразователем, вторым формирователем си.r
нала по току наrрузки, элементом сравнения с ключом и элемен
том контроля работы аналоrо цифровоrо преобразователя. ,
В качестве дополнительных входных преобразователей ис
'пользуются преобразователи серийных приборов. Вариант BЫ
полнения элемента сравнения и ключа для при боров ЛИФП В
и ФПН приведен на рис. 8.
Принцип действия предлаrаемой схемы основан на сравнении
значений выпрямленных сиrналов, поступающих от входных
трансформаторов Т1 и Т2, контролирующих напряжения и, и
и 2 , С помощью компаратора на микросхеме А1.
В нормальном режиме вход измерительной части индикатора
подключен к выходу трансформатора Т2. При превышении сиr
нала с выхода первorо трансформатора срабатывает компара
тор А1 и открывает транзистор VT 1 в цепи питания обмотки
30
К1
к БИП
RS' +15 В
С3
VП1 R1
,,;]
]
: I'
VD3
VП'r
Рис. 8. Схема входных преобразователей, элемента сравнения и ключа для при
боров ЛИФП.В и ФПН:
Аl микросхема К553УД2; VTl транзистор типа KT315B; VDl VD4 диоды Д310А- VD5
VD8 диоды Д223А; Rl R13 резисторы: R, R2 2 кОм. Rз R, R5 Rб 5б кОм R '180 кО
R, 3б кОм. R9 1 кОм. RlU RI2 300 кОм, Rll 75 кОм, R,з 22 кОм; Cl C3 'Ko дeHcaTO p ::
C, c, l мкФ, Сз lООО пФ; Кl реле РЭСl5 .
реле К1. Реле срабатывает и переключает измерительную i:'Щсть
индикатора к выходу трансформатора Т 1. .'
Эти же элементы сравнения и ключ MorYT быть ИСПОЛЬ3013i1НpI
в схемах приборов ЛИФП А, ФПН и ФПТ. . ."
Рекомендуемая модернизация при боров может быть прове.
дена силами энерrосистем. Завод предполаrает внести измене
ния в схемы входных блоков приборов ЛИФП, ФПН и ФПТ,
обеспечивающие фиксацию двух электрических величин, в 1990 [.
25 15 12,5 9,5 6,5 3,5 2,5 1,5 А
Рис. 9. Схема включения прибора ФПТ на ввод 10(6) кВ
подстанции (а) и схема участка сети 10 (6) кВ с эквитоко
выми линиями (6)
31
В последние [оды накоплен положительный. опыт применения
приборов ФПТ и ФПН дЛЯ определения расстояний до мест
двухфазных КЗ в сельских распределительных сетях [11].
Для более эффективноrо применения индикаторов ФПТ и
ФПН рекомендуется использовать метод, предложенный Белорус
ской энерrосистемой. При использовании индикаторов ФПТ по
этому методу индикатор ФПТ устанавливается на вводе к шинам
подстанциИ (рис. 9, а) и предварительно рассчитываются токи
двухфазноrо КЗ дЛЯ разных точек каждой из отходящих от
подстанций линий. По результатам расчета на схему электросети
10 (6) кВ наносятСЯ эквитоковые линии, соединяющие точки
с равными значенияМИ токов КЗ обратной последовательности.
Маркировку этих линий рекомендуется производить непосредст
венно в показаниях индикатора ФПТ (рис. 9, 6). С помощью
показаний .ФПТ и схемы с эквитоковыми линиями из за раз
ветвленности сетей 6 1 О кВ можно определить - несколько Be
роятных мест повреждения. Поэтому данный метод следует ис
пользовать совместно с применением указателей поврежденных
участков, устанавливаемых в местах разветвлений линии (см.
rл. 2).
Для более эффективноrо использования приборов ФПТ и
ФПН в сетях 6 20 кВ MorYT быть также применены HOMorpaMMbI
зависимостей значений составляющих тока (напряжения) обрат
ной последовательности от расстояния до места повреждения
и марки проводов, построенные для конкретной подстанции.
rрафик может иметь несколькО осей абсцисс по числу марок
проводов, использованных в конкретной сети. По этим осям
в линейном масштабе откладываются расстояния до места ДBYX
фазноrо КЗ на В"'I. По оси ординат в лоrарифмическом масШ
табе откладываются значения тока (напряжения) обратной
последовательностИ.
rрафик строится следующим образом. Вначале опр.еделяется
максимальное значение тока обратной последовательности при
КЗ на шинах подстанции
/ И ср
2ш ,
2.jR +X
[де И СР среднее значение напряжения на шинах, В; Rc, X
активное и индуктивное сопротивления системы, ОМ.
Затем определяется минимальное значение тока IJРИ КЗ ,в
конце ВЛ с наибольшим сопротивлением:
/2л И ср _ ,
.j (Rc+Ur?+ (хс+и4
[де L длина участка ВЛ, км; r, Х удельные активные и ин
дуктивные сопротивления участков проводов линии, Ом/км.
После этоrо для разных значениЙ тока обратной последова-
32
тельности в пределах от / о /
до места повреждения на л х с 2ш определяются расетояния
, разны ми марками проводов:
LJ( ,jU p(x2+r2)/41 (Rcx Xcr)2 Rcr+Xcx
r 2 +x 2
rде 2 ток обратной последовательности в месте К3 А
посл:Д в : а р Фа о: ВИСИМОСТи' напряжени обратной
и я до ме ста повреждения
U2==/2.jR +X .
HOMorpaMMbI Moryт стро б
ричных величинах П и иться ли О В первичных, либо во BTO
дЛЯ расчетов микрок ль п:::еленном опыте с использованием
MorYT быть построены ДO!TaTO H rpaMMbI для подстанции
для подстанции 110 (35) В ро. Пример HOMorpaMMbI
веден на рис 1 О П к с трансформатором 4000 кВ. А при
тока обратн й ос;е :а ::: Zт Т10жены первичные значения
стояние L до места пов 2, по осям абсцисс pac
рок проводов. реждения при использовании разных Ma
С помощью такой HOMorpaMMbI по показан
приборов быстро определяется расстояние иям фиксирующих
на любой линии подстанции в до места повреждения
участки с проводами азн ' том числе на линиях, имеющих
ФПТ 250 А расстоян: ых марок. Так, при показании прибора
дОМ АС 50 составляе Z CT повреждения на линии с прово
участки с проводами азных'м сли поврежденная линия имеет
имеется участок с про одом Аса к'д;:;g: ер, в начале лини
участок выполнен проводом АС 25 3 км, а следующии
250 А расстояние до места п ' то при показании индикатора
длин первorо а6 и овреждения определяется как сумма
Пр части BToporo в2 участков т е Р авно 2 6
и определении мест пов р , . . км.
И ФПН еждения с помощью приборов ФПТ
повреЖД I е ;и от: : и ияние с,?противления наrрузки He
1 2 .А
10 20 30.0 50 АС 50
10 8 20 Z 30 '<О АС 35
10 20 30 '<ОАС 25
L I KM
2 9S7
/'
Рис. 10. HOMorpaMMa для прибора ФПТ
I 'Рис I
Рис. 11. Установка пр ибора ФИ С иа ли
ии с двухсторонним питанием
33
Поrрешность измерения расстояния до места повреждения
при номинальной наrрузке трансформатора подстанции опреде
ляется по выражению
б 2 == и н / ZH2,
rде и напряжение KopoTKoro замыкания трансформатора, %;
ZH2 относительное сопротивление обратной последовательности
наrрузки.
В электрических сетях сельскохозяйственноrо назначения,
питающихся от трансформаторов 35/10 кВ, поrре ность измере
ния без коррекции может составлять от 18 до 33%, а при пита
нии от трансформаторов 110/35/1 о кВ поrрешность может дос
стиrать 75%.
Для снижения поrрешности при измерении расстояния до
места повреждения приборы Ф ПТ снабжены специальным KOp
ректором. Значения коэффициента коррекции устанавливаются
в соответствии с приведенными далее рекомендациями.
Более простые индикаторы Ф ПН MorYT эффеuктивно исп?ль
зоваться на подстанциях с относительно малои наrрузкои, в
первую очередь с трансформаторами мощностью до о 6 ,3 МВ. А
при максимальной наrрузке до 40 60% номинальнои. Эти ин
дикаторы MorYT быть рекомендованы для применения в сельскиХ
электросетях и в друrих случаях, коrда поrрешность измерения
не превышает 10% поrрешности измерения при использовании
индикатора ФПН определяется по выражению
б SH ИН
2 ST. НОМ ZH2 '
rде SH, ST.HOM значения мощности наrрузки и номинальной
мощности трансформатора. .
При использовании приборов ФИС на линиях с двусторонним
питанием может быть использован разработанный Союзтехэнерrо
способ фиксации сопротивления до места повреждения в режиме
одностороннеrо питания места повреждения на период цикла
АПВ.
По этому способу прибор ФИС устанавливается и СО стороны
линии, выключатель которой включается от устроиства ;;\ПВ
первым. При этом прибор ФИС переводится в селективныи pe
жим без памяти разрешающеrо сиrнала, т. е. при каждом вклю
чении линии в цикле АПВ или вручную происходит деблокирова
ние прибора и запиСь новой информации.
_ При возникновении КЗ на контролируемой линии (рис. 11)
она отключается выключателями Q 1 и Q2 с обеих сторон. В пе
риод времени КЗ прибор ФИС осуществляет измерение сопро
тивления, соответствующеrо расстоянию.до места повреждения
с поrрешностью, определяемой влиянием TO OB со стороны ЛС .
При включении выключателя Q1 от устроиства АЛ В и устои
чивом коротком замыкании в приборе ФИС происходит сброс
34
записанной и запись новой информации в режиме OДHOCTopOHHe
[о питания линии от ЛС1. Фиксирующие приборы ФИС,обеспе
чиваЮЩl1е запись последней информации в селективном режиме,
выпускаются заводом с 1986 r.
Техническое обслуживание. Фиксирующие приборы с точки
зрения эксплуатации относятся к устройствам релейной защиты,
и на них распространяется действие всех нормативно техни
ческих документов (НТ Д) по эксплуатационному техническому
обслуживанию.
Соrласно НТ Д фиксирующие приборы должны периодически
подверrаться следующим видам плановоrо техническоrо обслу
живания:
проверке при новом включении (наладке);;
первому профилактическому контролю (через rод после вклю
чения в эксплуатацию);
профилактическому ВОССТЩlOвлению;
опробованию.
Цикл техническоrо обслуживания период эксплуатации
между ближайшими профилактическими восстановлениями для
фиксирующих приборов может быть принят от 3 до 6 лет в за
висимости от опыта эксплуатации и типа приборов. Примени
тельно к приборам Ф ИС дО накопления опыта эксплуатации цикл
техническоrо обслуживания целесообразно принять равным
3 [одам.
Техническое обслуживание фиксирующих приборов ЛИФП,
ФПТ, ФПН и ФИС требует сравнительно больших затрат Bpe
мени. В значительной степени это вызвано тем, что в заводских-
инструкциях по эксплуатации не содержится всех необходимых
рекомендаций по наладке этих приборов.
Настройку фиксирующих приборов рекомендуется произво
дить при помощи испытательной установки, например У5052, по
методикам и схемам заводских инструкций с учетом следующих
особен ностей.
Лроверка узла питания БЦп. При проверке следует вынуть
из блоков все платы (кроме Е1 БЦП), установить перемычку
'''между зажимами 14 15 и подать постоянное напряжение от
установки У5052 на зажимы 17 (плюс) и 19 (минус) БЦП.
Напряжение следует ПЛаВНО повышать от нуля до номинаJIьноrо
значения (220 В). При номинальном значении напряжения сле
дует измерить потребление по цепи питания (значение тока в
цепи должно быть не более 80 мА). Наличие xapaKTepHoro звука
Высокой частоты свидетельствует о работе преобразователя пи
Тания. После этоrо при отключенном напряжении питания YCTa
Навливается плата устройства управления Е5.
При плавном повышении напряжения питания от нуля до
Номинальноrо значения контролируется ток по цепи питания
(значение тока должно быть не более 100 мА) и напряжение
35
между rнездами «+ 15» и «о» платы Е5. (Значение напряжения
должно быть в пределах 15 17 В.)
После этоrо также при отключенном напряжении питания
устанавливаются и закрепляются все платы в блоках БВ, БЦП,
БИ и вновь контролируется ток потребления по цепи питания
(значение тока не должно превышать 120 мА). Повышенное
значение тока потребления свидетельствует о неисправности в
блоках. Поиск неисправной платы производится путем поочеред
Horo снятия плат и проверки тока потребления. Снятие и yCTa
нов ка плат должны производиться при отключенном напряжении
питания.
После установки плат проверяется работа стабилизатора
устройства питания путем контроля напряжения на rнездах «о»
И «+ 15» при измерении входноrо напряжения от 0,8 до 1, 1 HO
минальноrо значения (значение напряжения должно быть в пр
делах 14,6 15,2 В).
Калибровка прибора ФПН. При помощи резистора «Пороr»
БЦП устанавливается минимальная уставка пусковоrо opraHa.
Штырь «метка» БИ устанавливается в положении «0,01 ». Затем
устанавливается перемычка между зажимами 2 3 блока БВ, а к
зажимам 1 2 этоrо блока подводится переменное напряжение
3,46 В. При помощи резистора «Калибровка 1» БЦП устанавли
вается в БИ число 2,00, соответствующее напряжению 2,0 В
обратной последовательности. Затем на зажимы 1 2 БЦП пода
ется переменное напряжение 34,6 В. При помощи резистора «Ka
либровка 2» устанавливается число 20.
Калибровка прибора ФПТ. Индикатор рекомендуется Ha
страивать на линейный ток обратной последовательно ти. При
калибровке штырь выбора диапазона в люке лицевои панели
блока БВ устанавливается в положение «50 А» или «100 А»,
а штырь «Метка» БИ в положение «0,01». Затем на зажимы
1 2 блока БВ подается скачком переменный ток 2,5 А для диа
пазона 50 А и при помощи резистора «Калибровка 1» БЦП yCTa
навливается в БИ число 2,5. Потом при подаче тока 1 О А при
помощи резистора «Калибровка 2» устанавливается в БИ число
10,0. .
Измерение времени фиксации. Контроль времени фиксации
производится на rнездах «Время фиксации» при подаче на вход
(зажимы 1 2 блока БВ) сиrнала, превышающеrо уставку сраба
тывани пусковоrо opraHa. При помощи резистора «Время OTCT
ройки» БЦП время фиксации устанавливается равным 85 90 мс.
Измерение времени Отстройка и Подключение БЦП произ
водится при помощи специальной приставки (рис. 12). Время
подключения должно составлять (30 + 1 О) мс, время отстройки
40 70 мс.
Приставка реаrирует на снижение напряжения на контроль
ных rнездах «Время 'отстройки», И «Время подключения» БЦП
36
к 2незfJу" О"
к 2незду
"Отстройка"
или
"ПоfJключение"
VD1
к 2незду,,+15"
b
k M
Рис. 12. Схема приставки для проверки фиксирующих приборов;
4l микросхема К553УД2; R, R4 резисторы: R, ЗО кОм, R2 300 кОм. Rз 40 кОм. R4 10 кОм'
::! конденсатор 30 пФ; Кl реле РЭС 64 А .
при работе элементов времени. Она содержит компаратор Аl
на операционном усилителе и выходное реле Кl с маrнитоуправ
ляемым контактом. Уставка срабатывания компаратора задается
i смещением, подаваемым на неинвертирующий вход усилителя
Ic делителя на резисторах R3 R4 (составляет +3 В). Резистор
I R2 обеспечивает возврат приставки, а Rl используется для orpa
ничения входноrо сиrнала. Диод VDl используется для защиты
входов компаратора от перенапряжений. Питание приставки
I осуществляется от rнезд «о» И «+ 15» блока БЦП. Применение
[ 1 приставки позволяет повысить точность и сократить время про.
верки индикатора.
Проверка настройки фильтра напряжения обратной последо
вательности. При последовательном подведении переменноrо
напряжения 86,5 (50 В напряжения обратной последователь
ности) к зажимам БВ устройства ФПН 1 2 (2 3 закорочены),
2 3 (l 2 закорочены) и 1 3 (l 2 закорочены) контролируют
ся индицируемые в БИ числа. Эти числа не должны различать
, ся uболее чем на 2%. В случае большеrо расхождения их значе
lнии производится балансировка входноrо фильтра. Реrулировка
.фильтра при подведении сиrнала на зажимы 1 2 и 2 3 BXOД
Horo блока производится резистором R 1 (ближний к шасси БВ).
При подведении сиrналов на зажимы 1 3 реrулировка произво
[щтся резистором R2 (ближний к лицевой панели). После pery
пировки фильтра индикатор калибруется повторно.
Проверка настройки фильтра тока обратной последователь
OCTи. При последовательном подведении переменноrо тока 5 А
На зажимы БВ 1 2, 8 1O, 1 1O (установлена перемычка на
зажимы 2 8) контролируется идентичность фиксируемых в БИ
чисел. Зафиксированные числа не должны различаться более
чем на 2%. При большем расхождении значений производится
балансировка фильтра. Реrулировка фильтра при подаче тока на
зажимы 1 2 и 8 1O производится резистором Rl (блок БВ), а
по входу 1 1O (зажимы 2 8 при этом закорочены) резисто
37
Испытательная
устано8ка У5О52
К513 К5Н
.....
I-l.
БЦП БИ БП
СРПТ 2
Б8
Pj1C. 13. Схема проверки прибора ФПТ
ром R2. Послереrул:ировки фильтра повторно производится
калибровка индикатора.
Проверка работы блока питания в режиме исчезновения Ha
пряжения (для фиксаторов исполнения 1) производится по cxe
ме, представленной на рис. 13. Переключ ателем «5А8» блока
К513 на блок питания подается сиrнал, равный по значению
сиrналу «Калибровка 2». Контролируется срабатывание индика
тора, причем число, зафиксированное в режиме исчезновения
напряжения, не должно отличаться от числа, зафиксированноrо
ранее при питании от источника постоянноrо тока. Проверка
производится при снятой перемычке 14 на блоке К513.
Уставка срабатывания пусковоrо opraHa настраивается в
соответствии с током (напряжением) обратной последовательно
сти при металлическом двухфазном повреждении в наиболее
удаленной точке контролируемой сети с коэффициентом запаса,
раВНЫМи 1,2. Такая настройка уменьшает число излишних сраба
тывании.
Настройка коэффициента коррекции в устройстве ФПТ. Коэф
фициент коррекции может быть выбран экспериментально либо
получен расчетным путем.
Экспериментальный метод. При вводе индикатора ФПТ в
работу цепь тока фазы к зажимам б 7 блока ЕВ не подводится,
это полностью выводит коррекцию. При возникновении в KOHTpO
лируемой сети двухфазноrо КЗ определяется поrрешность в изме
рении тока, т. е. разность в процентах /1,.1 между значением тока,
измеренным ФПТ, и значением, соответствующим месту КЗ, при
веденным к последнему. При этом контролируется ток наrрузки
ввода секции в предаварийном режиме и определяется относи
,тельный уровень заrрузки трансформатора Кз. Коэффициент
коррекции вычисляется по выражению
K==I+ .
Расчетный метод. Для настройки корректора рассчитывается
сопротивление обратной последоватеЛЬНОС1'и'наrруз.ки трансфор
38
матора, которое приводится к номиналью')й наrрузке силовоrо
трансформатора. Коэффициент корре ции вычисляется по BЫ
ражению
K==I+
ZH2 '
[де и к напряжение КЗ трансформатора, %; ZH2 относитель
ное сопротивление обратной последовательности наrрузки для
сети 10 кВ составляет при преобладании двиrательной наrрузки
около 0,3, для редней сельхознаrрузки около 0,4.
Для настроики коэффициента коррекции прибор отключается
от трансф рматоров тока. Как показал опыт эксплуатации, aBTO
матическии вывод коррекции при близких. КЗ не обязателен.
С учетом этоrо реле тока обратной последовательности до HaCT
роики коэ<рфициента коррекции должно быть выведено из работы
установкои штыря «У ставка» в положеl-iие «1» и поворотом
движка резистора «У ставка» блока ЕВ в крайнее правое поло
жение. Затем на зажимы 8 10 блока ЕВ подводится от YCTa
новки :15052 ток, соответствующий номинальному значению тока
силовоrо трансформатора со стороны низшеrо напряжения, и
фиксируется индицируемое в блоке ЕИ число. После этоrо ,coe
сдиняются последовательно входные обмотки трансформаторов
.тока фазы С (зажимы б 7 и 8 1O) и при том же значении тока
резисторами реrулировки коэффициента коррекции R20 и R22
!блока ЕВ показания индикатора устанавливаются COOTBeTCTBeH
iHO выбранному значению коэффициента коррекции.
I Реzулировка коэффициента преобразования прибора ФИс.
ДЛЯ получения на цифровом табло бло а,индикации прибора
IФИС числа, paBHoro расстоянию до MecTr, '1\3 при повреждении
на линии, коэффициент преобразования должен быть равен зна
чению, определяемому по выражению
Ки
Кп== ,
Х л . n К,
!1' [де КU, К, к.?эффициентыI трансформации напряжения и тока
контролир емои линии; Х л . п первичное удельное сопротивле
ние прямо последовательности контролируемой линии, OMjKM.
Настроика коэффициента преобразования прибора ФИС BЫ
полняется на ЕЦП дЛЯ получения при двухфазном и трехфаз
ном КЗ показаний, пропорциональных расстоянию до места
повреждения в километрах.
При имитации КЗ на фазах АВ к индикатору подводится ток
и напряжение, определяемые соотношением
Ир
1 р == ,
2Х лl
rде 1 р """"" расчетный ток, подводимый к прибору, А; Ир напря
жение, подводимое к прибору, принимаетсяравным 50 В; Х л1
39
вторичное значение индуктивноrо сопротивления прямой последо
вательности контролируемой линии, Ом. .'
Реrулировкой при помощи резистора «Калибровка» БВ и пе
ремычками лепестков 1 2 4 8 «Калибровка» БЦП YCTaHaB
ливается требуемое индицируемое число.
В приборах ФИС наибольшее значение коэффициента преоб
разования составляет 35. При относительно малых значениях
коэффициента трансформаторов тока (200/5 в установках
11 О кВ, 600 /5 в установках 220 кВ) значение требуемоrо
коэффициента преобразования оказывается значительно больше
35 (может достиrать 70 и более). Аппаратный коэффициент
преобразования требуется значительно увеличивать также в слу
чаях использования прибора на линиях длиной до 100 км, [де
для повышения точности отсчета показаний целесообразно иметь
число на табло блока Индикации, в 1 О раз превышающее длину
линии в километрах.
Для увеличения коэффициента преобразования с сохранением
точности измерения рекомендуется уменьшить в 2 4 раза eM
кость дозирующеrо конденсатора С4 преобразователя БЦП. При
этом для сохранения линейности выходной характеристики при
бора должны использоваться конденсаторы со стабильными xa
рактеристиками.
Для повышения эксплуатационной надежности при боров
ЛИФ , ФПТ и ФПН выпуска до 1 апреля 1984 [. в схемы
устроиств рекомендуется внести следующие изменения.
Для исключения ложноrо переноса метки из за импульсных
помех на плате Е4 блока БЦП (реле метки) следует установит»
конденсатор типа МБМ емкостью 0,1 мкФ, включив ero между
общей точкой диодов Е2 V D5, V D7 и эмиттером транзистора
VT2. ДЛЯ снижения i1 е реrрузки транзистора VT2 блока БП в pe
жиме резервирования 'питания из схемы блока должен быть
исключен конденсатор С3, а ввод «+» конденсатора Сlб сле
дует подключить к выводу «+» конденсатора С5.
ДЛЯ повышения эксплуатационной надежности блоков пита
ния приборов, изrотовленных до 1 марта 1987 [., схема блоков
питания может быть дополнена транзисторным элементом заiЦи
ты от КЗ, включенным в схему вместо оrраничителя т.ока на
стабилитроне V D24. Схема элемента защиты приведена в ин
струкции по эксплуатации фиксирующих приборов, выпускаемых
с 1 марта 1987 [.
4. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИБОРОВ
Внедрение фиксирующих приборов для определения мест
.повреждения в электрических сетях 6 750 кВ является одним из
важных факторов повышения надежности электроснабжения
потребителей, снижения потерь электроэнерrии в сетях, обеспе
40
чения экономичности эксплуатации и безопасности обслужива
I ния эле трических сетей. Хотя еще имеются резервы снижения
удельнои повреждаемости элементов электросетей, в COBpeMeH
ных условиях очень эффективны мероприятия по повышению
надежности электроснабжения потребителей за счет сокращения
времени восстановлен я повреждаюи:ихся линий электропереда
:чи. При этом rлавнои составляющеи является повышение эф
!фективности средств определения мест повреждения в электри
еских сетях классов напряжения.
! Внедрение фиксирующих приборов радиально сокращает
Iвремя отыскания мест повреждения в. ЭJIектрических сетях,
а в ряде случаев позволяет и пр д?Твратить аварийные
ОТКЛI?чения ВЛ за счет определения мест' неустойчивых повреж
дении. '
Качественный скачок в оснащении :пйний устройствами для
опр:деления имест повреждений был сделан в 1969 [., коrда риж
скии опытныи завод «Энерrоавтоматика» начал серийный выпуск
, фиксирующих прибоr:ов типа ФИП. К 1975 r. практически пре
кратилось мелкосерииное производство приборов в энерrосисте
, мах, на ВЛ устанавливались в основном приборы серий ФИП,
ФИП 1 и ФИП 2. В 1982 1983 П. заводом освоен серийный
выпуск новых фиксирующих приборов ЛИФП, ФПТ, ФПН и
Фис. К концу 1986 [. в эксплуатации находилрсь свыше 18 тыс.
фиксирующих приборов. '
Фиксирующие приборы используются практически во всех
энерrосистемах для определения мест повреждения на ВЛ
электропередачи. Типовыми проектными решениями предусмотре
но использование приборов ЛИФП, ФПТ, ФПН и ФИС на лини
ях напряжением 11 О кВ и выше. В последние' [оды фиксирующие
приборы начали широко применяться также в распределитель
; ных сетях 6 35 кВ.
На воздушных линиях 110 кВ и выше для определения мест
: повреждения преимущественно используются фиксирующие при
боры, измеряющие токи 'и напряжения нулевой последовательно
сти. На 85% ВЛ место повреждения определяется по измере
ниям с двух концов, на 15% по измерениям с одноrо конца.
линии.
Применение фиксирующих приборов позволяет определить
место повреждения с достаточно высокой точностью, около 5%
длины линии, что обеспечивает сокращение времени отыскания
мест повреждения на линиях электропередачи в 2 3 раза.
Случаи определения повреждения с поrрешностью более 10%
обусловлены в основном неточностью расчетных параметров,
поrрешностью измерительных трансформаторов, сбоями фикси
рующих приборов И методическими поrрешностями.
Поrрешность определения расстояния до места повреждения
. в значительной степени зависит и' от точности используемых
41
фиксирующих приборов, являющихся датчиками первичноI1 иН
формации опараметрах аварийноrо режима.
Результаты обобщения опыта эксплуатации и обследования
энерrосистемы показали, что новые фиксирующие устройства в
целом имеют улучшенные технические характеристики и более
широкие функциональные возможности. Так, приборы ЛИФП по
сравнению с ранее выпускавшимися приборами ФИП имеют бо
лее широкий диапазон измерения, обеспечивают фиксацию пара
метр?в аварийноrо режима с высокой точностью (3 5%) и в
линеином масштабе. Приборы ФПТ снабжены специальным KOp
ректором, позволяющим эффективно использовать эти устройства
в сетях 6 35 кВ даже ilРИ наличии значительной наrрузки (80
100% номинальной). Приборы ФИС обеспечивают возможность
непосредственноrо определения расстояния до мест повреждения
в электрических сетях 11 О кВ и выше с высокой точностью (OKO
ло 3 4 %). Однако опыт эксплуатации фиксирующих устройств
наряду с положительными качествами выявил и ряд HeДOCTaT
ков. Фиксирующие приборы, изrотовленные до 1 апреля 1984 [.,
не обладали достаточной эксплуатационной надежностью.
В фиксирующих приборах, выпускаемых с 1 апреля 1984 [., pea
лизованы рекомендации энерrосистем и Союзтехэнерrо по COBep
шенствованию приборов. Рекомендации по повышению эксплуа
тационной надежности приборов приведены в 3.
Фиксирующие приборы позволяют определить расстояние до
места повреждения с определенной точностью. При этом само
место повреждения определяется путем обхода и визуальноrо
осмотра предполаrаеlV!рrо участка повреждения. При неустой
чивых повреждениях и отсутствии видимых повреждений найти
опору с поврежденной изоляцией часто оказывается невозмож с
ным. Для повышения;эффективности и ускорения отыскания Ta
ких повреждений фиксирующие приборы целесообразно исполь
З0вать на ВЛ совместно с указателями опор и участков с пов
режденной изоляцией (см. rл. 2).
По устройству ФМК 10 еще нет достаточноrо опыта эксплуа
тации. Энерrосистемами отмечаются положительные качества
устройства возможность определения непосредственно pac
стояния до места повреждения для' линий, выполненных прово
дами различных марок и сечений, за исключением стальных про
водов, а также отстройка от влияния дуrи в месте КЗ. Наряду
с положительными качествами устройство имеет ряд недостатков,
оrраничивающих область ero применения. Устройство имеет низ
кую э!<сплуатационную надежность. Из за большой поrрешности
устроиство не рекомендуется использовать в электрических сетях
с двиrательной наrрузкой.
Примен ние фиксирующих приборов позволяет получить cy
щественныи экономический эффект, определяемый сокращением
расходов по обходу и осмотру линий после повреждения, COKpa
42
щением времени аварийноrо отключения линии и снижением
потерь электрической энерrии. По данным энерrосистем, приме
нение одноrо прибора ФИС дает экономический эффект в cpeд
нем 1764. руб. в [ОД, прибора ЛИФП 569 руб., приборов ФПТ
и ФПН 314 руб.
rлава вторая
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УЧАСТКОВ И ОПОР
ЛИНИЙ С ПОВРЕЖДЕННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
5. КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОйСТВ
. Энерrосистемами COBeTcKoro Союза, Союзтехэнерrо и дpy
irими орrанизациями разработаны различные типы устройств
',для определения участков и опор воздушной сети с поврежденной
1; изоляцией по параметрам аварийноrо режима. По принципу дей
','ствия и назначению эти устройства MorYT быть разделены на
'три основные rруппы:
l указатели участка воздушной сети с поврежденной изоля
iЦИ И' контролирующие параметры аварийноrо режима в задан
нои точке участка сети увеличение тока, снижение напряже
ния, направление мощности к месту повреждения и др.;
указатели опоры с поврежденной изоляцией, контролирую
щие протекание тока повреждения по металлическим элементам
опоры;
указатели rирлянды с поврежденной изоляцией, контролирую
щие перекрытие rирлянды электрической дуrой.
Указатели поврежденных участков предназначены в первую
очередь для распределительных сетей 6 20 кВ, но MorYT быть
использованы в сетях 110 кВ и выше. Указатели для сетей 6
20 кВ содержат датчики тока, измерительный элемент, индикатор
срабатывания и блок возврата, обеспечивающий ручной или
автоматический возврат устройства после восстановления нор"
мальноrо режима работы линии. Предпочтителен автоматичес
кий возврат устройства в исходное состояние, так как при этом
не требуется обход ВЛ дЛЯ возврата указателей при успешном
повторном включении линии.
Для отбора информации о возникновении КЗ указатели MorYT
использовать трансформаторы тока или специальные маrнитные
датчики.
Указатели, использующие для отбора информации трансфор
маторы тока, устанавливаются в двух фазах линии. В связи с
тем, что эти указатели находятся под рабочим напряжением
линии, их индикатор срабатывания представляет собой электро
механическое сиrнальное устройство для визуальноrо наблюде
43
ния. К этой rруппе указателей относятся выпускаемые мелкосе
рийно указатели типа АУПН, разработанные ОЗАП Мосэнерrо
[5] .
К rруппе указателей с маrнитными датчиками относятся yKa
затели серии УПУ 1, разработанные Союзтехэнерrо совместно с
Тулэнерrо [8] и серийно выпускаемые рижским опытным заво
дом «Энерrоавтоматика». Эти указатели имеют измерительную
часть с маrнитным датчиком и контактным выходом, блок aBTO
матическоrо возврата с антенным отбором напряжения и пере
нос ной контактный индикатор срабатывания.
К этой rруппе относится и указатель типа УКЗ, разработан
ный МИИСП совместно с рижским опытным заводом «Энерrо
автоматика» и Союзтехэнерrо. Устройство УКЗ, так же как и
УПУ 1, использует для отбора информации маrнитные датчики,
но для индикации срабатывания в устройстве использован
электромеханический указатель с автоматическим возвратом при
восстановлении напряжения на контролируемой линии.
Для определения поврежденноrо участка в электрических
сетях 6 35 кВ MorYT успешно использоваться указатели, KOHTpO
лирующие броски тока КЗ и длительность паузы между броска
ми тока в цикле АПВ [16]. К этой rруппе указателей относится
устройство контроля аварийноrо отключения сетевых выключа
телей типа КСВ, разработанное Сельэнерrопроектом COBMeCT
но с Целиноrрадским сельскохозяйственным институтом и Союз
техэнерrо.
Указатели поврежденных участков MorYT эффективно исполь"
зоваться и на воздушных линиях электропередачи напряжением
11 О кВ и выше. Союзтехэнерrо совместно с МИИСП разработаны
принципы указателей направления к месту повреждения типа
УПН 2 и УПН-3, основанные на контроле протекания составляю
щих тока повреждения по rрозозащитному тросу. Указатели име
ют автоматический возврат, при повторных КЗ устройства фик
сируют направление к месту последнеrо повреждения [13].
В Союзтехэнерrо разработан вариант указателя УПН 1, опре
деляющеrо поврежденный участок сети 11 0 220 кВ по направ
лен ию мощности при КЗ на землю с помощью упрощенных пре
образователей тока и напряжения [5].
Указатели ОПОрbl с поврежденной изоляцией предназначены
. для использования в основном в сетях напряжением 11 О кВ и
выше. Их применение в ряде случаев оказывается целесообраз
ным, так как определение мест повреждений с помощью фикси
рующих устройств производится только приближенно. Само Me
сто повреждения находится визуальным осмотром участка линии,
длина KOToporo может составлять до 10 14% длины линии [5,
7]. В случае невозможности выявления причин отключения визу,
ально с земли производится трудоемкий верховой осмотр участ
ков линии, примыкающих к предполаrаемому месту повреждения.
44
Применение указателей опор с поврежденной изоляцие cy
щественно ускоряет нахождение места повреждения как
при устойчивом, так и при неустойчивом КЗ. При этом во
мноrих случаях может оказаться необязательным и верховой
осмотр.
Энерrосистемами и Союзтехэнерrо в последние [оды разра
ботаны несколько типов указателей опор с поврежденной изоля
цией, основанных на автоматическом контроле и запоминании
факта протекания тока повреждения по металлическим элемен-
там опоры. По принципу действия эти устройства MorYT быть
разделены на указатели с механической памятью и указатели с
маrнитной памятью.
Устройства с механической памятью основаны .на использова
нии в качестве сиrнальноrо элемента электромеханическоrо ин
дикатора. К этой rруппе устройств относится указатель с пиро
патроном, разработанный предприятием «Энерrоналадка» Л1ин
энерrо УзССР. Указатель состоит из трансформатора, в каче
стве первичной обмотки KOToporo используется токоведущая
арматура опоры, и сиrнальноrо элемента. Последний выполняет
ся в виде запальной спирали, подключенной ко вторичной обмот
ке трансформатора тока, пиропатрона и связанноrо с пиропатро
ном сиrнальноrо флажка. В качестве трансформатора тока в
указателях этоrо типа используется накладной трансформатор
тока с разъемным сердечником.
К достоинствам этих указателей следует отнести возмож-
ность визуальноrо определения срабатывания устройства. Heдo
статком является сложность возврата в исходное состояние,
связанная с заменой пиропатрона.
Указатели с маrнитной памятью основаны на использовании
маrнитных запоминающих элементов, они разработаны рижским
опытным заводом «Энерrоавтоматика» И получили 'условное
название УПИ 1 (указатели поврежденной изоляции). По cpaB
нению с указателями первой rруппы указатели типа УПИ 1
имеют более простую конструкцию и меньшую стоимость.
Указатели rИРЛЯНДbl с поврежденной изоляцией предназна
чены для использования в основном в сетях напряжением 11 О кВ
и выше. Указатели основаны на использовании электрода, YCTa
новленноrо на ближайшем к опоре изоляторе. При дуrовом пере
крытии rирлянды указатель cropaeT, что позволяет с земли или
I с вертолета определить место повреждения изоляции rирлянды
I и опоры. В качестве электрода может использоваться металлизи
рованная пленка либо стальная проволока. Наиболее простым
. указателем rирлянды с поврежденной изоляцией является YKa
затель типа упr [14], разработанный Союзтехэнерrо совмест-
но с МИИСП и рижским опытным заводом «Энерrоавтомати
ка».
Описание и характеристики указателей приведены в 6.
45
6. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ УПУ-f. УКЗ.
КСВ, УПН. УПИ.1 н упr
Указатель поврежденноrо участка УПУ l основан на исполь
зовании маrнитноrо датчика тока для дистанционноrо контроля
тока в проводах линии и элемента отбора напряжения для aBTO
матическоrо возврата устройства в исходное состояние при BOC
становлении напряжения на линии. Автоматический возврат
устройств исключает необходимость обхода и ручноrо возврата
всех устройств, расположенных между питающей подстанцией и
местом повреждения, что особенно важно при успешном АПВ.
Указатель состоит (рис. 14) из стационарноrо блока ЕС с
вынесенным конт актным rнездом Х 1 и переносноrо блока KOHTpO
. ля (индикатора срабатывания) ЕЛ с контактным штырем Х2.
Стационарный блок устройства устанавливается на опоре на изо
ляционн6м расстоянии от контролируемых проводов. Контактное
rнездо укрепляется на опоре на уровне 2,8 3 м от земли и coe
диняется со стационарным блоком двумя проводами. Перенос
ный блок служит для проверки состояния выходных контактов
стационарноrо блока. Один переносный блок может быть исполь
зован для контроля срабатывания rруппы стационарных блоков.
МаrнитныЙ датчик М стационарноrо блока имеет Т образный
маrнитопровод с двумя рабочими 1 и 3 и двумя испытательными
2 и 4 обмотками. Каждая рабочая обмотка включена на свой
выпрямитель VSl и VS2. Выходы выпрямителей соединены по
следовательно и питают обмотку 1 поляризованноrо реле К.
Рис. 14. ПРИ,нципиалыщя схема указателя
поврежденноrо учаСl'ка.УПУ l
46
3
::J
БСI
RLt I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
J
2 I ""'l
'
Х1 X2 ,I
L Б
r """"
I ,С1 R1 . '.
I
I
I
I
I
I
L M '
C't
Конденсаторы Сl и С2 служат для компенсации реактивноrо
сопротивления обмоток. датчика на частоте 50 [ц. Резисторы R 1
и R2 служат для реrулировки чувствительности указателя на
заводе, а резисторы R5 и R6 используются для плавноступенча
той реrулировки уставки по току срабатывания перед установкой
указателя в эксплуатацию. Обмотка 2 реле К служит для возвра
та устройства в исходное состояние.
Блок возврата состоит из выпрямителя VS3, конденсатора
С3, тиратрона с холодным катодом V L и резисторов R3, R4.
Питание блока возврата осуществляется с помощью eMKocTHoro
отбора напряжения от линии. Отбор напряжения может быть
выполнен с помощью подвески к одному проводу линии изоля
тора П А,5, пестик KOToporo подключается к зажиму 3 указателя,
или от подвешенноrо в одном пролете четвертоrо провода, KOTO
рый также подключается к этому зажиму.
При рабочем режиме линии контакт Кl реле К замкнут, а
контакт К2 разомкнут. Контакт Кl через емкость конденсатора
С4 закорачивает вход выпрямителя VS3, вследствие чеrо напря
жение на конденсаторе С3 близко к нулю и обмотка 2 реле обе
сточена. При КЗ на линии за местом установки указателя воз
растает ток в проводах контролируемой линии, что приводит К
увеличению маrнитноrо потока в сердечнике датчика и COOTBeT
ственно к увеличению тока в обмотке 1 реле. При значении тока;
равном и большем заданной уставки, реле срабатывает, замыка
ет контакт К2 и размыкает контакт Кl. После отключения КЗ
положение контактов реле остается тем же. Если в этом состоя
нии указателя подключить переносный блок к контактной вилке,
лампа Н L переносноrо блока будет ropeTb через замкнутый KOH
такт К2, что сиrнализирует о .срабатывании указателя. Если ли
ния после отключения КЗ успешно включилась от АПВ или
вручную, т. е. на линии восстановилось рабочее напряжение, KOH
денсатор С3 начинает заряжаться током отбора до напряжения
зажиrания тиратрона. Тиратрон зажиrается, через обмотку 2
реле проходит ток разряда конденсатора С3 и реле возвращает
ся в исходное состояние.
Указатели УПУ 1 имеют контактный выход, который может
быть использован для передачи информации о срабатывании
устройства по каналу связи на питающую подстанцию. В част
ности, указатель УПУ 1 используется как фиксатор коротких
замыканий в комплексном устройстве «Сиrнал», разработанном
институтом «Сельэнерrопроект».
Указатели УПУ 1 обладают пониженной чувствительностью К
токам, частоты которых ниже или выше 50 rц. Блаrодаря резо
нансной настройке маrнитный датчик практически не трансфор
мирует апериодические токи, даже затухающие со сравнительно
малыми постоянными времени, что облеrчает отстройку указа
телей от бросков намаrничивающеrо тока трансформаторов.
47
П1
БТ ,,'
r c* R l'"
: м I CJ . Т:',
I Vn1 С
I .,)
L .J,.\, '
......... ................................................................... ................. ......... ...,j'...
1,
'1'"
I
I
I
I
'.....J
С7
СВ
П2
I
I
I
I
!
БВ L.
1
I I
Рис. 15. Функциональная схема указателя УКЗ
Основные технические данные указателей типа УПУ t. YKa
затели предназначены для определения поврежденноrо участка
при междуфазных КЗ в сети 6 35 кВ. Указатели выпускаются
в двух исполнениях по току срабатывания: от 50 до 200 А и от
100 до 300 А.
Указатели выдерживают в течение 2 с без повреждений про
текание тока не менее 30 KpaTHoro минимальноrо тока срабаты
вания. Возврат указателя в исходное состояние обеспечивается
при прохождении тока в цепи отбора напряжения .20 мкА ,и
выше., ".
Рабочий диапазон температур от 40 до + 400 С. Темпера '
турная поrрешность по току срабатывания в рабочем диапазоне
температур не превышает 20%.
Указатель KopoTKoro замыкания типа УК3. Принцип деЙСТВИ}jl
указателя УКЗ основан на использовании маrнитных датчиков"
элемента отбора напряжения и электромеханическоrо индика
тора.
Указатель УКЗ (рис. 15) состоит из блока измерения тока
БТ, блока маrнитной памяти БП и блока возврата БВ. Блок БТ
имеет двухстержневой маrнитный датчик М, который совместно
с конден<:,аторами С1 и С2 составляет резонансный контур, Ha
строенныи на частоту 50 [ц. Напряжение выхода датчика, про
порциональное току в линии, выпрямляется выпрямителем VS 1
и сrлаживается конденсатором С3. Дифференцирующая цепоч
ка R C4 обеспечивает при скачкообразном возрастании тока в
линии подачу управляющеrо импульса на вход тиристора V D 1,
выход KOToporo включен на обмотку срабатывания БП.
4В
Блок БП представляет собой П образный маrнитопровод 1
с прямоуrольной петлей rистерезиса, на котором размещены
обмотки срабатывания 2 и возврата 3. Между полюсами маrни
топровода на оси 4 закреплен сиrнальный флажок 5, выполнеН:
ный из маrнитотвердоrо сплава и намаrниченный, как показанЬ
на рисунке.
Блок БВ содержит выпрямитель VS2, конденсаторы С5 и С6
и динистор VD2. Блок подключен к элементу отбора напряжения
в виде изоляторов С7 и СВ, подключенных к проводам П KOHT
ролируемойлинии. '
При возникновении КЗ через дифференцирующую цепочку
R-C4 на вход тиристора VD1 подается импульс тока, включаю
щий тиристор. Конденсаторы С5 и С6, заряженные от элемента
отбора напряжения через выпрямитель VS2, разряжаются через
тиристор на обмотку срабатывания 2 маrнитопровода и пере
маrничивают ero. Под действием маrнитноrо поля маrнитопрово
да флажок индикатора поворачивается BOKpyr оси 4 до упора 6.
При этом флажок оказывается повернутым к наблюдателю CTO
роной, окрашенной в яркий цвет, что свидетельствует о срабаты
вании устройства.
При включении линии в работу после устранения КЗ KOHдeH
саторы С5 и С6 заряжаются от антенны. Коrда напряжение
на конденсаторе С5 возрастает до напряжения включения дини
стора VD2, конденсатор С5 разряжается через обмотку возвра
та БП, сердечник ero вновь перемаrничивается и флажок инди
катора возвращается в исходное состояние.
В указателе, подrотовленном к серийному выпуску, пороrо
вые opraHbI срабатывания и возврата выполнены на транзисто
,рах. Для срабатывания и возврата БП используется одна об .
мотка, на которую подается напряжение разной полярности С
помощью дополнительноrо релейноrо элемента. '
f Структурная схема указателя (рис. 16) содержит преобра
зователи тока ПТ 1 и ПТ2, элемент eMKocTHoro отбора напряже
lJИЯ ЗО, максиселектор сиrналов преобразовате ей МС, выпря:
мители VS1 и VS2, блок выдеJlения переходнои составляющеи
тока БТ и формирователь Ф. Выход формирователя подключен
,ко входу пороrовоrо opraHa срабатывания ПО 1. Формирователь
СФ выполнен из двух последовательно соединенных блоков: or
'Рис. 1.6. Структурная..схем,а указателя
.. УКЗ
49
раничителя сиrнала ОС и интеrратора И. Кроме Toro, указатель
содержит блок индикации БИ, источник опорноrо напряжения
И Н, пороrовый opraH возврата П02, накопитель Н, элемент
контроля напряжения 3Н, разрядный элемент накопителя Р3
и элемент стабилизации напряжения накопителя СН.
При включении линии в работу через элемент eMKocTHoro
отбора напряжения 30 напряжение через выпрямитель VS2
подается на накопитель Н, который заряжается за время по
рядка 40 с и подrотавливает схему указателя к срабатыванию.
Напряжение на накопителе оrраничивается с помощью элемен
та стабилизации напряжения СН. С помощью преобразователей
тока ПТ 1 и ПТ2 Производится измерение токов в фазах KOHTpO
лируемоrо участка линии. При возникновении КЗ на контроли
руемом участке линии значение сиrнала на выходе одноrо или
обоих I]T возраста т и сиrнал через максиселектор МС, Bыдe
ляющии наибольшии из сиrналов, и выпрямитель VSl поступа
ет на вход блока выделения переходной составляющей тока БТ.
На выходе этоrо блока появляется напряжение, пропорциональ
ное приращению тока при КЗ, которое через оrраничитель сиr
нала ОС и интеrратор И подается на вход пороrовоrо opraHa
срабатывания ПОl.
Если значение сиrнала превышает напряжение уставки cpa
батывания пороrовоrо opraHa ПОl, последний срабатывает и
разряжает накопитель Н на обмотку срабатывания блока инди
кации БИ. При этом флажок индикатора поворачивается к
окошку стороной, окрашенной в яркий цвет и таким образом
указатель дает сиrнал о КЗ на контролируемом участке сети.
При включении линии в работу после устранения КЗ или после
успешноrо АПВ появляется напряжение на выходе элемента
отбора 30. При этом вновь заряжается накопитель Н и сраба
тывает пороrовый opraH П02, который переводит блок индика
ции в исходное состояние. Для исключения срабатываний YKa
зателя от тока наrрузки в указателе предусмотрены элемент
контроля напряжения 3Н и разрядный элемент Р3, которые при
отключении линии разряжают накопитель Н. ДЛЯ исключения
излишних срабатываний при кратковременных бросках тока
наrрузки испоЛьзуются оrраничитель сиrнала ОС и интеrра
тор И.
Оrраничитель сиrнала ОС оrраничивает приращение напря
жения на выходе максиселектора МС дО значения, COOTBeTCTBY
ющеrо минимальному току КЗ, а интеrратор И имеет постоян
ную времени интеrрирования, при которой выходной сиrнал
интеrратора достиrает максимальноrо значения через 0,1 с. Or
раничитель ОС используется для стабилизации времени интеr
рирования, которое выбрано' с учетом минимальноrо времени
ОТКлючения КЗ. Источник опорноrо напряжения И Н позволяет
устанавливать стабильный пороr срабат'ывания указателя.
50
Основные технические данные указателей типа укз. Указа
тели предназначены для определения поврежденноrо участка
при междуфазных КЗ в сети 6 10 кВ. Допускается использова
ние указателя на линиях 20 35 кВ.
Указатель срабатывает при резком увеличении тока в прово
дах контролируемой линии на 50 А и более. Возврат указателя
обеспечивается при протекании тока в цепи отбора напряжения
50 мкА и более. Работа указателя обеспечивается при токах
наrрузки линии до 100 А.
Флажок индикатора имеет площадь 5 см 2 . Указатель обес
печивает возможность контроля исправности в процессе эксплу
атации.
Рабочий диапазон температур от 45 до + 500 С.
о Указатель отключения выключателей типа кев предназна-
чен для контроля аварийноrо отключения сетевых выключателей
в электрических сетях 6 35 кВ. Принцип действия указателя
основан на использовании диаrностическоrо контроля отключе
ния выключателя путем анализа параметров аварийноrо режи-
ма в контролируемой сети.
При использовании в сети 35 кВ указатель устанавливает
ся на линии 35 кВ (рис. 17, а) и осуществляет контроль аварий
ных отключений выключателей 35 кВ (1 и 2) и выключателей
10 кВ (3 16) с указанием их номеров.
а)
7 В 9 10 К2 11 12 fJ
f --il;:---
,16 7S
1. tiJdJ
I I I
а t 1 t 2 t 5 t",
8)
I л
t s t 6 t
о
t 1 t 2 t't-
5}
t
Рис. 17. Установка указателя аварийноrо отключения выключателя КСВ на линии
35 кВ (а); изменение тока линии /. при аварийном отключении выключателя сети,
оснащенноrо устроЙством однократноrо (6) и двукратноrо (в) АПВ
51
Указатель содержит блок выявления броска тока БТ, под
ключенный к трансформаторам тока контролируемой линии,
блок контроля интервалов времени между бросками тока БК,
блок лоrических операций БЛ, блок индикации номера аварий
но отключенноrо выключателя БИ, блок сброса информации
БС и блок опробования БО. Указатель фиксирует аварийное
отключение выключателей, оснащенных устройством OДHOKpaT
Horo и двукратноrо АПВ. .
Признаком аварийноrо отключения выключателя, оснащен
Horo устройством однократноrо АПВ, например выключателя
1 при КЗ в точке К1, служит появление на входе устройства
КСВ двух импульсов тока КЗ с заданным интервалом времени
12 13 между импульсами (рис. 17, 6). Выдержка времени YCT
ройств АПВ контролируемых выключателей устанавливается
различной, например АПВ выключателя 1 имеет выдержку 5 с,
выключателей 2 и З соответственно 7 и 9 с, и т. д.
При появлении на входе блока БТ импульсов тока КЗ с ин
тер валами времени I1 12 И 13 14 на выходе блока возникают
соответствующие сиrl;Iалы, поступающие на вход блока KOHTpO
ля БК, который фиксирует возникновение импульсов тока КЗ,
а также интервал между этими импульсами 12 13.
Блок лоrических операций БЛ по длительности зафиксиро
BaHHoro интервала времени между бросками тока КЗ опреде
ляет номер аварийноотключившеrося выключателя и выдает
команду в блок индикации БИ, на цифровом табло KOToporo
появляется номер этоrо выключателя. Сброс информации ocy
ществляется от блока сброса Бс. Блок опробования БО позво
ляет в процессе эксплуатации проверить исправность устройства.
Признаком аварийноrо отключения выключателя, оснащен
Horo устройством двукраТноrо АПВ, например выключателя 15
при КЗ в точке К2, служит появление на входе устройства КСВ
трех импульсов тока КЗ (импульсы с интервалами времени
11 /2, Iз /4 и 15 /6 на рис. 17, в) с заданным интервалом Bpe
мени между первым и вторым импульсами. При этом блок ло
rических операций БЛ по интервалу времени между первыми
двумя импульсами определяет номер аварийно отключившеrо
ся выключателя, а также оснащенность этоrо выключателя
двукратным АПВ. При возникновении TpeTbero импульса тока
КЗ в течение заданноrо времени (примерно 60 с) блок БЛ фик
сирует аварийное отключение выключателя, в данном случае
выключателя 15. При отсутствии TpeTbero импульса тока КЗ в
течение заданноrо времени, т. е. при успешном АПВ, фиксация
номера выключателя не производится и устройство возвраща
ется в исходное состояние.
Число выключателей, контролируемых одним указателем
КСВ, зависит от, стабильности характеристик используемых в
электрической сети устройств АПВ и может составлять от 3 5
52
(при использовании устройств АПВ u с поrрешностью + 20%)
до 20 25 (при использовании устроиств. АПВ с поrрешностью
+ 3%).
Указатель КСВ может использоваться также непосредствен
u I
но В электрических сетях 10 кВ для контроля аварииных отклю
чений секционирующих выключателей 10 кВ. При этом устрой
ство КСВ устанавливается на вводах к шинам 10 кВ подстан
ции.
Основные технические данные указателем КСВ. Указатели
предназначены для дистанционноrо контроля отключения BЫK
лючателей 6 35 кВ при КЗ на присоединении за выключателем.
Указатель обеспечивает возможность контроля до 25 выклю
чателей, оборудованных устройствами АПВ с поrрuешностью
+ 3%, и до 5 выключателей при поrрешности устроиств АПВ
+ 20%.
Указатель осуществляет контроль интервала времени меж
ду первым и вторым импульсами тока КЗ в течение 0,5 15 с
и наличие TpeTbero импульса тока КЗ в течение 60 с.
Питание указателя осуществляется от 'источника переменно
[о тока напряжением 100, 127 и 220 В. Потребляемая от ис
точника питания мощность не превышает 50 В. А.
Указатель снабжен встроенным устройством для проверки
работоспособности в процессе эксплуата ии.
Указатели поврежденных направлении типа УПН. В настоя
щее время все большее распространение получ ет использова
ние ответвлений от распределительных линии напряжением
110 220 кВ. При этом в ряде случаев подстанции подключают
ся к линии через отделители и разъединители.
При повреждении на любом участке такой линии (рис. 18)
поврежденный участок может быть отключен и питание подстан
ции восстановлено. Для определения поврежденноrо участка
в подобных случаях MorYT быть использованы фиксирующие при
боры, установленные на подстанциях ПС 1 и ПС2, или указате
ли поврежденноrо участка, контролирующие со стороны подстан
цИИ ПСЗ направление протекания мощности к месту повреж
ПС1 QR1 \ QR \ QR2 ПС2
. ПС3
Рис. 18. 'Схема питания подстаllЦИИ без
выключателей со стороны высшеrо Ha
пряжения
Рис. 19. Структурная схема указателя
УПН I
53
дения. Второй вариант более эффективен, так как позволяет
определить поврежденный участок значительно скорее. .
В качестве указателей поврежденноrо участка на таких под
станциях MorYT быть применены простейшие устройства, исполь
зующие.для отбора информации опараметрах аварийноrо режи
ма упрощенные датчики тока и напряжения. В Союзтехэнерrо
разработан ариант указателя типа УПН 1, определяющеrо
поврежденныи участок сети по направлению протекания мощ
ности при КЗ на землю. В качестве датчика тока в устройстве
ПРl!.менен фильтр токов нулевой последовательности, выполнен
ныи на маrнитных трансформаторах тока типа ТВМ, исполЬ'Зу
емых в комплекте защиты ТЗК 1 рижскоrо опытноrо завода.
«Э нерrоавтоматика».
В качестве датчика напряжения в устройстве может быть
примене,н.обычный измерительный трансформатор напряжения
с обмотками, соединенными в разомкнутый треуrольник, либо
фильтр с емкостным отбором напряжения.
Указатель УПН 1 (рис. 19) содержит датчики тока ВI и Ha
пряжения ви, реле тока КА, напряжения KV и направления
мощности KW, реле времени КТ, элемент памяти П, лоrические
элементы И, НЕТ и замедленное выходное реле KL. Датчики
устанавливаются на конструкции одноrо из релейных разъеди
нителей (или отделителей), например на конструкции разъеди
нителя QRЗ (см. рис. 18) в соответствии с рекомендациями инст
рукции по эксплуатации устройства ТЗК 1.
Реле KV питается от датчика фазноrо напряжения линии или
от трансформатора собственных нужд подстанции и в нормаль
ном режиме находится в сработанном сосТоянии.
При КЗ на контролируемом участке, например на участке
1 (СМ' о рис. 18) срабатывают реле КА и KW и через элемент И
воздеиств ют на реле КТ. Последнее срабатывает с заданной
выдержкои времени и подает сиrнал на элемент памяти П за
поминающий информацию в течение заданноrо времени. '
Повреждения на участках 1 и 11 линии сопровождаются OT
ключением подстанции ПСЗ. При этом реле КА и KV воЗврас
щаются в исходное положение и через элемент НЕТ вместе с
элементом П воздействуют через элемент И на выходное реле
KL. Последнее срабатывает, указывая поврежденный участок.
Информация о поврежденном участке позволяет персоналу ПОk
станции быстро отключить участок 1 и восстановить питание
подстанции по участку JI. Контакты выходноrо реле указателя
MorYT быть использованы в схеме подстанционной автоматики
для автоматическоrо отключения отделителя поврежденноrо
участка в бестоковую Паузу, следующую за первым циклом АПБ.
Контроль наличия напряж.ения u на линии с помощью реле
V позволяет выПолнить устроиства селективными дейс'r
ующими при повреждениях только на участках питающей ли'
. .
нии 1 и JI. При повреждениях на соседнюСлiшиях выходное реле
устройства не срабатывает из за отсутствия разрешающеrо сиr
нала от реле KV. В указателе может быть использован opraH
направления мощности, реаrирующий на междуфазные пов
реждения. При этом в качестве датчика тока в указателе может
быть использован упрощенный фильтр токов обратной последо
вательности.
Рассмотренный принцип выполнения направленноrо указа
теля поврежденноrо участка положен в основу устройства типа
УПН 1. Этот указатель предназначен для определения повреж
денноrо участка линий 11 0 220 кВ, питающих подстанцию без
выключателей со стороны высшеrо напряжения. Указатель раз
работан с использованием элементов комплексноrо устройства
защиты типа ТЗК 1.
В качестве датчика тока в указателе используется фильтр
токов нулевой последовательности с применением маrнитных
трансформаторов т 1 ТЗ (рис. 20) типа ТВМ. Трансформато
ры ТВМ позволяют устанавливать их на, ;rиповых конструкциях
отделителей и разъединителей. Для настройки фильтра исполь
зуется корректор в виде резисторов R4 ' Rб.
В качестве датчика напряжения в схеме можно применить
фильтр напряжения нулевой последовательности с использова
нием измерительных конденсаторных ВI:!РДОВ (Сl СЗ), пред '
назначенных для подключения ПРИСПОС9бления для измерения
напряжения ПИН. Отбор напряжения от фаз А, В и С линии
производится через емкости С4 Сб основной изоляции вводов.
Для настройки фильтра используются резисторы .R4 Rб.
Релейная часть устройства содержит реле тока КА, реле
контроля напряжения KV, два реле направления мощности 1 KW ц
2KW, два реле времени 1 КТ и 2КТ и два замедленных BbIXOk
Т1 Т2 Т3
U U U
КА 1KW 2KW
1КТ
30
--=-
2KL
:Jo
Рис. 20. Принципиальная схема указателя УПН.1
55
Hbix реле 1 KL и 2KL. Э-f.а часть схемы работает в соответствии
с iIOrической схеМОЙ,представленной на рис. 19. Имеются два
комплекта аппаратуры, действующей при повреждении на лю
бом (l или ll) участке линии.
Основные технические данные указателя типа УПН l. YKa
затели предназначены для определения поврежденноrо участк
линий 110 220 кВ, питающих подстанции без выключателеи
со стороны высшеrо напряжения.
" Ток срабатывания устанавливается в пределах 1 oo 1000 А
при использовании в ycTaH BKax 110 кВ и 200 2000 А в yc
таflовках 220 кВ. Правильная работа обеспечивается, если нап
ря)Кение нулевой последовательности со тавляет более 0,05 зна
чения номинальноrо напряжения установки.
, Рабочий диапазон температур от 40 до + 400 С.
На ВЛ llO 750 кВ MoryT быть эффективно использованы
простые топоrрафические ук:азатели направлений к месту пов
реждения, основанные на к'онтроле протекания составляющих
тока повреждения на участках троса. Союзтехэнерrо совместно
с МИИСП разр'абdtЫны принципы выполнения новых указате
лей направления К"Месту повреждения на линиях с тросом ти
пов УПН 2 и УПН 3 с авТоматическим возвратом [13].
Указатель типа УПН 2 (рис. 21, а) предназначен для YCTa
lJОВКИ на ВЛ через участки протяженностью 1 o 15 пролетов.
Он содерщит преобр#ователи тока 1 пт зпт, фазосравни
вающие элементы lФС и 2ФС, элементы фиксации lЭФ и 2ЭФ,
::щементы индикаЦИи lЭИ и 2ЭИ и элемент возврата ЭВ. На
рисунке показана установка указателя на анкерной опоре, [де
трос Т крепится к опоре через изоляторы И, а заземляется пе
РЕ:мычками. Буквами А, В и С обозначены фазные провода ли
нии.
При КЗ на участке линии со стороны преобразователя 1 пт
;020
ЮТ
.
р
'с'
А
В
С
Ч.)
о)
P e, ' !" Структурные схемы указателей н'аправлени!'l к месту повреждения ВЛ с
Tpp OM:
Ili' УЩ.[.2i 6, УПН.3
$6
составляющая тока повреждений в опоре IQ совпадает \ по. нап
ра лению с составляющей тока повреждения 1',' в ближнем к
месту повреждения участке троса. При 'этом к фазосравниваю
щему элементу 2ФС от преобразователей 1 пт и 2ПТ подводят
ся сиrналы, совпадающие по направлению с учетом полярн.ости
преобразователей. На выходе фазосравнивающеrо элемента по
является сиrнал, вызывающий срабатывание элемеНта фикС'а
цИИ 2ЭФ с элементом индикации 2ЭИ, указывающим направле
ние к месту повреждения ВЛ. О,
При повторных КЗ и изменении направлении контролируе
мых токов (совпадении по направлеНIIЮ составляющих 10 и I )
элемент фиксации 2ЭФ возвращается в исходное положение,
а элемент фиксации lЭФ фиксирует новое направление к месту
повреждения.
Фазосравнивающие элементы MorYT быть выполнеН I. с ис
пользованием опорных диодов, а в качестве элементов фиксации
MorYT быть использованы двухпозиционные реле. В качестве
элемента индикации MorYT быть использованы стационарные
индикаторы (например, звуковые) лиБОj[Пffiу ерные, контроли
рующие состояние элемента фиксации по JIОJlо ению BЫXOДHO
[о контакта последнеrо. .
Указатель типа УПН 3 (рис. 21, б) предна;значен для опре
деления направления к месту поврежденuй. на линии элеRТропе
редачи с ответвлениями. Указатели уст н:авливаются на линии
в точках ответвлений. Указатели содержат 'преобразователц
тока 1 пт зпт, включенные в цепи участков троса Т, фазо
сравнивающие элементы фиксации lЭФ 2ЭФ, элементы ИНДй
кации lЭИ 2ЭИ и элемент возврата ЭВ. Буквами А, В иg
обозначены фазньrе провода линии. '
При КЗ на участке линии, контролцруемом преобразовате
лем 2ПТ или 3IlТ, срабатывает соответственно элемент фикса
ции lЭФ или 2ЭФ. При повреждении участка линии до отве'(в.
ления срабатывают элементы фиксации 1 ЭФ и 2ЭФ. ' ' ,
Результаты испытаний показывают, что составляющие тока
замыкания на реальных ВЛ снижаются до 5 А в опоре и 20"'"'С
30 А в тросе практически через 15 30 пролетов от места замы,
кания. Для эффективноrо применения указатели типа УПН 2
должны реаrировать назначения тока соответственно 25 А в
тросе и 5 А в опоре. При этом контролируемые указатели участ
ка линии превышают по протяженности участки, выделяемые
дистанционными средствами ОМП, чТО обеспечивает правиль
ность действия указателей во всех режимах работы линии.
Указатели модификации УПН 3, реаrирующие на вынужденную
составляющую тока в тросе ВЛ, практически MorYT не иметь
оrраничений по длине контролируемоrо ответвления линии.
Указатели направлений к месту повреждения достаточно
просты и MorYT изrотавливаться силами энерrосистем. Промыш
51
ленное освоение :;IТИХ у<;тройств ,намечается осуществить в 1989
1990 п. ' ,
Указатели опор с поврежденной. изоляцией типа УПИ t BЫ
полняются в виде двух блоков: стационарноrо с элементом
памяти, устанавливаемоrо на опоре, и переносноrо" используе
Moro для контроля срабатывания и для возврата всех реаrирую
щих блоков контролируемой линии.
Указатели основаны на использовании маrнитных запоми
нающих элементов. Стационарный блок этих указателей coдep
жит элемент памяти из маrнитотвердоrо материала, намаrни
ченноrо в определенном направлении. При повреждении изоля
ции контролируемой опоры по металлическим деталям опоры
протекает ток повреждения и ero маrнитным полем элемент
памяти перемаrничивается. Контроль состояния намаrниченнос
2 2
A A Б Б
2
9J
н
d]
8
В)
а)
2
е)
'"
Рис. 22-. Указатели опор с ПОI!
_ режденной изоляцией УПИ l
ти И возврат элемента памяти в исходное состояние произво
дятся с помощью переносноrо блока контроля. -
Указатели УПИ 1 имеют несколько исполнений (рис. 22),
различающихся выполнением стационарных блоков, что позво
ляет использовать указатели на линиях как с железобетонными,
так и металлическими опорами. Стационарный блок указателя,
предназначенноrо для линий с железобетонными опорами
(рис. 22, а), выполнен в виде кольца 1 из маrнитотвердоrо Ma
териала и маrнитопровода 2 из листовой электротехнической
стали, используемоrо одновременно для крепления блока к опо
ре 3. Маrнитопровод 2 состоит из двух половин, соединяемых
с помощью металлических скоб 4.
При установке указателей в эксплуатацию кольца намаrни
чиваются постоянным дуrообразным маrнитом в вертикальном
направлении, как показано на рис. 22, а. Маrнитные элементы
сохраняют остаточную намаrниченность длительное время.
При повреждении изоляции контролируемой опоры по металли
ческим деталям опоры протекает ток. Маrнитный поток, замы
кающийся по кольцу из элементов 1 и 2, производит перемаrни
чивание кольца 1 так, что маrнитный потенциал точек N и 5
становится одинаковым.
В качестве индикатора для проверки состояния намаrничен
ности заf!оминающеrо элемента в устройстве используется пе
реносный индикатор (рис. 22, 6) с маrнитоуправляемым KOHTaK
том. Схема индикатора содержит несимметричный мультивибра
тор на транзисторах VT 1 и VT2, при этом в качестве наrрузоч
Horo сопротивления транзистора Т 1 используется катушка К,
расположенная вблизи маrнитоуправляемоrо контакта. Пр Ha
жатии кнопки 5В через обмотку К периодически с частотои pa
боты мультивибратора протекает ток и соответственно периоди
чески замыкается маrнитоуправляемый контакт. При этом
сиrнальная лампа Н L rорит миrающим светом. При расположе
нии ферромаrнитных стержней Н индикатора вблизи маrнитноrо
кольца 1 опоры с неповрежденной изоляцией маrнитоуправля
емый контакт удерживается в замкнутом состоянии маrнитным
полем кольца и лампа начинает [ореть непрерывно. При pac
положении индикатора вблизи кольца опоры, перемаrниченноrо
током повреждения, лампа продолжает [ореть миrающим светом,
что свидетельствует об имевшем место протекании по опоре тока
повреждения и возможном повреждении изоляции.
Стационарный блок варианта указателя, предназначенноrо
для использования на линиях с металлическими опорами
(рис. 22, в), выполняется в виде кольца 1 из маrнитотвердоrо
материала, пластин 2 и фиксаторов 3 из маrнитомяrкоrо MaTe
риала. Фиксаторы используются в качестве маrнитопровода и
для крепления запоминающеrо элемента к элементу опоры,
например к поясному уrолку 4. При этом сам уrолок 4, по KOTO
59
рому протекает контролируемый ток, используется также в Ka
честве маrнитопровода.
Пластины 2 MorYT быть прикреплены к элементу опоры cI!ap
кой (рис. 22, с), при этом фиксаторы не используются.
Выполнение контрольноrо индикатора позволяет произво
дить достаточно просто проверку ero исправности в процессе
эксплуатации. Для этой цели к включенному индика
тору подносится маrнит элемента возврата. Если при прибли
жении маrнита на установленное инструкцией расстояние лампа
индикатора перестает ropeTb миrающим светом и начинает [o
реть непрерывно, то индикатор исправен.
Основные технические характеристики указателей УПИ I.
Указатели типа УПИ предназначены для определения опор с
поврежденной изоляцией при устойчивых инеустойчивых КЗ
на линиях 110 кВ и выше. Указатели MorYT быть использованы
также для опреД'еления опоры с поврежденной изоляцией при
двойных замыканиях на землю на линиях 6 35 кВ.
Указатель УПИ 1 при установке на железобетонной опоре
срабатывает при протекании по опоре тока повреждения около
300 А при длительности протекания более 0,1 с.
A A
J
2
t.e,C
5
б)
I ,а установка указателя на изоля
торе; б зависимость времени cro
рания реаrирующеrо элемента 1 YKa
зателя ' с ОТ значения тока AyroBoro
перекрытия rирлянды [к
*
J
2
Рис. 23. Указатель rирлянд с
поврежденной изоляцией
упr:
"
о
100 200 300 *00
Iк,А
60
При установке на элементе металлической опоры указатель
срабатывает при протекании по контролируемому элементу тока
повреждения около 200 А при длительности протекания более
0,1 с.
Стационарные блоки указателя УПИ 1 позволяют установку
указателя на железобетонных опорах диаметром до 550 мм и Me
таллических опорах с уrолками размерами от 50 Х 50 до 160 Х
Х 160 мм.
Указатели УПИ 1 поставляютсЯ' заводом в комплекте 50 CTa
ционарных блоков, 2 индикатора и 2 элемента возврата.
Указатель поврежденной rирлянды типа упr предназнач н
для определения места перекрытия rирлянды изоляторов при
устойчивых инеустойчивых КЗ на линиях 11 О кВ и выше. .
Указатель содержит реаrирующий элемент 1 (рис. 23, а),
выполненный из стальной проволоки, муфту 2 для скрепления
концов реаrирующеrо элемента и три сиrнальных флажка 3.
Указатель устанавливается на шапке BepxHero изолятора rирлян
ды. Размеры и выполнение элементов указателя представлены
на рисунке.
Сиrнальные флажки обеспечивают возможность визуальной
индикации наличия индикатора на rирлянде с земли и с BepTO
лета на расстоянии до 50 70 м.
При перекрытии rирлянды электрической дуrой реаrирующий
элемент указателя частично cropaeT. При этом блаrодаря пру
жинистым свойствам реаrирующий элемент распрямляется и
указатель падает на землю. Муфта указателя позволяет про
изводить установку и снятие ero без разборки rирлянды.
Реаrирующий элемент выполняется из оцинкованной
проволоки, что rарантирует продолжительный срок службы до
6 10 лет.
При использовании для реаrирующеrо элемента проволок
диаметром 1,5 мм указатель реаrирует на ток дуrовоrо пере
крытия rирлянды 1 кА и выше при длительности про
текания тока 0,1 с и более. При протекании тока в течение
более 0,1 с указатель срабатывает при меньших значениях тока
(рис. 23, б) .
Основные технические характеристики указателей упr. YKa
затель реаrирует на ток дуrовоrо перекрытия rирлянды 1 кА и
выше при длительности протекания тока 0,1 с и более.
Реаrирующий элемент выполнен из стальной оцинкованной
проволоки по [ОСТ 1526 81 * или [ОСТ 15892 70 *.
Сиrнальные флажки окрашены в желто оранжевый цвет.
Конструкция замка обеспечивает возможность скрепления KOH
цов реаrирующеrо элемента без применения инструмента и yc
тановку указателя без разборки rирлянды.
Рабочий диапазон температур от 50 до + 500 С.
61
7. ПРИМЕНЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Накопленный к настоящему времени опыт эксплуатации YKa
зателей участков и опор с поврежденной изоляцией позволяет
рекомендовать ряд уточнений и дополнений к указаниям завод
ских инструкций при применении и техническом обслуживании
устройств.
Указатели поврежденноrо участка УПУ l выпускаются за
водом настроенными на ток срабатывания 50 или 100 А для
принятоrо расчетноrо расположения проводов на опоре соrласно
рис. 24, а. При друrих расстояниях и расположении проводов
значения тока срабатывания при едены в заводской ДOKYMeHTa
ции.
. Ток срабатывания lс указателя УПУ 1 должен удовлетворять
соотношению
" 1 к
1,51IT IC 2'
rде l к минимальное значение тока двухфазноrо КЗ в наиболее
удаленной точке участка линии, расположенной за местом YCTa
новки указателя; I'j;T суммарный номинальный ток трансфор
маторов, установленных за указателем.
Если ток срабатывания не удовлетворяет этому соотноше
нию, то производится перенастройка указателя. '
Проверка тока срабатывания осуществляется путеМ подачи
тока либо во вспомоrательную обмотку сердечника с(') снятие,М
крышки указателя, либо в дополнительную обмотку из трех
ви:rков, намотанную на корпус указателя. У ставке 50 А COOT
ветствует ток в дополнительной обмотке 1 А, уставке 100 А
ток 2 А.
о)
Рис. 24. Установка указателя:УПУ-I:
р в Ив Т установки указателя На опоре ВЛ; б вариант установки изолятора на
62
Настройка указателя на заданный ток срабатывания про
изводится с помощью резистора Rб и перемычки П (см. рис. 14);
Проверка узла возврата производится путем подачи через KOH
денсатор или резистор на контакты 1 3 разъема переменноrо
тока 20 мкА. При этом токе указатель должен надежно воз
вращаться в исходное состояние.
В качестве отбора напряжения для указателя УПУ 1 исполь
зуется подвешенный в одном пролете дополнительный провод:
или изолятор, например, типа ПС 70. Крепление изолятора к
проводу линии может осуществляться стандартными крепеж-
ными элементами либо с помощью'специальноrо держателя
(рис. 24, 6).
По этому способу в rоловке изолятора просверливаются
два дополнительных отверстия диаметром 6 7 мм, в которые
устанавливается стальной прут диаметром 5 и длиной 380 мм;
который затем изrибается, как показано на рисунке. Изолятор'
подвешивается на провод линии таким образом, чтобы провод
проходил через держатель «змейкой». Держатель дополнитель
но закрепляется к проводу алюминиевой жилой.
Поврежденный участок при отключении линии определяется
проверкой состояния указателей с помощью контрольноrо:ин
дикатора, укрепленноrо на изолирующей штанrе.
Указатели УПУ 1 имеют контактный выход, который может
быть использован для передачи информации о срабатывании
на питающую подстанцию с помощью известных каналов связи;
Указатель УПУ 1 может быть использован и в сочетании с более
простыми схемами дистанционной передачи информации, на;"
пример с использованием резонансноrо контура. , ,_
Устройство (рис. 25) состоит из указателя серии УПУ I,
'резонансноrо контура Р К и блока' контроля БК. РеЗонансный
t: :J ' '
1 CJ 11 а к " 11
I 11 J "'* 11 С2
1 LZ I 1 11
I I I о 11 L1
1 I 11
I I KZ К1 11
. lf
I
'1
7'..J
Рис.; 25, ВарИ'внт примененияука::\ателя УПУ I с Щ'lстанционной пере-
дачей IIJJформации
63
контур может быть выполнен в виде конденсаторов С1 и С2 и
катушки индуктивности L1, контур подключен между одним из
проводов контролируемой линии и землей. При рабочем режиме
линии катушка индуктивности L1 и конденсатор С2 зашунти
рованы контактом К1 реле К и контур РК практически не влияет
на сопротивление линии относительно земли.
При срабатывании указателя размыкается контакт К1 и на
частоте настройки контура сопротивление линии относительно
земли изменяется. Резонансные контуры указателей, YCTaHOB
ленных на линии, настраиваются на разные частоты. На друrих
линиях данной сети частоты настройки контуров MorYT повто
ряться.
,Блок контроля содержит конденсатор С3 и дроссель L2,
служащие для присоединения к линии, и измерительное устрои
ство НУ дЛЯ реrистрации изменения входноrо сопротивле!-!'ия
линии на частотах настройки резонансных контуров указателей,
установленных в сети. Измерительное устройство включает в
себя [енератор звуковой частоты, поочередно настраиваемый
в процессе измерений на частоты настройки этих контуров.
При отключении линии от релейной защиты происходит
запуск измерительноrо устройства, которое после завершения
цикла измерений замыкает цепи сиrнальных ламп, COOTBeTCT
вующих сработавшим УПУ I. При этом может быть получена
информация и о зоне неустойчивоrо повреждения, если полный
цикл измерений укладывается в бестоковую паузу 'АПВ.
Указатели KopOTKoro замыкания типа УК3 выпускаются
настроенными на пороr срабатывания 50 А для принятоrо pac
четноrо указателя относительно проводов линии (рис. 26). Пороr
срабатывания соответствует броску тока в проводах, .KOHTpo
А
с:::,
11
'"
....,
,.
Рис. 26. Установка указат я УК3 на железобетонной, ОП1Эре
(а) и деревян»ой опоре (6)
64
лируемоrо участка линии при КЗ. Надежное срабатывание
указателя обеспечивается при скачкообразном увеличении тока
на 50 А, если ток предварительной наrрузки не более 100 А,
т. е. указатель отстроен от тока наrрузки.
При расположении указателя относительно проводов коИ'l'
ролируемоrо участка, как показано на рис. 26, Т образный
маrнитный датчик обеспечивает одинаковую чувствительность
указателя ко всем видам двухфазных КЗ и при трехфазном КЗ.
Выходное напряжение датчика равно максимальному зна
чению одной из двух обмоток. При КЗ на фазах АВ и ВС чув
ствительность указателя (рис. 26, а) определяется сердечни
ком 1, который контролирует ток в про воде А. При КЗ на фазах
ВС чувствительность указателя определяется сердечником 2,
в котором суммируются маrнитные истоки токов фаз В и С.
При изменении расстояний [, и [2 пороr срабатывания изме
няется пропорционально этому изменению. При увеличении
расстояния [, между проводами ВС пропорционально возрастает
пороr срабатывания при коротком замыкании на фазах ВС,
при увеличении расстояния [2 возрастает пороr срабатывания
при коротких замыканиях на АВ и Вс.
Проверка тока срабатывания указателя осуществляется
путем подачи тока в дополнительную обмотку из трех витков
провода, намотанных на корпус перпендикулярно вертикальной
и rоризонтальной осям указателя. Пороrу срабатывания 50 А
соответствует срабатывание указателя при подаче толчком тока
1 А в дополнительную обмотку, расположенную перпендикулярно
вертикальной оси, и 1,5 А в обмотку, расположенную пер
пендикулярно rоризонтальной оси.
Проверка узла возврата производится путем подачи на
входные зажимы 1 3 блока возврата указателя переменноrо
тока значением 50 мкА. При этом токе указатель должен Ha
дежно возвращаться в исходное состояние.
Указатель обеспечивает возможность контроля исправности
в процессе эксплуатации с помощью маrнита. При поднесении
маrнита к месту, указанному на корпусе указателя, последний
срабатывает.
На деревянных опорах с расположением среднеrо про вода
слева (рис. 26, б) указатель устанавливается симметрично
относительно оси опоры. На деревянных опорах с расположением
среднеrо провода справа от указателя и на железобетонных
опорах указатель устанавливается со смещением относительно
оси опоры влево на 5 см.
В качестве отбора напряжения для указателя УКЗ исполь
зуются два подвесных изолятора, например, типа пс 70. За
крепление изоляторов к проводам осуществляется стандартными
элементами либо с помощью специальноrо держателя (см.
рис. 24, б): Провода от указателя подсоединяются к cepьraM
65
. !
З 9S7
изоляторов при помощи специальных скоб, входящих в MOH
тажный комплект.
Указатели УПУ 1 и УКЗ устанавливаются на различных
участках сети в зависимости от характера контролируемой
линии. На линиях с короткими ответвлениями указатели peKOMeH
дуется устанавливать по стволу линии за местом ответвления. На
линиях с коротким стволом и длинными ответвлениями указатели
устанавливаются на ответвлениях вблизи мест разветвлений.
На линиях с длинным стволом и длинными ответвлениями YKa
затели рекомендуется устанавливать в начале ответвлений и на
стволе Линии за местом разветвления.
Высокая эффективность внедрения указателй УПУ 1 и УКЗ,
рост. наrрузок и повышение требований к надежности электро
снабжения потребителей распределительных сетей делают цe
лесообразным сокращение протяженности участков линии, при
ходящейся на один указатель этоrо типа до 2 5 км.
В частности, при решении вопроса о целесообразности yCTa
новки указателя на ответвлениях следует учитывать, что во
мноrих случаях проезд на автомашине по трассе ответвления
невозмо)Кен и поиск места повре)Кдения приходится производить
пешком. В этих случаях проход по трассе ответвления обычна
происходит дважды от начала ответвления до конца и обрат
но. Поэтому представляется целесообразным устанавливать
указатели на ответвлениях, суммарная протяженность которых
превышает 1 ,5 2 км. Необходимо отметить, что не всеrда
целесообразно начинать осмотр поврежденноrо участка с [o
ловной ero части. Так, например, если участок линии с двух
сторон оснащен указателями, а дороrа от начала участка к ero
концу не проходит вблизи трассы участка, то осмотр этоrо
участка, как правило, должен начинаться с конца, если будет
установлено, что указатель в конце участка не сработал и,
следовательно, повреждение находится на рассматриваемом
участке.
Если в сети имеются труднодоступные участки, осмотр KO
торых связан с большими затратами времени, целесообразна
установка указателя для контроля этоrо участка, даже если
протя)Кенность участка составляет Bcero 1 2 км.
Указатели отключения выключателей типа КСБ peKOMeH
дуется использовать в распределительных сетях 6 35 кВ. При
установке на линиях 35 кВ, Питающих подстанции 35/1 О кВ,
указатель используется для контроля аварийных откЛючений
выключателей линии 35 кВ и присоединений 10 кВ, питаемых
от линии подстанций. При установке на вводах к шинам 10 кВ
подстанций 35/10 кВ указатель используется для контроля
аварийных отключений секционирующих выключателей присое
динений 1 О кВ подстанции. Диаrностический способ, на основе
KOToporo указатель различает аварийно отключившийся выклю
66
чатель отличается высокой достоверностью. Однако для по
лучени'я достоверной информации об аварийном отключени
выключателей число контролируемых указателем выключателеи
должно быть выбрано таким, чтобы с учетом возможноrо раз
броса BpeMeHHbIx характеристик устройств АПВ значение Bpe
мени первой бестоковой паузы находилось в контролируемом
интервале времени. Ступень различия контролируемых интер
валов времени в указателе может быть установлена от O, до
3 с в зависимости от точности используемых в сети устроиств
АПВ. При использовании устройства АПВ 2П с поrрешностью
+ 20% ступень интервалов времени может быть установлена
равной 3 с. При длительности бестоковых пауз АПВ от 2 до 20 с
один указатель может контролировать от лючение шести семи
выключателей. При использовании устроиства АПВ с бол:е
стабильными временныIии характеристиками, например устрои
ства АПВ 2М с поrрешностью до + 3% (серийный выпуск
АПВ 2М освоен с 1988 [.), ступень различия временных интер
валов может быть установлена равной 0,5 1 с. При этом число
контролируемых одним указателем выключателей может быть
увеличено до 20 25. u u
Указатели опор с поврежден нои изоляциеи типа УПИ 1 pe
комендуется использовать в первую очередь на ВЛ 110 кВ и
выше без rрозозащитноrо троса. На этих линияuх указателuи
позволяют четко определять опору с поврежденнои изоляциеи.
Указатели MorYT быть использованы и на линиях с тросом для
уточнения участка линии с поврежденной изоляцией. Однако
при этом следует учитывать, что при КЗ на линии указатели
срабатывают на ряде опор и что длина выделенноrо указате
лями участка линии при этом зависит от значения полноrо
тока повреждений и сопротивлений заземления опорuлинии.
При использовании топоrрафических указателеи на ВЛ с
rрозозащитным тросом необходимо учитывать особенности pac
пределения тока по опорам.
. При перекрытии изоляции опоры ВЛ, с тросом ток uповреж
дения протекает к земле как по опоре с поврежденнои изоля
цией, так и через трос по соседним опорам. Из за падl'НИЯ
напряжения на участках тросов между опорами значения co
ставляющих тока, протекающих через опоры в зе лю, YMeH
шаются по мере удаления от опоры с поврежденнои ИЗОJlяциеи.
С учетом допущений о равенстве сопротивле ий участков
тросов в пролетах Ят и равенстве сопротивлении заземления
опор Яо значения свободных составляющих тока повреждения
1з, протекающих через п пролетов линии в тросе I Tn И u опоре
1 оп, дЛЯ ВЛ MorYT быть определены с помощью выражении
{ rп Iзе n,
1 ( 1 ) n . ,
lon== з' е е ,
67
[де
f1== .JRT/Ro .
Из приведенных соотношений следует, что значения COCTaB
ляющих тока повреждения на участках троса и в опорах ВЛ
по мере удаления от опоры с поврежденной изоляцией YMeHЬ
шаются по экспоненциальному закону. Уменьшение этих co
ставляющих происходит тем быстрее, чем больше сопротивление
участка троса по сравнению с сопротивлением заземления опор.
Напряжение ИЗ на опоре с поврежденной изоляцией
ИЗ ==1 ooRo ==/зRо(l e lj),
rде loo составляющая тока замыкания, протекающая по опоре
с поврежденной изоляцией.
На рис. 27, а показаны расчетные и экспериментальные за
висимости, характеризующие снижение протекающей по опоре
составляющей тока замыкания от номера п и значения сопро
тивления опоры Ro. Пунктиром на рисунке показана зависи
мость, полученная на реальной ВЛ при сопротивлениях за
землений опор 10 15 Ом. На рис. 27, б показаны зависимости
составляющих тока loп в опорах ВЛ от номера опоры п и зна
чения сопротивлений заземления опор Ro при токах повреждения
I з , равных 1 и 3 кА.
Протяженность участка линии с тросом, на котором MorYT
сработать топоrрафические указатели, существенно зависит от
значений тока повреждений и сопротивления заземлений опор.
Практически при больших кратностях тока повреждений BЫ
деленный указателями участок может содержать от 2 до 20 опор.
При решении вопроса о целесообразности применения указа
телей опор с поврежденной изоляцией на ВЛ с тросом MorYT
быть использованы приведенные методические приемы.
10
10.0
[о 11 ,10
15
о
'r
8
а)
12
о
3
п
п
Рис. 27. Расчетн.ые и. экспериментальные зависимости, характеризующие
распределение тока К3 по опорам ВЛ с тросом
68
III
Рис. 28. Установка указателей УПИ.! и упr на желе.
зобетонной опоре (а) и металлической опоре (6)
При использовании указателей опор с поврежденной изо
ляциеи, имеющих сравнительно большой ток срабатывания
(200 300 А), на ВЛ с тросом следует также учитывать, что
по опоре с поврежденной изоляцией протекает лишь часть TOK
повреждения, значение которой при сопротивлении заземлении
опор примерно 5 15 Ом практически может быть меньше пол
Horo тока повреждения в 5 10 раз.
Воспринимающие элементы указателей УПИ 1 устанавли
ваются на контролируемых опорах на высоте 1 ,5 2 м от по
верхности земли (рис. 28, варианты 1 и II). Воспринимающие
элементы MoryT дополнительно устанавливаться и на консолях
траверс металлических опор для непосредственноrо определения
поврежденной rирлянды изоляторов.
При установке воспринимающих элементов на железобе
тонных опорах с малым диаметром ма'rнnтопровод может быть
69
укорочен до необходимой длины. При установке воспринима
ющих элементов на металлических опорах и креплении маrни
топровода сваркой маrнитную шайбу на время сварки следует
снять, так как при наrревании шайба может потерять маrнитны
свойства.
После установки воспринимающих элементов на опоры Mar
нитные шайбы всех элементов намаrничиваются дуrообразным
маrнитом. При намаrничивании шайб маrнит прикладывается
к шайбе так, чтобы конец маrнита, обозначенный «Верх», был
приложен к верхней точке шайбы, а друrой конец маrнита
к нижней точке шайбы. После намаrничивания шайбы маrнит
резко удаляется от последней, такая операция повторяется
несколько раз.
При определении опоры с поврежденной изоляцией контроль
ный индикатор во включенном состоянии (при этом сиrнальная
лампа индикатора rорит миrающим светом) подносится к YCTa
новленной на опоре маrнитной шайбе так, чтобы стержень ин
дикатора, обозначенный «Верх», был приложен к верхней точке
шайбы, а друrой стержень соответственно к нижней точке
шайбы. Если сиrнальная лампа продолжает [ореть миrающим
светом, значит, по опоре протекает ток повреждения и ее изо
ляция может быть повреждена. Если же лампа начинает [ореть
непрерывным CBeTOM, по опоре ток повреждения не протекал
и соответственно изоляция опоры не повреждена.
До поиска места повреждения необходимо проверить рабо
тоспособность контрольноrо Индикатора. Для этоrо к включен,
ному индикатору подносится маrнит, при этом верхний и нижний
концы маrнита должны быть расположены против нижнеrо и
BepxHero стержней индикатора. Контрольный индикатор рабо
тоспособен, если при приближении маrнита на расстояние 15
35 мм сиrнальная лампа индикатора начинает [ореть непрерыв
ным светом.
Указатели rирлянд с поврежденной изоляцией типа упr
рекомендуется использовать для определения места устойчивых
и неустойчивых повреждений на ВЛ 110 кВ и выше при токах
KopoTKoro замыкания 1 кА и более. Указатели MorYT быть ис-
пользованы также на линиях 20 35 кВ для определения места
перекрытия линейной изоляции при двойных замыканиях на
землю. Применение указателей целесообразно на всех ВЛ 11 О кВ
и ВЫше, но в первую очередь на линиях, подверженных частым
перекрытиям изоляции. При токе дуrовоrо перекрытия 1 кА
указатель срабатывает при длительности тока не более 0,1 е
При протекании тока в течение времени более 0,1 с указатель
срабатывает при меньших значениях тока повреждения (см.
рис. 23).
Указатель устанавливается -на шапке BepxHero изолятора
rирлянды без разборки rирлянды на линиях с металлическими
70
и железобетонными опорами (рис. 28, варианты /// и /V). Pea
rирующий элемент, сиrнальные флажки и замок изrотавлива
ются из материала, не подверженноrо коррозии. Указатель
является устройством разовоrо действия, не требует специаль
Horo техническоrо обслуживания.
8. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОйСТВ
Применение указателей участков с поврежденной изоляцией
особенно эффективно в распределительных сетях 6 35 кВ. Для
определения повреждений в этих сетях широко применяются
указатели серии УПУ 1. На KOHe 1987 [. в эксплуатации Ha
ходилось свыше 14 тыс. указателеи этоrо типа.
Результаты эксплуатации в течение мноrих лет большоrо
количества указателей УПУ 1 позволяют сделать выводы OT
носительно эффективности их применения и опрuеделить OCHOB
ные направления усовершенствования эти; устроиств. u
По данным энерrосистем, более 80% указателеи УПУ !
используются в сетях 6 10 кВ. При применении указателеи
{в среднем четыре указателя на одну линию) среднее BpeM
отыскания повреждения уменьшается с 5,2 до ?,7 Ч.' rодовои
экономический эффект от внедрения указателеи составляет в
среднем 140 руб. на один указатель.
Большинство энерrосистем в целом дает положительную
оценку работы указателей УПУ 1, но отмечается недостаточно
надежное крепление реле РП 4, завышенная уставка сраба
тывания указателей, трудоемкость установки (до 1 О чел. Ч и
более) отсутствие возможности контроля работоспособности
без де онтажа с опоры и большой разброс уставок при низких
температурах.
С 1986 [. рижским опытным заводом «Энерrоавто атика»
освоен серийный выпуск более совершенных указателеи серии
УКЗ с визуальным контролем срабатывания. В этом указателе,
так же как и УПУ 1, используются для контроля uпараметров
аварийноrо режима маrнитные датчики и емкостн IИ отбор Ha
пряжения, но для индикации срабатывания в устроистве исполь
зован электромеханический индикатор.
Результаты испытаний и опытной эксплуатации указателя
УКЗ в энерrосистемах подтвердили ero эффективность. Указа
тель прост в эксплуатации, монтаж указателя, по данным
нерrосистем, занимает не более 1 1,5 ч. Обеспечивается Ha
дежный визуальный контроль срабатывания указателя на pac
стоянии не менее 30 м. Указатель обеспечивает возможность
контроля неисправности без снятия с опоры с помощью простоrо
маrнитноrо элемента.
Указатели УПУ 1 и УКЗ используются при конкретном про
ектировании Сельэнерrопроектом.
71
Указатели аварийных отключений выключателей типа КСВ
испытаны в электрических сетях 1 О и 35 кВ Целинэнерrо и Ka
раrандаэнерrо. При испытаниях расстояния от указателя до
контролируемых выключателей составили от 10 до 142 км. Pe
зультаты испытаний и опытной эксплуатации подтвердили pa
ботоспособность и эффективность устройств. Серийный выпуск
указателей КСВ планируется с 1990 [. на Пятиrорском электро
механическом заводе ПО «Союзэнерrоавтоматика».
Указатели опор с поврежденной изоляцией серии УПИ 1
используются в энерrосистемах, в первую очередь на линиях
без rрозозащитноrо троса и на линиях с тросом при сравни
т-ельно малых кратностях тока повреждения. При больших
кратностях тока повреждения на линиях с тросом указатели
срабатывают на относительно большом учаСТКе, содержащем
до 10 опор и более. '
Более эффективными при использовании на линиях с тросом
являются указатели rирлянд с поврежденной изоляцией типа
mr. .' .
Результаты испытаний указателей .упr в энерrосистемах
подтвердили их работоспособность и высокую эффективность.
Указатели надежно срабатывают при токе дуrовоrо перекры
тия rирлянды 1 кА и выше при длительности ero протекания
0,1 с и более. К нструкция указателя обеспечивает индикацию
срабатывания визуальным осмотром с расстояния до 70 м без
применения оптических приборов.
flрименение указателей cYLЦecTBeHHo ускоряет отыскание
места повреждения. При использовании указателей упr на
линиях 110 КВ rодовой экономический эффект в среднем COCTaB
ляет 4,2 руб. на один указатель при стоимости указателя 1,5 руб.
rлава третья
[де Iс ток замыкания, А; ИЛ линейное. напряжение, кВ;
[с суммарная длина линий сети, км.
В компенсированных сетях ток замыкания на землю зависит,
кроме Toro, от степени компенсации eMKocTHoro тока. Для этих
сетей характерна также сложная древовидная конфиrурация
линий.
Указанные особенности сетей 6 35 кВ практически исключа
ют возможность применения для них методов и средств опреде
ления мест однофазных, замыканий на землю, используемых в
сетях более BbIcoKoro напряжения. В связи с этим в воздушных
сетях 6 35 кВ получили распространение переносные приборы,
которые позволяют путем ряда последовательных измерении в
разных точках сети определить место повреждения.
Известные методы и приборы для отыскания места однофаз
Horo замыкания на землю в воздушных распределительных
сетях основаны на использовании процессов и явлений, проис
ходящих в сети при этом виде повреждения. При замыкании
на землю как в поврежденной, так и неповрежденных линиях
сети протекают токи нулевой последовательности. Значение этих
токов в неповрежденных линиях определяется при прочих ОДll
наковых условиях емкостью проводов каждой линии по отноше
нию к земле. В поврежденной линии от шин подстанции к месту
замыкания протекает суммарный ток нулевой последовате ьности
неповрежденных линий. Направление тока в поврежденн?и линии
противоположно направлению токов в неповрежденнои линии.
Замыкание на землю вызывает искажение системы фазных Ha
пряжений. Токи нулевой последовательности, кроме основной
составляющей 50 'rц, содержат составляющие высших rармоник.
Основными источниками высших rармоник являются [енераторы,
ЭДС которых не чисто синусоидальна, а также иловые TpaHC
форматоры и токоприемники, имеющие нелинеиную xapaKTe
ристику.
При замыкании на землю в сети rармо ический состав тока
нулевой последовательности неповрежденнои uлинии определяется
rармоническим составом напряжения нулевои последовательнос
ти и параметрами данной линии. rар онический состав тока
поврежденной линии представляет собои сумму rармонических
составляющих токов неповрежденных линии. В компенсирован
ной сети к высшим rармоникам тока нулевой последователь
ности поврежденноrо присоединения доба ляются высшие rapMo
нические составляющие тока дуrоrасящеи катушки.
Контроль. тока нулевой последовательности в линиях сети
осуществляется переносными приборами путем измерения Mar
нитноrо поля вблизи линии с помощью встроенных в прибор
маrниТНЫХ датчиков, представляющих собой индуктивную катуш
ку с разомкнутым ферромаrнитным сердечником. Контроль Ha
73
УСТРойСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА
ЗЕМЛЮ НА ЛИНИЯХ 6 35 кВ
9. КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ УСТРОйСТВ
Воздушные распределительные сети 6 35 кВ работают с изо
дированной или компенсированной нейтралью. Значения токов
замыкания на землю в этих сетях относительно невелики и во
мноrих случаях на один или даже два порядка меньше токов
наrрузки.
Для воздушной сети 6 35 кВ с изолированной нейтралью
значение тока замыкания на землю при замыкании без переход
Horo СОпротивления может быть ориентировочно определено по
.эМПирической формуле .
Iс==2,7Илlс.l0 3,
12
пряжения сети осуществляется путем измерения электрическоrо
поля линии с помощью штыревой антенны.
По измеряемым составляющим тока и напряжения перенос
ные приборы делятся на две rруппы: приборы, работающие на
частоте 50 [ц, и приборы, работающие на высших rармонических
составляющих. Каждая rруппа в свою очередь включает как
токовые, так и направленные приборы. Токовые приборы исполь
зуются для сравнительной оценки токов нулевой последова,
тельности в линиях и участках сети при замыкании на землю.
Направленные приборы дают возможность определить направ
ление протекания этих токов.
При применении токовых приборов в результате сравнитель
ной оценки уровня соответствующих составляющих токов нуле
вой последовательности определяется поврежденная линия, пока
зания прибора для которой максимальны; затем по максималь
ным показаниям прибора на поврежденной линии определяются
поврежденное ответвление и место повреждения, за которым
показания прибора резко снижаются.
Направленные приборы позволяют по показаниям индикатора
определить направление к месту повреждения в точке сети, если
значение соответствующей составляющей тока нулевой последо
вательности в данной точке сети достаточно для работы прибора.
Это условие не выполняется обычно на сравнительно коротких
ответвлениях и концевых участках линий.
Применение при боров, использующих составляющие основной,
частоты, встречает трудности из за влияния маrнитноrо поля
токов наrрузки, напряженность KOToporo сравнима с напряжен
ностью маrнитноrо поля тока замыкания на землю. Наличие
вблизи линии нескомпенсированноrо маrнитноrо поля токов Ha
rрузки объясняется несимметричным расПоложением проводов
линии по отношению к точке расположения переносноrо при
бора. Влияние маrнитноrо поля токов наrрузки резко оrрани
чивает область применения наиболее простых приборов на oc
нов ной частоте. При токах замыкания на землю, составляющих
менее 20% тока наrрузки, применение таких приборов практи
чески невозможно.
Использование высших rармонических составляющих имеет
то преимущество, что их относительный уровень в токе замы
/<ания на землю по сравнению с уровнем в токе наrрузки тем
Выше, чем выше номер rармоники. Это объясняется емкостным'
характером сопротивления в контуре протекания тока замыкания
на землю и в значительной степени индуктивным характером
сопротивления в контуре протекания тока наrрузки. Поэтому
при использовании высших rармонических составляющих влия
ние маrнитноrо поля токов наrрузки существенно меньше.
Замыкания на землю ,в, большинстве случаев происходят через
переход ное сопротивление. В процессе протекания тока замыка
74
ния на землю значение этоrо сопротивления, как правиJ)'О, не
остается неизменным. Изменения переходноrо сопротивления,
часто значительные, вызывают изменения уровня rармонических
составляющих тока. Так как емкостное сопротивление в контуре
прохождения тока замыкания на землю тем меньше, чем выше
номер rармоники, влияние изменений переходноrо сопротивления
на изменение уровня высших rармоник тем больше, чем выше
номер rармоники.
Таким образом, хотя более высокие rармоники дают возмож
ность лучшей отстройки от влияния токов наrрузки, нестабиль
иость их уровня вследствие изменения переходноrо сопротивле
ния затрудняет работу с прибором, использующим более высокие
rармоники. ,
Наибольшее распространение в энерrосистемах получили ce
рийно выпускаемые приборы «Поиск 1 », «Волна» и «ЗОНД».
Серийный выпуск первоrо переносноrо прибора «Поиск 1»
был освоен Мытищинским электромеханическим заводом в
1969 [. Прибор «Поиск 1» разработан Союзтехэнер!'о как универ
сальный прибор. Он имеет фиксированную настроику на 5, 7, 11
и 13 ю rармоники и возможность работы в пол )Се частот. PeKO
мендуется преимущественное использование 5 и rармоники. OC
новным недостатком прибора «Поиск 1» являются относительно
большие размеры и масса.
С 1981 [. Мытищинским электромеханическим заводом oc
воен выпуск HOBoro, более совершенноrо прибора серии «Волна»,
разработанноrо заводом OBMeCTHO Союзтехэнерrо и Украин,
ской сельскохозяйственнои академиеи. По сравнению с прибором
«Поиск 1» прибор «Волна» имеет лучшую селективность, более
высокую чувствительность, меньшие rабариты и вес. В 1990 [. за
вод предполаrает освоить выпуск приборов «Волна М» на новои
элементной базе с более стабильными характеристиками.
, Рижским опытным заводом «Энерrоавтоматика» в 1981 [.
освоен выпуск направленноrо прибора «ЗОНД», разработанноrо
Украинским отделением Сельэнерrопроекта совместно с заr:одом.
Прибор основан на сравнении фаз тока и напряжения 11 и [ap
моники.
Кроме серийно выпускаемых переносных приборов в энерrо
системах нашли некоторое применение и имеют положи::ельныи
опыт эксплуатации при бор «rармоника»,u разработанныи YKpa
инской сельскохозяйственной аКадемиеи, прибор Л10сэнерrо
WМП 7 и др.
Общими ко всем переносным приборам для определения места
Замыкания в сети являются следующие требования.
Прибор должен иметь достаточно высокую чувствительuность,
обеспечивать определение места замыкания в сетях малои про
тяженности (не более 20 км), позволять производить контроль
наличия замыкания в сети в процессе поиска повреждения. При
75
'*
бор должен обеспечивать надежное определение поврежденной
линии на подстанции, поврежденноrо ответвления и места по
вреждения на линии при значительных токах наrрузки (до
80 100 А).
Прибор должен быть универсальным, применяем как в сетях
с изолированной, так и в сетях с компенсированной нейтралью
при любой конструкции линий, в широком диапазоне температур,
от 40 до +400 С. Прибор должен быть леrким и малоrабарит
ным, надежным в работе и простым в употреблении, чтобы при
бором Mor пользоваться без труда любой электромонтер.
Наиболее перспективными переносными приборами, в боль
щей степени удовлетворяющими перечисленным требованиям, яв
ляются приборы, основанные на использовании высших rармони
ческих составляющих.
N, N,
,о, ел. ,о,ел.
80 80
60 60
40 40
20 20
О 100 О 2 't 6 8 [" м
о}
10. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОйСТВ «ПОИСК 1».
«ВОЛНА», «ВОЛНА М» 11 «ЗОНД»
Рис. 30. Характеристики приборов «Поиск 1» и «Волна»:
а зависИМОСТИ ПQкззаннй /1/ прибора «Поиск-l» ОТ частоТЫ при нас:ройке на частоты 5, 7, 11 и
13 й rарМQНИК (1 . 4 кривые соответственно); б зависимос;,'I'И ПQкззании N приборов «ПОИСК 1» (1) и
«Волна» (2) от расстояния l между оператором и проекциеи оси ,ЛИНИИ
Прибор «Поиск 1» основан на измерении составляющих BЫC
ших rармоник в токе замыкания на землю [5]. Прибор выполнен
универсальным, рассчитанным на эксплуатацию в сетях с различ
ными характеристиками. Это определяется возможностью работы
прибора на любой из четырех фиксированных частот, хорошей
отстройкой от токов наrрузки, возможностью контроля наличия
в сети замыкания на землю. Основными узлами прибора
(рис. 29) являются: маrнитный датчик М, представляющий
собой индуктивную катушку с разомкнутым ферромаrнитным
сердечником; фильтр пробка на конденсаторах Cl C3 и резис
торах, предназначенная для запирания сиrнала основной часто
ты; узел конденсаторов C4 C7 дЛЯ настройки прибора на раз
J {j]1J
7 7
......
б б
5
С2
ные рабочие частоты; полупроводниковый усилитель на транзисто
рах VT 1 VT4, выходной измерительный прибор РА и источник
питания GБ. u u
В качестве фильтра пробки в схеме используется двоинои
Т образный RС фильтр с нулевой настройкой на частоте 50 [ц.
Это обеспечивает отсутствие влияния на показани прибора
первой rармоникИ в токе наrрузки и в токе нулевои последо
вательности.
Возможность настройки датчика с помощью конденсаторов
C4 C7 в резонанс на частоте одной из высших rарм ник обес
печивает дополнительное ослабление сиrнала основнои частоты
при отклонении частоты сети от частоты настройки RС фильтра
и повышает избирательность прибора (рис. 30, а). u u
Прибор «Поиск 1» снабжен штыревой емкостнои антеннои А
(см. рис. 29), позволяющей контролировать наличие напряжения
на линии в процессе поиска повреждения, а также определять
наличие в сети замыкания на землю. МаrнитнЫй датчик прибора
кроме рабочей обмотки 1 имеет вспомоrательную обмотку :' ис
пользуемую при наладке прибора, а также для проверки еl о ис
правности в условиях эксплуат ции. С ПО iVIощью переключателя
lSA последовательно с рабочеи обмоткои включаются KOHД:H
саторы C4 C7, которые обеспечивают резонансну настроику
датчика на частоты соответственно 5, 7, 11 и 13 и rармоник.
Положение 5 переК!lючателя исполь?уется ля контроля CYM
МЫ высших rармониК, а также настроики двоиноrо Т образноrо
фильтра, а положение б позвоuляе.:r контролир?вать составляющую
промышленной частоты. Двоинои Т образныи фильтр имеет под
строечные резисторы, позволяющие настраивать фильтр на про
мышленную частоту (50 [ц). Усилитель измерительнои частоты
77
м
Ри(:. 29. Принципиальная схема прибора «Поиск 1»
76
собран на транзисторах типа МП 106. Стабилизация режима по
110СТОЯННОМУ току первых трех каскадов осуществляется с помо
щью кольцевой rлубокой обратной связи. Переключатель служит
для изменения пределов измерения, контроля и отключения ис
точника питания.
Антенна прибора подключается непосредственн:о на вход уси
лителя. Для подключения антенны переключатель lSA перево
дится в положение 7. Если в сети нет замыкания на землю
на антенне прибора, помещенноrо вблизи линии, возникает cpaB
нительно небольшой потенциал, вызванный несимметричным pac
положением проводов. Однако этоrо потенциала достаточно
чтобы вызвать заметное отклонение стрелки прибора. '
При замыкании на землю одной фазы сети на антенне возни
кает потенциал, определяемый напряжением нулевой последова
тельности. Этот потенциал в 20 30 раз превышает потенциал
нормальноrо режима и вызывает резкое увеличение показаний
прибора.
Основные технические данные приборов « Поиск 1»
Контролируемые частоты, [ц . . . 50, 250, 350, 550 и 650
Минимальный ток замыкания А . 1
Реrулировка чувствительност . . 1:1; 1:5; 1:20; 1:100
Рабочий диапазон температур, ос . От 40 до +40
Источник питания . . . . . . . . Два элемента 3336Х
rабариты, мм . 226Х 188Х 120
Масса, Kr . 3,7
Прибор «Волна», так же как и прибор «Поиск 1 », основан
на измерении составляющих высших rармоник в токе замыкания
на землю.
По сравнению с прибором «Поиск l» прибор «Волна» имеет
более высокую чувствительность при существенно меньших rаба
ритах и массе и более простое управление. Блаrодаря специаль
ным мерам прибор имеет повышенную селективность по cpaBHe
нию с друr'ими приборами. Повышение селективности обеспечено
путем использования в приборе корректора, снижающеrо зави
симость показаний прибора от расстояния между устройством и
проводами линии (рис. 30, б), а также от значения переходноrо
сопротивления в месте замыкания.
Структурная схема прибора (рис. 31) содержит маrнитный
датчик М, представляющий собой ИНдуктивную катушку с разом
Рис. 31. Структурная схема прибора «BOk
на»
78
кнутым стержневым ферритовым сердечником, который COBMeCT
но с параллельно подключенными к нему конденсаторами 1 об
разует резонансный контур, настроенный на частоту 550 или
250 [ц и включенный на вход эмиттерноrо повторителя 2. В эмит
терной цепи повторителя включен делитель напряжения 3, обес
печивающий ступенчатую реrулировку чувствительности устрой
ства. Сиrнал, снятый с делителя, подается через блок управ
ления 8 на вход первоrо транзисторноrо усилителя переменноrо
тока 4, на выход KOToporo через схему выпрямления включен
микроамперметр маrнитоэлектрической системы 5.
Электрическая антенна А, представляющая собой металли
ческую пластину, встроенную в корпус устройства, включена
через эмиттерный повторитель б на вход BToporo усилителя пере
MeHHoro тока 7. Усилитель 7 имеет два выхода переменноrо и
постоянноrо тока. Выход постоянноrЬ тока воздействует на уси
литель 4, обеспечивая автоматическую стабилизацию показаний
выходноrо прибора при изменении расстояния от устройства до
проводов линии путем увеличения (или уменьшения) коэффи
циента усиления первоrо усилителя при уменьшении (или увели.
чении) электрическоrо поля в точке измерения и, следовательно,
напряжения на антенне. Это решение обеспечивает также частич-
ную компенсацию изменения показаний прибора при измененци
переходноrо сопротивления в месте замыкания на землю в про
цессе поиска места повреждения.
Выход переменноrо тока BToporo усилителя через блок управ
ления 8 подается на вход последних двух каскадов первоrо уси
лителя, что позволяет в режиме контроля наличия в сети замы
кания на землю контролировать напряженность электрическоrо
поля по показаниям выходноrо прибора.
Блок управления 8 состоит из переключателя режима работы
и чувствительности устройства и кнопки включения питания.
В устройстве обеспечена возможность контроля исправности
BCTpoeHHoro источника питания при помощи выходноrо ПРl!бора.
На рис. 32 представлена принципиальная схема устроиства.
Маrнитный датчик М имеет рабочую обмотку 1 и испытатель
ную обмотку 2, которая используется для настройки устройства
на заводе изrотовителе или для проверки ero в процессе эксплу
атации. Обмотка 1 совместно с параллельно подключенными
конденсаторами образует резонансный контур, настроенный на
частоту 250 или 550 [ц и включенный на вход cocTaBHoro эмит
TepHoro повторителя на транзисторах VT 1 и VT2, в эмиттерной
цепи KOToporo включен делитель напряжения. С делителя сиrнал
поступает через RС фильтр верхних частот на вход первоrо TpaH
зисторноrо усилителя переменноrо тока (транзисторы VT3 VТб),
на выход KOToporo через схему выпрямления включен микро
амперметр маrнитоэлектрической системы Р А. Электрическая aH
тенна А через эмиттерный повторитель на .тр.анзисторе VT7 вклю
79
r--
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
L
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
L..
........
......
......
........
......
........
........
........
n
80
Q::I L11
cr)
се
с..ь
LИ...
'"
':
'"
:I:
о;
О
'i:CI
"
чена на вход BToporo усилителя переменноrо тока на транзисто
рах YT8 VT 10.
Выход переменноrо тока этоrо усилителя (с коллектора TpaH
зистора VT 10) через переключатель SA подается на вход послед
них двух каскадов первоrо усилителя, что позволя т по показа
ниям прибора РА контролировать напряженность электрическоrо
поля. Выход постоянноrо тока BToporo усилителя включен на
базу транзистора VT4 первоrо усилителя, что обеспечивает изме
нение коэффициента усиления первоrо усилителя при изменении
напряжения на антенне. Переключатель SA служит для ступен
чатоrо реrулирования чувствительности, для перевода устройства
в режим контроля источника питания устройства. Питание YCT
ройства включается кнопкой SB на время измерения.
Основные технические данные прибора «Волна»
Контролируемые частоты, [ц .......... 250 и 550
Чувствительность к маrнитному полю, А/м (при OTK.пo
нении стрелки прибора на 100% шкалы), на частоте:
550 [ц . . . . '. . . . . . . . . . . . . 1,5.10 4
250 [ц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5.1O 3
Чувствительность к orлектрическому полю, В/м, на
частоте 50 [ц . . . . . . . . . . . . . .. . 100
Рабочий диапазон температур, ос . . . . .. . От 40 до +40
Источник питания . . . . . . . . . ... .. . Элемент 3336Х (3336Л)
Потребление прибора от источник.а..питаниg, Вт . 50.1O 3
rабариты, мм . . . . . . . . . . . . . .: . .230Х85Х95
Масса, Kr . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5
Прибор «Волна М», так же как и прибор «Волна», исполь
зует для контроля замыкания в сети частоты 550 и 250 [ц. По
сравнению с прибором «Волна» этот прибор имеет более стабиль
ные характеристики, снабжен элементом автоматическоrо KOHT
роля наличия замыкания на землю.
В качестве маrнитноrо датчика М (рис. 33) в приборе исполь
зуется ориrинальный датчик, выполненный в виде двух последо
вательно расположенных индуктивных катушек с разомкнутыми
ферритовыми сердечниками. Совместно с конденсаторами Сl и
С2 датчик образует резонансный контур, настроенный на полосу
частот.
Усиление сиrнала с выхода маrнитноrо датчика производится
усилителем переменноrо тока на микросхеме Аl. С выхода усили
теля сиrнал подается на вход масштабноrо усилителя на Микро
схеме А2. Изменение чувствительности прибора роизводится из
менением коэффициента передачи масштабноrоусилителя с по
мощью переключателя SA. Одновременно этим же переключа
телем осуществляется подача сиrнала с выхода усилителя А2 на
измерительный прибор РА.
Сиrнал с антенны А подается на вход усилителя оrраничителя
на микросхеме АЗ. Выход УСИJJителя АЗ через выпрямитель под
ключен на затвор полевоrо транзистора VT 1, включенноrо парал
81
ti
'"
о..
о
\о
:.:!
о..
t::
'"
;;:.
Q)
><
u
t>:
'"
:I:
"'
о;
'"
'"
t::
'"
'::(
:I:
::
о..
t:::,
N
'м
'с.;
'"
с..
"
I
I
Рис. 33. Принципиальная схема прибора «Волна М»
лельно выходу маrнитноrо датчика М. С помощью транзистора
VT 1 обеспечивается автоматическая стабилизация показаний
прибора при изменении расстояния от прибора до проводов ли
нии. Оrраничение действия коррекции осуществляется с по
мощью стабилитрона V D 1.
С выхода усилителя А3 сиrнал одновременно подается через
переключатель SA на измерительный прибор Р А, что позволяет
при переводе переключателя в положение 2 контролировать Ha
Личие замыкания в сети. При работе прибора в режиме
контроля тока контроль наличия замыкания в сети осуществ
ляется с помощью светодиода V D2. Светодиод зажиrается при
наличии замыкания в сети и нахождении оператора с прибором
в зоне до 10 м от оси линии. Преобразователь напряжения
питания выполнен в виде задающеrо [енератора на транзисторах
VT2 VT3, управляющеrо переключением транзисторов VT4
VT5 в цепях накопительных конденсаторов C3 C4 с частотой
36 кrц. .
Остальные технические характеристики прибора «Волна М»
такие же, как и прибора «Волна».
Прибор «зонд» позволяет непосредственно определять Ha
правление к месту замыкания на землю, кроме Toro, прибор
позволяет производить измерение тока 11 й rармоники и KOHTpO
лировать напряжение нулевой последовательности 50 [ц.
Структурная схема прибора (рис. 34) содержит маrнитный
датчик М, включенный на полосовой фильтр 1 с настройкой на
В2
Рис. 34. Структурная схема прибора
«ЗОНД»
частоту 550 [ц. к выходу полосовоrо фильтра подключен усили
тель 2, выходное напряжение KOToporo поступает на делитель
напряжения 3 и через блок управления 9 на усилитель 4.
Выдвижная телескопическая антенна А включена на вход
эмиттерноrо повторителя 5. С выхода повторителя сиrнал подает
С}( на блок управления 9 и на резонансный усилитель б, HaCTpoeH
ный на частоту 550 [ц, затем на апериодический усилитель
7 и далее через фазоинверсный каскад 8 на фазосравнивающую
схему 10.
В зависимости от режима работы устройства на измеритель
ную схему 11 и выходной измерительный прибор 12 с помощью
блока управления MorYT быть поданы выходные сиrналы с уси
лителя 4, или с эмиттерноrо повторителя 5, или с фазосравни
вающей схемы 10. Для выбора направления к месту повреж
дения в качестве выходноrо прибора используется микроампер
метр маrнитоэлектрической системы с нулем в середине шкалы.
Устройство позволяет контролировать исправность BCTpoeH
Horo источника питания.
Орrанами управления прибора (рис. 35) являются четыре
кнопки ' Земля, ТОК, Направление и Контроль питания, лере
ключатель Усиление и тумблер Подсвет.
В режиме Земля с помощью прибора определяется наличие
в сети замыкания на землю по значению напряжения нулевой
последовательности основной частоты. При этом сиrнал с aHTeH
ны А усиливается эмиттерным повторителем на транзисторе VT 1
и усилителем на транзисторах VT 11 VT 13. Затем сиrнал BЫ
прямляется диодом V D 1 и поступает на измерительный при
бор РА.
В режиме Направление сиrнал с маrнитноrо датчика М уси
ливается усилителем на транзисторах VT9 VT 13 и подается на
фазосравнивающую схему, выполненную на транзисторах VT7 и
VT8. Сиrнал с антенны после усилителя на транзисторах VT 1
и VT2 поступает через LС фильтр и усилитель на транзисторах
VT3 VT5 на фазоинвертор на транзисторе VТб. Напряжение с
выхода фазоинвертора используется для управления фазосрав
нивающей схемой. Транзисторы VT7 и VT8 фазосравнивающей
схемы открываются и закрываются в зависимости от Toro, COB
падают или находятся в противофазе сиrналы тока и напряже
83
<t:)
сь
>с
1
Q.)
:::J
'"
'"
'"
t.J
::J)
'"
>
т
84
ния. Наrрузкой транзисторов является измерительный прибор
РА, в качестве KOToporo использован микроамперметр с нулем в
середине шкалы. Полярность подключения прибора выбрана так,
что стрелка отклоняется в направлении к месту замыкания на
землю.
В режиме работы ТОК сиrнал с маrнитноrо' датчика после
усиления и выпрямления диодом V D 1 подается непосредственно
на измерительный прибор РА.
Основные технические данные прибора «ЗОНД»
Контролируемая частота, [ц . . . . . . . . . . . . 550
4увствитет..ность к электрическому полю, В/м, на
частоте 550 [ц .' .......... . 0,1
Чувствительность к маrнитному полю, А/м . 5.IO 5
Наибольшая длина одной линии, км . . 55
Наибольшая суммарная длина сети, км . . 220
Рабочий диапазон температур, ос . . . . От 40 до +40
Источни" I!итания . . . . . . . . . . . Два элемента 3336У
Потребление от источника питания, мА:
с отключенным освещением
с в"люченным освещением
rабариты, мм ...
Масса, Kr . . . . . . . . . .
.5
. 150
. 230Х 160Х 105
.2,8
11. ПРИМЕНЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
А
r:::(
:r::
о
СУ)
"
'"
"'-
о
\о
:s:
"'-
t::
'"
:;:
о>
><
()
t>:
'"
::с
'"
'>
'"
:s:
t::
:s:
:::(
::с
:s:
"'-
t:::
ll'i
. ""
CJ
:s:
Q..
Применение и техническое обслуживание переносных прибо
ров разноrо типа имеют свои особенности.
Прибор «Поиск 1» рекомендуется использовать на частоте
250 rц. Отыскание места замыкания на землю с помощью этоrо
прибора производится в следующем ПОрЯдке. У выходов линий с
территории подстанции прибор располаrается под одной линией
на расстоянии 6 8 м от ее оси. Переключатель 1 SA (рис. 29)
ставится в положение 1, соответствующее контролю пятой [apMO
ники. При этом фиксируется показание прибора.
Необходимая чувствительность прибора устанавливается пе
реКJIючателем 2SA. Аналоrичные измерения про изводятся под
остальными отходящими линиями.
Поврежденная линия определяется по максимальным показа
ниям из результатов измерения под всеми линиями. Далее из
мерения про изводятся в местах разветвлений поврежденной ли
нии; при этом переключатель 1 SA остается в положении, COOT
ветствующем той rармонике, на которой получены максимальные
показания прибора на поврежденной линии, а переключатель
2SA в положении, соответствующем выбранной чувствитель
ности.
Неповрежденное ответвление дает минимум показаний прибо
ра. Для определения места повреждения на поврежденном OTBeT
влении производятся последовательные измерения вдоль этоrо
85
ответвления. Переход через место замыкания определяется по
резкому снижению показаний прибора.
В отдельных случаях с помощью переносноrо прибора бывает
трудно определить место повреждения. Так, если от подстанции
отходят Bcero две линии примерно одинаковой длины, то при
замыкании на землю на одной из них токи нулевой последова
тельности в начале обеих линий практически равны между собой
и токовым прибором определить поврежденную линию практи
чески невозможно. Аналоrичное явление будет и при большем
числе отходящих линий, если две из них имеют протяженность,
существенно превышающую суммарную протяженность осталь
ных линий.
Для отыскания места замыкания в этих случаях совместно с
прибором может применяться электромаrнитный [енератор час
тоты, например reHepaTop типа эrч [6], разработанный в Тул
энерrо.
Электромаrнитный reHepaTOp эrч при работе на отключен
ную линию обеспечивает пробой поврежденноrо изолятора, нало
жение на поврежденный изолятор выпрямленноrо тока до 0,6 А
для прожиrа изоляции, наложение на сеть тока высших rармоник
от 0,5 до 3,5 А в зависимости от переходноrо сопротивления
в месте замыкания, причем содержание пятой rармоники в Ha
кладываемом токе составляет от 50 до 75%.
При работе на сеть, находящуюся под напряжением, [eHepa
тор обеспечивает подачу в сеть тока высших rармоник до 3,5 А
с содержанием составляющей частотой 250 [ц до 75% значения
тока, что во MHoro раз превышает естественный уровень пятой
rармоники сетей 6 35 кВ с протяженностью до 120 150 км.
Наложенный ток частотой 250 [ц дает возможность четко опре
делить поврежденную линию и место замыкания на ней по пока
заниям переносноrо прибора в самых неблаrоприятных случаях.
Значение наложенноrо тока, протекающеrо от места включения
reHepaTopa до места замыкания, практически не зависит от yдa
ленности последнеrо.
[енератор эrч по условиям HarpeBa может непрерывно рабо
тать в течение 3 4 ч, что, как правило, достаточно для нахожде
ния места замыкания. Питание [енератора осуществляется от
сети переменноrо тока промышленной частоты напряжением
220 В. Схема подключения [енератора к отключенной линии по
казана на рис. 36, а, а к линии, находящейся под напряжени
ем на рис. 36, 6.
Трансформатор [енератора эrч работает на нелинейной ча
сти характеристики намаrничивания, в результате чеrо в обмот
ках среднеrо напряжения СН и BbIcoKoro напряжения ВН индук
тируется ЭДС со значительным содержанием высших rармониК.
В контуре, состоящем из обмотки среднеrо напряжения и KOHдeH
сатора CJ, резонансная частота KOToporo 250 [ц, выделяется
86
6 10 н В
СН
а)
-=-
о)
Рис. 36. Схема включения. rеиератора эrч на отключенную линию (а) и линию,
находящуюся под напряжеi-lием (6) '.
ток пятой rармоники, который накладывается ца ток сети. Вы.
прямленное напряжение включенных последовательно обмоток
СН и ВН подается на отключенную линию для пробоя и прожи
rанuия изоляции. При отыскании повреждения на линии, OCTaB
шеися П5 Щ напряжением, в провода сети подается только
ток пятои rармоники. [енератор эrч может быть использован
и для профилактики изоляции в сети 6 10 кВ с отысканием
дефектных изоляторов с помощью приборов «Поиск 1» и
«Волна». ' .
О . !
пытная эксплуатация [енератора эrч совместно с 'перенос
ными приборами дала положительные результаты. .
Украинским отделением Сельэнерrопроекта' разработано
устроиство для определения места замыкания на землю в элек
трических сетях 6 1 О кВ типа «Пульс» С использованием reHe
ратора на частоте 515 [ц и переносноrо прибора. [енератор
подключается к двум фазам вторичной обмотки трансформатора
напряжения НТМИ 10, соответствующим неповрежденным фа
зам в контролируемой сети 10 кВ. При возникновении замыкания
на землю в сети [енератор начинает передавать в сеть через
трансформатор НТМИ 10 пачки импульсов тока с частотой
515 [ц и периодичностью 2 с. С помощью переносноrо прибора
контролируется наличие пачек импульсов тока с частотой 515 [ц
на участках сети до места повреждения. Применение reHepaTopa
обеспечивает возможность определения места замыкания в сети
при амь!каниях через зuначительное переходное сопротивление.
Серииныи выпуск устроиства «Пульс» намечается на рижском
опытном заводе «Энерrоавтоматика».
Прибор «Волна» выпускается заводом с настройкой на
550 [ц. Отыскание места замыкания на землю с помощью этоrо
прибора производится таким же образом, как и,с Помощью при
бора «Поиск 1 ». Блаrодаря корректору, снижающему зависи
87
мость показаний' прибора от расстояния между устройством и
проводами линии, прибор «Волна» обеспечивает четкое определе
ние места повреждения с MHoroKpaTHbIM запасом по селективно
сти даже в сетях с малым током замыкания на землю (1
1 5 А) при значительных токах наrрузки до 80 100 А. Кроме
о ыскания мест замыканий на землю прибор «Волна» позволяет
производить отыскание железобетонных опор, находящихся под
напряжением, места обрыва провода в сети и отыскание друrих
цидов повреждений.
, Железобетонная опора в ряде случаев оказывается под Ha
пряжением при пробое изоляции и длительном протекании через
опору тока замыкания на землю. При этом виде повреждения
rpyHT под опорой высыхает, оплавляется и становится практи
чески непроводящим. Опора же находится под высоким потен
циалом и может быть причиной электротравмы. Большую опас
ность также представляют опоры с линейными разъединителями
при пробое опорных изоляторов. u U
Определение опор с поврежден нои изоляциеи при больших
переходных сопротивлениях может производиться с помощью при
бора «Волна», контролирующеrо значения напряженности эле т
рическоrо поля вблизи опоры. ' ,
Для определения находящейся под напряж:нием. опоры с
поврежденной изоляцией оператор должен подоити к опоре на
расстояние 8 9 м, поставить переключатель 5А (рис, 32) в по
ложение и,н" и расположить прибор перпендикулярно оси линии.
Если опора находится под напряжением, а заземление опоры
нарушено или имеет большое переходное ,сопротивление, пока
зания прибора превышают 30 40% шкалы. Если же опора
не находится под напряжением, показания, прибора близки
к нулю. .
Для определения места обрывапровода оператор. YCTaHaB
ливает переключатель прибора «Волна» в положение И лин и про
изводит контроль электрическоrо поля на расстоянии около 5 м
от ствола линии в различных точках сети. Показания прибора
за местом обрыва провода резко возрастают (в 15 20 раз) по
сравнению с показаниями до места обрыва. u
Прибор «Волна» позволяет также определить, какои из про
водов сети с симметричным раСПОJIожением проводов на опоре
цмеет замыкание на землю. Для этоrо оператор устанавливает
'цереключатель прибора в положение И лин и производит контроль
электрическоrо поля в двух точках по обе стороны линии, pac
положенных симметрично относительно оси л нии на расстоя
нии около 5 м от линии. Равенство показании прибора свиде
тельствует о повреждении изоляции провода uсредней ф зы, при
неравенстве показаний провод с поврежденнои изоляциеи распо
.10жен ближе к точке измерениЙ с меньшими показания ми при
9ора,
88
Перед началом поиска места повреждения необходимо прове"
рить исправность источника питания rтрибора. Для этоrо пере
ключате.пь ставится в положение И пит и кнопкой включается пи
тание прибора. При исправном источнике питания стрелка при
бора должна находиться в пределах 70 95% шкалы. Если пока
зания прибора ниже 70% шкалы, то источник п итания должен
быть заземлен.
Перед началом поиска места повреждения рекомендуется
провести упрощенную проверку работоспособности прибора. Для
этоrо переключатель переводится в положение 1:3 и прибор под
носится торцевой стороной к электрической лампе накаливания
мощностью 40 60 Вт. При исправности прибора стрелка должна
отклониться на 30 60% шкалы вблизи лампы мощностью 40
60 Вт напряжением 220 В. При переводе переключателя в по
ложение И лин стрелка прибора должна отклониться на 10 20%
шкалы.
Если при такой проверке отклонения стрелки отсутствуют
или значительно отличаются от указанных выше, то прибор дол
жен быть направлен в лабораторию для устранения неисправ
ности. Лабораторная проверка и устранение неисправностеЙ
производятся в соответствии с рекомендациями заводской ин
струкции.
Прибор «ЗОНД» может быть использован как направленный
и как токовый прибор. Для определения направления к месту
повреждения вначале прибором находится линия на подстанции 1 '
при измерении вблизи которой в режиме ТОК, стрелка прибора
отклоняется на наибольшее число делений. Затем переключа
тель 51 Усиление (рис. 35) ставится в такое положение, при
котором стрелка прибора отклоняется на 30 50 делений и пере
водится в следующее положение, соответствующее большей
чувствительности. ,
При дальнейших измерениях положение переключателя не
меняется. Для определения поврежденной линии измерения про
водятся поочередно под линиями на расстоянии 6 10 м от CТBO
ра линии. Отклонение стрелки прибора под линией в сторону от
подстанции указывает на то, что данная линия имеет замыкание
на землю. Не рекомендуется проводить измерения на расстоя
нии менее 15 м от деревьев и строений, а также в тех местах.
[де участки линий находятся на расстоянии менее 20 м друr от
друrа.
Для определения места замыкания на линии проводится ряд
измерений на разных участках линии. За местом повреждения,
отклонение стрелки прибора изменяется на противоположное
(стрелка отклqняется в сторону подстанции) и отклонение стрел
ки уменьшается пропорционально снижению составляющей тока
замыкания, определяемому длиной участка линии за местом пов '
реждения. I,1Pf\ небольшом отклонении стрелки необходимо убе
8'
диться В том, что замыкание на землю не устранилось. Для этоrо
следует нажать кнопку Земля. Отклонение стрелки прибора при
этом измерении на 80% и более свидетельствует о наличии
замыкания в сети.
11. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТРОЙСТВ
Внедрение переносных приборов для определения мест по
вреждения в сетях 6 35 кВ является эффективным 'средством
повышения надежности электроснабжения потребителей и обес
печения электробезопасности обслу)Кивания электросетей.
Наиболее широко в энерrосистемах применяются серийно
изrотавливаемые приборы «Поиск 1 », «Волна» и «ЗОНД».
. К концу 1987 r. в эксплуатации находилось более 15 тыс. прибо
ров «Поиск 1 », 5 тыс. приборов «Волна» и 4 тыс. приборов
«ЗОНД».
Приборы серии «Поиск 1» эксплуатируются в энерrосистемах
с 1969 [. Результаты эксплуатации этих приборов в целом поло
жительные. Опыт эксплуатации наряду с положительными Ka
чествами выявил ряд недостатков этих приборов, из которых
основными являются недостаточная чувствительность, большие
rабариты и масса.
При разработке прибора «Волна» был учтен опыт эксплуата
ции прибора «Поиск 1 ». Новый прибор имеет более высокую чув
ствительность, значительно меньшие rабариты и массу. Кроме
Toro, прибор «Волна» имеет повышенную селективность по cpaB
нению с друrими приборами, прост в эксплуатации.
Направленный прибор «ЗОНД» позволяет непосредственно
определить направление к месту повреждения, но обладает рядом
недостатков, оrраничивающих область ero применения. Прибор
имеет MHoro ручек управления, что усложняет ero применение.
В эксплуатации отмечаются отказы при использовании прибора
для определения сложных видов повреждений, таких, как замы
кание на землю с обрывом про вода, а также при использовании
в протяженных сетях 20 35 кВ.
Данные энерrосистем свидетельствуют о высокой эффективно
сти применения приборов «Поиск 1 », «Волна» и «ЗОНД», KOTO
рая определяется в первую очередь возможностью отыскания
места повреждения без поочередноrо отключения линии и OTBeT
влений и, следовательно, без недоотпуска электроэнерrии потре
бителям. При этом значительно сокращаются трудозатраты на
отыскание места повреждения за счет сокращения времени поис
ка и сокращения количества участвующих в поиске людей.
Так, среднее количество людей, участвующих в отыскании
одноrо места замыкания на землю, после внедрения приборов
сократилось в среднем. с 4 до 2 чел. Одновременно сократилось
среднее время на отыскание места одноrо замыкания на землю
90
с 5 до 2 ч. Таким образом, внедрение переносных приборов по
вышает производительность труда персонала при отыскании мест
однофазнь х замыканий на землю в среднем в 5 раз. .
rодовои экономический эффект от внедрения приборов ОПре
деляется из выражения
3==31 +32 33,
[де 31 rодовой экономический эффект за счет предотвращения
нед отпуска электроэнерrии при тключении линий и участков
сети, 32 rодовои экономическии эффект за счет сокращения
стоимости отыскания мест повреждений в результате снижения
трудозатрат и расходов на автотранспорт; 33 rодовая COCTaB
ЛЯющая затрат на приобретение приборов и [одовые расходы на
эксплуатацию приборов.
По данным энерrосистем, rодовой экономический эффект от
внедрения переносных приборов составляет в среднем 250
300 руб. на один прибор при стоимости прибора 70 90 руб.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Сборник директивных материалов по эксплуатации энерrосистем. ::;Jлектро
техническая часть. М.: Энерrоиздат, 1981.
2. Правила устройства э,тектроустановок. М.: Энырrоатомиздат, 1985.
3. Федосеев А. М. Релейная защита электроэнерrетических систем/Релей
ная защита сетей. М.: Энерrоатомиздат, 1984.
4. Казанский В. Е., Кузнецов А. П. Автоматизация энерrетических систем.
М.: Высшая школа, 1973.
5. Борухман В. А., Кудрявцев А. А., Кузнецов А. П. Устройства для опре
деления мест повреждения на воздушных линиях электропередачи 6 750 кВ. М.:
Энерrия, 1980.
6. Стасенко Р. Ф., Фещенко П. П. Автоматизация сельских электрических
сетей. Киев: Техника, 1982.
7. Шалыт r. М., Айзенфельд А. И., Малый А. С. Определение места 'по
вреждения линий электропередачи по параметрам аварийноrо режима. М.:
Энерrоатомиздат. 1983.
8. Фиксирующие индикаторы тока и напряжения обратной последователь
ности/ А. И. АЙзенфел ьд, А. П. Кузнецов, В. Н. Аронсон, А. Я. Янаус / / Элект
рические станции. 1982. .N'2 11. С. 62 .63.
9. Фиксирующий индикатор сопротивления дЛЯ ВЛ напряжением 35 кВ
и выше/А. И. АЙзенфельд, А. П. Кузнецов, В. Н. Аронсон, И. А. Федотов / /
Электрические станции. 1981. .N'2 5. С. 61 64.
10. Кузнецов А. П. Применение новых технических средств для определения
мест повреждения в сельских электрических сrтях / / Энерrетик. 1983. .N'2 6.
С. 24 26
11. rловацкий В. r., Кузнецов А. П., Аронсон В. Н. Применение фиксирую
щих индикаторов для определения мест повреждения в сельских электрических
сетях / / Электрические ста!щии. 1985. .N'2 10. С. 63. 66.
12. Айзенфельд А. И., Ароисои В. Н., rловацкий В. r. Фиксирующий инди
катор сопротивления. М.: Энерrоатомиздат, 1987.
13. Кузнецов А. П., Белотелов А. К. Опыт эксплуатации средств автомати
зации в сельских электрических сетях / / Энерrетик. 1985. .N'2 11. С. 4 5.
14. Кузнецов А. П., Селивахин' А. И. Определение участков и опор с повреж
денной изоляцией на воздушных линиях II О кВ и выше / / Электричество. 1983.
.N'2 4. С. 53 54.
15. Устройство типа «Волна» для отыскания мест замыкания на землю в
воздушных сетях 6 20 кв/с. П. Борисов, И. В. Карпов, В. А. Борухман,
А. П. Кузнецов / / Электрические станции. 1982. .N'2 8. С. 67 68. .
16. Майзель С. Я., Васильев В. r. Дистанционный контроль срабатывани'я
выключателей в сельских электросетях / / Электрические станции. 1985. .N'2 4.
С. 60 62.
or ЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
r л а в а пер в а я. Фиксирующие приборы для определения мест повреж
дения на линиях .................................."......................................................
.1. Классификация и назначение приборов .............................................
2. Принцип действия и характеристики Приборов ФИП, ЛИФП,
ФПТ. ФПН, ФИС и МФИ ...................................................................
3. Применение и техническое обслужи аниt; ..........................................
4. Опыт эксплуатации приборов ...,...........................................................
r л а в а в т о рая. Устройства для определения участков и опор линий
с повреждеиной изоляцией ......................................................................':
5. Классификация и назначение устройств ............................................
6. Принцип действия и характернстики устройств УПУ I, УКЗ, КСВ,
УПН, УПИ 1 и упr ........................................................,....................
7. Применение и техническое обслуживание ..........................................
8. Опыт эксплуатации устройств .............................................................
r л а в а т р е т ь я. Устройства для определения места замыкания на землю
иа линиях 6 35 кВ
...................................................................................
9. Классификация и назначение устройств ............................................
10. Принцип действия и характеристик УСТРОЙС1'в «Поиск-1», «BOk
на», «Волна М» и «ЗОНД» ...............................................................
11. Применение и техиическое обслуживание ........................................
12. Опыт эксплуатации устройств ...........................................................
Список литературы . ..... ....... ....... .......... ......... ...... ... ................... ......... ............ .....
3
6
6
9
28
40
43
43
46
62
71
72
72
76
85
90
92
ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!
ЭНЕРrОАТОМИЗДАТ rотовит к изданию в 1989 [o ,
ду в серии «Библиотека электромонтера» следующие
книrи:
Производствеиное издание
Аизенфельд А. И., Ароисон В. Н., rловацкии В. [.
Фиксирующие индикаторы тока и напряжения
ЛИФП А, ЛИФП В, ФПТ и ФПН. 6,5 л.: 35 к. .
Баитер И. И., Боrданова Н. А. Релейная защита
и автоматика питающих элементов собственных нужд
тепловых электростанций. 3 e изд., перераб. и доп.
7,5 л.: 35 к.
Будаев М. И. Высокочастотные защиты линий
110 220 KB. 6,5 л.: 35 к.
[ордон С. В. Моя профессия электролиней
щик. 7 л.: 35 к.
Овчинников В. В. Реле РНТ в схемах дифферен
циальных защит. 3 e изд., перераб. и доп. 6 л:;
30 к.
Рыжавскии [. Я. Измерения при наладке ВЧ Ka
налов связи по линиям BbIcoKoro напряжения.--------:- 7,5 л.:
35 к.
Шабад М. А. Защита трансформаторов 1 О KB.
7,5 л.: 35 к.
С аннотациями на эти книrи Вы можете ознако
миться в тематическом плане выпуска литературы
Энерrоатомиздата на 1989 [ОД, который имеется во
всех книжных маrазинах, распространяющих научно
техническую литературу, а также в технических биб
лиотеках.
КУЗНЕЦОВ АнАтолий ПАВЛОВИЧ
Определение мест повреждения на воздушных лин' ях
электропередачи
Редактор Я. л. Арцuшевскuй
Редактор издательства Л. Л. Жданова
Художествениый редактор В. А. rозак Хозак
. Технический редактор Н. В. Ч иранова
Корректор Л. С. Тимохова
ИБ N2 2263
Сдано в набор 23.01,89. Подписано в печать 22.05.89. Формат 60><88'/16. Бумаrа
офсетная И!! 2. rарнитура литературная. Печать офсетная. )/C/I. печ. л. 5,88.
Уел. кр..отт. 6,12. УЧ..изд. л. 6,04. Тираж 34000 ЭКЗ. Зак з .9,57. Цена 30 к.
Энерrоатомиздат. 113114 Москва, M 114, Шлюзовая изб., 10 .
Ордена Октябрьской Революции и ордена TpYAoBoro KpacHoro Знамени МПО
<Первая Образцовая тнпоrрафия» roCYAapcTBeHHoro комитета СССР по делаМ из-
дательств, ПQлнrрафни я КНИЖНОЙ ТDрrовли. 113054, Москва, Валовая, 28.