Построение импульсных измерителей зоны повреждения ВЛ 110-500 кВ

Быкадоров В.Ф., Пирожник А.А., Климентьев А.М., Тютин А.В., Куценко В.А.

(Южно-Российский государственный технический университет,Новочеркасск) (Краснодарэнергоремонт, Краснодар)

Для сокращения времени определения места повреждения (МП) на воздушных линиях рекомендуется процесс поиска разделить на два этапа. На первом этапе определяется расстояние до МП от шин подстанции. Так как это расстояние указывается с некоторой погрешностью - МП оказывается в зоне этой погрешности. На втором этапе непосредственно на линии определяется место повреждения.

Измерение зоны повреждения на воздушных линиях 110 - 500кВ в настоящее время осуществляется методами, основанными на определении параметров аварийного режима или импульсными методами. При определении зоны по параметрам аварийного режима используются фиксирующие приборы типа ЛИПФ, ФИП или цифровые регистраторы аварийных режимов. К импульсным методам относятся волновые и локационные. Волновые искатели представляют практический интерес лишь для ВЛ большой протяженности. Для ВЛ обычной длины до 300км широкое применение получили локационные искатели. Принцип действия импульсных локационных искателей основан на измерении времени распространения tnp искусственно создаваемого зондирующего импульса от места установки до места повреждения и обратно. Расстояние в метрах до места повреждения оценивается по формуле l=0,5vtnp, где v - скорость распространения электромагнитной волны по линии. Локационные искатели могут быть автоматическими и не автоматическими.

Автоматические локационные искатели (АЛИ) запускаются от пусковых органов релейной защиты. АЛИ производит зондирование, осуществляя заданное число циклов и останавливается, зафиксировав расстояние до места КЗ, раньше начала разрыва дуги в отключающем выключателе поврежденной ВЛ. К автоматическим локационным искателям относится прибор Р5-7. Подключение АЛИ осуществляется к трем .фазам ВЛ. Используются конденсаторы связи и фильтры присоединения для ВЧ каналов связи и релейной защиты. Прибор Р5-7 одновременно обслуживает шесть линий одной подстанции (18 входов).

Неавтоматические локационные искатели (НЛИ) используются на ВЛ и КЛ после неуспешного АПВ и для контроля ВЛ перед включением. Подключение НЛИ к проводам ВЛ осуществляется также через фильтры присоединения и конденсаторы связи ВЧ обработки, что позволяет производить измерения без отключения линии. Измерение расстояния в НЛИ - производится совмещением калибровочных меток на рефлектограмме с отраженным импульсом ручкой управления “РАССТОЯНИЕ.”

Для получения рефлектограммы ВЛ или КЛ используются приборы - измерители неоднородности линий. Технические данные измерителей неоднородностей линий приведены в таблице.

Таблица№ 1

Технические данные измерителей неоднородностей линий

Связь измерителей неоднородностей линий с компьютером позволяет дополнительно обрабатывать сигнал и создавать библиотеку рефлектограмм обслуживаемых линий.

Неавтоматические локаторы относительно дешевы и имеют массовое применение в энергосистемах. Одним установленным на подстанции прибором могут быть просмотрены все отходящие ВЛ от шин подстанции.

Существенным недостатком таких приборов является непригодность их применения при неустойчивых повреждениях линии. Приборы неустойчиво работают при повреждениях с ненулевым переходным сопротивлением. К таким повреждениям могут быть отнесены повреждения связанные с падением на ВЛ деревьев. Недостатком приборов является также их чувствительность к высокочастотным помехам. Так, например, сильное влияние оказывает работа высокочастотных постов. Отключение высокочастотных постов при измерениях НЛИ не всегда возможно.

Одним из способов повышения надежности измерения при помехах и переходных сопротивлениях является повышение амплитуды посылаемого сигнала. Так, в “Мосэнерго” в середине пятидесятых годов были разработаны генераторы высоковольтных импульсов, которые использовались совместно cv НЛИ. С помощью таких генераторов амплитуда посылаемых в линию зондирующих импульсов увеличивалась до 2,5 - 3 кВ. Управление генератором высоковольтных импульсов осуществлялось непосредственно с помощью НЛИ типа ИКЛ-5. Отраженный сигнал подавался на ход НЛИ. Подключение генератора осуществлялась к ВЛ через фильтр присоединения. При увеличении амплитуды импульса подключение генератора нужно производить непосредственно к линии на линейном разъединителе, так как фильтр

присоединения защищен разрядником РВО - 3. Принципиальная схема генератора высоковольтных импульсов с использованием в качестве коммутатора тиратрона ТГИ1 - 325/16 приведена на рис.1. В качестве источника высокого напряжения в данной схеме используется трансформатор напряжения типа НОМ - 6. При частоте посылки зондирующих импульсов 30Гц максимальная амплитуда импульса 3кВ. Длительность импульсов вырабатываемых генератором определяется двумя формирующими линиями L1-L9, C3-C13 и L2-L10, С4-С14 и составляет 1мкс и 10мкс, форма импульсов близка к прямоугольной. В качестве измерителя неоднородности линии использовался прибор Р5-5. Применение генератора высоковольтных импульсов позволило значительно сократить время на определение места повреждения на линиях электропередачи. Опыт эксплуатации таких устройств показал пути их дальнейшего усовершенствования:

Для повышения выходного напряжения генератора высоковольтных импульсов необходимо увеличить напряжение источника постоянного напряжения. Использование в измерителях неоднородностей режима запоминания отраженного сигнала позволяет получать рефлектограмму линии при посылке одиночного импульса и уменьшить мощность источника постоянного напряжения. Совершенствование измерителей неоднородностей линий привело к уменьшению максимальной амплитуды зондирующего импульса, что не позволяет непосредственно им управлять тиратроном генератора высоковольтных импульсов. Следовательно, для управления тиратроном необходима схема согласования. Так же необходимо согласовать амплитуду отраженного импульса с входом измерителя неоднородности линии. Структурная схема такой установки с использованием локатора Р5-17 показана на рис.2.

Применение в измерительной установке ЭВМ позволяет создавать банк рефлектограмм ВЛ и выделять неоднородности, характеризующие повреждение путем сравнения с предыдущими замерами на заведомо не поврежденную линию. Зная длину линии с помощью компьютера можно более точно определять такие параметры ВЛ как коэффициент укорочения и коэффициент затухания, что позволит уменьшить погрешность в определении зоны повреждения. При использовании компьютера появляется возможность обработки рефлектограмм с помощью цифровых фильтров, что позволяет более эффективно бороться с периодическими помехами. В процессе накопления рефлектограмм на поврежденную линию можно выделять и исключать также и случайные непериодические помехи.

Рис.1. Принципиальная схема генератора высоковольтных импульсов.

Рис.2. Структурная схема импульсного измерителя зоны повреждения ВЛ 110-500кВ.