Глава пятая
СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ПОМЕХАМИ
ПОМЕХИ РАБОТЕ НЕАВТОМАТИЧЕСКИХ ИСКАТЕЛЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЙ
При ОМП на отключенных силовых кабельных линиях обычно сколько-нибудь существенные электрические помехи отсутствуют. Приходится только считаться с возможностью наведения от соседних присоединений потенциалов промышленной частоты на ошиновке и сборках, к которым подсоединен кабель.
При ОМП на отключенных воздушных линиях наведенные потенциалы промышленной частоты достигают весьма высоких величин (единицы и десятки киловольт). Кроме того, во многих случаях по воздушным линиям 35—500 кВ передаются высокочастотные (синусоидальные) сигналы каналов связи, телемеханики, релейной защиты и системной автоматики. Обычно после отключения линии от сети эти каналы продолжают действовать, создавая помехи импульсным измерениям.
Различного рода кратковременные импульсные помехи на работу локационных неавтоматических искателей практического действия не оказывают. Непрерывный характер длительного многократного зондирования линии исключает воспроизводство изображения на экране прибора случайных непериодических сигналов.
ПОДАВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
Простейшая схема, обеспечивающая подавление напряжения промышленной частоты на отключённом проводе воздушной линии, представлена на рис. 5-1,а.
К проводу линии 1 подключается заземляющий дроссель (дренажная катушка) 2. Индуктивность катушки порядка единиц миллигенри.
Рис. 5-1. Схемы подавления помех промышленной частоты.
а — несимметричная схема с расположением прибора на открытой подстанции; б — несимметричная схема с расположением прибора на щите управления; в — симметричная схема с расположением прибора на щите управления; г — схема с использованием заградителя линии; 1 — линия; 2 — дроссель; 3 — прибор; 4 — конденсатор; 5, 6 — разрядники; 7 — шинка; 8 — штанга; 9 — заземляющий разъединитель; 10 — заградитель.
Обмоточный изолированный провод имеет сечение 1—4 мм2. Вход прибора 3 присоединяется через низковольтный (400 в) конденсатор 4 емкостью порядка 0,1 мкф.
Для обеспечения безопасности включается защитный разрядник 5. Может быть использован применяемый для в. ч. связи переносный заградитель типа ПЗ-6-2, схема которого соответствует рис. 5-1,а. Катушка индуктивностью 1,2 мгн намотана проводом ПБ2-3,5 и рассчитана на длительное протекание наводимых соседними линиями токов 20—25 а. Используются купроксный разрядник 5 на напряжение 100 в и ток к. з. 6 ка в течение 2 сек и алюминиевый разрядник 6 (РА-350) на 350 в. На частоте 50 гц сопротивление заградителя равно: xL=2π·50·1,2·10-3= 0,38 Ом.
Даже при стекающем в землю через дроссель токе 5 а напряжение на нем не превышает 2 в.
Сопротивление конденсатора на частоте 50 гц равно:
При согласованном входном сопротивлении прибора около 300 Ом напряжение промышленной частоты на входе прибора не превысит 20 мв.
Значительная часть частотного спектра монополярного зондирующего импульса лежит выше частот:
Этим частотам соответствуют сопротивления:
Из этих данных следует, что для измерений при τ=1 мксек наличие дросселя и конденсатора не создает сколько-нибудь существенного затухания и искажения зондирующего и отраженного импульсов. При больших длительностях импульсов затухание и искажения значительны. Однако проводить измерения во многих случаях можно. В ряде энергосистем СССР применяется схема, изображенная на рис. 5-1,6 [Л. 49]. На открытой подстанции вдоль фронта отходящих линий 1 проходит шина 7 с изоляцией примерно на 6 кВ. С помощью специальной штанги 8 с изолированной рукояткой можно соединять эту шину с любым проводом линии. К шине присоединены защитный разрядник 6 на 2—4 кВ, нормально отключенный заземляющий разъединитель 9 и конденсатор 4 емкостью порядка 0,1 мкф на напряжение 5 кВ, включенный последовательно с дросселем 2.
Последний имеет значительно большую индуктивность, чем в предыдущей схеме L=10-20 мгн, и выполнен из провода меньшего сечения (на ток не более 1 а). Прибор соединяется с открытой подстанцией кабелем и подключается параллельно дросселю. Его вход защищен разрядником РА-350. При частоте 50 гц на входе прибора напряжение составляет величину порядка десятитысячной части напряжения на линии, т. е. доли вольта. Все наведенное напряжение ложится на конденсатор 4, на проводе линии также сохраняется высокое напряжение. Это существенный недостаток последней схемы по сравнению с предыдущей. В то же время при L=10—20 мгн затухание и искажение импульсов становится меньше (хL>1 ком при f>15 кГц). Эффективное выделение импульса, отраженного от места повреждения, на фоне отражений от неравномерностей волнового сопротивления требует рассмотрения импульсов при включении прибора по схемам «провод—провод» или посылки импульсов в один провод и приема по другому (гл. 4). Поэтому следует рекомендовать прокладку двух шин с включением по схеме рис. 5-1,в. На линиях с номинальным напряжением выше 220 кВ наводимое напряжение даже при заземленной линии с противоположной стороны может существенно превышать 5 кВ (до нескольких десятков киловольт).
Возможно проведение измерений по схеме рис. 5-1,г. Провод линии 1 заземлен заземляющим разъединителем 9 за высокочастотным заградителем 10.
Индуктивность заградителя играет гу же роль, что и дренажная катушка в схеме по рис. 5-1,а. Хорошие данные для этой цели имеют заградители для линий 330—500 кВ типа ВЗ-2000/400. Принципиальная схема этого заградителя отражена на рис. 5-1,г. Индуктивность силовой катушки L=2 мгн, емкость конденсатора С=2 200 пф, активное сопротивление R около 1 000 Ом.
Через низковольтный 400 в конденсатор 4 емкостью порядка 0,1 мкф прибор 3 присоединяется к линии. Предусмотрен защитный низковольтный разрядник 6 (РА-350).
При относительно малом (доли вольта) уровне наведенного при заземленном заградителе напряжения можно обойтись и без конденсатора 4.
Заградители типа ВЗ-2000-1,2 ввиду меньшей величины индуктивности силовой катушки (1,2 мгн) при той же схеме включения больше искажают монополярные импульсы, чем ВЗ-2000/400. Еще более значительные искажения возникают при включении по схеме рис. 5-1,г заградителей других типов. Однако в ряде случаев и с ними удается провести омп.
ПОДАВЛЕНИЕ ПОМЕХ ОТ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КАНАЛОВ
Если не представляется возможным на время импульсных измерений отключить в. ч. посты, а вызванные ими помехи не позволяют отчетливо видеть импульсные характеристики линии,то необходимо включать фильтры.
В подавляющем большинстве случаев число каналов, создающих на контролируемом проводе помехи порядка 1 в и более, не превышает 2—4. Ширина полосы частот в. ч. каналов не более 3 кГц.
Поэтому в наихудших случаях блок-схема подавления таких помех будет соответствовать рис. 5-2,а.
Зондирующие импульсы подаются непосредственно в линию.
Поскольку наибольшая часть энергии монополярных зондирующих импульсов сосредоточена в низкочастотной части частотного спектра, то в большинстве случаев удается подавить помехи от в. ч. каналов с помощью фильтра среза высших частот. Схема включения такого ДС-фильтра, включенного вместе с уже рассмотренным выше фильтром для подавления напряжения промышленной частоты, показана на рис. 5-3 [Л. 50].
Для частот выше 45 кГц, характерных для в. ч. каналов, сопротивление конденсатора С3 составляет Хс<400 Ом. Следовательно, интегрирующая цепочка R— С3 подавляет такие сигналы не менее чем в 12 раз. Для частот порядка 5—15 кГц, представляющих существенную часть частотного спектра монополярных зондирующих импульсов, это подавление в 3—9 раз меньше. Этой разницы может оказаться достаточно для проведения измерений.
ПОМЕХИ РАБОТЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ИСКАТЕЛЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЯ
При определении мест повреждения на воздушных линиях электропередачи автоматическими устройствами приходится считаться с наличием следующих видов помех:
- Синусоидальные высокочастотные сигналы каналов связи, телемеханики, релейной защиты и системной автоматики по проводам линий.
- Наведенные токи и потенциалы промышленной частоты.
- Флюктуационные высокочастотные помехи, связанные с явлением короны на проводах под воздействием рабочего напряжения линии.
- Импульсные помехи от дуги в месте короткого замыкания.
- Импульсные помехи, возникающие при операциях с разъединителями и выключателями на подстанциях.
- Импульсные помехи под воздействием атмосферных явлений (блуждающие волны).
Первые три вида, помех, носящих непрерывный характер, наиболее существенное значение имеют для выбора устройств присоединения искателей к линии и уровней посылаемых импульсных сигналов. Поэтому им будет уделено внимание при рассмотрении соответствующих вопросов в гл. 8 и 10.
В этой главе рассматриваются только импульсные помехи.