Содержание материала

5.8. ВЫБОР И ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОЧЕЙ ПОЛОСЫ ЧАСТОТ. АВТОМАТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ ИСКАТЕЛЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЙ
В условиях энергосистем СССР помехи от короны меньше по уровню, чем помехи от ВЧ каналов связи, релейной защиты и системной автоматики. Поэтому именно последние помехи обусловливают выбор необходимой полосы частот. При выборе рабочей полосы частот автоматических искателей необходимо руководствоваться следующими положениями.

  1. Чем длиннее обслуживаемая ВЛ, тем более низкой должна быть средняя частота f0 (полоса частот искателя располагается симметрично относительно этой частоты).
  2. В рабочую полосу Δf не должны попадать рабочие частоты ВЧ передатчиков релейной защиты и системной автоматики, а также передатчиков связи (телемеханики), подключенных к проводам обслуживаемой или параллельной ВЛ. При этом следует учитывать, что передатчики ВЧ связи на том конце ВЛ, где установлен искатель, могут автоматически отключаться на время зондирования (40—60 мс). Это обеспечивается с помощью блока входных цепей (ВВЦ) искателя повреждений. В этом блоке имеются специальные реле, контакты которых рассчитаны на напряжение в несколько киловольт. Реле имеют как замыкающие, так и переключающие контакты.


Пример схемы присоединения генератора и блока входных цепей искателя к фильтрам присоединения фазных проводов одной из действующих ВЛ 500 кВ приведен на рис. 5.10. 


Рис. 5.10. Схема присоединения генератора Г и блока входных цепей БВЦ автоматического искателя повреждений к фильтрам присоединения ФП фазных проводов одной из ВЛ 500 кВ.

По фазному проводу А работают приемопередатчики связи и телемеханики ППСТ, по проводу С —  устройство телеотключения ВЧТО и приемопередатчик дифференциально-фазной защиты ПВЗД. В режиме ожидания искатель полностью отключен от обслуживаемой ВЛ. При срабатывании выходных контактов релейной защиты ВЛ переключающим контактом реле Р1 размыкается цепь от фильтра присоединения фазы А к ВЧ посту связи и замыкается цепь от этого фильтра к генератору зондирующих импульсов искателя. В линию проходит серия зондирующих импульсов и переключающий контакт Р1 возвращается в исходное положение. Одновременно с реле Р1 срабатывают реле Р2, Р3 и кратковременно замыкают приемные цепи искателя с фильтрами присоединения фаз В и С. Фиксируется искомое расстояние до места КЗ. Кратковременное (на 40—60 мс) отключение каналов связи существенно не сказывается на их работе. При этом полосу Δf искателя можно размещать в области рабочих частот отключаемых устройств.

3. Генератор искателя повреждений подключается к одному проводу ВЛ, а приемник — ко всем трем проводам. Поскольку даже кратковременный разрыв цепей приемопередатчиков защиты и автоматики не рекомендуется, то целесообразно генератор подключать либо  к свободному фазному проводу ВЛ, либо к проводу с включенными устройствами связи и телемеханики.


На рис. 5.11 приведена диаграмма распределения частот ВЧ каналов по ВЛ, к фазным проводам которой присоединены различные устройства (рис. 5.10). Из диаграммы видна возможность принятия средней частоты рабочей полосы искателя f0=130 кГц. В полосе 70 кГц (от fи=95 кГц до fв=165 кГц) размещаются только частотные полосы кратковременно отключаемых устройств связи (телемеханики) на фазе А. 

Рис. 5.11. Диаграмма распределения рабочих частот устройств, присоединенных к ВЛ 500 кВ, для которой приведен рис. 5.10.

Приходящие от приемопередатчиков с противоположного конца ВЛ сигналы этих же частот существенно ниже по уровню, и от них приемник искателя повреждений может быть отстроен. Отметим, что сигналы с абсолютным уровнем «О» и ниже в полосе фильтров искателя не мешают его работе.

  1. Как показали проведенные испытания и опыт эксплуатации, зондирующие импульсы искателей повреждений длительностью до 80 мкс при напряжении на входе фильтра присоединения 1,6 кВ и при посылке до 16 импульсов в серии с интервалами между ними не менее 500 мкс не мешают работе устройств релейной защиты, автоматики, связи и телемеханики и не могут вызвать их неправильного, излишнего или неселективного срабатывания.
  2. Устройства ВЧ обработки и присоединения (заградитель и конденсатор связи совместно с фильтром присоединения) на всех трех проводах того конца ВЛ, где установлен искатель, должны иметь настройку, соответствующую рабочей полосе Δf искателя. Из-за этого в ряде случаев необходимо устанавливать дополнительный заградитель. Наличие ВЧ обработки и ее настройка на другом конце ВЛ не имеют никакого значения для работы искателя.
  3. После выбора рабочей полосы ∆f из условий отстройки от частот сигналов соседних ВЧ каналов необходимо проверить дальность действия искателя по методике, изложенной в предыдущем параграфе. Если выбранная предварительно средняя частота f0 оказывается сравнительно высокой, то может получиться, что искатель не охватывает всю длину обслуживаемой ВЛ. В этом случае необходимо либо установить искатели на обоих концах ВЛ с обслуживанием не менее половины длины с каждого конца, либо пересмотреть распределение частот всех ВЧ каналов по данной и параллельной ВЛ.

Как показали многочисленные измерения и опыт эксплуатации, уровень помех в полосе искателя от ВЧ каналов по смежным ВЛ не превышает нулевого и с этими помехами при выборе рабочей полосы частот искателя можно не считаться.
Следует обратить внимание еще на одно обстоятельство, связанное с выбором частоты /0 заполнения зондирующего радиоимпульса. Распространение этого радиоимпульса происходит по первому и второму волновым каналам трехпроводной ВЛ с разными скоростями υ1 и υ2. При пробеге некоторого расстояния lм, удовлетворяющего соотношению lм/ν(1)— lм/ν(2)=τ=1/(2f0), синусоиды заполнения радиоимпульсов в двух волновых каналах оказываются сдвинутыми на полпериода и находятся в противофазе. Если к началу крайнего провода А линии с горизонтальным расположением проводов подключать генератор радиоимпульсов, форма которых показана на рис. 5.12, а, то возникнут составляющие, распространяющиеся по первому и второму, а также нулевому волновым каналам. Через 10—20 км нулевая составляющая практически затухнет и с нею далее можно не считаться.
После пробега расстояния lм (рис. 5.12, б) первая и вторая составляющие будут сдвинуты между собой на время τ. При этом на среднем проводе В будет только первая составляющая, на проводе А — сумма первой и второй составляющих, а на проводе С — их разность. Напряжение иτ, соответствующее начальной части фронта результирующих импульсов длительностью τ на проводах А и С, остается равным напряжению первой составляющей, так как вторая составляющая отстает по времени. Остальная часть результирующего импульса (кроме части длиной τ на его конце) на проводе А образуется разностью амплитуд соответствующих полупериодов колебаний, а на проводе С — их суммой. 


Рис. 5.12. Форма радиоимпульса, подключаемого к проводу А, и изменение амплитуды импульсов на проводах по мере их пробега вдоль линии.
а — форма радиоимпульса; б — изменение амплитуды.

Амплитуда результирующего сигнала на проводе А резко уменьшается, на проводе С — соответственно увеличивается. Если именно на расстоянии lм произойдет однополюсное КЗ (или обрыв) на проводе A, то отраженный импульс будет минимальным. Поэтому зона, прилегающая к указанной точке, называется зоной минимального сигнала.
На рис. 5.12, б приведено изменение амплитуды радиоимпульса по мере пробега вдоль ВЛ 330 кВ. Генератор радиоимпульсов, форма которых показана на Рис. 5.12, а, подключен к фазе Л. Амплитуда первой составляющей на проводе A обозначена хорошо видно, что зона минимального сигнала при f0=160 кГц расположена на участке от 88 до 162 км.
В табл. 5.6 приведены расчетные значения центра зон минимального сигнала различных ВЛ при разных частотах f0. Данные этой таблицы могут быть полезными при выборе средней частоты f0 рабочей полосы искателя в различных условиях.

Таблица 5.6