Основной причиной потери быстродействия УК являются переходные процессы в цепи КА при повреждениях ЛС. В самой ЛС (в цепи переменного тока) эти процессы протекают значительно быстрее.
Рис. 3.11. Функциональная схема устройства контроля исправности ЛC (а) и диаграммы его работы при исправной ЛС (б) и при обрыве ЛС и наличии тока утечки (в)
Следовательно, если КА установить в ЛС на стороне переменного тока, то быстродействие УК можно увеличить. Это обстоятельство использовано в [40]. Функциональная схема такого УК и временные диаграммы его работы представлены на рис. 3.11. Принцип действия УК основан на непрерывном контроле мгновенного значения тока, проходящего по ЛС, с помощью быстродействующего порогового элемента (ПЭ), включенного непосредственно в цепь ЛС. Пороговый элемент формирует прямоугольные импульсы, длительность которых определяется продолжительностью полуволны тока и параметрами срабатывания и возврата ПЭ. Эти импульсы затем обрабатываются с помощью операторов временной задержки появления сигнала D↑ и исчезновения сигнала D↓. Сигнал на отключение выключателя формируется следующим образом.
Рис. 3.12. Временная характеристика УК
Рис. 3.13. Эквивалентная схема для режима обрыва проводов ЛС
Как показали исследования, данное УК «воспринимает» перемежающийся обрыв проводов ЛС как многократные единичные обрывы, четко фиксируя их.
К недостаткам данного принципа выполнения УК следует отнести влияние тока утечки ЛС на его работу. В связи с этим ток контроля должен выбираться исходя из условия
где kH — коэффициент надежности, учитывающий возможное изменение напряжения источника постоянного тока контроля и тока срабатывания ПЭ, kH= 1,24-1,3.
Оценим значение тока в защите типа ДЗЛ-2. Эквивалентная схема для режима обрыва ЛС дана на рис. 3.13. При составлении схемы сделаны следующие допущения: элементы схемы линейны, электрические величины синусоидальны, а трансформаторы и диоды идеальны. С целью получения результатов с запасом активные сопротивления ЛС не учитываются. Как показал анализ, эти допущения дают погрешность расчета менее 15 %.
Из эквивалентной схемы следует, что
. Учитывая (1.2), после преобразования получаем
(3.7)
где γ=Iрабтах/Iсо — коэффициент, показывающий, во сколько раз максимальный рабочий ток больше тока срабатывания защиты при обрыве проводов.
При l=20 км, γ=2, Rp= 11 кОм из (3.7) получаем Iутт= 12,62· 10-3 А. Таким образом, Iк= 15· 10—3 А. Такое
повышение тока Iк0 с учетом высокого быстродействия УК является приемлемым, но не желательным. Снизить значение Iк можно за счет повышения чувствительности КА, ограничения длины ЛС (l<20 км), снижения чувствительности ПДЗ.