Все методы обработки показаний фиксирующих вольтметров и амперметров основаны на решении задачи, обратной задаче расчета токов и напряжений при КЗ. Взаимосвязь переменных в этих задачах поясняется на рис. 9. Общими исходными данными для обеих задач являются схемы участков сети, сопротивления генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, а также длина ВЛ и сопротивления взаимоиндукции между ними. Очевидно, что необходимо учитывать конфигурацию участка сети для каждого конкретного расчета — какие ВЛ и трансформаторы включены. Задача расчетов токов КЗ решается для выбора оборудования по условиям электродинамической и термической стойкости, а также для проверки выключателей на отключающую способность.
Рис. 9. Взаимосвязь переменных в задачах расчетов токов и напряжений при КЗ и ОМП
При проведении расчетов обычно учитывают схему с таким режимом работы сети, при котором получается максимальное значение токов КЗ. Допустимая погрешность расчетов составляет 5—10%, и это позволяет делать ряд допущений, которые упрощают расчеты при выборе оборудования. В частности, возможно не учитывать влияние переходных сопротивлений в месте КЗ.
Большой объем расчетов токов и напряжений при КЗ делается при выборе уставок устройств релейной защиты и автоматики. Для отстройки и проверки чувствительности устройств релейной защиты учитываются как максимальные, так и минимальные значения токов КЗ, однако и в этих расчетах допустимая погрешность составляет 5—10% и влиянием переходного сопротивления пренебрегают.
Заметим, что учет влияния переходного сопротивления производится при выборе параметров срабатывания релейной защиты путем обеспечения ее необходимой чувствительности. Именно для обеспечения правильной работы устройств РЗ при КЗ через переходное сопротивление требуемые значения Кч превышают 1 (обычно 
или еще больше).
Расчеты ОМП, как видно из рис. 9, являются задачей, обратной расчету токов КЗ, так как по показаниям ФП, сработавших в режиме КЗ при неизвестном значении
, требуется найти неизвестное расстояние l до места КЗ.
Рис. 10. Схема замещения ВЛ нулевой последовательности в режиме КЗ на землю
Рис. 11. Эпюра токов и напряжений нулевой последовательности в режиме КЗ на землю в точке К
Рассмотрим особенности этих расчетов подробнее. Все методы ОМП по показаниям ФП основаны на том, что в режиме любого несимметричного КЗ на землю без обрыва фазных проводов имеется только один источник мощности нулевой последовательности, включаемый в схеме замещения ВЛ нулевой последовательности в месте КЗ (рис. 10). Эта схема замещения соответствует первичным схемам (см. рис. 1 и 4), а также схеме замещения
Из формулы (18) с использованием выражении (19) могут быть получены формулы для различных вариантов расстановки ФП в сети.
Сводка расчетных формул для ОМП приведена в табл. 2.
Приведенные в табл. 2 формулы справедливы для одиночной ВЛ без обходных связей и взаимоиндукции с другими ВЛ. Учет обходных связей, взаимоиндукции, наличие параллельной ВЛ, а также подстанций, включенных на ответвления от ВЛ, усложняет расчеты.
По выражениям табл. 2 можно осуществлять ОМП по параметрам не только нулевой, но и обратной последовательности. Очевидно, в этом случае ФП должны быть включены через фильтры обратной последовательности, а все сопротивления в формулах взяты также для обратной последовательности. В табл. 3 приведены виды КЗ, которые можно находить на ВЛ в сети с заземленной нейтралью при использовании составляющих разных последовательностей.
Таблица 3
Для фиксации токов и напряжений обратной последовательности выпускают фиксирующие приборы типов ФПТ (амперметр) и ФПН (вольтметр). Приборы этих типов преимущественно используются в сетях с изолированной нейтралью и в данном пособии не рассматриваются.
Непосредственное использование расчетных выражений для ОМП в оперативной работе диспетчера принято в ряде энергосистем. Такой метод обработки показаний ФП называют аналитическим. При проведении расчетов могут использоваться микрокалькуляторы. Рассмотрим пример программы ОМП по формуле (18) для микрокалькуляторов широко распространенных типов МК-54 и т. п.
Распределение памяти приведено в табл. 4.
Таблица 4
Ввод программы в память микрокалькулятора осуществляется путем нажатия следующих клавиш:
Длина программы 26 шагов, время одного вычисления около 6 с.
Пример. При U"=U'=xx= L= 100, a I'=I"=10, l=50.
Очевидно, что микрокалькулятор может быть полезен только при не очень сложных расчетах.
В приложении приведены программы* для самостоятельной работы учащихся с микрокалькулятором типа «Электроника МК-54». Для каждой формулы из табл. 2 приведена таблица распределения регистров памяти микрокалькулятора, а также данные контрольного примера (ДКП). После ввода текста программы необходимо сначала сделать расчет по ДКП. Если получен тот же результат, что и в ДКП, то можно переходить к вычислениям по программе. В ДКП для всех вариантов формул цифры подобраны так, что l =50 км. Если при расчете по ДКП получается неверный результат, т. е. l≠50 км, то необходимо еще раз проверить содержимое регистров памяти микрокалькулятора и текст программы. Для удобства ввода и проверки программы кроме текста программы для каждого из вариантов формулы по табл. 2 приведены коды операций (КОП) и показания счетчика адреса (СА), высвечиваемые на индикаторе микрокалькулятора.
* Тексты программ могут быть использованы на практических занятиях по информатике.
Общим недостатком всех аналитических методов ОМП является необходимость проведения численных расчетов диспетчером в оперативной работе по достаточно громоздким выражениям. Расчетные выражения по сравнению с табл. 2 существенно усложняются за счет необходимости учета изменений сопротивлений примыкающих сетей, наличия ответвлений от ВЛ, взаимоиндукции с ВЛ, особенно если эта взаимоиндуктивная связь имеет место не на всей длине ВЛ, и т. д.
Чтобы упростить работу диспетчера, необходимо использовать разнообразные графические методы обработки показаний ФП.
При графическом методе применяются заранее составленные графики или номограммы, построенные по неупрощенным аналитическим выражениям.
Рассмотрим ряд графических методов.
Последнее выражение, полученное из геометрических соотношений номограммы на рис. 14, совпадает с аналитическим выражением из табл. 2. Следовательно, точка К на номограмме рис. 14 действительно искомое место КЗ.
Использование графических методов в значительной степени исключает погрешности ОМП из-за ошибок в вычислениях и выборе режима. Становится целесообразным широкое использование неупрощенных аналитических выражений при построении графиков, однако учет всего многообразия возможных режимов сети осуществить практически не удается, кроме того, сохраняются источники ошибок ОМП из-за неправильного снятия показаний N со шкалы БОУ, ошибок при переводе количества импульсов N в значение зафиксированной величины тока или напряжения, ошибок при передаче информации по телефону.
Рис. 15. Структура автоматизированной системы ОМП по показаниям ФП
В настоящее время в СССР разрабатываются и внедряются средства и методы ОМП по показаниям фиксирующих приборов, которые исключают участие человека в процессе сбора, передачи и обработки показаний ФП на ЭВМ диспетчерских пунктов энергосистем. Структура автоматизированной системы ОМП по показаниям ФП приведена на рис. 15. На каждой из подстанций выходы группы ФП через устройство сопряжения УС подключаются к одному из входов передатчика телемеханики ТМд. Переданные по каналам связи КС показания БОУ фиксирующих приборов через приемники телемеханики вводятся в ЭВМ.
Применение ЭВМ для обработки показаний ФП позволяет решить следующие задачи:
перевод показаний БОУ в зафиксированные значения токов и напряжений;
учет реальной схемы сети;
проверка достоверности показаний ФП;
повышение точности ОМП за счет использования избыточности (ФП переводятся в неселективный режим);
использование неупрощенных расчетных методов с учетом активного и реактивного сопротивления ВЛ и изоляции;
обеспечение ОМП даже при отказах некоторой части ФП;
получение дополнительной информации о номерах неисправных ФП и о рекомендуемой зоне обхода трассы ВЛ.
Использование ЭВМ существенно, облегчает работу дежурных на подстанциях, диспетчеров, линейных обходчиков и работников ремонтных бригад.