ГЛАВА III. ФИКСИРУЮЩИЕ ОММЕТРЫ
§ 15. ФИКСИРУЮЩИЙ ОММЕТР ТИПА ИРА
Фиксация токов и напряжений нулевой или обратной последовательности обеспечивает независимость результата ОМП от переходного сопротивления в месте КЗ при установке фиксирующих приборов с двух сторон ВЛ. Однако оперативность ОМП при этом снижается. Поэтому ведутся разработки приборов, обеспечивающих ОМП по результатам измерений электрических величин на одном конце ВЛ. Оценка расстояния до места повреждения осуществляется в зависимости от значения сопротивления участка ВЛ от места установки прибора до места КЗ.
На входы фиксирующего омметра ИРА подаются шесть электрических величин: три фазных тока iА, iВ, iС и три фазных напряжения Ua, Ub, Uc.
При появлении КЗ различных видов значения этих электрических величин изменяются по-разному. Это позволяет выявить вид КЗ — однофазное или многофазное и указать на панели фиксатора поврежденные фазы А, В или С. Наличие этой информации облегчает поиск ремонтной бригадой короткого замыкания. Если КЗ однофазное и замкнулась на землю фаза А, то в фиксирующем
Если на одном или двух концах ВЛ установлены фиксирующие вольтметры, то значение токов получают по формулам:
Рис. 12. График для ОМП по коэффициенту токораспределения
Рис. 13. График для □МП по отношению напряжений
омметре типа ИРА производится определение расстояния l:
При трехфазных КЗ фиксирующий омметр ИРА работает по выражению (20).
Таким образом, фиксирующий омметр ИРА обеспечивает измерение расстояния до места повреждения при всех видах КЗ. В ряде энергосистем омметры ИРА находятся в экспериментальной эксплуатации.
§ 16. ФИКСИРУЮЩИЙ ОММЕТР ТИПА ФИС
Промышленный выпуск фиксирующих омметров типа ФИС начат в 1982 г. Омметр ФИС, так же как и ИРА, подключается к вторичным цепям трансформаторов тока и напряжения обслуживаемой ВЛ. В зависимости от вида КЗ в приборе кратковременно запоминаются две электрические величины. При однофазном КЗ на фазе А в этих приборах кратковременно запоминаются напряжение U и ток I:
(21)
(22)
Кроме того, в ФИС предусмотрена автоматическая коррекция показаний за счет влияния токов в параллельной ВЛ, а также токов в ответвлении от поврежденной ВЛ. После срабатывания ФИС на его индикаторе выводится информация о поврежденных фазах и расстоянии до КЗ в километрах.
Рис. 16. Структурная схема фиксирующего омметра типа ФИС
Структурная схема фиксирующего омметра типа ФИС приведена на рис. 16 и состоит из трех основных частей:
блока кратковременной памяти БКП, аналого-цифрового преобразователя АЦП, блока отсчета и управления БОУ.
Фазные значения входных электрических величин Ua, UB, UC, Iа, Iв и Iс через входные блоки напряжения БНи тока БТ воздействуют на пусковой орган ПО и избиратель поврежденных фаз ИПФ.
При коротком замыкании на контролируемой ВЛ срабатывают ПО и ИПФ, который производит переключения в цепях БН и БТ в соответствии с видом повреждения. Таким образом, к элементам памяти ЭП подводятся напряжение петли короткого замыкания (к 1ЭП) и ток петли короткого замыкания (к 2ЭП).
Элементы памяти 1ЭП и 2ЭП находятся под воздействием органа управления ОУ. Орган управления сначала обеспечивает подключение запоминающих конденсаторов элементов памяти на заряд от БН и БТ, а затем, в случае отключения контролируемой ВЛ и появления сигнала аварийной сигнализации АС, переключает запоминающие конденсаторы на входы АЦП. Кроме того, ОУ выдает информацию о виде повреждения на указатель повреждения УП в БОУ.
Алгоритм работы БКП во многом подобен алгоритму работы ФП с запоминающим конденсатором, рассмотренному в гл. II. Важной особенностью фиксации значения напряжения является реагирование не на полное подведенное напряжение от БН, а только на его так называемую реактивную составляющую. Практически это обеспечивается зарядом запоминающего конденсатора в 1ЭП напряжением, поступающим от БН в момент перехода через нуль тока на выходе БТ.
Аналого-цифровой преобразователь обеспечивает, подобно фиксирующему прибору типа ЛИФП, преобразование напряжения на запоминающем конденсаторе в 1ЭП в число импульсов Ν, причем N=kU/T, где значения U и I зависят от вида КЗ; k — коэффициент пропорциональности.
Действие АЦП ФИС подобно действию АЦП прибора типа ЛИФП, однако шаг последовательного уменьшения по закону арифметической прогрессии напряжения на запоминающем конденсаторе в омметре ФИС является постоянной, но заранее нейзвестной величиной, автоматически устанавливаемой в АЦП в зависимости от значения напряжения па запоминающем конденсаторе элемента памяти 2ЭП. Указанная операция осуществляется с помощью считывающего конденсатора СК, элемента контроля уровня напряжения этого конденсатора ЭУ, порогового элемента ПЭ и ключа КУ.
Для использования ФИС на линиях с ответвлениями в АЦП предусмотрен корректор показаний (К). Этот корректор вносит поправку в показания ФИС при КЗ на расстоянии за ответвлением от контролируемой ВЛ.
Блок отсчета и управления кроме счетчика импульсов СИ содержит устройство возврата УВ и проверки УП.
Приборы ФИС используются для определения расстояния до места повреждения на воздушных линиях электропередачи 110—500 кВ.
Прибор фиксирует сопротивление в диапазоне от 0,05 до 20 Ом при номинальном токе трансформаторов тока 5 А и от 0,25 до 100 Ом при номинальном токе трансформаторов тока 1 А. Кратность измерения на одном пределе до 100. При этом диапазон подводимых к фиксатору токов составляет от 0,4 до 200 А с переключением пределов 0,4—20; 1,0—50; 2,0—100 и 4,0—200 А. Диапазон подводимых напряжений 1,0—100 В. Оперативное питание прибора осуществляется напряжением постоянного тока 110 или 220 В, а с блоком питания — напряжением 110 или 220 В переменного тока.
Время фиксации электрических величин в БКП не более 0,1 с после подачи входных сигналов. Основная погрешность ФИС не превышает 3%.
§ 17. СОКРАЩЕНИЕ ТРУДОЗАТРАТ НА ОМП ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ФИКСИРУЮЩИХ ОММЕТРОВ
Основные факторы снижения трудозатрат на ОМП при использовании фиксирующих омметров такие же, как при использовании фиксирующих вольтметров и амперметров (см. § 13). Однако переход на односторонний замер имеет целый ряд существенных достоинств:
- возрастает оперативность ОМП, так как результат появляется на шкале омметра практически без задержки (время формирования показаний не более 1 мин);
- не требуется дополнительная обработка показаний фиксаторов, так как шкала проградуирована в километрах;
- уменьшаются трудозатраты на обслуживание фиксирующих омметров из-за меньшего количества приборов, устанавливаемых на одну ВЛ.
§ 18. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ФИКСИРУЮЩИХ ОММЕТРОВ
Опыт разработки и эксплуатации отечественных омметров типов ИРА и ФИС подтвердил практическую цеЛесообразность их применения и работоспособность принятых решений, однако вскрылись следующие недостатки: большие трудозатраты по проектированию включения и наладке омметров на каждой конкретной ВЛ, особенно при учете взаимоиндукции с другими ВЛ; неточность отстройки от переходного сопротивления в месте КЗ при использовании электрических величин только с одной из сторон ВЛ, имеющей двустороннее питание.
Наиболее перспективным путем устранения этих недостатков является разработка фиксирующих омметров на базе средств микропроцессорной вычислительной техники при объединении функций защиты, контроля и управления в единой системе управления.
Контрольные вопросы
- В чем преимущества использования фиксирующих омметров по сравнению с фиксирующими вольтметрами и амперметрами?
- Почему фиксирующий омметр должен быть прибором с запоминанием?
- Зачем нужна кратковременная память в фиксирующем омметре?
- Кому нужна информация о виде повреждения и поврежденных фазах?