ГЛАВ А II. ФИКСИРУЮЩИЕ ВОЛЬТМЕТРЫ И АМПЕРМЕТРЫ
§ 4. ТРЕБОВАНИЯ К ФИКСИРУЮЩИМ ВОЛЬТМЕТРАМ И АМПЕРМЕТРАМ
Фиксирующими вольтметрами и амперметрами называются измерительные приборы, которые обеспечивают измерение и длительное запоминание (фиксацию) значений напряжений и токов, существовавших в режиме КЗ на ВЛ.
Структурная схема, принцип ее работы и характеристики фиксирующих вольтметров и амперметров определяются требованиями к этим приборам.
Фиксирующие вольтметры и амперметры должны работать автоматически в режиме коротких замыканий на ВЛ и правильно взаимодействовать с устройствами релейной защиты, системой аварийной сигнализации подстанции, а также с устройством автоматического повторного включения ВЛ.
Рассмотрим следующие требования к фиксирующим вольтметрам и амперметрам.
Быстродействие.
Решение задачи по расчету расстояния до места КЗ производится для схемы первичной сети с включенными выключателями по обоим концам ВЛ. Поэтому фиксирующие вольтметры и амперметры должны запоминать значения напряжений и токов, существующих в режиме КЗ, до начала отключения выключателей поврежденной ВЛ. Обычно время фиксации не должно превышать 0,1 с после начала КЗ, а в некоторых случаях — 0,06 с. При этом обеспечивается одновременность фиксации электрических величин с обоих концов ВЛ.
Отстроенность от свободных составляющих.
Решение задачи по расчету расстояния до места КЗ производится по формулам для действующих значений электрических величин на промышленной частоте 50 Гц. Поэтому фиксирующие приборы должны быть отстроены от действия свободных составляющих электромагнитного переходного процесса при КЗ.
Кратность запоминания.
Существующие фиксирующие вольтметры и амперметры являются приборами с ограниченной емкостью памяти. Объем памяти рассчитан на хранение информации только об одном замере. Данные приборы являются однократными.
Блокировка.
Действие фиксирующих вольтметров и амперметров должно быть четко увязано с работой устройств релейной защиты и автоматического повторного включения. При неуспешном автоматическом повторном включении ВЛ режим КЗ возникает 2 раза. Поэтому фиксирующие приборы должны обеспечивать фиксацию при первом КЗ, а затем выводиться из действия, т. е. блокироваться и не реагировать на последующие КЗ.
Правильная работа однократных фиксирующих вольтметров и амперметров в цикле неуспешного автоматического повторного включения достигается за счет блокировки их действия после первого срабатывания.
Селективность. Указанная блокировка приводит к выводу из действия однократных фиксирующих вольтметров и амперметров при КЗ на соседних ВЛ. Поэтому должна быть предусмотрена возможность так называемого «селективного» включения, т. е. автоматического сброса показаний и деблокирования сработавших фиксирующих вольтметров и амперметров при отсутствии сигнала аварийной сигнализации подстанции об аварийном отключении выключателя обслуживаемой ВЛ. Таким образом, правильная работа при КЗ только на обслуживаемой ВЛ обеспечивается за счет управления работой фиксирующих вольтметров и амперметров от системы аварийной сигнализации подстанции. Если релейная защита или выключатель откажут при КЗ на своей ВЛ, то откажут и ее фиксирующие приборы.
Длительность запоминания.
Снятие показаний фиксирующих приборов осуществляется дежурным персоналом. На подстанциях с постоянным дежурным персоналом эта операция может быть произведена в течение нескольких минут (десятков минут) после КЗ. На подстанциях без постоянных дежурных для снятия показаний могут потребоваться часы. Практически существующие фиксирующие вольтметры и амперметры не имеют ограничения по длительности запоминания. Фиксирующие приборы для подстанций с переменным оперативным током сохраняют показания даже при длительном исчезновении оперативного тока.
Кратность диапазона.
Возможные значения подлежащих фиксации напряжений и токов могут изменяться в больших пределах. Отношение максимальных возможных значений (при близких КЗ) к минимальным возможным значениям (при удаленных КЗ через большие- переходные сопротивления) может быть достаточно велико. Поэтому кратность диапазона фиксирующих вольтметров и амперметров должна быть не менее 50 и даже больше.
Точность.
Решение задачи ОМП сводится к расчету расстояния до КЗ в зависимости от отношения зафиксированных значений электрических величин. Поэтому точность фиксирующих вольтметров и амперметров необходимо регламентировать допустимой относительной погрешностью фиксации во всем диапазоне измерений. Для обеспечения заданной точности ОМП оказывается допустимым иметь максимальную относительную погрешность не более 5% во всем диапазоне работы фиксирующих приборов.
Отстроенность от рабочих режимов.
Фиксирующие вольтметры и амперметры пускаются при превышении значения контролируемой электрической величины значения параметра пуска фиксирующих приборов (ФП). Очевидно, что значение параметра пуска ФП должно быть больше значения контролируемой величины во всех рабочих режимах ВЛ и меньше, чем в режимах КЗ.
Одновременность фиксации.
Задача ОМП решается с использованием показаний ФП с обоих концов поврежденной ВЛ. Очевидно, что значения контролируемых токов и напряжений должны быть зафиксированы одновременно.
Для обеспечения одновременности фиксации используется естественная одновременность пуска ФП при резком возрастании контролируемых величин при КЗ. Если контролируемые электрические величины при повреждении изменяются недостаточно резко, например при падении провода на землю в условиях вечной мерзлоты, то требуется принудительная синхронизация работы ФП с использованием высокочастотных каналов телемеханики по проводам ВЛ или другим методом.
Сопряжение с устройствами телемеханики.
Фиксирующие приборы должны быть приспособлены для телепередачи своих показаний с использованием устройств телемеханики. Телепередача показаний групп фиксирующих приборов возможна как последовательным, так и параллельным кодом. При этом важным требованием является использование минимального количества двоичных разрядов в кодо-импульсных устройствах делемеханики.
Минимальное потребление мощности.
По измерительному входу ФП потребление мощности должно быть минимальным для уменьшения нагрузки на измерительные трансформаторы тока и напряжения с целью уменьшения погрешностей.
Сохранение показаний при исчезновении напряжения питания на подстанциях с переменным оперативным током.
Фиксирующие приборы должны иметь энергонезависимую память и конденсаторный блок питания, обеспечивающий перенос информации из кратковременной памяти.
Встроенный контроль работоспособности и сигнализация потери работоспособности.
Производятся подача заранее известного напряжения и проверка появления контрольного числа на цифровом индикаторе ФП.