Устройства для определения участков и опор линии с поврежденной изоляцией
Энергосистемами разработаны различные типы устройств для определения участков и опор воздушной сети с поврежденной изоляцией по параметрам аварийного режима. По принципу действия и назначению эти устройства могут быть разделены на три основные группы:
указатели участка воздушной сети с поврежденной изоляцией, контролирующие параметры аварийного режима в заданной точке участка сети — увеличение тока, снижение напряжения, направление мощности к месту повреждения и др.;
указатели опоры с поврежденной изоляцией, контролирующие протекание тока повреждения по металлическим элементам опоры;
указатели гирлянды с поврежденной изоляцией, контролирующие перекрытие гирлянды электрической дугой.
Указатели поврежденных участков предназначены в первую очередь для распределительных сетей 6—20 кВ, но могут быть использованы в сетях 110 кВ и выше. Указатели для сетей 6— 20 кВ содержат датчики тока, измерительный элемент, индикатор срабатывания и блок возврата, обеспечивающий ручной или автоматический возврат устройства после восстановления нормального режима работы линии. Предпочтителен автоматический возврат устройства в исходное состояние, так как при этом не требуется обход ВЛ для возврата указателей при успешном повторном включении линии.
Для отбора информации о возникновении КЗ указатели могут использовать трансформаторы тока или специальные магнитные датчики.
Указатели, использующие для отбора информации трансформаторы тока, устанавливаются в двух фазах линии. В связи с тем, что эти указатели находятся под рабочим напряжением линии, их индикатор срабатывания представляет собой электромеханическое сигнальное устройство для визуального наблюдения. К этой группе указателей относятся выпускаемые мелкосерийно указатели типа АУПН, разработанные ОЗАП Мосэнерго [5].
К группе указателей с магнитными датчиками относятся указатели серии УПУ-1, разработанные Союзтехэнерго совместно с Тулэнерго [8] и серийно выпускаемые рижским опытным заводом «Энергоавтоматика». Эти указатели имеют измерительную часть с магнитным датчиком и контактным выходом, блок автоматического возврата с антенным отбором напряжения и переносной контактный индикатор срабатывания.
К этой группе относится и указатель типа УКЗ, разработанный МИИСП совместно с рижским опытным заводом «Энергоавтоматика» и Союзтехэнерго. Устройство УКЗ, так же как и УПУ-1, использует для отбора информации магнитные датчики, но для индикации срабатывания в устройстве использован электромеханический указатель с автоматическим возвратом при восстановлении напряжения на контролируемой линии.
Для определения поврежденного участка в электрических сетях 6—35 кВ могут успешно использоваться указатели, контролирующие броски тока КЗ и длительность паузы между бросками тока в цикле АПВ [16]. К этой группе указателей относится устройство контроля аварийного отключения сетевых выключателей типа КСВ, разработанное Сельэнергопроектом совместно с Целиноградским сельскохозяйственным институтом и Союзтехэнерго.
Указатели поврежденных участков могут эффективно использоваться и на воздушных линиях электропередачи напряжением 110 кВ и выше. Союзтехэнерго совместно с МИИСП разработаны принципы указателей направления к месту повреждения типа УПН-2 и УПН-3, основанные на контроле протекания составляющих тока повреждения по грозозащитному тросу. Указатели имеют автоматический возврат, при повторных КЗ устройства фиксируют направление к месту последнего повреждения [13].
В Союзтехэнерго разработан вариант указателя УПН-1, определяющего поврежденный участок сети 110—220 кВ по направлению мощности при КЗ на землю с помощью упрощенных преобразователей тока и напряжения [5].
Указатели опоры с поврежденной изоляцией предназначены для использования в основном в сетях напряжением 110 кВ и выше. Их применение в ряде случаев оказывается целесообразным, так как определение мест повреждений с помощью фиксирующих устройств производится только приближенно. Само место повреждения находится визуальным осмотром участка линии, длина которого может составлять до 10 -14% длины линии [5, 7]. В случае невозможности выявления причин отключения визуально с земли производится трудоемкий верховой осмотр участков линии, примыкающих к предполагаемому месту повреждения.
Применение указателей опор с поврежденной изоляцией существенно ускоряет нахождение места повреждения как при устойчивом, так и при неустойчивом КЗ. При этом во многих случаях может оказаться необязательным и верховой осмотр.
Энергосистемами и Союзтехэнерго в последние годы разработаны несколько типов указателей опор с поврежденной изоляцией, основанных на автоматическом контроле и запоминании факта протекания тока повреждения по металлическим элементам опоры. По принципу действия эти устройства могут быть разделены на указатели с механической памятью и указатели с магнитной памятью.
Устройства с механической памятью основаны на использовании в качестве сигнального элемента электромеханического индикатора. К этой группе устройств относится указатель с пиропатроном, разработанный предприятием «Энергоналадка» Минэнерго. Указатель состоит из трансформатора, в качестве первичной обмотки которого используется токоведущая арматура опоры, и сигнального элемента. Последний выполняется в виде запальной спирали, подключенной ко вторичной обмотке трансформатора тока, пиропатрона и связанного с пиропатроном сигнального флажка. В качестве трансформатора тока в указателях этого типа используется накладной трансформатор тока с разъемным сердечником.
К достоинствам этих указателей следует отнести возможность визуального определения срабатывания устройства. Недостатком является сложность возврата в исходное состояние, связанная с заменой пиропатрона.
Указатели с магнитной памятью основаны на использовании магнитных запоминающих элементов, они разработаны рижским опытным заводом «Энергоавтоматика» и получили условное название УПИ-1 (указатели поврежденной изоляции). По сравнению с указателями первой группы указатели типа УПИ-1 имеют более простую конструкцию и меньшую стоимость.
Указатели гирлянды с поврежденной изоляцией предназначены для использования в основном в сетях напряжением 110 кВ и выше. Указатели основаны на использовании электрода, установленного на ближайшем к опоре изоляторе. При дуговом перекрытии гирлянды указатель сгорает, что позволяет с земли или с вертолета определить место повреждения изоляции гирлянды и опоры. В качестве электрода может использоваться металлизированная пленка либо стальная проволока. Наиболее простым указателем гирлянды с поврежденной изоляцией является указатель типа УПГ [14], разработанный Союзтехэнерго совместно с МИИСП и рижским опытным заводом «Энергоавтоматика».
Описание и характеристики указателей приведены выше.
