Указатель поврежденного участка УПУ-1 основан на использовании магнитного датчика тока для дистанционного контроля тока в проводах линии и элемента отбора напряжения для автоматического возврата устройства в исходное состояние при восстановлении напряжения на линии. Автоматический возврат устройств исключает необходимость обхода и ручного возврата всех устройств, расположенных между питающей подстанцией и местом повреждения, что особенно важно при успешном АПВ.
Указатель состоит (рис. 14) из стационарного блока БС с вынесенным контактным гнездом XI и переносного блока контроля (индикатора срабатывания) БП с контактным штырем Х2. Стационарный блок устройства устанавливается на опоре на изоляционном расстоянии от контролируемых проводов. Контактное гнездо укрепляется на опоре на уровне 2,8—3 м от земли и соединяется со стационарным блоком двумя проводами. Переносный блок служит для проверки состояния выходных контактов стационарного блока. Один переносный блок может быть использован для контроля срабатывания группы стационарных блоков.
Магнитный датчик М стационарного блока имеет Т-образный магнитопровод с двумя рабочими / и 3 и двумя испытательными 2 и 4 обмотками. Каждая рабочая обмотка включена на свой выпрямитель VS1 и VS2. Выходы выпрямителей соединены последовательно и питают обмотку / поляризованного реле К.
Рис 14. Принципиальная схема указателя поврежденного участка УПУ-1
Конденсаторы С1 и С2 служат для компенсации реактивного сопротивления обмоток датчика на частоте 50 Гц. Резисторы R1 и R2 служат для регулировки чувствительности указателя на заводе, а резисторы R5 и R6 используются для плавноступенчатой регулировки уставки по току срабатывания перед установкой указателя в эксплуатацию. Обмотка 2 реле К служит для возврата устройства в исходное состояние.
Блок возврата состоит из выпрямителя 1/S3, конденсатора СЗ, тиратрона с холодным катодом VL и резисторов R3, R4. Питание блока возврата осуществляется с помощью емкостного отбора напряжения от линии. Отбор напряжения может быть выполнен с помощью подвески к одному проводу линии изолятора П-4,5, пестик которого подключается к зажиму 3 указателя, или от подвешенного в одном пролете четвертого провода, который также подключается к этому зажиму.
При рабочем режиме линии контакт К1 реле К замкнут, а контакт К2 разомкнут. Контакт К1 через емкость конденсатора С4 закорачивает вход выпрямителя 1/S3, вследствие чего напряжение на конденсаторе СЗ близко к нулю и обмотка 2 реле обесточена. При КЗ на линии за местом установки указателя возрастает ток в проводах контролируемой линии, что приводит к увеличению магнитного потока в сердечнике датчика и соответственно к увеличению тока в обмотке 1 реле. При значении тока, равном и большем заданной уставки, реле срабатывает, замыкает контакт К2 и размыкает контакт К1. После отключения КЗ положение контактов реле остается тем же. Если в этом состоянии указателя подключить переносный блок к контактной вилке, лампа HL переносного блока будет гореть через замкнутый контакт К2, что сигнализирует о срабатывании указателя. Если линия после отключения КЗ успешно включилась от АПВ или вручную, т. е. на линии восстановилось рабочее напряжение, конденсатор СЗ начинает заряжаться током отбора до напряжения зажигания тиратрона. Тиратрон зажигается, через обмотку 2 реле проходит ток разряда конденсатора СЗ и реле возвращается в исходное состояние.
Указатели УПУ-1 имеют контактный выход, который может быть использован для передачи информации о срабатывании устройства по каналу связи на питающую подстанцию. В частности, указатель УПУ-1 используется как фиксатор коротких замыканий в комплексном устройстве «Сигнал», разработанном институтом «Сельэнергопроект».
Указатели УПУ-1 обладают пониженной чувствительностью к токам, частоты которых ниже или выше 50 Гц. Благодаря резонансной настройке магнитный датчик практически не трансформирует апериодические токи, даже затухающие со сравнительно малыми постоянными времени, что облегчает отстройку указателей от бросков намагничивающего тока трансформаторов.
Рис. 15. Функциональная схема указателя УКЗ
Основные технические данные указателей типа УПУ-1.
Указатели предназначены для определения поврежденного участка при междуфазных КЗ в сети 6—35 кВ. Указатели выпускаются в двух исполнениях по току срабатывания: от 50 до 200 А и от 100 до 300 А.
Указатели выдерживают в течение 2 с без повреждений протекание тока не менее 30-кратного минимального тока срабатывания. Возврат указателя в исходное состояние обеспечивается при прохождении тока в цепи отбора напряжения 20 мкА и выше.
Рабочий диапазон температур от —40 до +40° С. Температурная погрешность по току срабатывания в рабочем диапазоне температур не превышает 20%.
Указатель короткого замыкания типа УКЗ.
Принцип действия указателя УКЗ основан на использовании магнитных датчиков, элемента отбора напряжения и электромеханического индикатора.
Указатель УКЗ (рис. 15) состоит из блока измерения тока БТ, блока магнитной памяти БП и блока возврата БВ. Блок БТ имеет двухстержневой магнитный датчик М, который совместно с конденсаторами С1 и С2 составляет резонансный контур, настроенный на частоту 50 Гц. Напряжение выхода датчика, пропорциональное току в линии, выпрямляется выпрямителем VS1 и сглаживается конденсатором СЗ. Дифференцирующая цепочка R-C4 обеспечивает при скачкообразном возрастании тока в линии подачу управляющего импульса на вход тиристора VD1, выход которого включен на обмотку срабатывания БП.
Блок БП представляет собой П-образный магнитопровод 1 с прямоугольной петлей гистерезиса, на котором размещены обмотки срабатывания 2 и возврата 3. Между полюсами магнитопровода на оси 4 закреплен сигнальный флажок 5, выполненный из магнитотвердого сплава и намагниченный, как показано на рисунке.
Блок БВ содержит выпрямитель VS2, конденсаторы С5 и С6 и динистор VD2. Блок подключен к элементу отбора напряжения в виде изоляторов С7 и С8, подключенных к проводам П контролируемой линии.
При возникновении КЗ через дифференцирующую цепочку R-C4 на вход тиристора VDI подается импульс тока, включающий тиристор. Конденсаторы С5 и С6, заряженные от элемента отбора напряжения через выпрямитель VS2, разряжаются через тиристор на обмотку срабатывания 2 магнитопровода и перемагничивают его. Под действием магнитного поля магнитопровода флажок индикатора поворачивается вокруг оси 4 до упора 6. При этом флажок оказывается повернутым к наблюдателю стороной, окрашенной в яркий цвет, что свидетельствует о срабатывании устройства.
При включении линии в работу после устранения КЗ конденсаторы С5 и С6 заряжаются от антенны. Когда напряжение на конденсаторе С5 возрастает до напряжения включения динистора VD2, конденсатор С5 разряжается через обмотку возврата БП, сердечник его вновь перемагничивается и флажок индикатора возвращается в исходное состояние.
В указателе, подготовленном к серийному выпуску, пороговые органы срабатывания и возврата выполнены на транзисторах. Для срабатывания и возврата БП используется одна обмотка, на которую подается напряжение разной полярности с помощью дополнительного релейного элемента.
Структурная схема указателя (рис. 16) содержит преобразователи тока ПТ1 и ПТ2, элемент емкостного отбора напряжения ЭО, максиселектор сигналов преобразователей МС, выпрямители VS1 и VS2, блок выделения переходной составляющей тока БТ и формирователь Ф. Выход формирователя подключен ко входу порогового органа срабатывания /70/. Формирователь Ф выполнен из двух последовательно соединенных блоков: ограничителя сигнала ОС и интегратора И.
Рис. 16. Структурная схема указателя УКЗ
Кроме того, указатель содержит блок индикации БИ, источник опорного напряжения ИИ, пороговый орган возврата П02, накопитель Н, элемент контроля напряжения ЭН, разрядный элемент накопителя РЭ и элемент стабилизации напряжения накопителя СН.
При включении линии в работу через элемент емкостного отбора напряжения ЭО напряжение через выпрямитель VS2 подается на накопитель Н, который заряжается за время порядка 40 с и подготавливает схему указателя к срабатыванию. Напряжение на накопителе ограничивается с помощью элемента стабилизации напряжения СИ. С помощью преобразователей тока ПТ1 и ПТ2 производится измерение токов в фазах контролируемого участка линии. При возникновении КЗ на контролируемом участке линии значение сигнала на выходе одного или обоих ПТ возрастает и сигнал через максиселектор МС, выделяющий наибольший из сигналов, и выпрямитель VS1 поступает на вход блока выделения переходной составляющей тока Б Т. На выходе этого блока появляется напряжение, пропорциональное приращению тока при КЗ, которое через ограничитель сигнала ОС и интегратор И подается на вход порогового органа срабатывания П01.
Если значение сигнала превышает напряжение уставки срабатывания порогового органа П01, последний срабатывает и разряжает накопитель И на обмотку срабатывания блока индикации БИ. При этом флажок индикатора поворачивается к окошку стороной, окрашенной в яркий цвет и таким образом указатель дает сигнал о КЗ на контролируемом участке сети. При включении линии в работу после устранения КЗ или после успешного АПВ появляется напряжение на выходе элемента отбора ЭО. При этом вновь заряжается накопитель И и срабатывает пороговый орган П02, который переводит блок индикации в исходное состояние. Для исключения срабатываний указателя от тока нагрузки в указателе предусмотрены элемент контроля напряжения ЭИ и разрядный элемент РЭ, которые при отключении линии разряжают накопитель И. Для исключения излишних срабатываний при кратковременных бросках тока нагрузки используются ограничитель сигнала ОС и интегратор И.
Ограничитель сигнала ОС ограничивает приращение напряжения на выходе максиселектора МС до значения, соответствующего минимальному току КЗ, а интегратор И имеет постоянную времени интегрирования, при которой выходной сигнал интегратора достигает максимального значения через 0,1 с. Ограничитель ОС используется для стабилизации времени интегрирования, которое выбрано с учетом минимального времени отключения КЗ. Источник опорного напряжения ИИ позволяет устанавливать стабильный порог срабатывания указателя.
Основные технические данные указателей типа УКЗ.
Указатели предназначены для определения поврежденного участка при междуфазных КЗ в сети 6-10 кВ. Допускается использование указателя на линиях 20—35 кВ.
Указатель срабатывает при резком увеличении тока в проводах контролируемой линии на 50 А и более. Возврат указателя обеспечивается при протекании тока в цепи отбора напряжения 50 мкА и более. Работа указателя обеспечивается при токах нагрузки линии до 100 А.
Флажок индикатора имеет площадь 5 см2. Указатель обеспечивает возможность контроля исправности в процессе эксплуатации.
Рабочий диапазон температур от —45 до +50° С.
Указатель отключения выключателей типа КСВ предназначен для контроля аварийного отключения сетевых выключателей в электрических сетях 6—35 кВ. Принцип действия указателя основан на использовании диагностического контроля отключения выключателя путем анализа параметров аварийного режима в контролируемой сети.
При использовании в сети 35 кВ указатель устанавливается на линии 35 кВ (рис. 17, а) и осуществляет контроль аварийных отключений выключателей 35 кВ (/ и 2) и выключателей 10 кВ (3—16) с указанием их номеров.
Рис. 17. Установка указателя аварийного отключения выключателя КСВ на линии 35 кВ (а); изменение тока линии /_, при аварийном отключении выключателя сети, оснащенного устройством однократного (б) и двукратного (в) АПВ
Указатель содержит блок выявления броска тока БТ, подключенный к трансформаторам тока контролируемой линии, блок контроля интервалов времени между бросками тока БК, блок логических операций БЛ, блок индикации номера аварийно отключенного выключателя БИ, блок сброса информации БС и блок опробования БО. Указатель фиксирует аварийное отключение выключателей, оснащенных устройством однократного и двукратного АПВ.
Признаком аварийного отключения выключателя, оснащенного устройством однократного АПВ, например выключателя 1 при КЗ в точке К1, служит появление на входе устройства КСВ двух импульсов тока КЗ с заданным интервалом времени —между импульсами (рис. 17, б). Выдержка времени устройств АПВ контролируемых выключателей устанавливается различной, например АПВ выключателя 1 имеет выдержку 5 с, выключателей 2 и 3 — соответственно 7 и 9 с, и т. д.
При появлении на входе блока БТ импульсов тока КЗ с интервалами времени t\—t2 и /3 — на выходе блока возникают соответствующие сигналы, поступающие на вход блока контроля БК, который фиксирует возникновение импульсов тока КЗ, а также интервал между этими импульсами.
Блок логических операций БЛ по длительности зафиксированного интервала времени между бросками тока КЗ определяет номер аварийно отключившегося выключателя и выдает команду в блок индикации БИ, на цифровом табло которого появляется номер этого выключателя. Сброс информации осуществляется от блока сброса БС. Блок опробования БО позволяет в процессе эксплуатации проверить исправность устройства.
Признаком аварийного отключения выключателя, оснащенного устройством двукратного АПВ, например выключателя 15 при КЗ в точке К2, служит появление на входе устройства КСВ трех импульсов тока КЗ (импульсы с интервалами времени t1—t2, t3 — и /5 — /6 на рис. 17, в) с заданным интервалом времени между первым и вторым импульсами. При этом блок логических операций БЛ по интервалу времени между первыми двумя импульсами определяет номер аварийно отключившегося выключателя, а также оснащенность этого выключателя двукратным АПВ. При возникновении третьего импульса тока КЗ в течение заданного времени (примерно 60 с) блок БЛ фиксирует аварийное отключение выключателя, в данном случае выключателя 15. При отсутствии третьего импульса тока КЗ в течение заданного времени, т. е. при успешном АПВ, фиксация номера выключателя не производится и устройство возвращается в исходное состояние.
Число выключателей, контролируемых одним указателем КСВ, зависит от стабильности характеристик используемых в электрической сети устройств АПВ и может составлять от 3—5
(при использовании устройств АПВ с погрешностью ±20%) до 20—25 (при использовании устройств АПВ с погрешностью ±3%).
Указатель КСВ может использоваться также непосредственно в электрических сетях 10 кВ для контроля аварийных отключений секционирующих выключателей 10 кВ. При этом устройство КСВ устанавливается на вводах к шинам 10 кВ подстанции.
Основные технические данные указателей КСВ.
Указатели предназначены для дистанционного контроля отключения выключателей 6—35 кВ при КЗ на присоединении за выключателем.
Указатель обеспечивает возможность контроля до 25 выключателей, оборудованных устройствами АПВ с погрешностью ±3%, и до 5 выключателей при погрешности устройств АПВ ±20%.
Указатель осуществляет контроль интервала времени между первым и вторым импульсами тока КЗ в течение 0,5—15 с и наличие третьего импульса тока КЗ в течение 60 с.
Питание указателя осуществляется от источника переменного тока напряжением 100, 127 и 220 В. Потребляемая от источника питания мощность не превышает 50 В-А.
Указатель снабжен встроенным устройством для проверки работоспособности в процессе эксплуатации.
