Uređaji za lociranje kvarova na nadzemnim elektroenergetskim vodovima

U električnim mrežama, uređaji za određivanje mjesta kvara su rašireni, uglavnom na nadzemni električni vodovi napona 10 kV i više, na temelju mjerenja parametara hitnog načina rada. Ovi uređaji mogu se podijeliti u dvije glavne skupine, dizajnirane za lociranje mjesta oštećenja u slučaju kratkog spoja i uzemljenja.

Određivanje mjesta kvara u slučaju kratkog spoja

Utvrđivanje mjesta kratkog spoja na vodovima je od posebne važnosti, jer je prekid vodova u slučaju trajnog oštećenja povezan s manjkom isporuke električne energije i materijalnom štetom za potrošače. U tim slučajevima ubrzanje traženja štete ima veliki ekonomski učinak.

Uređaji za ubrzavanje traženja i određivanje mjesta kratkih spojeva prema principu rada mogu se podijeliti u dvije podskupine:

1) uređaji za fiksiranje za određivanje udaljenosti do mjesta oštećenja, automatsko mjerenje i fiksiranje odgovarajućih električnih veličina tijekom hitnog rada;

2) uređaji za utvrđivanje oštećenih dijelova vodova (mrežni senzori, indikatori kratkog spoja, automatsko praćenje i fiksiranje promjena električnih vrijednosti tijekom hitnog rada).

Razvijeni su različiti tipovi uređaja za fiksiranje, od kojih je veliki broj u uspješnom radu. U ruralnim distribucijskim mrežama napona 10 kV koriste se uređaji tipa FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP itd. Uređaj tipa FMK-10 također se široko koristi.

S obzirom da uređaji za fiksiranje omogućuju automatsko mjerenje i fiksiranje električnih veličina tijekom kratkog spoja, moraju ispunjavati određene zahtjeve, a posebice sljedeće: mjerenje mora biti završeno prije isključivanja oštećenih dijelova voda iz relejne zaštite, tj. u roku od oko 0,1s uređaj mora održavati vrijednost fiksne električne veličine za vrijeme dovoljno za dolazak u trafostanicu (bez stalnog dežurstva) operativne ekipe na terenu, tj. ne manje od 4 sata, potrebno je osigurati automatsko selektivno pokretanje uređaja, tako da promatrana vrijednost bude fiksirana samo u slučaju hitnog zaustavljanja vodova, uređaj treba osigurati određenu točnost mjerenja (obično relativna pogreška mjerenja ne bi trebala biti prelazi 5%) itd.

Jedna od najjednostavnijih opcija za pričvršćivanje uređaja — uređaj za mjerenje struje kratkog spoja... Štoviše, za određivanje udaljenosti do mjesta kratkog spoja možete riješiti problem, suprotno od onoga što se uzima u obzir pri izračunavanju struje kratkog spoja, a poznate vrijednosti struje i napona otpora kratkog spoja do točke kratkog spoja moraju se točno odrediti. Poznavajući taj otpor, nije teško uz poznate parametre mreže pronaći udaljenost do točke kratkog spoja.

Najčešći su uređaji za pričvršćivanje s takozvanom električnom memorijom... Temelje se na uporabi kondenzatora za pohranu. Štoviše, tijekom procesa kratkog spoja, kondenzator za pohranu se brzo puni do napona proporcionalnog vrijednosti detektirane struje kratkog spoja (ili odgovarajućeg napona). Zatim, u sljedećem koraku, čitač se spaja na kondenzator za pohranu koji kontrolira element dugoročne memorije. Na ovaj način osigurani su gore navedeni zahtjevi za brzim mjerenjem prije nego što se linija isključi pod djelovanjem relejne zaštite i mogućnost održavanja fiksne vrijednosti dulje vrijeme.

Na ovom principu razvijeni su gore navedeni uređaji tipa FIP, koji su našli primjenu u ruralnim 10 kV mrežama.

Kako bi se olakšala praktična uporaba uređaja koji imaju fiksnu struju kratkog spoja, tako da nije potrebno svaki put izvoditi proračune kod hitnih, krivulja ravnotežnih struja.Istodobno, struje kratkog spoja se unaprijed izračunavaju za dovoljno velik broj točaka na svakom izlaznom vodu, a prema rezultatima proračuna, ekvivalentna struja se dovodi u linijski krug. krivulje glavnog dijela voda i grana s jednakim vrijednostima struja kratkog spoja. Nakon što uređaj fiksira određenu vrijednost struje kratkog spoja, prema linijskom dijagramu s ekvinocijskim krivuljama struje, izravno određuje područje traženja kvara.

Najjednostavniji uređaji tipa FIP, međutim, koji bilježe struju kratkog spoja, imaju niz nedostataka, uključujući sljedeće: za određivanje udaljenosti do točke kratkog spoja, dodatni izračuni ili preliminarna konstrukcija krivulja jednakih struja, točnost mjerenja (pogreška instrumenta) ovisi o kontaktnom otporu na mjestu kvara (prvenstveno otporu luka), razini mrežnog napona, vrijednosti struje opterećenja (uređaj zapravo mjeri ukupno opterećenje i struju kratkog spoja) itd. .

Stezni ohmmetri su savršeniji, osobito oni koji mjere reaktanciju. Pri mjerenju otpora, odnosno omjera napona i struje, moguće je značajno smanjiti utjecaj promjene naponske razine na točnost mjerenja. Mjerenje reaktancije također smanjuje učinak otpora luka u točki kratkog spoja, koja je uglavnom aktivna, te omogućuje popunjavanje instrumentirane ljestvice u kilometrima. Ako, dodatno, uređaji mjere struju opterećenja koja prethodi načinu kratkog spoja, postaje moguće uzeti u obzir i sukladno tome smanjiti utjecaj struje opterećenja.

Ohmmetar, za razliku od steznih ampermetara i voltmetara, ne mjeri jednu, već dvije veličine (struju i napon) koje se dovode na njegov ulaz. Kako bi se smanjio učinak ranžiranja opterećenja, može se zasebno mjeriti struja opterećenja prije pojave kratkog spoja. Sve ove vrijednosti su fiksne (zapamćene) prema gore opisanom principu (u ovom slučaju, struje se unaprijed pretvaraju u napone proporcionalne njima), a zatim se pomoću posebnih krugova (blokova pretvorbe) pretvaraju u signale proporcionalan otporu (ukupni, reaktivni, uzimajući u obzir struju prethodnog opterećenja) itd.). S obzirom da reaktivni (induktivni) otpor vodova malo ovisi o površini poprečnog presjeka korištenih žica, ljestvice ovih uređaja su graduirane u kilometrima. Takvi uređaji uključuju fiksiranje ohmmetara kao što su FMK-10, FIS itd.

Uređaji za otkrivanje oštećenja nadzemnih vodova

Uz pomoć takvih uređaja možete odrediti smjer traženja točaka kratkog spoja na nadzemnim vodovima s naponom od 10 - 35 kV. Uređaji se, u pravilu, ugrađuju u granu linije - na prvom nosaču nakon spojne točke. Oni bilježe pojavu kratkog spoja kada se dogodi na odvojku ili dijelu glavnog voda za mjesto ugradnje uređaja. Prilikom traženja kratkog spoja na prekinutoj liniji, od ovih uređaja dobivaju informacije o prisutnosti (uređaj je aktiviran) ili odsutnosti (ne radi) kratkog spoja iza mjesta njegove instalacije.U električnim mrežama široko su rasprostranjeni indikatori za oštećena područja tipa UPU-1 i napredniji i pouzdaniji indikatori kratkog spoja tipa UKZ.

Indikator popravlja pojavu kratkog spoja kada se koristi senzor magnetske (indukcijske) struje instaliran u području žica, ali bez izravne veze s njima. Jedan indikator daje informacije o svim vrstama fazno-faznih kratkih spojeva.

Indikator tipa UKZ izrađen je u obliku izvršne jedinice koja osim magnetskog senzora sadrži elektronički upravljački krug i magnetski indikator.

Ako dođe do kratkog spoja iza mjesta ugradnje, aktivira ga udarna struja kratkog spoja, zbog čega se indikatorska zastavica okreće prema promatraču sa stranom obojenom u jarko narančastu boju i ostaje u tom položaju ako je linija prekinuta zaštita.

Nakon aktiviranja voda (nakon uspješnog automatskog zatvaranja ili nakon otklanjanja kvara), indikatorska zastavica se automatski vraća u prvobitni položaj. Povratak zastavice je zbog kapacitivnog odabira napona mreže pomoću antenskog pretvarača.

Postavljanje znakova omogućuje servisnom osoblju da u slučaju oštećenja voda zaobiđe odvojke i nakon utvrđivanja oštećenog područja zaobiđe samo oštećeno područje u kratkom spoju, a ne cijeli vod. Preporuča se postavljanje pokazivača i u odsutnosti i u prisutnosti uređaja za pričvršćivanje kako bi se odredila udaljenost do točke kratkog spoja.U drugom slučaju, pokazivači se ubrzano traže zbog činjenice da zbog grananja ruralnih vodova 10 kV uređaji za pričvršćivanje očitanja ne određuju jednu, već, u pravilu, nekoliko točaka kratkog spoja (na prtljažniku i raznim granama).

Uređaji za određivanje mjesta jednofaznog kratkog spoja na zemlju

Jednofazni zemljospojevi najčešći su tip kvara. U ruralnim 10 kV distribucijskim mrežama koje rade s izoliranom neutralnom nulom, jednofazni zemljospojevi praćeni relativno niskim strujama nisu kratki spojevi. Stoga, kada se pojave, dopušteno je ne isključiti vod za vrijeme potrebno za otklanjanje kvara.

Međutim, potrebno je locirati i popraviti kvarove što je brže moguće, jer jednofazni zemljospoj može postati dvofazni. Potonji je kratki spoj i bit će onemogućen zaštitom, što će rezultirati prekidom napajanja korisnika.

Osim toga, moguća su i oštećenja tla, npr. kada se žica pukne i padne na tlo, što je vrlo opasno za živote ljudi i životinja. Istodobno, zemljospojevi mogu nastati kao posljedica skrivenih oštećenja, na primjer zbog unutarnjih napukli izolatorikada nema vanjskih znakova kratkog spoja i vrlo ga je teško vizualno otkriti. Stoga su razvijeni posebni uređaji - prijenosni uređaji koji omogućuju lakše i brže pronalaženje mjesta oštećenja.

Princip rada prijenosnih uređaja koji se koriste u električnim mrežama s naponom od 10 kV, temelji se na mjerenju viših harmoničkih komponenti struje zemljospoja.Znatno viša razina harmonika u spektru struja zemljospoja u odnosu na struje opterećenja osigurava učinkovit rad ovih uređaja.

U ruralnim električnim mrežama od 10 kV, uređaji tipa "Traži" (ukinut) i napredniji "Val" i "Sonda". U uređajima "Traži" i "Val" glavni elementi su magnetski (induktivni) senzor koji detektira pojavu (porast amplitude) harmonijskih komponenti struje, filtar s višim harmonicima koji propušta one od njih za koje uređaj je konfiguriran, pojačalo osigurava potrebno pojačanje signala i mjerni uređaj koji proizvodi rezultirajući signal.

Mjesto zemljospoja u vodu određuje se na sljedeći način. Ako linijska obilaznica počinje od trafostanice, mjerenja se vrše na izlazu voda iz trafostanice, postavljajući uređaj ispod voda. Isprekidana linija određena je najvećim otklonom kazaljke mjernog uređaja. Mjerenjem na mjestima grananja oštećene linije na isti se način utvrđuje oštećena grana ili dio debla. Iza mjesta zemljospoja, očitanja uređaja naglo se smanjuju, što određuje točku kvara.

Uređaj «Sonda» je usmjereni uređaj, odnosno omogućuje ne samo određivanje mjesta zemljospoja, već i smjer traženja, što je od interesa ako traženje ne počinje od trafostanice, već od neke točka oštećene linije. Njegov rad temelji se na usporedbi naponske i strujne faze 11. harmonika (550 Hz).Dakle, osim navedenih osnovnih elemenata, "Sonda" ima organ za usporedbu faza, a izlazni mjerni uređaj ima skalu s nulom u sredini.