Аппараты и устройства для определения поврежденных участков сети
при коротких замыканиях.
Данные устройства автоматически контролируют и фиксируют электрические величины промышленной частоты в период аварийных режимов. Использование таких устройств позволяет очень точно определить участки и опоры ВЛЭП с повреждённой изоляцией. В свою очередь, данные устройства подразделяются на следующие подвиды:
Указатели участков ВЛЭП с повреждённой изоляцией, которые производят контроль следующих параметров аварийных режимов в заданных точках сети: снижение напряжения, увеличение тока, направление мощности в месте аварии.
Указатели опор с повреждёнными изоляторами, контролирующие прохождение тока по элементам опоры, выполненным из металла.
Указатели гирлянд, имеющих повреждённую изоляцию, ведущие контроль над гирляндами, которые были перекрыты действием электрической дуги.
Устройства переносного типа для определения мест замыканий на землю в сетях, работающих в режиме компенсации ёмкостных токов. В данном случае, с помощью датчиков напряжения и тока происходит контроль процессов в сетях при замыканиях на землю.
ИКЗ-23Р - индикатор короткого замыкания. Предназначен для определения направления поиска места короткого замыкания ВЛЭП распределительных электросетей напряжением 6-10 кВ, отключившихся в результате короткого замыкания.
ИКЗ-1 - индикатор короткого замыкания. Индикатор короткого замыкания ИКЗ-1 предназначен для определения направления поиска места короткого замыкания на ВЛЭП напряжением 6 - 35 кВ, отключившихся в результате КЗ (рис.4.63).
Рисунок 4.63 – Индикатор короткого замыкания ИКЗ-1
Устройства для определения места замыкания на землю на линиях 6-35 кВ
В данном случае, довольно широкое применение получили приборы переносного типа, позволяющие при малых токах замыкания на землю точно определить место повреждения. К таким устройствам относят приборы «Поиск-1», «ЗОНД», «Волна»[10,46].
Они способны достаточно точно определить место повреждения по токам нулевой последовательности, протекающим в момент замыкания на землю, путём измерения магнитного поля возле линии при помощи специальных датчиков, которые представляют собой катушку индуктивности с разомкнутым ферромагнитным сердечником. Ввиду простоты своей конструкции и высокой надёжности рассмотренные выше устройства достаточно эффективно применяются для определения мест повреждения на ВЛЭП всех классов напряжений.
Методы и приборы для отыскания однофазных замыканий на землю основаны на использовании процессов и явлений, происходящих в сети при этом виде повреждения. При замыканиях на землю как в поврежденной, так и неповрежденной линиях в сети протекают токи нулевой последовательности. Значение этих токов в неповрежденной линии определяются при прочих одинаковых условиях емкостью проводов каждой линии по отношению к земле. В поврежденной линии от шин подстанции к месту замыкания протекает суммарный ток нулевой последовательности неповрежденных линий. Направление тока в поврежденной линии противоположно направлению тока в неповрежденной линии. Замыкание на землю вызывает искажение системы фазных напряжений.
Токи нулевой последовательности кроме основной гармоники содержат высшие гармоники. При замыкании на землю в сети гармонический состав тока нулевой последовательности неповрежденной линии определяется гармоническим составом напряжения нулевой последовательности и параметрами данной линии. Гармонический состав тока поврежденной линии представляет собой сумму гармонических составляющих неповрежденных линий.
Контроль тока нулевой последовательности в линиях сети осуществляется переносными приборами путем измерения магнитного поля вблизи линии с помощью встроенный в прибор магнитных датчиков, представляющих собой индуктивную катушку с разомкнутым ферромагнитным сердечником. Контроль напряжения сети осуществляется путем измерения электрического поля линии с помощью штыревой антенны. Направленные приборы дают возможность определить направление протекания этих токов. При применении токовых приборов в результате сравнительной оценки уровня соответствующих составляющих токов нулевой последовательности определяется поврежденная линия, показания прибора для которой максимальны; затем по максимальным показаниям прибора на поврежденной линии определяются поврежденное ответвление и место повреждения, за которым показания прибора резко снижаются.
Кратко рассмотрим приборы «Поиск-1», «ЗОНД», «Волна», «Волна-М» [10,46].
Прибор «Поиск-1» основан на измерении высших гармоник в токе замыкания на землю. Прибор выполнен универсальным, рассчитанным на эксплуатацию в сетях с различными характеристиками. Это определяется возможностью работы прибора на любой из четырех фиксированных частот, хорошей отстройкой от токов нагрузки, возможностью контроля наличия в сети замыкания на землю. Прибор состоит: магнитный датчик, представляющий собой индуктивную катушку с разомкнутым ферромагнитным сердечником; активно-емкостный фильтр-пробка, предназначенная для запирания сигнала основной частоты, что обеспечивает отсутствие влияния на показания прибора первой гармоники в токе нагрузки и в токе нулевой последовательности; узел конденсаторов для настройки прибора на разные рабочие частоты, что ослабляет сигнал основной частоты; усилитель; выходной измерительный прибор и источник питания, штыревая антенна для контроля наличия напряжения на линии и определения наличия в сети замыкания на землю. С помощью имеющегося переключателя обеспечивается резонансная настройка датчика на частоты соответственно 5, 7, 11, 13 гармоник. Если в сети нет замыкания на землю, на антенне прибора возникает сравнительно малый потенциал, вызванный несимметричным расположения проводов. Стрелка прибора отклоняется. При замыкании на землю одной фазы сети на антенне возникает потенциал, определяемый напряжением нулевой последовательности. Этот потенциал в 20-30 раз превышает потенциал нормального режима и вызывает резкое увеличение показаний прибора.
Прибор «Поиск-1» рекомендуется использовать на частоте 250 Гц. Неповрежденное ответвление дает минимум показаний прибора. Для определения места повреждения на поврежденном ответвлении производятся последовательные измерения вдоль этого ответвления. Переход через место замыкания определяется по резкому снижению показаний прибора.
Прибор «Волна» и «Волна-М» выпускается заводом с настройкой на частоту 550 Гц. Отыскание замыкания на землю с помощью этого прибора производится таким же образом, как и прибором «Поиск-1». Прибор обеспечивает четкое определение места повреждения с многократным запасом по селективности даже в сетях с малым током замыкания на землю при значительных токах нагрузки до 80-100 А. Кроме отыскания мест замыкания на землю прибор «Волна» позволяет производить отыскание железобетонных опор, находящихся под напряжением при пробое изоляторов, места обрыва провода в сети. Если опора находится под напряжением, а заземление опоры нарушено или имеет большое переходное сопротивление, показания прибора превышают 30-40% шкалы. Если же опора не находится под напряжением показания прибора близки к нулю.
Показания прибора за местом обрыва резко возрастают в 10-15 раз по сравнению с показаниями до места обрыва.
Прибор «Зонд» может быть использован как токовый, так и направленный прибор. Кроме этого прибор позволяет производить измерения тока 11-й гармоники и контролировать напряжение нулевой последовательности 50 Гц. Для определения места замыкания на линии проводится ряд измерений на разных участках линии. За местом повреждения отклонение стрелки прибора изменяется на противоположное (стрелка отклоняется в сторону подстанции) и отклонение стрелки уменьшается пропорционально снижению составляющей тока замыкания, определенному длиной участка линии за местом повреждения. При небольшом отклонении стрелки необходимо убедиться в том, что замыкание на землю не устранилось. Для этого следует нажать кнопку «Земля». Отклонение стрелки прибора при этом измерении на 80% и более свидетельствует о наличии замыкания в сети.