Определениеместаповреждения

Проведение периодическихосмотров,профилактическихизмерений ииспытанийнегарантирует безотказной работыВЛ.Впрактической эксплуатации всегдаимеютместослучайныеповреждения ВЛ: однофазные имногофазные замыкания,обрывыпроводовидругие повреждения. Одной изважныхзадач эксплуатации ВЛ является быстроеопределениеместаповреждения ипроведениеремонтно - восстановительных работ.Прибольшойпротяженностии разветвленностираспределительных сетейуказаннаязадачаможет эффективнорешатьсятолькоприиспользовании специальных техническихсредств, определяющихповрежденнуюлиниюирасстояние доместаповреждения.В зависимостиотклассанапряжениясредстваОМПможноразделитьна два вида:средстваОМПвсетяхсбольшимитокамизамыканияна землю (ЗЗ) (110-220кВ)исредстваОМПвсетяхсмалымитокамизамыканияна землю(6…35 кВ).

Линии электрических сетей с большими токами ЗЗ характеризуютсядостаточнобольшойпротяженностью.Методыи средстваОМПздесьоснованынаизмеренииизапоминании параметров аварийногорежима(токовинапряжений прямой,обратнойинулевой последовательности)ивычислениирасстояниядоместповреждения.В таких сетях используются, как правило, двусторонние методы, основанныенафиксациитокови напряженийпо концамВЛ.

Дляизмеренияизапоминания токовинапряженийиспользуются полупроводниковыеимикропроцессорныефиксирующиеприборы.Погрешностьопределения расстояния доместа повреждениямикропроцессорныхприборов ОМПнепревышает5 %.

Приповреждениинаконтролируемой линиисредстваОМП осуществляют в темпе процесса лишь функции измерения и запоминания токовинапряжений аварийногорежима.Обработка результатовизмерениявыполняется ужепослеотключениялинии релейнойзащитой.

Пустьвнекоторойточкелинии,соединяющей подстанции1и2, (рис.2.5),происходитповреждение, напримероднофазноекороткое замыкание.Индикаторы,установленные поконцамлинии,фиксируютв аварийномрежиметокиинапряжения.Параметрыаварийногорежима связанысоотношениями

(2.40)

где U 1, U 2 и U x–напряжениянулевойпоследовательностипоконцам линии и в местеповреждения; I 1, I 2– токинулевойпоследовательностипо концамлинии; z, z x–сопротивлениянулевойпоследовательностилиниииучасткадо места повреждения.

После преобразования получим

(2.41)

Рис.2.5. Напряженияи токив линии в моментповреждения

Поделивправуюилевуючастипоследнеговыражения наудельное сопротивлениепроводовлинии z о,получимискомоерасстояниедоместа повреждения:

Параметрылинии z и z oвводятсясклавиатурыустройстваприего установке.Величина L xвкилометрахвыдаетсянадисплейустройства. Возможность исключенияизрасчетныхвыраженийнапряжения U xпоказываетнезависимостьрезультатаОМПотсопротивления вместе повреждения.

Существеннойособенностьюструктурыраспределительныхсетей 6…35кВявляетсяихразветвленность.Расстояниядоместмногофазных замыканий в этих сетях определяются средствами ОМП, установленныминапитающихподстанциях(односторонние средства ОМП).Однако дажевысокаяточностьэтихсредств непозволяетуказать местоповреждениявследствиеразветвленностисетей.Нарис.2.6показанаразветвленная электрическаясеть.После отключенияповреждениявыключателем Q иопределениярасстояниядо местаповреждения возникаетзадачаопределенияаварийногоучастка разветвленной сети,посколькуповреждениявточках К 1, К 2или К 3 являютсяравноудаленнымиот питающейподстанции.

Рис.2.6. Расстановкауказателейповрежденногоучасткав разветвленнойсети

Дляориентирования припоискеместаповреждениявместах разветвлениясетиустанавливаются указателиповрежденногоучастка, фиксирующие фактпротеканиятокакороткогозамыкания.По положениямуказателей1,2и3эксплуатационный персоналправильно определяетнаправлениепоискаместаповреждения. Вчастности,при замыканиивточке К 1фактпротекания токакороткогозамыканиябудет зафиксировантолькоуказателем1.

Вэлектрическихсетяхсизолированнойнейтралью(6…35кВ)ток однофазного замыканияназемлюимеетемкостнойхарактер,апо величине значительно (на один-два порядка) меньшетоканагрузки.Малаявеличинатоковзамыкания на землюисключает возможность применениярассмотренныхвышеметодови средствОМП.

Всоответствиис[1]допускаетсяработасетисзаземленнойфазой до устраненияповреждения; приэтом эксплуатационныйперсонал обязан отыскатьиустранить повреждение в кратчайший срок. Отысканиеместаоднофазныхзамыканийназемлю(ОЗЗ) осуществляется с помощьюпереносныхприборов,измеряющих вблизиВЛуровень магнитногополятоковнулевойпоследовательности (ТНП).

Величинытоков,растекающихсяполинии W 4 влево(I 04’)ивправо (I 04”)отместазамыканияпропорциональны суммарнымемкостямна землю:

(2.43)

где k – коэффициентпропорциональности.

Наибольший уровень емкостных ТНП имеет место в поврежденной линии до места замыкания, после которого уровень этих токов резко уменьшается.

Рис.2.7. Схемасетии эпюрыпоказанийпереносногоприборав различныхееучастках

Применение приборов,реагирующих намагнитные поляосновнойчастоты(50Гц),затрудненовследствиезначительноговлияниянаизмерениярабочихтоковлиний.Поэтомуприпоискемест замыканийназемлюиспользуютприборы, реагирующие навысшие гармонические составляющие магнитногополя ТНП. Вэтомслучаевлияниетоковнагрузкина результатыизмерениясущественноменьше.

Определение мест повреждения на линиях 6-750 кВ. Для отыскания мест повреждений на линиях (обрывы проводов, замыкания между проводами, замыкания на землю) существуют приборы и методы, основанные на измерении времени распространения электрических импульсов по линии и на измерении параметров аварийного режима.

При первом методе неавтоматические локационные искатели типов ИКЛ-5, Р5-1А и др. подключают с помощью изолирующих штанг к проводу отключенной для измерений линии и в линию посылают электрический импульс. В месте повреждения импульс отражается от неоднородного волнового сопротивления и приходит к началу линии. Трасса прохождения импульса изображена на рис.2.8, где: 1 - место повреждения; 2 - локационный искатель; 3 - зондирующий импульс; 4 -отраженный импульс; L - общая длина линии; I -расстояние до места повреждения. Расстояние до места повреждения:

(2.44)

где tn - время между моментом посылки импульса и моментом его возвращения; v - скорость распространения испульсов в линии.

Отраженные сигналы наблюдаются на экране электронно-лучевой трубки, где по числу масштабных меток определяется расстояние до места повреждения.

Для определения мест с неустойчивыми повреждениеми примененяются автоматические локационные искатели типа Р5-7, УИЗ-1, УИЗ-2 и др. В момент возникновения повреждения на линии, обслуживаемой искателем, соответствующие реле выбирают повредившуюся линию и автоматически подключают к ней искатель. Запись результата измерения производится на запоминающем устройстве.

Второй метод — определение места повреждения по параметрам аварийного режима. Фиксация этих параметров (в большинстве случаев токов и напряжений нулевой последовательности) производится фиксирующими измерительными приборами (ФИП) во время возникновения КЗ.

Рис.2.8. Прохождение импульса при измерениях на ЛЭП

Фиксирующие измерительные приборы устанавливаются с двух или только с одного конца линии.Расстояние до места повреждения по показаниям приборов, измеряющих токи и напряжения нулевой последовательности на шинах подстанций, от которых отходит ВЛ, подсчитывается по формулам, графикам, а также с помощью компьютера. Приборы серии ФИП позволяют определять расстояния до места повреждения на лниях НО—500 кВ с погрешностью 3—5 % длины линии.ОЗЗ в воздушных распределительных сетях 6—20 кВ составляют до 80 % всех повреждений. Для определения места ЗЗ без отключения линий в разветвленных распределительных сетях применяют приборы «Поиск-1» «Зонд» и др., основанные на измерении вблизи линии составляющих высших гармонических тока ЗЗ, источниками которых являются силовые трансформаторы, электродвигатели, дугогасящие реакторы и т. д. При ОЗЗ в поврежденной линии проходит суммарный емкостный ток, содержащий токи высших гармоник (5, 7, 11-й и т. д.) электрически связанных цепей, и стрелка прибора отклоняется на максимальное число делений. В то же время близ неповрежденной линии отклонение стрелки прибора будет незначительным. Прибор «Зонд» указывает также «направление» по линии к месту повреждения.