Dispositius per localitzar avaries en línies elèctriques aèries

A les xarxes elèctriques, els dispositius per determinar els llocs d'avaria estan molt estesos, principalment línies elèctriques aèries tensió de 10 kV i més, basada en la mesura dels paràmetres del mode d'emergència. Aquests dispositius es poden dividir en dos grups principals, dissenyats per localitzar llocs de danys en cas de curtcircuit i connexió a terra.

Determinació de la localització de les fallades en cas de curtcircuit

Determinar la ubicació d'un curtcircuit a les línies és especialment important, ja que la interrupció de la línia en cas de danys permanents està associada a un subministrament insuficient d'electricitat i danys materials als consumidors. En aquests casos, agilitar la recerca de danys té un gran efecte econòmic.

Dispositius per accelerar la cerca i determinar la ubicació dels curtcircuits segons el principi de funcionament, es poden dividir en dos subgrups:

1) dispositius de fixació per determinar la distància al lloc del dany, mesurament automàtic i fixació de les magnituds elèctriques rellevants durant l'operació d'emergència;

2) dispositius per a la determinació de seccions danyades de línies (sensors de xarxa, indicadors de curtcircuit, control automàtic i fixació de canvis en els valors elèctrics durant l'operació d'emergència).

S'han desenvolupat diversos tipus de dispositius de fixació, alguns dels quals funcionen amb èxit. A les xarxes de distribució rural amb una tensió de 10 kV s'utilitzen aparells del tipus FIP (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP, etc. El dispositiu tipus FMK-10 també s'utilitza àmpliament.

Atès que els dispositius de fixació proporcionen mesurament i fixació automàtica de magnituds elèctriques durant un curtcircuit, han de complir uns requisits, en particular els següents: la mesura s'ha de completar abans de desconnectar les seccions danyades de la línia de la protecció del relé, és a dir, en uns 0,1 s, el dispositiu ha de mantenir el valor de la quantitat elèctrica fixa durant un temps suficient per a l'arribada a la subestació (sense servei permanent) de l'equip de camp operatiu, és a dir. No menys de 4 hores, s'ha de proporcionar l'inici selectiu automàtic dels dispositius, de manera que el valor observat només es fixi en cas de parades d'emergència de les línies, el dispositiu hauria de proporcionar una certa precisió de mesura (normalment l'error relatiu de mesura no hauria de superar el 5%), etc.

Una de les opcions més senzilles per a la fixació de dispositius: un dispositiu de mesura de corrent de curtcircuit... A més, per determinar la distància a la ubicació del curtcircuit, podeu resoldre el problema, el contrari del que es té en compte en calcular el corrent. de curtcircuit, i s'han de determinar amb precisió els valors coneguts de corrent i tensió de resistència de curtcircuit fins al punt de curtcircuit. Coneixent aquesta resistència, no és difícil, amb paràmetres de xarxa coneguts, trobar la distància al punt de curtcircuit.

Els més habituals són els dispositius de fixació amb l'anomenada memòria elèctrica... Es basen en l'ús d'un condensador d'emmagatzematge. A més, durant un procés de curtcircuit, el condensador d'emmagatzematge es carrega ràpidament a una tensió proporcional al valor del corrent de curtcircuit detectat (o tensió corresponent). A continuació, en el següent pas, el lector es connecta al condensador d'emmagatzematge que controla l'element de memòria a llarg termini. D'aquesta manera, els requisits anteriors per a la mesura ràpida es garanteixen abans que la línia s'apaga sota l'acció de la protecció del relé i la capacitat de mantenir un valor fix durant molt de temps.

Sobre aquest principi, es van desenvolupar els dispositius anteriors del tipus FIP, que van trobar aplicació a les xarxes rurals de 10 kV.

Per facilitar l'ús pràctic d'aparells que es fixen en corrent de curtcircuit, de manera que no calgui realitzar càlculs cada vegada que en cas d'emergència, corbes de corrent d'equilibri.Al mateix temps, els corrents de curtcircuit es calculen per endavant per a un nombre prou gran de punts a cada línia de sortida i, segons els resultats del càlcul, s'aplica un corrent equivalent al circuit de línia. corbes de la part principal de la línia i branques amb valors iguals de corrents de curtcircuit. Després que el dispositiu fixi un determinat valor de corrent de curtcircuit, segons el diagrama de línies amb corbes de corrent d'equinocci, determina directament l'àrea de cerca d'errors.

Els dispositius més senzills del tipus FIP, tanmateix, registren el corrent de curtcircuits tenen una sèrie de desavantatges, entre ells els següents: per determinar la distància al punt de curtcircuit, càlculs addicionals o construcció preliminar de corbes de corrent iguals, la precisió de mesura (error de l'instrument) es veu afectat per la resistència de contacte a la ubicació de la falla (principalment la resistència de l'arc), el nivell de tensió de la xarxa, el valor del corrent de càrrega (el dispositiu mesura realment la càrrega total i el corrent de curtcircuit), etc. .

Els ohmímetres de fixació són més perfectes, especialment els que mesuren la reactància. Quan es mesura la resistència, és a dir, la relació entre la tensió i el corrent, és possible reduir significativament l'efecte del canvi dels nivells de tensió sobre la precisió de la mesura. La mesura de la reactància també redueix l'efecte de la resistència de l'arc en un punt de curtcircuit, que és majoritàriament actiu, i permet completar una escala instrumentada en quilòmetres. Si, a més, els dispositius mesuren el corrent de càrrega anterior al mode de curtcircuit, es pot tenir en compte i, en conseqüència, reduir la influència del corrent de càrrega.

Un ohmímetre, a diferència dels amperímetres i els voltímetres de fixació, mesura no una, sinó dues quantitats (corrent i tensió) que s'alimenten a la seva entrada. Per reduir l'efecte de derivació de la càrrega, es pot mesurar per separat el corrent de càrrega abans de l'aparició d'un curtcircuit. Tots aquests valors es fixen (recorden) segons el principi comentat anteriorment (en aquest cas, els corrents es converteixen prèviament en tensions proporcionals a ells) i després, mitjançant circuits especials (blocs de conversió), es converteixen en senyals. proporcional a la resistència (total, reactiva, tenint en compte el corrent de la càrrega anterior) etc.). Atès que la resistència reactiva (inductiva) de les línies depèn poc de l'àrea de la secció transversal dels cables utilitzats, les escales d'aquests dispositius es graduen en quilòmetres. Aquests dispositius inclouen ohmímetres de fixació com ara FMK-10, FIS, etc.

Dispositius per detectar línies aèries danyades

Amb l'ajuda d'aquests dispositius, podeu determinar la direcció de cerca de punts de curtcircuit en línies aèries amb una tensió de 10 a 35 kV. Els dispositius, per regla general, s'instal·len a la branca de la línia, al primer suport després del punt de connexió. Enregistren l'aparició d'un curtcircuit quan es produeix en un ramal o tram de la línia principal per al punt d'instal·lació del dispositiu. Quan cerquen un curtcircuit a la línia trencada, reben informació d'aquests dispositius sobre la presència (el dispositiu s'activa) o l'absència (no funciona) d'un curtcircuit darrere del lloc de la seva instal·lació.A les xarxes elèctriques, es distribueixen àmpliament els indicadors de zones danyades del tipus UPU-1 i els indicadors de curtcircuits més avançats i fiables del tipus UKZ.

L'indicador soluciona l'aparició d'un curtcircuit quan s'utilitza un sensor de corrent magnètic (inducció) instal·lat a la zona dels cables, però sense connexió directa amb ells. Un indicador proporciona informació sobre tots els tipus de curtcircuits fase-fase.

L'indicador del tipus UKZ es fa en forma d'una unitat executiva que conté, a més del sensor magnètic, un circuit de control electrònic i un indicador magnètic.

Si es produeix un curtcircuit darrere del lloc d'instal·lació, s'activa pel corrent d'entrada del curtcircuit, com a resultat del qual la bandera indicadora es gira cap a l'observador amb un costat pintat de color taronja brillant i es manté en aquesta posició si la línia s'interromp per la protecció.

Després de l'activació de la línia (en tancar-se automàticament amb èxit o després d'eliminar l'error), la bandera indicadora torna automàticament a la seva posició original. El retorn de la bandera es deu a la selecció capacitiva de la tensió de la xarxa mitjançant el convertidor d'antena.

La instal·lació de senyals permet que el personal de servei si la línia està danyada, el personal desviï els punts de branca i, després de determinar una àrea danyada, desviï per trobar només la zona danyada en curtcircuit, no tota la línia. Es recomana establir punters tant en absència com en presència de dispositius de fixació per determinar la distància al punt de curtcircuit.En el segon cas, els punters són una recerca accelerada a causa del fet que, a causa de la ramificació de les línies rurals, els dispositius de fixació de lectures de 10 kV determinen no un, sinó, per regla general, diversos punts de curtcircuit (al tronc i diverses branques).

Dispositius per determinar la ubicació d'un curtcircuit monofàsic a terra

Les fallades a terra monofàsiques són el tipus de falla més comú. A les xarxes de distribució rurals de 10 kV que funcionen amb un neutre aïllat, les falles a terra monofàsiques acompanyades de corrents relativament baixes no són curtcircuits. Per tant, quan es produeixin, es permet no apagar la línia durant el temps necessari per reparar l'avaria.

Tanmateix, cal localitzar i reparar les avaries el més ràpidament possible, ja que una falla a terra monofàsica es pot convertir en una de bifàsica. Aquest últim és un curtcircuit i es desactivarà per protecció, provocant un tall de corrent als usuaris.

A més, els danys a terra són possibles, per exemple, quan un cable es trenca i cau a terra, que són molt perillosos per a la vida de persones i animals. Al mateix temps, es poden produir falles a terra com a conseqüència de danys ocults, per exemple, deguts a l'interior aïllants esquerdatsquan no hi ha signes externs d'un curtcircuit i és molt difícil de detectar visualment. Per tant, s'han desenvolupat dispositius especials: dispositius portàtils que fan que sigui més fàcil i ràpid trobar el lloc dels danys.

Principi de funcionament dels dispositius portàtils utilitzats en xarxes elèctriques amb una tensió de 10 kV, basat en la mesura dels components harmònics superiors del corrent de falla a terra.El nivell significativament més alt d'harmònics en l'espectre de corrents de falla a terra en comparació amb els corrents de càrrega garanteix un funcionament eficient d'aquests dispositius.

A les xarxes elèctriques rurals de 10 kV, aparells del tipus "Search" (descatalogat) i més avançats "Wave" i "Probe". En els dispositius "Search" i "Wave", els elements principals són un sensor magnètic (inductiu) que detecta l'aparició (augment d'amplitud) de components harmònics del corrent, un filtre amb harmònics més alts que passa aquells d'ells per als quals el dispositiu està configurat, l'amplificador proporciona el guany de senyal necessari i un dispositiu de mesura que produeix el senyal resultant.

La ubicació de la falla a terra a la línia es determina de la següent manera. Si la derivació de la línia comença a la subestació, les mesures es fan a la sortida de la línia de la subestació, col·locant el dispositiu sota la línia. La línia trencada ve determinada per la desviació màxima de l'agulla del dispositiu de mesura. En prendre mesures als punts de ramificació de la línia danyada, es determina de la mateixa manera la branca o secció danyada del tronc. Darrere de la ubicació de la falla a terra, les lectures del dispositiu disminueixen bruscament, cosa que determina el punt de fallada.

El dispositiu «Sonda» és un dispositiu direccional, és a dir, proporciona no només la determinació de la ubicació de la falla a terra, sinó també la direcció de cerca, que és d'interès si la cerca no comença des de la subestació, sinó des d'alguns. punt de la línia danyada. El seu funcionament es basa en una comparació de les fases de tensió i corrent de l'11è harmònic (550 Hz).Per tant, a més dels elements bàsics indicats, la "Sonda" té un òrgan de comparació de fases i el dispositiu de mesura de sortida té una escala amb zero al mig.