Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Батулько Дмитрий Васильевич

Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью
<
Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Батулько Дмитрий Васильевич. Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 Омск, 2007 165 с., Библиогр.: с. 119-127 РГБ ОД, 61:07-5/4589

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Современное состояние проблеммы определения поврежденной линии при однофазном замыканий на землю в сетях 6-35 kb 8

1.1 Способы определения поврежденной линии при однофазном замыкании на землю 8

1.2 Устройства защиты и сигнализации 033 14

1.3 Сравнительный анализ существующих устройств и способов защиты и

сигнализации 033 17

ГЛАВА 2 Теоретическое обоснование способа селективного оределения поврежденной воздушной линии 23

2.1 Работа сети в нормальном режиме 23

2.2 Однофазные замыкания на землю 25

2.3 Емкость воздушных и кабельных линий 30

2.4 Расчет тока замыкания на землю 33

2.5 Феррорезонансные процессы в сети с изолированной нейтралью 37

2.8 Модель сети 6-35 кВ 45

ГЛАВА 3 Исследование и обоснование выбора датчиков тока нулевой последовательности 51

3.1 Фильтры тока нулевой последовательности 53

3.2 Влияние электромагнитного поля ЭМП на работу трансформаторов тока нулевой последовательности ТТНП. Экранирование ТТНП 58

3.3 Лабораторные испытания 64

3.4 Вставка МИР ВС-01 82

3.5 Результаты испытаний на объектах 85

ГЛАВА 4 Исследование и разработка устройства сигнализации 033 99

4.1 Назначение и технические характеристики устройства 99

4.2 Структурная схема и описание работы устройства 102

4.2 Моделирование работы устройства 105

4.3 Методика проведения испытаний на объектах 107

4.4 Результаты испытаний и эксплуатации 108

4.5 Практическая значимость работы 117

Заключение 118

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Обеспечение надежности работы электрических сетей является одной из важных задач. С целью повышения надежности энергоснабжения потребителей несколько десятилетий назад было принято решение о переходе в сетях 6-35 кВ на режим работы с изолированной нейтралью. Однофазные замыкания на землю (033) являются основным видом электрических повреждений в этих сетях [1,2, 3]. Количество 033 составляет от 75 до 90 % от общего числа повреждений [4], и часто являются причиной аварий, сопровождающихся значительным экономическим ущербом. Кроме того, вблизи места 033 возникает опасность для жизни человека и животных [5]. Длительное неустранение 033 может привести к выходу из строя некоторых типов трансформаторов напряжения, а также к перерастанию однофазного замыкания на землю в двухфазные или трехфазные короткие замыкания (КЗ).

В России согласно [6] защита от 033 в сетях 6-35 кВ выполняется с действием на сигнал и только в случаях, когда необходимо по условиям безопасности - с действием на отключение. Повышенные требования к безопасности имеют линии, питающие передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки, горные шахты.

Для поиска поврежденного соединения поочередно отключают отходящие линии, что приводит к увеличению времени поиска и ликвидации повреждения.

Оборудование и технология нефтедобычи имеет свои особенности, когда процесс приостанавливается при любом самом кратковременном исчезновении напряжения [7]. Согласно [6] допускаются кратковременные отключения воздушных линий (ВЛ). Непродолжительность отключений обеспечивается устройствами автоматического повторного включения (АПВ). Восстановление нефтедобычи осуществляется автоматикой самозапуска насосов и задвижек. Успешность АПВ зависит от класса напряжения: на ВЛ напряжением ПО кВ успешность АПВ составляет 90.. .95 %, на ВЛ 35 кВ - лишь 60 %, а на В Л 6 кВ - не более 40 % [7]. Таким образом, в большинстве случаев при кратковременных 033

останавливаются станки-качалки и погружные насосы, что приводит к недобору нефти и убыткам нефтяных компаний.

Однофазное замыкание в сети с изолированной нейтралью не сопровождается появлением больших токов замыкания [8, 9, 10, 11].

Большинство сетей 6-35 кВ работают с изолированной нейтралью и большое значение в этих сетях имеет время и точность определения поврежденной линии.

Проблеме создания устройств защиты и сигнализации от 033 значительный вклад внесли Цапенко Е.Ф., Вайнштейн Р.А., Кискачи В.М., Шуин В.Л., Бухтаяров В.Ф., Шалин А.И. и др. На сегодняшний день создано большое количество устройств защиты и сигнализации от 033, однако сложность процессов, происходящих в разных режимах 033, и трудности в измерении тока нулевой последовательности не позволили создать устройство, позволяющее подключать его к сети с ВЛ и селективно определять поврежденную линию.

В настоящее время выпускается большое количество устройств защиты и сигнализации замыкания на землю, такие как УСЗ-3, ЗЗП-1, ИМФ-10Т, ПЗЗМ, Импульс, Спектр, ЗЕРО, ЗЗН, ЗЗМ и др. Несмотря на различный принцип действия, подавляющее число устройств обладают общими чертами:

- ни одно из устройств не получило "всенародного" признания и
действительного широкого применения, несмотря на то, что принципы действия
устройств известны достаточно давно [12];

- характерной особенностью существующих защит является либо большое
количество ложных срабатываний, либо низкая чувствительность;

все устройства предназначены для работы с внешними (то есть не входящими в состав прибора или устройства) первичными датчиками тока и напряжения;

большинство подстанций 35/6 и 35/10 кВ с ВЛ и воздушными выводами не имеют в составе защиты от 033, в связи с отсутствием возможности подключения. На таких объектах имеется только общесекционная сигнализация 033.

Целью работы является:

- исследование процессов, возникающих в сети 6-Ю кВ с В Л в нормальном
режиме работы и при 033;

исследование параметров стандартных и специальных трансформаторов тока нулевой последовательности (ТТНП) с целью определения эффективности их применения для измерения тока нулевой последовательности и подключения к устройствам защиты и сигнализации от 033;

разработка устройства для определения поврежденной ВЛ с 033 с учетом особенностей сетей 6(10) кВ с В Л;

разработка устройства для измерения тока нулевой последовательности в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) с воздушным выводом.

Методы исследования. Использовались методы теории электрических цепей. Расчеты осуществлялись с помощью математической системы Mathcad. Полученные расчетные данные сравнивались с результатами натурных экспериментов. Моделирование работы устройства проводилось с помощью пакета Micro-Cap.

Научная новизна состоит в следующем:

исследованы зависимости между параметрами тока и напряжения нулевой последовательности в нормальном режиме работы сети и при 033;

исследованы параметры стандартных и специальных ТТНП различных типов для измерения тока нулевой последовательности при 033 в сети с ВЛ;

исследована эффективность использования специальных ТТНП различных типов конструкции;

проведены разработка и исследования ТТНП прямоугольной формы для установки на проходные изоляторы шкафа КРУ с воздушным выводом;

разработано новое устройство для измерения тока нулевой последовательности на подстанциях с воздушными выводами - вставка МИР ВС-01;

- разработано устройство для определения поврежденной воздушной линии -
определитель поврежденной линии МИР ОПЛ-01 (далее - определитель
МИРОПЛ-01);

- проведен анализ результатов работы разработанного устройства для
определения поврежденной ВЛ с 033.

Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы при разработке устройств защиты и сигнализации для сетей 6(10) кВ с В Л.

Апробация работы. По результатам диссертационной работы в НПО "МИР" разработан определитель поврежденной линии МИР ОПЛ-01 и вставки МИР ВС-01 для определения поврежденной ВЛ при 033 в сети 6(10) кВ с изолированной нейтралью. Разработанные устройства установлены и эксплуатируются на объектах ПРЭО "Сутарминскнефть" г. Муравленко, ОАО "Энергоуправление" г. Ленинск-Кузнецкий.

Результаты работы по теме диссертации докладывались на 5 международной научно-технической конференции "Динамика систем механизмов и машин". Омск 2004; VI межрегиональном совещании «Автоматизированные системы учета энергоресурсов как инструмент снижения себестоимости продукции. Создание и эксплуатация АИИС КУЭ субъектов ОРЭ» (международное) май 2006, г. Омск; международной конференции "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование", Санкт-Петербург, 2006 г.; научно-технической конференции "Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6-35 кВ" 26-28 сентября 2006 г. Новосибирск.

Публикации.

По результатам диссертации опубликовано 10 научных работ, получено 2 патента.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты испытаний различных типов ТТНП;

результаты сравнительного анализа различных ТТНП для измерения тока нулевой последовательности на подстанции с ВЛ;

новое устройство для измерения тока нулевой последовательности на подстанции с ВЛ - вставка МИР ВС-01;

новое устройство сигнализации - определитель поврежденной линии МИР ОПЛ-01;

- результаты испытаний и эксплуатации устройств - определителя МИР ОПЛ-01
и вставок МИР ВС-01.

Устройства защиты и сигнализации 033

В электрической сети с изолированной нейтралью при 033 в поврежденной линии протекает ток нулевой последовательности, являющийся суммой собственных емкостных токов остальных присоединений сети. По току 310, превышающему заданное значение, можно определить поврежденную линию. Этот принцип реализуется с помощью токовых реле (например, РТ-40/02, РТЗ-50, РТЗ-51), включаемых на вторичную обмотку ТТНП. Необходимая отстройка от тока переходного процесса осуществляется уставками по току и времени или с помощью частотного фильтра, как это выполнено в реле РТЗ-51 [4, 38]. При использовании токовых защит необходимо правильно рассчитывать уставки срабатывания [39, 40]. Измерение высших гармонических составляющих тока нулевой последовательности в установившемся режиме

Доля высших гармоник в токе нулевой последовательности поврежденной линии в режиме 033 значительно больше, чем в неповрежденных линиях при любой степени компенсации емкостного тока. На использовании этого факта основаны устройства УСЗ-2/2, УСЗ-3 и УСЗ-ЗМ, предназначенные для кабельных сетей 6-35 кВ с компенсацией емкостного тока.

Устройство УСЗ-2/2 относится к токовой защите абсолютного замера. Основной диапазон частот, в котором работает устройство, составляет 150-650 Гц, минимальный первичный ток срабатывания (при подключении к ТТНП типов ТЗ, ТЗЛ, ТЗМ) составляет (0,57-1,74) А. В некоторых случаях минимальный уровень высших гармоник в токе 033 может быть меньше указанных выше значений тока срабатывания УСЗ-2/2, в связи с этим в последних выпускаемых устройствах минимальный первичный ток срабатывания защиты устанавливается (0,12 - 0,52) А [4].

В устройстве ЯРЭ-2201 предусмотрен блок ТО410, принцип действия и область применения которого соответствует последним устройствам УСЗ-2/2. Отличительной особенностью блока ТО410 является наличие в нем дополнительного органа, обеспечивающего возможность срабатывания при дуговых прерывистых 033 с паузами между повторными пробоями до 50 мс [4].

Устройства УСЗ-3, УСЗ-ЗМ относятся к токовой защите относительного замера. Устройство УСЗ-3 отличается от УСЗ-ЗМ отсутствием согласующего трансформатора и предназначено для использования с токоизмерительными клещами типа КЭ-44. Согласующий трансформатор предназначен для согласования входного сопротивления устройства с выходным сопротивлением ТТНП. В устройстве УСЗ-ЗМ применен фильтр, обеспечивающий значительно более высокую степень подавления составляющих промышленной частоты, чем в УСЗ-2/2, что делает возможным применение устройства не только в компенсированных сетях, но и в сетях, работающих с изолированной нейтралью. Устройство УСЗ-ЗМ подключается поочередно к ТТНП присоединений защищаемого объекта. Поврежденное присоединение определяется по наибольшему показанию стрелочного индикатора уровня высших гармоник - выходного микроамперметра.

Определение направления мощности нулевой последовательности основной частоты

Поврежденную линию при 033 в сети с изолированной нейтралью можно определить по направлению мощности нулевой последовательности [41].

Наиболее распространенным является устройство направленной защиты ЗЗП-1 и его более поздняя модификация ЗЗП-1 М, которые подключаются к ТТНП, а напряжение 3U0 подается сразу на несколько устройств (до 10 комплектов) через общий фильтр ВУ-1 с резонансной частотой 50 Гц. Минимальная уставка по току -0,07 А, время срабатывания при двукратном токе уставки - 45 мс.

В НПФ "Радиус" (г. Зеленоград) было разработано микропроцессорное устройство сигнализации замыканий на землю в сетях 6-35 кВ ИМФ-10Т [42]. Устройство предназначено для определения отходящего присоединения, на котором произошло 033 в сети 6-35 кВ с изолированной или недокомпенсированной нейтралью. Максимальное число отходящих линий - 10. Порог чувствительности по току 31 0 для отходящих линиях (0,25 - 10,0) А. Устройство может передавать номер поврежденной линии с помощью устройств телемеханики. 1.2.4 Определение направления мощности нулевой последовательности в переходном процессе

К наиболее известным в России разработкам направленных импульсных защит от 033 относятся [4, 43]: - автономные устройства направленной волновой защиты типа ИЗС и УЗС-01, разработанные ЭНИН [44]; - централизованное направленное устройство сигнализации 033 "Импульс", разработанное и выпускаемое ИГЭУ; - автономное комплексное направленное устройство защиты от 033 типа "Спектр"; - автономное устройство направленной защиты типа КЗЗП, разработанное в Донецком политехническом институте и его микроэлектронный аналог - устройство ПЗЗМ, разработанное предприятием НТБЭ (Екатеринбург). 1.2.5 Сравнение амплитудных значений свободных составляющих токов переходного процесса замыкания на землю

Максимальная амплитуда свободной составляющей тока 10 поврежденной линии в переходном процессе 033 (при достаточно большом числе отходящих линий) в несколько раз превышает те же значения амплитуд неповрежденных линий. Это позволяет выявить поврежденную линию путем сравнения амплитуд на всех отходящих линиях.

Однофазные замыкания на землю

Все разновидности 033 можно разделить на две группы: устойчивые и неустойчивые. Устойчивые 033, имеющие место при наличии надежной гальванической связи поврежденной фазы с землей (металлическая связь, переходное сопротивление, устойчиво горящая дуга), характеризуются наличием в токах и напряжениях только принужденных составляющих промышленной частоты и высших гармоник [4, 58].

Неустойчивые дуговые замыкания - основной вид 033 - характеризуются прерывистой формой тока, в котором преобладают свободные составляющие переходного процесса с амплитудами, зависящими от: суммарного емкостного тока сети /сг , удаленности точки 033 от шин, напряжения на поврежденной фазе в момент пробоя изоляции, параметров линии электрической сети и др.

Все неустойчивые 033 условно можно разделить на две разновидности: однократные самоустраняющиеся пробои изоляции - "клевки земли" и дуговые прерывистые замыкания - непериодическая последовательность самоустраняющихся пробоев изоляции. Если повторные зажигания дуги происходят через небольшие интервалы времени (не превышают примерно 0,1 с), 033 сопровождается накоплением зарядов на фазах и дополнительным смещением нейтрали сети. Такую разновидность 033 называют дуговым перемежающимся замыканием на землю. В сетях с изолированной нейтралью при дуговых перемежающихся 033 минимальные бестоковые паузы между повторными пробоями изоляции обычно не превышают (40-50) мс, в некоторых случаях погасание и зажигание дуги могут повторятся каждый период или даже полупериод. Длительность горения дуги между бестоковыми паузами обычно не превышает (20-40) мс. В компенсированных сетях с резонансной или близкой к ней настройкой дугогасящих реакторов (ДГР) паузы между повторными пробоями увеличиваются до 5 - 10 периодов. При таких условиях повторные зажигания дуги не сопровождаются накоплением зарядов на фазах сети, и дуга приобретает прерывистый, но не перемежающийся характер.

При однократных самоустраняющихся пробоях изоляции длительность горения дуги может лежать в пределах от единиц до нескольких десятков миллисекунд, при этом в токах и напряжениях, подводимых к защите от 033, содержатся практически только свободные составляющие. Кратковременные 033 предшествуют полным пробоям изоляции и, возникнув, развиваются, переходя в дуговые прерывистые и устойчивые 033.

Большинство 033 в кабелях и электрических машинах в начальной стадии развития повреждения изоляции, продолжающейся, как минимум несколько минут, имеют дуговой прерывистый характер, при котором существенно снижается эффективность срабатывания защит, основанных на использовании различных составляющих установившегося тока 033.

Кроме того, при 033 возможны перенапряжения [60]. Максимальные значения перенапряжений связаны с разновидностью 033. При дуговых прерывистых 033 напряжения на неповрежденных фазах достигают 2,5\]фтах.. Наиболее опасными для сети являются дуговые перемежающиеся замыкания, при которых перенапряжения на неповрежденных фазах могут достигать значений (3,5-3,6)U ,max [4].

При замыкании фазы на землю в сети с изолированной нейтралью напряжения фаз относительно земли изменяются, оставаясь неизменными относительно нейтрали системы N [1, 61]. Так, при металлических замыканиях на землю, например, фазы А (рисунок 2.1, в) она получает потенциал земли {Цл )=0)- В связи с этим напряжения двух других фаз и нейтрали N относительно земли становятся равными (рисунок 2.1,г): U =U{[) =-U Так как междуфазные напряжения остаются при этом неизменными, то напряжения неповрежденных фаз В и С относительно земли повышаются в л/3 раз.

Систему двух векторов Ц/]) и Uc(1) можно разложить на составляющие прямой Uj(1) и нулевой Ujl) последовательностей [62]: ЦАО)=0 UiA(l4aUBm+ о?Ш! )Я=Лл; j j (D- ті (1)- TJ О) _ JJ (I)_ /rr (I), JJ (1))/3-.. TT . LLOA JJj)B - Hoc -Цок - (LLB + LLC ) J- JLU Ц2А(І)=(а2Цв(1)+аЦс{1))/3=0;

Таким образом, при металлическом замыкании на землю в сети появляется напряжение нулевой последовательности Цок \ которое, как и напряжение смещения нейтрали UNK \ равно по абсолютному значению и противоположно по фазе напряжению, которое имеет поврежденная фаза относительно земли при нормальной работе (напряжению относительно нейтрали системы). Напряжение прямой последовательности равно напряжению фаз относительно земли при нормальной работе. Вследствие этого изменение напряжения фаз при замыкании на землю можно рассматривать как результат наложения напряжений нулевой последовательности Цок на напряжение фаз сети при ее нормальной работе.

Замыкания на землю обычно происходят через переходные активные сопротивления. При этом напряжение поврежденной фазы относительно земли не снижается до нуля, а напряжения неповрежденных фаз относительно земли становятся больше фазного, но меньше междуфазного. В связи с этим напряжение смещения нейтрали и напряжение нулевой последовательности получаются меньше фазного напряжения. Это уменьшение характеризуется коэффициентом полноты замыкания на землю: Р = Цпк(! іиф,

Влияние электромагнитного поля ЭМП на работу трансформаторов тока нулевой последовательности ТТНП. Экранирование ТТНП

Электростатическое экранирование сводится к замыканию электростатического поля на поверхность металлического экрана и отводу электрических зарядов в землю (на корпус). С помощью заземления электростатического экрана можно добиться взаимного экранирования как внутреннего пространства экрана от внешнего поля, так и внешнего пространства от внутреннего поля. При использовании диэлектрических экранов можно ослабить поле в єг раз, где єґ -относительная диэлектрическая проницаемость материала, так как из поля свободных зарядов вычитается поле поляризованных зарядов. Чем больше диэлектрическая проницаемость диэлектрика, тем больше величина его связанных электрических зарядов, тем слабее в нем результирующее электростатическое поле. Электростатические экраны изготавливаются из материалов с высокой проводимостью. Чаще всего экраны представляют собой замкнутые объемы, металлические перегородки, соединенные с корпусом прибора.

Для ограждения от внешних электрических полей проводник окружают другим проводником, выполненном в виде сплошной металлической поверхности или проволочной сетки с мелкой ячейкой.

Всякий заряженный проводник, соединенный с землей, теряет практически весь свой заряд. Потенциал земли условно принимается равным нулю [85, 86].

Если источник ЭДС является переменным, то по экрану будет протекать переменный ток. В результате протекания тока в стенках экрана на них будет падение напряжения. Поэтому эффективность экранирования от электростатического поля оказывается зависимой как от толщины стенок, так и от проводимости материала экрана. С увеличением толщины и проводимости материала экрана остаточное поле за пределами экрана уменьшится, так как уменьшится падение напряжения на его стенках и одновременно возрастет эффективность экранирования.

Для оценки функциональных качеств экрана используется обобщенная характеристика - эффективность экранирования. Под эффективностью экранирования понимают отношение действующих значений напряженностей магнитного поля Я; в данной точке при отсутствии экрана к напряженности магнитного поля Н2 в той же точке при наличии экрана [87, 88]. Эи= Hj/H2

В данной формуле эффективность выражается в относительных единицах (в разах). На практике эффективность экранирования представляют в логарифмических единицах - децибелах. В некоторых работах используют коэффициент экранирования S S=H2/Hj Для определения эффективности экранирования ТТНП будем пользоваться соотношением Э = (3.1) где І2- выходной ток ТТНП без экрана, 12 - выходной ток ТТНП с экраном.

Важное значение для эффекта экранирования электрических полей имеет толщина материала экрана и электротехнические свойства материала. Один из параметров, характеризующих относительную величину проникновения тока в толщу металла принято называть эквивалентной глубиной проникновения 8. Согласно [87] для железа 5 равно 0,355 (Vl/f) мм. Электростатическое экранирование более актуально на высоких частотах.

Электроустановки являются источником магнитного поля (МП) частотой 50 Гц. Магнитное поле - одна из составляющих ЭМП, которая создается током, протекающим через проводник.

Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током. Магнитное поле прямолинейного проводника Эффективность воздействия МП определяется напряженностью Н, или магнитной индукцией В. Направление магнитных линий и направление создающего их тока связаны между собой известным правилом правоходового винта (буравчика).

Основной величиной, характеризующей интенсивность и направление магнитного поля является, вектор магнитной индукции В [Тл]. Вектор магнитной индукции определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле. Вектор В направлен по касательной к магнитной линии, направление вектора совпадает с осью магнитной стрелки, помещенной в рассматриваемую точку магнитного поля. При исследовании магнитных полей и расчете магнитных устройств пользуются расчетной величиной - напряженностью магнитного поля Я [А/м]. В = рв.Н где fia - абсолютная магнитная проницаемость среды.

Из закона магнитного взаимодействия параллельных токов следует, что модуль индукции В магнитного поля прямолинейного проводника с током / на расстоянии R от него выражается соотношением B = -L (3.2) 2-я R ще /л(І - постоянная величина, которую называют магнитной постоянной ju0 = 4тг 10-7 Гн/м. Индукция В магнитного поля на расстоянии 1 м от прямолинейного проводника с током 100 А равна 0,2 мкТл (по формуле 3.1). Значение напряженности магнитного поля Н на расстоянии а от прямолинейного проводника с током можно определить, используя закон полного тока:

Структурная схема и описание работы устройства

Внешний вид печатной платы определителя МИР ОПЛ-01 приведен на рисунке Е.З.

При возникновении 033 в одной из отходящих линий сети с изолированной нейтралью 6(10) кВ на обмотке разомкнутого треугольника трансформатора напряжения Т2 появляется сигнал ННП, а на вторичных обмотках ТТНП, включенных в каждую отходящую линию, появляются сигналы ТИП.

Ток замыкания, протекающий по проводу поврежденной фазы линии, на которой произошло 033, имеет направление от шин подстанции к месту замыкания на землю. Суммарные емкостные токи, протекающие по неповрежденным линиям имеют направление от земли к шинам подстанции. Таким образом, во время 033 во вторичных обмотках ТТНП поврежденной и неповрежденных линий будут протекать токи, противоположные по направлению. Сигнал напряжения НП подается на преобразователь сигнала напряжения НП. Преобразователь сигнала напряжения НП предназначен для гальванической развязки сигнала напряжения НП, защиты от перегрузок и обеспечения линейности преобразования сигнала ННП. С выхода преобразователя сигнала напряжения НП сигнал напряжения НП подается на устройство управления. В устройстве управления сигнал выпрямляется (микросхема DA4, конденсатор С4, диод VD7) и сравнивается с установленным значением НС (микросхема DA5.1, резисторы R9 - R14). В случае если значение сигнала ННП превышает значение НС на устройство сравнения фаз выдается сигнал разрешающий работу элементов сравнения фаз (DD9.1, DD9.2), этот же сигнал поступает на формирователь задержки 1, с выхода которого сигнал с задержкой 50 мс подается на формирователь времени измерения. Формирователь времени измерения формирует сигнал длительностью 60 мс, который подается на схемы сравнения фаз. (DD9.1, DD9.2) . Одновременно с появлением сигнала ННП на выходе ТТНП появляются сигналы тока нулевой последовательности которые через соединители XI, Х2 подаются на схемы сравнения фаз 1,2.

Сигнал с выхода ТТНП линии 1 (МО 1.085.00.000) через контакты 1, 2 подается на первый канал схемы сравнения фаз. Преобразованный по уровню сигнал ТИП (трансформатор ТЗ) поступает на усилитель и фильтр низких частот (микросхема DA7.2, резисторы R26, R28, R30, R32, конденсатор С54).

Фильтр низких частот предназначен для создания полосы пропускания сигнала тока нулевой последовательности в диапазоне частот от 0 до 150 Гц. С выхода фильтра низких частот сигнал поступает на преобразователь формы сигнала ТИП (микросхема DA9.1). Преобразователь формы сигнала ТИП преобразует сигнал ТНП в прямоугольную форму. Далее прямоугольный сигнал ТНП поступает на ключ (микросхема DD8.1). Когда ключ открывается, то разрешается прохождение сигнала ТНП на элемент сравнения фаз (микросхема DD9.1).

На другой вход элемента сравнения фаз через ключ (микросхема DD8.2) подается сигнал с выхода преобразователя сигнала ННП.

Ключи (микросхема DD8) замыкаются только после прихода сигнала с формирователя времени измерения на 60 мс. На вход преобразователя сигнала ННП сигнал подается через фильтр низкой частоты (резистор R4, конденсатор С4) с выхода преобразователя сигнала ННП (микросхема DD9.2).

Отходящая линия считается поврежденной, если сигнал ННП опережает сигнал ТНП на угол от 10 до 170 .

В случае повреждения отходящей линии с выхода схемы сравнения фаз подается сигнал на соответствующий формирователь сигнала ТС и на устройство индикации. Формирователь сигнала ТС замыкает ключ на выходе определителя.

С выхода устройства хранения сигнал о номере поврежденной линии подается на устройство индикации. После прихода сигнала с выхода формирователя задержки 2 (DD5.5, DD5.6) начинает светиться светодиод, соответствующий поврежденной линии. Светодиод продолжает светиться до момента следующего 033 или до отключения напряжения питания. На плате расположен также источник питания.

Напряжение питания через соединители ХЗ, Х4 поступает на источник питания.

Источник питания предназначен для преобразования напряжения переменного тока частотой сети (50 ± 1) Гц значением 220 В в постоянные стабилизированные напряжения плюс 12 В, минус 12 В и плюс 5 В, используемые для питания всех остальных узлов платы, а также для гальванической развязки цепей с напряжением 12 В и 5 В от цепей переменного тока.

При использовании определителя МИР ОПЛ-01 с системой телемеханики выходы определителя МИР ОПЛ-01 необходимо подключить ко входам ТС контроллера телемеханики. При появлении 033 диспетчеру будет передан номер поврежденной линии.

Похожие диссертации на Определение поврежденной воздушной линии с однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью