Устройство для определения мест многофазных коротких замыканий в электрических сетях

 

339882

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

М.Кл. 6 Olr 31/08

Заявлено 21.Х11.1970 (№ 1601268/24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Комитет AO двтузм изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 24.Ч.1972. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 04.1Х.19?2

УДК 621.317.333.4:621. .311.1 (088.8) ВС "=СQ fQQp;, i=

1. -.-., ".

Л. С. Волчок, Г. Г. Корень и Е, С. Когальчук

Ь,"l;,г I,, с "П роиз в одствен н ое предприятие и о наладке и испытаниям э н ер гети чес к о го оборудования электрических станций и сетей

«Велорусэнергоналадка»

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ МНОГОФАЗНЫХ

КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Изобретение может быть использовано в распределительных электрических сетях напряжением 6 — 10 кв, а также в электрических сетях более высокого напряжения.

Известны устройства для определения мест многофазных коротких замыканий в электрических сетях, содержащие фиксирующий импульсный прибор, по покаазниям которого при помощи формул рассчитывают расстояние до места короткого замыкания. Однако такие устройства могут быть использованы только на линиях электропередач с ограничеиным числом отпаек. Кроме того, подсчет расстояния по формулам сложен, требует значительного времени .и квалифицированного персонала. С учетом аварийной ситуации, возникающей после появления короткого замыкания, при,расчетах расстояния возможны ошибки, увеличивающие продолжительность поиска места короткого замыкания.

Для распределительных электрических сетей 6 — 10 кв, имеющих сильно разветвленную схему, разные сечения и марки проводов (например, головного участка и отпаек), значительные величины активного сопротивления (в некоторых случаях больше индуктивного) и соизмеримые токи нагрузки и коротких замыканий, расчетные формулы .настолько сложны, что,возможность пх использования практически исключается.

Известны также устройства для определепия мест мпогофазных коротких замыканий в электрических сетях, содержащие указатели поврежденного участка, размещенные в местах

5 развилок (отпаек) линий электропередачи и срабатывающие от тока короткого замыкания.

Однако определение мест многофазных коротких замыканий при помощи таких устройств также приводит к длительному поиску, так

10 как в этом случае необходимо произвести обход трассы электрической линии от подстанции до поврежденного участка, причем дальнейшее отыскание места короткого замыкания (уже на поврежденном участке) осуществляется

l5 оператором визуально.

Цель изобретения — уменьшение времени определения мест повреждений. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено шаговым электродвигателем с редуктором и верньерным механизмом и топографической диаграммой распределительной сети, на которой на несены эквитоковые линии коротких замыканий. Выход фиксирующего импульсного прибора соединен с обмоткой шагового элек2g тродвигателя, а направляющая стрелки,верпьерного механизма параллельна оси токов дна гра.м мы.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — топографическая зп диаграмма распределительной сети.

339882

3

Устройство состоит из трансформаторов тока 1, фильтра тока 2 обратной последовательности, фиксирующего импульсного прибора 8, шагового электродвигателя 4 с редуктором 5 и верньерным механизмом б и топографической диаграммы 7 распределительной сети 8. Трансформато|ры тока 1 включены между питающим (силовым) трансформатором 9 и шинами подста нции 10, что позволяет использовать одно устройство для всех электрических линий распредел ительной сети, питаемой от данной подстанц,ии.

Для определения места повреждения в устройстве используют величину тока обратной последовательности двухфазного короткото замыкания. Измерение тока обратной последовательности п редотвращает ложное срабатывание устройства от тока нагрузки. Так как в реальных условиях трехфазному короткому замыканию всегда предшествует двухфазное, то при всех многофазных коротких замыканиях достаточно измерить в первый момент времени ток двухфазного короткого замыкания. Фиксирующие приборы измеряют ток короткого замыкания в течение первых 0,1 сек после появления повреждения.

Распределительные электрические сети

6 — 10 кв работают с изолированной или компенсированной нейтралью, поэтому при появлении однофазного замыкания в сети устройство не ср аб атыв ает.

Ток обратной последовательности выявляется п ри помощи фильтра тока 2, вход которого подключен к трансформаторам тока 1, а выход — к входу фиксирующего прибора 8. Последний,измеряет величину выходного напряжения фильтра тока, пропорциональную току обратной последовательности, и преобразует ее в импульсы. Зависимость между величиной входа фиксирующего прибора (например, типа

ФИП-В),и количеством его выходных,импульсов имеет логарифмический характер.

Выход фиксирующего прибора соединен с обмоткой шагового электродвигателя 4, вал которого через редуктор 5 и ве рньерный механизм б перемещает стрелку ll (см. фиг. 2) параллельно оси 12 токов, размещенной на топографической диаграмме 7 распределительной сети. Ось токов имеет логарифмический характер и проградуирована непосредственно в значениях тока обратной последовательности двухфазного короткого замыкания.

Диаграмма 7 выполняется на топографической карте, на .которую наносятся все электрические линии 18 подстанции 10, причем эти линии соответствуют их действительному расположению на местности. Такое .изображение распределительной сети ускоряет определение кратчайших путей подъезда к месту повреждения,и поиска (no ориентирам) точки короткого замьпания. Кроме того, на диаграмму наносятся также линии 14 равного тока обратной последовательности двухфазного короткого замыкания — эквитоковые линии.

Для построения эквитоковых линий предва4 рительно при помощи цифровой вычислительной машины для всех электрических линий и их отпаек распределительной сети рассчитывают точки (расстояния), где токи обратной последовательности двухфазного короткого замыкания кратны постоянной величине, например

10, 50 и 100 а. Расчеты выполняются с учетом активных сопротивлений электрических линий сети,и приведенного к шинам подстанции индуктивного сопротивления энергосистемы.

Так как активные и индуктивные сопротивления линий распределительной сети h — 10 кв имеют большие величины, то влияние переходных сопротивлений (в месте короткого замыкания) на величину тока короткого замьпания незначительно. Поэтому переходные сопротивления при выполнении расчетов можно не учитывать.

После расчета точки .в масштабе топографической карты наносятся на линии 18, затем раBíîçíà÷íûå точки этих линий и оси 12 токов соединяются между собой, в результате чего образуются эквитоковые линии 14. Частота эквитоковых линий может быть любой, На диаграмме указываются также места установки

25 указателей 15 поврежденного участка. Построение .на топографической карте линий 18 распределительной сети и эквитоковых линий

14 может производить цифровая вычислительпая машина.

ЗО Передаточные числа редуктора 5 и .верньерного механизма б определяются коэффициентом трансформации трансформаторов тока

1, постоянным коэффициентом фиксирующего при бора 8 и масштабом диаграммы 7.

При появлении,в распределитель ной сети двухфазного короткого замыкания увеличивается ток на выходе трансформаторов тока 1,,из которого фильтром тока 2 выделяется составляющая тока обратной последовательности и преобразуется,им в пропорциональное напряжение переменного тока. После появления напряжения па входе фиксирующего прибора

8 последний срабатывает и начинает генерировать импульсы, которые управляют шаговым электродвигателем 4, поворачивающим свой выходной вал на фиксированный угол от каждого импульса. Шаговое движение вала электродвигателя через редуктор и верньерный механизм передается стрелке 11, которая также перемещается шагами. В результате расстояние, пройденное стрелкой по оси токов, пропорционально количеству, импульсов.

После прекращения генерации импульсов фиксирующим прибором стрелка 11 останавливается против эквитоковой линии 14, в точках пересечения которой с поврежденной линией

18 и ее отпайками находятся предполагаемые места короткого замыкания. Поврежденная линия 13 определяется на подстанции 10 по отключенному выключателю.

Если эквитоковая линия 14 пересекает и линию 18 и ее отпайки, т. е. если имеется несколько точек с предполагаемым местом короткого замыкания, то определение действительного места короткого замыкания производится цри помощи указателей 15 поврежденного участка. Стрелку 11 возвращают в исходное положение вручную после ввода,в работу электрической линии, на которой было повреждение.

Предлагаемое устройство может применяться для определения мест как многофазных устойчивых, так и проходящих (неустойчивых) коротких замыканий. Опытная эксплуатация устройства показывает его высокую эффективность.

Предмет изобретения

Устройство для определения мест многофазных коротких замыканий в электрических сетях, содержащее указатели поврежденного участка и трансформаторы тока, к вторичным обмоткам которых через фильтр тока обратной последовательности подключен фиксирующий

5 .импульсный прибор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени определения месг повреждений, оно снабжено шаговым электродвигателем с редуктором и верньерным механизмом и топографической диаграммой pacIp пределителыной сети, на которой нанесены эквитоковые линии коротких замыканий, причем выход фиксирующего импульсного прибора соединен с обмоткой шагового электродвпга геля, а направляющая стрелки верньерного мехаIG низма параллельна оси токов диаграммы.

3398S2

I I I ! ! /

, Уггг.Г

Составитель И. Днепровская

Редактор гг. А. Пейсоченко Техред T. Курилко Корректор С. Сатагулова

Заказ 2633 Изд. ¹ 725 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типогра<)>ия