Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современная технология производства многих видов продукции требует непрерывного электроснабжения потребителей, и прекращение подачи электроэнергии даже на короткое время может привести к нарушению сложных технологических процессов, нормального функционирования транспорта, объектов культурно-бытового назначения, значительному ущербу народному хозяйству.
Определение мест повреждения воздушных линий электропередачи (ВЛ) с помощью специальных методов и устройств [1—3] стало неотъемлемой частью эксплуатационного обслуживания электрических сетей 6—750 кВ и повысило производительность труда персонала. Обладая достаточной точностью, они способствуют ускорению поиска поврежденных элементов ВЛ, их быстрейшему восстановлению, что повышает надежность работы энергосистемы и улучшает снабжение потребителей электрической энергии.
Как указывал на июньском (1985 г.) совещании в ЦК КПСС Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев, «...задача особой важности — наладить массовое изготовление техники новых поколений, способной дать многократное повышение производительности труда, открыть путь к автоматизации всех стадий производственного процесса». В этом смысле особую роль играют приборы для определения мест повреждения.
В соответствии с ПУЭ для определения мест повреждения на ВЛ ПО кВ и выше протяженностью 20 км и более должны быть предусмотрены специальные приборы, устанавливаемые на подстанциях.
Ускорение поиска мест повреждения при устойчивых коротких замыканиях (КЗ) с последующим восстановлением поврежденных линий и включением их в работу во многих случаях обеспечивает нормальное
3
функционирование основных предприятий народного хозяйства. При неустойчивых КЗ применение устройств определения мест повреждения имеет профилактическое значение, так как появляется возможность обнаруживать и своевременно заменять поврежденные элементы линий электропередачи.
Короткие замыкания и обрывы проводов ВЛ возникают под воздействием ветра, гололеда, различных атмосферных явлений, всякого рода электрических перенапряжений, а также из-за нарушений правил охраны электрических сетей.
Для дистанционного определения мест повреждения ВЛ получили распространение две группы методов: методы, основанные на измерении параметров аварийного режима в момент КЗ, и методы, основанные на измерении временных интервалов распространения электромагнитных волн вдоль воздушной линии (импульсные методы).
Применительно к ВЛ ПО кВ и выше методы определения мест повреждения, основанные на измерении параметров аварийного режима, подразделяются на методы с двусторонним и односторонним измерением параметров (на линиях с ответвлениями возможны дополнительные измерения на подстанциях ответвлений).
Метод с двусторонним измерением параметров основан на фиксации в момент КЗ с помощью специальных амперметров и вольтметров параметров на концах поврежденной ВЛ с последующим расчетом. Определение расстояния до мест повреждения выполняется вручную или с помощью ЭВМ.
Рассматриваемый метод в основном применяется для транзитных линий различных видов: одноцепных и многоцепных, имеющих электромагнитную связь как на части трассы, так и по всей длине, а также линий с ответвлениями.
Применение двусторонних измерений параметров на тупиковых линиях, питающих упрощенные подстанции, усложняется во многих случаях из-за отсутствия измерительных трансформаторов тока и напряжения. Иногда определение мест повреждения при двусторонних измерениях параметров затрудняется на подстанции без обслуживающего персонала, когда по тем или иным причинам задерживается получение информации с этой подстанции. Определение мест повреждения по данным
измерений тока (напряжения) с одного конца ВЛ часто приводит к погрешности из-за наличия переходного сопротивления в месте повреждения.
Выпускаемый с 1983 г. Рижским опытным заводом «Энергоавтоматика» производственного объединения «Союзэнергоавтоматика» фиксирующий индикатор сопротивления ФИС, описываемый в настоящей книге, позволяет по измерениям параметров с одного конца ВЛ определить расстояние до мест повреждения при всех видах КЗ. При этом влияние переходного сопротивления исключается.
В книге даются описание индикатора ФИС и отдельных его узлов и элементов, а также указания по выбору уставок и проверке индикатора при новом его включении. В приложениях приводятся пример выбора уставок и рекомендуемый объем технического обслуживания ФИС.
В книге рассмотрены вопросы технического обслуживания фиксирующего индикатора ФИС, использующего для определения мест повреждения параметры аварийного режима, применительно к ВЛ 1110 кВ и выше.
Авторы благодарят С. Г. Королева за рецензирование рукописи книги и Л. И. Какуевицкого за ее редактирование.
Все отзывы и замечания просьба направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энер- гоатомиздат.
Авторы
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ФИКСИРУЮЩЕГО ИНДИКАТОРА СОПРОТИВЛЕНИЯ ФИС
Фиксирующим индикатором сопротивления осуществляется непосредственное измерение расстояния до мест повреждения при всех видах КЗ на основе одностороннего измерения отношения параметров аварийного режима. Результат измерения расстояния индикатором выдается непосредственно в километрах на основе аналого-цифрового преобразования входных величин с учетом известных соотношений. Преобразование выполняется по формуле
N ==
где N — число, фиксируемое индикатором и соответствующее искомому расстоянию; &п— коэффициент преобразования, устанавливаемый при настройке; U и I — напряжение и ток, формируемые в индикаторе в зависимости от вида КЗ; ф — угол сдвига между напряжением U и током /; Х1К —- индуктивное сопротивление прямой последовательности ВЛ до места КЗ.
Фиксирующий индикатор сопротивления используется на одноцепных и двухцепных ВЛ, а также на линиях с ответвлением, имеющим трансформатор с заземленной нейтралью. Индикатор устанавливается со стороны источника питания на тупиковых линиях, а на ВЛ с двусторонним питанием — со стороны более мощного источника, как это показано на рис. 1.
Индикатор, структурная схема которого показана на рис. 2, состоит из трех блоков: входного БВ, аналого- цифрового преобразования ВЦП и индикации БИ.
Входной блок осуществляет предварительную обработку входных значений токов и напряжений поврежденной линии электропередачи и пуск индикатора. Он содержит входное устройство (ВУ), устройство коммутации (УК), избиратель поврежденных фаз (ИПФ), 6
Рис. 1. Установка индикатора ФИС на ВЛ различных видов:
а —одноцепная ВЛ; б —двухцепная ВЛ; в — одноцепная ВЛ с ответвлением
От трансформато- От трансфор- роб напряжения моторов тока
Рис. 2. Структурная схема индикатора ФИС
фильтры Ф/ и Ф2, устройство управления (УУ), детектор реактивной составляющей напряжения (ДРС), амплитудный детектор (АД) и индикатор поврежденных фаз (ИФ). (Лицевая панель входного блока с элементами регулировки показана на рис. 3.)
ФИС ЕВ
Пороговый органПороговый органУставка (о)Уставка (о)ИндикацияИндикацияСДВ.ФСДВ.ФКалибровкаКалибровка
Пороговый орган
Пороговый орган
Уставка (о)
Уставка (о)
Индикация
Индикация
СДВ.Ф
СДВ.Ф
Калибровка
Калибровка
Рис. 3. Лицевая панель входного блока:
/ — движок резистора; 2 — кнопка с возвратом; 3 — гнездо для измерения
Токи и напряжения от трансформаторов тока и напряжения ВЛ поступают в ВУ, где они после преобразования в пропорциональные значения напряжения подаются в УК. Кроме того, сигналы, пропорциональные фазным токам, поступают в ИПФ, который одновременно выполняет функции пускового органа. При срабатывании избирателя сигналы о поврежденных фазах подаются на вход устройства управления. В зависимости от вида КЗ последнее формирует сигналы управления устройством коммутации и сигнал Пуск, который подается в блок ВЦП.
При однофазных КЗ одноцепных ВЛ с помощью устройства коммутации к фильтру Ф1 подводится напряжение U, пропорциональное напряжению поврежденной фазы U^, а к фильтру Ф2 — напряжение, пропорциональное току
7=7ф+&о.37о,(2)
а двухцепных ВЛ — току, равному
/=/ф+^о'37о i+^m'37o ц,(2а)
где 7ф — ток поврежденной фазы; 70 — току нулевой последовательности одноцепной ВЛ; &0=—
коэффициент компенсации тока нулевой последовательности контролируемой ВЛ (худ о и хУД i — удельные индуктивные сопротивления соответственно нулевой и прямой последовательностей ВЛ, Ом/км); 7oi и 7оп —токи нулевой последовательности соответственно поврежденной (контролируемой) и неповрежденной цепей; км= = - з^коэффициент компенсации тока нулевой последовательности неповрежденной цепи (худ,м — удельное индуктивное сопротивление взаимоиндукции между цепями).
При расчетах коэффициентов компенсации Ао и йм практически можно использовать значения индуктивных сопротивлений ВЛ соответственно нулевой Хо и прямой Xi последовательностей, а также значение сопротивления взаимоиндукции Квз. Аналогично при двухфазных и трехфазных КЗ к фильтру Ф1 подводится напряжение, пропорциональное разности токов поврежденных фаз, т. е.
U=U^\—Пф2,(3)
а к фильтру Ф2 — напряжение, пропорциональное разности токов поврежденных фаз, т. е.
7=7ф1—7ф2.(4)
С выхода фильтра Ф1 (см. рис. 2) сигнал поступает в ДРС, а с выхода фильтра Ф2 — в АД и детектор ДРС. По команде Подключение от блока аналого- цифрового преобразования на выходе ДРС формиру- 9
ФИСБЦПФИСБЦПется постоянное напряжение, равное kuU sin ф, а на выходе АД — напряжение, равное к\1, где U — амплитуда рабочего напряжения (формируемого в зависимости от вида КЗ); I—амплитуда рабочего тока (формируемого в зависимости от вида КЗ); ф — угол сдвига между рабочим током и напряжением; ки, кг — коэффициенты пропорциональности.
ФИС
БЦП
ФИС
БЦП
Время отстройки
Ускорение^ 2 3+15- q
1-
КалибровкаКалибровкаВремя фиксации подключенияВремя фиксации подключенияРасстояниеРасстояниеКоррекцияКоррекцияУставка блокировкиУставка блокировкиРис. 4. Лицевая панель блока аналого-цифрового преобразования: 1 — движок резистора; 2 — лепесток для пайки; 3 — гнездо для измеренияРис. 4. Лицевая панель блока аналого-цифрового преобразования: 1 — движок резистора; 2 — лепесток для пайки; 3 — гнездо для измерения
Калибровка
Калибровка
Время фиксации подключения
Время фиксации подключения
Расстояние
Расстояние
Коррекция
Коррекция
Уставка блокировки
Уставка блокировки
Рис. 4. Лицевая панель блока аналого-цифрового преобразования: 1 — движок резистора; 2 — лепесток для пайки; 3 — гнездо для измерения
Рис. 4. Лицевая панель блока аналого-цифрового преобразования: 1 — движок резистора; 2 — лепесток для пайки; 3 — гнездо для измерения
Время между сигналами Пуск и Подключение обеспечивает отстройку от переходных процессов в фильтрах.
Блок БЦП служит для преобразования двух постоянных напряжений, формируемых БВ, в число импульсов, пропорциональное их отношению. Он содержит запоминающее устройство ЗУ, формирователь ФР, аналого-цифровой преобразователь АЦП, реле сопротив-
ления РСБ, элементы времени ЭВ 1—ЭВЗ и элемент логический ЭЛ. (На рис. 4 показана лицевая панель ВЦП с элементами регулировки.)
По команде Пуск срабатывает элемент времени ЭВ1, который определяет время отстройки от переходного процесса в фильтрах Ф1 и Ф2 блока БВ и формирует сигналы Подключение и Сброс триггеров. Поступающие в ФР и ЗУ параметры аварийного режима запоминаются здесь на время их преобразования в цифровой код. Кроме того, формирователь обеспечивает возможность автоматической коррекции фиксируемого числа для компенсации влияния подпитки на линиях с ответвлениями.
Необходимость компенсации влияния подпитки обусловлена тем, что при однофазном КЗ на участке длиной L2 линии с ответвлением (см. рис. 1,в) возникает погрешность измерения Д/2 [2]. Эта погрешность определяется по выражению
2 /ф + ^о-З/о 2’2 /ф + ^о-З/о 2’(5)(5)
2 /ф + ^о-З/о 2’
2 /ф + ^о-З/о 2’
(5)
(5)
где /фв, /ов — соответственно ток поврежденной фазы и ток нулевой последовательности в ответвлении; Li — протяженность участка ВЛ за местом ответвления.
В период работы элемента времени ЭВ2 происходит запоминание параметров аварийного режима, после чего формирователь и запоминающее устройство отделяются от входных цепей и запускается элемент времени ЭВЗ. Таким образом, выдержка элемента ЭВ2 определяет время подключения (запоминания), а элемента ЭВ1 — интервал от момента поступления сигнала Пуск до начала запоминания — время отстройки.
Элемент ЭВЗ производит пуск преобразователя АЦП, с выхода которого импульсы поступают в блок индикации БИ. На все время работы преобразователя АЦП элементы времени ЭВ2 и ЭВЗ удерживаются в сработанном состоянии, а на выходе ЭЛ существует сигнал Преобразование, который также поступает в БИ.
После окончания процесса преобразования с выхода преобразователя на логический элемент поступает сигнал, обеспечивающий исчезновение сигнала Преобразование и деблокирование элементов времени ЭВ2 и ЭВЗ. С помощью реле сопротивления РСБ обеспечи-
вается блокирование работы БЦП при условии превышения на зажимах индикатора значения уставки реле сопротивления.
Блок индикации содержит счетчик С, индикатор числа ИЧ, индикатор переполнения ИП, формирователь сигнала записи ФСЗ, устройство управления УУ и устройство сигнализации УС. (Лицевая панель блока ин-
БИ
®Информация®ИнформацияИндикацияСбросКонтроль@@@ИндикацияСбросКонтроль@@@
®Информация
®Информация
ИндикацияСбросКонтроль
@@@
ИндикацияСбросКонтроль
@@@
Отка
1 2 3 *0,01 х0,1 х11 2 3 *0,01 х0,1 х1КрышканагнездахКрышканагнездах
1 2 3 *0,01 х0,1 х1
1 2 3 *0,01 х0,1 х1
Крышканагнездах
Крышканагнездах
Вкл
Рис. 5. Лицевая панель блока индикации
дикации с элементами регулировки показана на рис. 5.)
При работе индикатора из БЦП в БИ вначале поступает сигнал Сброс триггеров, что приводит все триггеры БИ в исходное состояние. С выхода преобразователя БЦП на вход счетчика БИ поступают импульсы. Одновременно на формирователь сигнала записи с выхода логического элемента поступает сигнал Преобразование. После окончания процесса счета (исчезает сигнал Преобразование) на выходе формирователя сиг- 12
нала записи ФСЗ появляется сигнал Запись, обеспечивающий запись информации с триггеров в элементы не- разрушающейся памяти индикаторов числа и переполнения.
Сигнал о наличии этой информации поступает на выход УУ. Если информация селективна, то подается команда на работу устройства сигнализации, в противном случае производится сброс записанной информации.
Сохранение или сброс записанной информации производится в зависимости от наличия и состояния разрешающего сигнала, а также режима хранения информации индикатора, о котором будет сказано в § 2.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИНДИКАТОРА ФИС
По роду источника оперативного тока индикатор выпускается в двух исполнениях: 1 — при питании от источника переменного тока напряжением 100, 127 или 220 В; 2 — при питании от источника постоянного тока напряжением ПО или 220 В.
По значению номинального тока трансформаторов тока индикатор предусматривает также два исполнения:
— на номинальный ток 1 А; 2 — на номинальный ток 5 А.
В зависимости от подсоединения к зажимам индикатора вторичных цепей блоки его изготовляются для переднего (П) и заднего (3) присоединений. Соответственно структура условного обозначения индикатора, например, для номинального тока 1 А при питании от оперативного постоянного тока и переднем присоединении имеет вид: ФИС-2-1-П, а для номинального тока 5 А при питании от оперативного переменного тока и заднем присоединении: ФИС-1-5-3.
Потребляемая мощность в ждущем режиме и в режиме индикации не более: 35 Вт при питании от источника постоянного тока и 55 В-А при питании от источника переменного тока. Диапазон значений входных токов и напряжений индикатора приведен в табл. 1.
Кратность изменения величин, указанных в табл. 1, на рабочих поддиапазонах не более 50. Время запоминания измеряемого сопротивления (расстояния) состав-
ляет не более 0,1 с, при этом само время подключения к входным цепям (0,03+0,01) с.
Индикатор предназначен для работы при температуре окружающей среды от —10 до +50 °C. Нелинейность выходной характеристики ФИС относительно максимального значения не более +3%. Отклонение зафиксированного значения при изменении температуры окружающей среды от —10 до +50сС не более +2% на каждые 10 °C по отношению к показателям при температуре +20 °C.
Я ч оS яТок, АНапряжение, В1От 0,2 до 20От 0,4 до 40От 1 до 1005От 1 до 100От 2 до 200От 1 до 100Я ч оS яТок, АНапряжение, В1От 0,2 до 20От 0,4 до 40От 1 до 1005От 1 до 100От 2 до 200От 1 до 100Таблица 1Таблица 1ИсполнениеТок, АВходное сопротивление, Ом1От 0,2 до 200,1От 0,4 до 400,085От 1 до 1000,05От 2 до 2000,05ИсполнениеТок, АВходное сопротивление, Ом1От 0,2 до 200,1От 0,4 до 400,085От 1 до 1000,05От 2 до 2000,05Таблица 2Таблица 2
Я ч о
S я
Ток, А
Напряжение, В
1
От 0,2 до 20
От 0,4 до 40
От 1 до 100
5
От 1 до 100
От 2 до 200
От 1 до 100
Я ч о
S я
Ток, А
Напряжение, В
1
От 0,2 до 20
От 0,4 до 40
От 1 до 100
5
От 1 до 100
От 2 до 200
От 1 до 100
Таблица 1
Таблица 1
Исполнение
Ток, А
Входное сопротивление, Ом
1
От 0,2 до 20
0,1
От 0,4 до 40
0,08
5
От 1 до 100
0,05
От 2 до 200
0,05
Исполнение
Ток, А
Входное сопротивление, Ом
1
От 0,2 до 20
0,1
От 0,4 до 40
0,08
5
От 1 до 100
0,05
От 2 до 200
0,05
Таблица 2
Таблица 2
Индикатор удовлетворяет требованиям при изменении напряжения питания в диапазоне: от 0,8 до 1,1 номинального значения постоянного оперативного тока; от 0,85 до 1,1 номинального значения переменного оперативного тока. Индикатор ФИС исполнения 1 при отсутствии напряжения оперативного тока обеспечивает индикацию зафиксированной величины при подключении внешнего дополнительного источника питания постоянного тока напряжением (15+1,5) В или (24+ ±2) В
Входное сопротивление токовых цепей не превышает значений, указанных в табл. 2.
Потребление цепи напряжения не более 0,5 В-А на фазу. Цепи индикатора длительно выдерживают воздействие входного тока до 120% номинального значения и входного напряжения до ill5 В.
Индикатор ФИС при однофазных КЗ обеспечивает возможность автоматической коррекции характеристики преобразования для компенсации влияния тока подпитки на линиях с ответвлениями. Коэффициент коррекции плавно регулируется в диапазоне 1,1—2 Индикатор снабжен встроенным устройством для контроля работоспособности с пуском от кнопки. Индикатор обеспе- 14
чивает подключение трехфазной системы напряжений с нулевой точкой при номинальном линейном напряжении 100 В, а также независимое подключение трех фазных токов и тока в нулевом проводе трансформаторов тока поврежденной и неповрежденной цепей двухцепной ВЛ.
Индикатор имеет следующие режимы хранения информации:
режим 1 (неселективный), обеспечивающий хранение информации вне зависимости от состояния внешнего контакта управления;
режим 2 (селективный), обеспечивающий хранение информации при условии длительного либо кратковременного замыкания внешнего контакта управления не позднее чем через 5 с после начала фиксации [работа как при успешных, так и неуспешных автоматических повторных включениях (АПВ) линий];
режим 3 (селективный), обеспечивающий хранение информации только при условии замкнутого состояния внешнего контакта управления, при этом его замыкание должно происходить не позднее чем через 5 с после начала фиксации. Допускается его кратковременное размыкание на время не более 5 с (работа только при неуспешных АПВ).
В режимах, когда информация не сохраняется, автоматически обеспечивается готовность индикатора к последующему срабатыванию. Если информация должна сохраняться, обеспечивается блокирование следующих срабатываний.
Индикация зафиксированного значения измеряемой величины обеспечивается на трехразрядном табло, при этом предусмотрена световая сигнализация наличия информации, которая дублируется замыканием контакта. Кроме того, обеспечивается световая сигнализация переполнения счетчика.
При коротком замыкании ВЛ срабатывает индикатор ФИС, что определяется по загоранию сигнальной лампы Информация на блоке индикации (БИ) 6(см. рис. 5). Для считывания результата измерения и фиксации должна быть нажата кнопка Индикация на лицевой панели БИ. Информация о значении измеренной величины (расстояния) сохраняется и после отпускания этой кнопки, однако после нажатия кнопки Сброс, расположенной на БИ, информация исчезает.
Одновременно со значением расстояния до места КЗ получают дополнительную информацию о виде КЗ и поврежденных фазах. Эта информация индицируется сигнальными лампами Д, В и С, расположенными на лицевой панели входного блока (БВ). При нажатии кнопки Индикация БВ зажигаются лампы, соответствующие поврежденным фазам (фазе). Информация о поврежденных фазах после нажатия кнопки Сброс и деблокировки индикатора не исчезает, а сохраняется в скрытой форме до следующего срабатывания индикатора, когда производится запись новой информации.
Для индикатора с блоком питания (ФИС-1) и при отсутствии оперативного тока после срабатывания к БП подключается дополнительный источник питания постоянного тока напряжением 15 или 24 В. Индикация измеренного числа производится нажатием и удерживанием кнопки Индикация БИ. Сброс показаний возможен только после восстановления оперативного тока.
Информация о виде КЗ и поврежденных фазах при перерыве питания оперативного тока не сохраняется.
УСТРОЙСТВО И РАБОТА БЛОКОВ
ИНДИКАТОРА ФИС
Элементы блоков индикатора. Все блоки индикатора (БВ, ВЦП, БИ) имеют однотипную конструкцию. Основными ее элементами являются основание, шасси, съемные печатные платы, лицевая панель и кожух.
Входной блок содержит шесть съемных печатных плат, расположенных снизу вверх в следующей последовательности согласно заводскому обозначению: детектор Е1, фильтр Е2, устройство коммутации ЕЗ, устройство управления Е4, устройство индикации Е5, избиратель Е6. Плата Е6 расположена у металлической стенки шасси, с другой стороны которой установлено восемь входных трансформаторов. В верхней части стенки закреплены три переменных резистора. Первые два из них, у которых выводы 1 и 2 объединены, предназначены для выравнивания выходных напряжений трансформаторов тока фаз В и С соответственно. Третий резистор предназначен для регулирования напряжения компенсации тока нулевой последовательности ВЛ, имеющей взаимоиндукцию с контролируемой (поврежденной) линией.
В нижней части съемных печатных плат установлены однотипные разъемы для электрической связи с блоком. В верхней части плат расположены элементы, имеющие выход на лицевую панель. К таким элементам относятся: контрольные гнезда, лепестки для соединения (пайки) перемычек в процессе настройки, переменные резисторы, установленные на приклепанном к плате уголке, переменные многооборотные резисторы типа СПЗ-37, индикаторные лампы и кнопки управления.
На плате детектора Е1 расположены три контрольных гнезда: выходы детекторов в тракте тока и напряжения и общий провод схемы (/, U, 0). Со стороны контрольного гнезда U установлен переменный многооборотный резистор регулировки выходного напряжения тракта напряжения (Калибровка).
На плате фильтра Е2 расположены пять контрольных гнезд и два многооборотных резистора. Три контрольных гнезда — выходы фильтров в тракте тока и напряжения и между ними гнездо общего провода (—7, ^—U, 0). Со стороны соответствующих гнезд расположены многооборотные переменные резисторы регулировки выходных напряжений фильтров. Остальные гнезда относятся к органу выделения импульсов сдвига фаз между током и напряжением, причем к выходу этого органа, управляющего детектором реактивной составляющей напряжения, подключено крайнее гнездо (СДВ.Ф).
Плата устройства коммутации Ed не содержит элементов, выходящих на лицевую панель, однако ее легко отличить, так как на ней в два ряда расположены шесть герконовых реле РЭС-44.
На плате устройства управления Е4 установлены три контрольных гнезда для контроля входных сигналов Д, В и С (выходов избирателя). Кроме того, это единственная плата, на которой установлено семь логических микросхем К511ЛА5.
Характерной особенностью устройства индикации Е5 являются три лампы для индикации поврежденных фаз (А, В и С). Кроме того, на плате установлена кнопка включения индикации и переменный многооборотный резистор для регулировки коэффициента компенсации тока нулевой последовательности контролируемой (поврежденной) линии (Й/о).
На плате избирателя Е6 имеется один переменный резистор, установленный на уголке и предназначенный 2—5294 17
для регулировки уставки токового избирателя поврежденных фаз. На плате Е6 явно прослеживаются три одинаковых канала по три микросхемы К553УД2, на которых построены фазные токовые реле. Лицевая панель БВ показана на рис. 3.
Блок аналого-цифрового преобразователя, лицевая панель которого показана на рис. 4, содержит четыре съемные платы, расположенные снизу вверх в следующей последовательности: формирователь Е2, реле времени ЕЗ, преобразователь Е4, устройство управления Е5. Далее следует плата устройства питания Е1, которая закреплена на вертикальной стенке шасси, с противоположной стороны которой установлены трансформаторы устройства питания, резистооы RI, R2 и регулирующий транзистор стабилизатора устройства питания на радиаторе.
На плате формирователя Е2 имеются две пары лепестков 1—2 и 3—4 {Коррекция и Расстояние), два переменных резистора на уголках и контрольное гнездо. Лепестки Коррекция предназначены для включения коррекции на линии с ответвлением от нее. Расположенный рядом с ними переменный резистор обеспечивает регулировку коэффициента коррекции. Лепестки Расстояние и второй переменный резистор служат для установки расстояния до ответвления (точки включения коррекции). На контрольном гнезде по появлению нулевого потенциала может контролироваться фактическое включение коррекции индикатора.
Плата реле времени ЕЗ — наименее насыщенная плата индикатора. На ней расположены три контрольных гнезда и переменный резистор (на уголке). Два контрольных гнезда служат для измерения времени фиксации контактным миллисекундомером, третье — для контроля длительности импульса времени подключения. Переменный резистор обеспечивает регулировку уставки блокирующего реле сопротивления РСБ.
Характерной особенностью платы преобразователя Е4 является наличие четырех установленных в один ряд лепестков для дискретной регулировки коэффициента преобразования.
Плата устройства управления Е5 содержит установленный на уголке переменный резистор регулировки времени отстройки, два лепестка Ускорение для установки перемычки, контрольное гнездо для измерения 18
длительности импульса времени отстройки и два гнезда (О и +15) контроля уровня напряжения питания+15 В.
Плата устройства питания Е1, единственная несъемная печатная плата ВЦП индикатора, содержит один регулировочный элемент, переменный резистор, в цепи установки уровня питающего напряжения.
Блок индикации содержит четыре платы, расположенные сверху вниз в следующей последовательности (от стенки шасси); счетчик Е1, устройство индикации Е2, устройство сброса ЕЗ, устройство управления Е4. Плата счетчика Е1 не содержит элементов, выходящих на лицевую панель. На этой плате имеется 12 реле РПС-32, обеспечивающих запоминание информации. На плате устройства индикации Е2 установлены лампы цифровой индикации результата фиксации, сигнальные лампы переполнения счетчика и лампа световой индикации срабатывания, видимые на лицевой панели.
Характерной особенностью платы устройства сброса ЕЗ является наличие трех кнопок управления, обеспечивающих вызов индикации, сброс показаний и контроль исправности индикатора.
На плате устройства управления Е4 смонтирована колодка для установки однополюсных вилок, определяющих режим хранения информации и положение десятичной метки цифровой индикации.
Лицевая панель БИ показана на рис. 5.
Элементы принципиальных схем. Основной элементной базой индикатора являются операционные усилители (ОУ) К553УД2, логические микросхемы серии К511, униполярные транзисторы КТ315, КТ361, полевые транзисторы КПЗОЗ.
На рис. 6 показаны элементы аналоговых цепей на основе ОУ. Операционный усилитель, изображенный на рис. 6,а, имеет два входа: инвертирующий 4 и неинвертирующий 5. Напряжение питания ±15 Б подается на выводы 6 (минус) и И (плюс). Выводы 3 и 12 используются для высокочастотной коррекции, вывод 9 — для баллансировки. Выходной сигнал снимается с вывода 10.
Компаратор (рис. 6,6) сравнивает входной сигнал с опорным напряжением, формируемым делителем R1, R2. При превышении опорного уровня сигнал на выходе меняет полярность. В общем случае полярность выходного сигнала будет положительная, если напряжение на неинвертируюшем входе превышает напряжение на ин- 2* 19
вертирующем входе. Резистор R3 обеспечивает требуемый коэффициент возврата. В зависимости от требуемой полярности выходного сигнала входы компаратора могут быть включены наоборот (опорное напряжение подано на неинвертирующий вход), однако резистор положительной обратной связи R3 всегда подключается к неинвертирующему входу. В отдельных случаях
Рис. 6. Элементы аналоговый цепей:
а — операционный усилитель; б — компаратор; в — неинвертирующий усилитель; г — инвентирующий усилитель; д — выпрямитель
последовательно с резистором R3 может включаться диод, обеспечивающий действие положительной обратной связи только при одной полярности выходного сигнала. При дополнительном включении диода отрицательной обратной связи (между выходом и инвертирующим входом) выходной сигнал положительной полярности будет приблизительно равен опорному напряжению. Выходной сигнал отрицательной полярности запирает диоды и исключает их влияние на схему. Если входной сигнал сравнивается с нулевым уровнем, то резистор R1 отсутствует.
Неинвертирующий усилитель (рис. 6,в) используется в тех случаях, когда требуется обеспечить высокое входное сопротивление усилителя. Коэффициент усиления такого усилителя равен отношению (R1-RR2) /R1. При значительном усилении переменных сигналов последовательно с резистором R1 включается конденсатор 20
большой емкости. Это не изменяет коэффициента усиления переменного сигнала, но для постоянной составляющей усилитель переводится в режим повторителя с коэффициентом усиления, равным единице.
Инвертирующий усилитель (рис. 6,а) обеспечивает усиление с инвертированием фазы входного сигнала. Коэффициент усиления такого усилителя равен отношению сопротивлений R2/R1. Инвертирующий усилитель применяется, как правило, при необходимости обеспечения регулирования коэффициента усиления в широком диапазоне. В этом случае резистор R2 — переменный. Следует отметить, что входное сопротивление инвертирующего усилителя равно сопротивлению резистора R1.
На рис. 6,5 приведена схема простого двухполупе- риодного выпрямителя. Такой выпрямитель используется только при условии низкого выходного сопротивления предшествующего элемента, высокого входного сопротивления последующего элемента и не очень высоких требований к равенству коэффициентов передачи положительной и отрицательной полуволн. Данный выпрямитель используется в релейных элементах индикатора ФИС. При детектировании сигнала в измерительных цепях используются более сложные схемы.
На рис. 7 приведены примеры использования логических микросхем К511ЛА5 (четыре двухвходовых элемента И-НЕ) в различных времяформирующих цепях.
Схема формирования задержки сигнала логического нуля (рис. 7,а) включает два инвертора DI, D2 и вре- мязадающую 7?С-цепь. Диаграммы сигналов приведены на рис. 7,6. При поступлении нулевою сигнала на входы инвертора D1 на его выходе появляется логическая единица (положительное напряжение 15 В), диод закрывается и начинается заряд конденсатора С через резистор R. На выходе инвертора D2 нулевой сигнал появляется при напряжении на его входах, равном 7— 8 В.
Время задержки ориентировочно равно постоянной времени заряда конденсатора С. При положительном скачке входного напряжения выходной сигнал запаздывает на время, определяемое временем разряда конденсатора С через резистор R1. Сокращение этого времени достигается при подключении времязадающей цепи через транзистор (рис. 7,в). В схеме, показанной на рис. 7,г, обеспечивается работа с более высоким зна-
чением сопротивления резистора R и соответственно увеличенным временем задержки.
На рис. 7,5 приведена схема формирователя импульса определенной длительности. Диаграммы его работы изображены на рис. 7,е. Длительность выходного импульса определяется временем задержки нулевого сигнала на выходе инвертора D2. В течение этого времени
Рис. 7.Рис. 7.Примеры использования логических микросхем:Примеры использования логических микросхем:а — формирователь задержки сигнала; б — диаграммы работы формировате--ля задержки; в и г — варианты выполнения; д — формирователь импульса; в— диаграммы работы формирователя импульсаа — формирователь задержки сигнала; б — диаграммы работы формировате--ля задержки; в и г — варианты выполнения; д — формирователь импульса; в— диаграммы работы формирователя импульса
Рис. 7.
Рис. 7.
Примеры использования логических микросхем:
Примеры использования логических микросхем:
а — формирователь задержки сигнала; б — диаграммы работы формировате-
-ля задержки; в и г — варианты выполнения; д — формирователь импульса; в— диаграммы работы формирователя импульса
а — формирователь задержки сигнала; б — диаграммы работы формировате-
-ля задержки; в и г — варианты выполнения; д — формирователь импульса; в— диаграммы работы формирователя импульса
сигнал на выходе элемента D3 равен нулю. Для формирования импульса положительной полярности на выход включается дополнительный инвертор.
Схема формирования рабочих напряжений. Входные трансформаторы и контакты герконовых реле УК образуют схему формирования рабочих напряжений, показанную на рис. 8. Для упрощения в схему введены только вторичные обмотки входных трансформаторов. Управление УК обеспечивается избирателем ИПФ и устройством УУ, принципиальные схемы которых здесь не приводятся. Однако их работа будет рассмотрена при описании формирования рабочих напряжений. 22
Напряжение, пропорциональное входному току, формируется при помощи трансформаторов тока Т1—Т5 (рис. 8,а). Вторичные обмотки трансформаторов фазных токов Т2, 13, 14 соединены в звезду. Напряжение, пропорциональное току нулевой последовательности контролируемой линии /от, получается от трансформатора Т1 и формируется на выходе усилителя У (расположен на плате Е5 БВ), а напряжение, пропорцио
нальное току нулевой последовательности неповрежденной линии /он, — на резисторах R16, R17. Рабочие напряжения получаются путем определенного соединения вторичных обмоток трансформаторов контактами герконовых реле УК КД—КЗ.
Первоначально общая точка вторичных обмоток трансформаторов Т2, ТЗ, Т4 через размыкающий контакт реле К9 соединена с общим проводом схемы. При этом на ИПФ поступают напряжения, пропорциональные фазным токам ИПФ. Он выполнен в виде трех реле, имеющих одинаковую уставку. При срабатывании реле ИПФ формирует сигналы А, В. С, сочетание которых соответствует виду КЗ. Выходные сигналы ИПФ поступают на входы УУ, которое формирует сигнал
Рис. 9. Диаграммы сигналов устройства управления:
/ — один из сигналов срабатывания ИПФ (выход Е4—D1); 2— сигнал Сброс триггеров; 3 — сигнал Пуск; 4 — один из сигналов управления индикацией; 5 — один нз сигналов управления УК
Пуск, импульсный сигнал Сброс триггеров, сигналы управления индикатором поврежденных фаз и две группы сигналов управления устройством коммутации. Характер сигналов и их
временная последовательность приведены на рис. 9. Первоначально срабатывают реле ИПФ. Один из сигналов 1 при срабатывании ИПФ, снимаемых на выходе инвертора на плате Е4, приведен на рис. 9. После появления этого сигнала формируется короткий импульс Сброс триггеров 2, который возвращает в исходное состояние триггеры индикатора поврежденных фаз устройства индикации БВ. После исчезновения сигнала Сброс триггеров сигналы управления индикацией 4 обеспечивают с помощью триггеров ИФ информацию о виде КЗ. Сигналы управления индикацией 4 существуют до появления сигнала 3 (Пуск). Сигналы управления УК 5 появляются на выходе УУ без задержки, однако до появления сигнала Пуск не воздействуют на УК.
При любом виде КЗ в каждой из двух групп сигналов управления УК появляется только один сигнал, который определяется видом КЗ (сигналы имеют значение, близкое +'15 В, принимаемое за единицу).
Первая группа включает три сигнала А, АВ, АВС; В, ВС и С, СА. Вторая группа включает два сигнала: Фаза и Линия, которые соответствуют однофазному или междуфазному КЗ. Возникающая пара сигналов управления однозначно отображает вид КЗ. Каждому из сигналов соответствуют определенные реле УК (по два реле на каждый сигнал первой группы и по одному — на каждый сигнал второй группы), которые срабатывают после поступления сигнала Пуск в соответствии с наличием сигналов управления. Например, при КЗ вида АВ значение, равное единице, примут сигналы: А, АВ, АВС и Линия. 24
После срабатывания реле на выходе схемы (см. рис. 8,а) появится напряжение, пропорциональное разности токов фаз Л и В, а на выходе схемы (см. рис. 8,6) — напряжение, пропорциональное разности напряжений этих же фаз. На всех контактах схемы обозначены сигналы, при которых они замыкаются. Выходные напряжения формируются относительно общего провода схемы.
Рис. 10. Схема управления реле устройства коммутации
Реле К9 (см. рис. 8,я) срабатывает во всех случаях одновременно со срабатыванием реле К1—К8, управляемыми указанными двумя группами сигналов, обеспечивая отключение общей точки вторичных обмоток фазных трансформаторов тока от общего провода. Очевидно, что при этом напряжения, подаваемые на входы ИПФ, изменятся. Однако это не нарушает работу УК, так как управление реле К1—К8 построено таким образом, что после срабатывания они уже не изменяют свое состояние до отключения КЗ.
На рис. 10 приведена схема управления реле К7,К8, соответствующих сигналам Фаза и Линия. При появлении, например, сигнала Линия этот сигнал инвертируется элементом D2.1, усиливается элементом D4.2 и нулевым потенциалом подается на один из выводов реле К7. Вторые выводы всех реле (К1—К8) объединены и через транзистор VT1 подключены к плюсу источника
питания. Транзистор VT1 открывается сигналом Пуск и обеспечивает одновременное срабатывание реле соответственно входным сигналам управления. При срабатывании любого реле оно самоудерживается одним из своих контактов, через который нулевой потенциал подается на обмотку. Одновременно этот же контакт обеспечивает блокирование других реле данной группы, подавая через соответствующие разделительные диоды нулевой потенциал на другие входы. Аналогично выполнено управление и второй группой реле на три сигнала. Таким образом обеспечивается фиксация состояния, которое существует на момент появления сигнала Пуск. Теперь очевидно, что срабатывание реле К.9 (от этого же сигнала) уже не изменяет состояние схемы.
Как было отмечено выше, УУ формирует также сш - налы управления индикатором поврежденных фаз. Индикатор поврежденных фаз выполнен в виде трех триггеров, состояние которых индицируется сигнальными лампами. Индикатор поврежденных фаз управляется тремя сигналами: Индикация А, В и С и Сброс триггеров.
Фильтры и детекторы. Сформированные рабочие напряжения, пропорциональные входным токам и напряжениям, подаются через полосовые фильтры Ф1, Ф2, в которых выделяется гармоническая составляющая частотой 50 Гц, и выпрямляются соответствующими детекторами. В канале напряжения используется детектор реактивной составляющей, в канале тока — амплитудный детектор. Полосовые фильтры в обоих каналах одинаковы. Их коэффициенты передачи на рабочей частоте могут регулироваться (резисторы ~1 и ~ U БВ).
Детектор реактивной составляющей (рис. 11) обеспечивает формирование постоянного напряжения, пропорционального амплитуде реактивной составляющей входного напряжения. Детектор содержит двухполупе- риодный выпрямитель на ОУ А1 и А2, фиксатор амплитуды на ОУ АЗ и конденсаторе С7 и транзисторы VT1, VT2. Фиксатор амплитуды обеспечивает запоминание амплитуды сигнала только при закрытом ключе VI2. Когда транзистор VT2 открыт, фиксатор работает в режиме повторителя напряжения.
Транзистор VI1 управляется сигналом Модуляция, который открывает его только на время несовпадения знаков входных величин тока и напряжения. При этом 26
на фиксатор амплитуды от выпрямителя будет проходить не полная полуволна напряжения, а ее часть, причем амплитуда передаваемого сигнала будет равна реактивной составляющей напряжения Ayt/sintp. Когда сигналом Подключение транзистор VT2 закроется, фиксатор амплитуды сформирует на своем выходе постоянное напряжение, равное амплитуде реактивной составляющей входного напряжения. Импульсы несовпа-
Рис. 11. Детектор реактивной составляющей
дения знаков (сдвига фаз) тока и напряжения — сигнал Модуляция — формируются логической схемой, расположенной на плате фильтров и могут контролироваться на гнезде СДВ.Ф.
Амплитудный детектор в тракте тока отличается от рассмотренной схемы, показанной на рис. 11, отсутствием транзистора VT1. В схеме АД выпрямитель соединен с фиксатором амплитуды непосредственно. При этом на выходе АД выделяется постоянное напряжение, равное амплитуде входного сигнала Ы.
Формирователь. Формирователь блока аналого-цифрового преобразования (ВЦП) (рис. 12) обеспечивает запоминание выходного напряжения АД в канале тока на время аналого-цифрового преобразования. Напряжение запоминается на конденсаторах СЗ—СЮ и подается на аналого-цифровой преобразователь через повторитель на ОУ А1. Второй функцией формирователя является кор-
рекция показаний на линии с ответвлением. Принцип действия коррекции основан на увеличении выходного напряжения формирователя в процессе аналого-цифрового преобразования. Увеличение напряжения производится в тот момент, когда число импульсов на выходе АЦП соответствует расстоянию до ответвления. Момент включения коррекции определяется элементом времени (ЭВ). Выдержка времени ЭВ должна равнять
ся произведению числа импульсов до места ответвления на период следования импульсов. ЭВ запускается сигналом Преобразование одновременно с началом аналого-цифрового преобразования. При срабатывании ЭВ предварительно заряженные дополнительные конденсаторы Cl, С2 подключаются параллельно запоминающим конденсаторам СЗ—СЮ, что обеспечивает увеличение выходного напряжения формирователя. Коэффициент коррекции (увеличения напряжения) определяется усилением неинвертирующего усилителя на ОУ А2, который регулируется переменным резистором R8.
Сигнал Коррекция от БВ обеспечивает работу узла коррекции только при однофазных КЗ.
Элементы управления блока аналого-цифрового преобразования. К элементам управления ВЦП (рис. 13) -относятся элементы времени ЭВ1, ЭВ2, ЭВЗ, элемент логический и генератор импульсов (ГН). Элементы управления обеспечивают формирование сигналов Сброс триггеров, подаваемых в БИ, Подключение, Преобра зование и управление генератором импульсов.
Сигнал Пуск от БВ подается на вход элемента времени ЭВ1, расположенного на плате устройства управления Е5 БЦП. При этом транзисторы VT1 и VT4 закрываются и начинается заряд времязадающего конденсатора С4. Одновременно открывается транзистор VT3 и на его коллекторе, с которого снимается сигнал Сброс триггеров, появляется нулевой потенциал, устанавливающий триггеры БИ в исходное состояние. Когда
Рис. 13. Схема управления блока аналого-цифрового преобразования
отрицательное напряжение на конденсаторе С4 достигнет уровня опорного напряжения, определяемого делителем R29, R31, на выходе А2 появится отрицательный сигнал Подключение, являющийся выходным сигналом ЭВ1. Внутри элемента ЭВ1 сигнал Подключение через диод VD12 закрывает транзистор VT3, восстанавливая на его коллекторе положительный потенциал. При этом на коллекторе VT3 формируется импульс напряжения, длительность которого равняется выдержке времени ЭВ1 — времени отстройки. Выдержка может регулироваться резистором R20.
Сигнал Подключение подается в БВ, а в БЦП этот сигнал запускает второй элемент времени ЭВ2, расположенный на плате реле времени ЕЗ БЦП. Элемент времени ЭВ2 содержит управляющий транзистор, вре- мязадающую /?С-цепь и компаратор, аналогичные эле-
ментам VT4, 04, А2 элемента ЭВ1. Следует только отметить, что заряд времязадающего конденсатора осуществляется положительным напряжением, поэтому выходной сигнал имеет положительную полярность. Выдержка времени ЭВ2 — времени запоминания (подключения) не регулируется и составляет (30±10) мс.
Выходной сигнал ЭВ2 обеспечивает срабатывание реле К1 на платах преобразователя и формирователя, отделяющих запоминающие конденсаторы от входных цепей, и через дифференцирующий конденсатор С15 запускает элемент времени ЭВЗ (см. рис. 13), обеспечивающий задержку начала аналого-цифрового преобразования на время срабатывания отделяющих реле. Элемент времени ЭВЗ расположен на плате устройства управления Е5 ВЦП и включает транзистор VT2, вре- мязадающий конденсатор 01 и компаратор А1. Этот элемент совместно с транзистором VT7 образует логический элемент. Кроме того, ЭВЗ через транзистор VT5 управляет генератором импульсов на микросхеме АЗ. Входной сигнал, запускающий элемент ЭВЗ, дифференцируется конденсатором 015 таким образом, что его длительность с незначительным запасом перекрывает выдержку времени элемента ЭВЗ, обеспечивая его срабатывание. При срабатывании элемента ЭВЗ открываются транзисторы VT5 и VT7. Транзистор VT5 запускает генератор импульсов на микросхеме АЗ, а транзистор VT7 через VD7 и VD8 обеспечивает удержание элемента ЭВЗ. Кроме того, с коллектора VT7 снимается положительный сигнал Преобразование, подаваемый в БИ.
Выходные импульсы генератора обеспечивают работу АЦП и подаются в БИ для их счета. После окончания аналого-цифрового преобразования транзисторы VT5 и VT7 закрываются положительным сигналом Компаратор от АЦП. При этом генератор импульсов выключается и одновременно исчезает сигнал Преобразование, который фактически является огибающей импульсов счета. Элемент времени ЭВЗ возвращается, однако схема переходит в исходное состояние только после возврата элемента ЭВ2 и перезаряда конденсатора 015, т. е. после исчезновения сигнала Пуск (отключения КЗ).
Аналого-цифровой преобразователь. Упрощенная схема АЦП показана на рис. 14. Его работа основана на дозированном разряде запоминающих конденсаторов 30
С8—С15 (предварительно заряженных до напряжения, равного kuU sin ф) порциями, пропорциональными напряжению Kil.
После окончания заряда запоминающие конденсаторы С8—С15 АЦП (как и конденсаторы СЗ—СЮ на плате формирователя) отделяются ст входных цепей размыкающим контактом реле К1 (на каждой плате свое реле); одновременно нижняя обкладка конденсаторов С8—С15 подключается к источнику напряжения смещения Есм, выполненному на стабилитроне. Сигнал
Рис. 14. Аналого-цифровой преобразователь
с выхода элемента ЭВЗ запускает генератор импульсов, который управляет транзисторами VII, VT2, обеспечивая циклический заряд — разряд дозирующего конденсатора С4. В цикле заряда транзистор VT1 открыт, a VT2 закрыт. Конденсатор С4 заряжается по цепи Есм—С8—С15—VT1—С4. Напряжение на конденсаторе С4 контролируется компаратором А1, который через транзистор VT1 прекращает заряд при достижении напряжения, равного кхЕ Значение заряда, снимаемого с запоминающих конденсаторов С8—С15, при этом будет равно
^q=Cдk1I,(6)
где Сд —емкость дозирующего конденсатора С4.
В цикле разряда транзистор VI1 закрыт, a VT2 открыт. Конденсатор С4 разряжается до нуля и т. д.
Напряжение на запоминающих конденсаторах С8— С15 в каждом цикле будет снижаться на величину
Ш =kJ,(7)
С Сх ’
где С — емкость запоминающих конденсаторов.
Циклический процесс продолжается до полного разряда запоминающих конденсаторов, который обеспечивается наличием напряжения смещения Есм, выбранного из условия
(8)(8)Есм/* kllmax-
(8)
(8)
В тот момент, когда напряжение на запоминающих конденсаторах С8—С15 достигает нулевого значения, срабатывает компаратор на ОУ А4 и выключает генера-
Рис. 15. Устройство питанияРис. 15. Устройство питания
Рис. 15. Устройство питания
Рис. 15. Устройство питания
тор импульсов. Число циклов разряда при этом определяется по выражению
knU sin CknU since
N* ш = -е,м№
Таким образом, число циклов пропорционально реактивному сопротивлению до места КЗ.
Устройство питания. Питание всех элементов индикатора ФИС обеспечивается устройством питания, входящим в состав ВЦП. Устройство питания, упрощенная схема которого показана на рис. 15, состоит из мостового преобразователя на четырех транзисторах КТ809А, задающего генератора и стабилизатора.
Работа устройства основана на преобразовании напряжения постоянного тока 220 или 110 В в напряжение переменного тока прямоугольной формы, которое преобразуется трансформатором Т1 до требуемых значений с последующим выпрямлением. (Вторичные обмотки трансформатора Т1 и выпрямителя с целью упрощения на схеме не показаны).
Управление мостовым преобразователем обеспечивает задающий генератор, выполненный по схеме мультивибратора, нагруженного на вспомогательный трансформатор 12, вторичные обмотки которого включены в цепь базы транзисторов мостового преобразователя, обеспечивая их попарное открытие. В одном полупериоде открыты транзисторы VT3 и VT4, в другом — VT2 и VT5. Первичная обмотка трансформатора Т1 включена! в диагональ моста, причем при напряжении питания 110 В используется половина витков.
Стабилизация всех вторичных напряжений устройства питания обеспечивается одновременно путем стабилизации напряжения на мостовом преобразователе. Регулирующий элемент стабилизатора — составной транзистор VT1, VT7. Транзистор VT1 установлен на* радиаторе на шасси ВЦП. Транзистор VT7 вместе с остальными элементами схемы, кроме трансформаторов Т1, Т2 и резисторов RI, R2, расположен на плате устройства питания Е1 ВЦП. Питание цепей базы составного транзистора стабилизатора осуществляется от вспомогательной обмотки трансформатора Т1. Ток управления проходит через выпрямитель, резистор R15, эмиттер-базовые переходы VT7, VT1 и стабилитрон VD23. При этом стабилизированное опорное напряжение эмиттера управляющего транзистора VT8 сравнивается с напряжением, формируемым делителем R16, R18, R19, пропорциональным напряжению мостового преобразователя. Если это напряжение превышает опорный уровень, то транзистор VT8 открывается и шунтирует эмиттер-базовые переходы регулирующих транзисторов, что приводит к уменьшению их базовых токов и снижению напряжения на мостовом преобразователе. Значение напряжения, поддерживаемое стабилизатором, устанавливается подстроечным резистором R18.
Так как при напряжении НО В используется половина первичной обмотки трансформатора Т1, стабили- 3-5294 3$.
зированный уровень напряжения на его вторичных об. мотках, включая обмотку, питающую стабилизатор, не зависит от напряжения питания (110 или 220 В).
Рассмотрим, как осуществляется работа устройства питания при напряжении НО В (подключение к зажимам 18—19у Через резистор R2 напряжение подается на задающий генератор и запускает его. Одновременно через диод VD25 и резистор R1 входное напряжение подается на мостовой преобразователь. В начальный момент до запуска преобразователя регулирующие транзисторы VT7, VT1 закрыты, так как их базовые цепи не имеют питания (напряжение на трансформаторе Т1 отсутствует).
Появление напряжения на мостовом преобразователе приводит к открыванию транзисторов VT7, VI1 и дальнейшему увеличению напряжения до выхода его на уровень стабилизации.
При подключении источника оперативного тока напряжением 220 В к выводам 17, 19 запуск задающего генератора производится через резисторы RI, R22, R2. Однако его питание в нормальном режиме производится от средней точки первичной обмотки трансформатора II через диод VD13 и резистор R9.
Элементы блока индикации. Выходные импульсы блока аналого-цифрового преобразования поступают на счетчик БИ через ограничитель на диоде VD9 и резисторе R26 платы устройства сброса ЕЗ (см. рис. 13). Плата счетчика Е1 включает трехразрядный десятичный счетчик на микросхемах DI, D3, D5, элементы записи на микросхемах D2, D4, D6 и реле РПС-32, реализующие долговременную неразрушающую память. Каждый счетчик имеет четыре выхода, состояние которых после окончания счета отображает значение соответствующего десятичного разряда в двоичном коде.
После окончания счета (исчезает сигнал Преобразование) на выходе формирователя сигнала записи появляется сигнал Запись в виде положительного импульса длительностью около 100 мс. Формирователь сигнала записи фактически является формирователем импульса определенной длительности, принцип реализации которого изложен выше (см. рис. 7,6 и е). Сигнал Запись обеспечивает фиксацию информации с выходов счетчиков в неразрушающуюся память (на реле РПС-32).
На рис. 16 показана схема прохождения сигнала
с выхода младшего разряда счетчика D5. Если после окончания счета на выходе 3 счетчика имеется единичный сигнал, то при поступлении сигнала Запись на выходе логического элемента D6 появится нулевой потенциал, который через эмиттерный повторитель на транзистоое VT12 подается на обмотку реле К12 (РПС-32) и вызывает его срабатывание. При этом размыкание контакта 3—2 обеспечивает появление напря-
Рис. 16. Схема счета импульсов, хранения н вывода ннформацин
жения на входе 15 дешифратора D3. Аналогично остальные выходы 13, 1 и 10 счетчика D5 связаны с входами 2, 3 и 1 дешифратора D3. Таким же образом проходят сигналы от других счетчиков.
К выходам дешифратора подключена цифровая индикаторная лампа (на рис. 16 — ИЗ). При срабатывании любого реле РПС-32 контактом 3—4 обеспечивается подача нулевого сигнала на общую шинку Информация. К выходу 10 счетчика старшего десятичного разряда D1 подключен индикатор переполнения, включающий триггер, реле РПС-32 и три сигнальные лампочки, установленные вертикально в форме единицы перед цифровыми индикаторами. Снятие информации осуществляется одновременно и с триггеров счетчиков, и всех реле РПС-32 подачей сигнала Сброс. Это может осуществляться вручную после считывания информации или автоматически, если информация неселективна.
Контроль селективности информации обеспечивает соответствующее устройство, схема которого показана на рис. 17. Устройство обеспечивает реализацию трех режимов хранения информации:
неселективный режим 1, при котором автоматический 3* 35
сброс отсутствует и индикатор сохраняет любую информацию до ее сброса персоналом;
селективный режим с памятью разрешающего сигнала 2, при котором индикатор сохраняет информацию при условии длительного или кратковременного поступления разрешающего сигнала (замыкания внешнего контакта PC);
селективный режим без памяти разрешающего сигнала 3, при котором информация хранится при условии ^сохранения замкнутого состояния контакта PC. При этом допускаются кратковременные размыкания этого контакта, каждое не более 5 с.
Во втором и третьем режимах замыкание контакта PC должно происходить не позднее чем через 5 с после срабатывания индикатора. Если контакт PC не замыкается, то информация автоматически сбрасывается.
Рассмотрим работу устройства в каждом из режимов. В неселективном режиме (обе однополюсные вилки в положении /) нулевой потенциал через диод VD6 подается на вход ЭВ, обеспечивая его блокирование. Элемент ЭВ не срабатывает и автоматический сброс отсутствует. На первом входе логического элемента D2.3 всегда имеется единичный сигнал, что обеспечивает беспрепятственное срабатывание реле сигнализации К4 при появлении нулевого потенциала на шинке Инофор- мация.
Если однополюсные вилки установлены в положение 2, то работа устройства зависит от состояния реле памяти разрешающего сигнала КЛ. При сработанном состоянии реле К1 информация селективна. Контакт К1 при переключении подает нулевой потенциал на элемент ЭВ, обеспечивая его блокирование, и одновременно снимает нулевой потенциал с первого входа элемента D2.3, чем деблокируется реле сигнализации К.4.
В положении 3 вилок блокирование элемента времени осуществляется непосредственно контактом разрешающего сигнала. Деблокирование реле сигнализации осуществляется так же, как и во втором режиме, через реле К1.
КОНСТРУКЦИЯ И СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ИНДИКАТОРА ФИС
Конструктивно индикатор ФИС выполнен в виде однотипных блоков прямоугольной формы. Блоки состоят из основания, шасси с лицевой панелью и набором печатных плат и кожуха.
На металлическом шасси смонтированы крупногабаритные элементы электрической схемы индикатора, например трансформаторы, резисторы, конденсаторы и т. д.
На печатных платах, выполненных из стеклотекстолита, размещены малогабаритные элементы блоков, например микросхемы, транзисторы, резисторы, реле и т. д. Печатные платы закреплены на шасси и допускают их снятие в случае необходимости.
Основания блоков выполнены из фенопласта. К основанию с помощью четырех винтов М4 крепится шасси. Для защиты элементов электрической схемы от повреждений и загрязнения шасси закрывается жестяным кожухом. Кожух крепится к шасси с помощью двух винтов, а нижней кромкой прижимается к уплотнению основания.
Размеры и масса блоков ФИС приведены в табл. 3.
Блоки индикатора устанавливаются на панелях релейного щита подстанции в вертикальной плоскости в соответствии с надписями на их лицевых панелях. Допускается переднее и заднее присоединения блоков При этом блоки закрепляются на панелях с помощью
37
четырех винтов М5, крепящих каждый из углов блока. С помощью этих винтов также обеспечивается электрический контакт шасси блока с панелью.
На рис. 18 показана схема подключения индикатора ФИС-1. Межблочные соединения выполняются проводом сечением не менее 0,75 мм2. Длина соединительных проводов между блоками БВ и БЦП не должна превышать
Таблица 3
Блок
Размеры, мм
Масса, кг
длина |
ширина
высота
БВ
260
205
285
6
БЦП
290
205
285
6
БИ
260
205
285
5
БП
290
205
285
7
1 м, а между блоками БЦП и БИ — 5 м. Не допускается объединять в один жгут межблочные и внешние связи.
При использовании индикатора ФИС-2 схема его межблочных соединений остается такой же, только не производится подключение блока БП, а напряжение от источника постоянного оперативного тока подается непосредственно на зажимы блока БЦП.
ВЫБОР УСТАВОК ЭЛЕМЕНТОВ ИНДИКАТОРА ФИС
Для обеспечения правильной работы индикатора ФИС с гарантированной заводом точностью он должен быть налажен путем регулировки отдельных его элементов. Эти элементы регулируются в соответствии с уставками, рассчитанными применительно к контролируемой линии.
В отличие от обычной одноцепной ВЛ наличие ответвительной подстанции с заземленной нейтралью трансформатора, либо второй цепи, имеющей электромагнитную связь с контролируемой по всей трассе, требует регулировки дополнительных элементов индикатора. Расчет уставок элементов индикатора и их выбор производится на основе соответствующих данных и параметров ВЛ и сети, получаемых от энергосистемы,
где устанавливается фиксирующий индикатор сопротивления.
Данные и параметры ВЛ. Для расчета уставок требуются следующие данные:
протяженность ВЛ в километрах, L [для линии с ответвлением указывается, кроме того, ее протяженность по участкам Li и L2 (до и после ответвления)];
коэффициент трансформации трансформаторов тока Кь
коэффициент трансформации трансформаторов напряжения Ки;
номинальное фазное напряжение t/ном,ф в киловольтах;
номинальный ток /НОм в килоамперах;
максимальный ток нагрузки /нг max в килоамперах.
Кроме того, указываются пассивные параметры линии:
удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности хуД1 в омах на километр (индуктивное сопротивление прямой последовательности Xi в омах);
удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности Худо в омах на километр (индуктивное сопротивление нулевой последовательности Хо в омах); удельное индуктивное сопротивление взаимоиндукции ХуД,м в омах на километр (индуктивное сопротивление взаимоиндукции ХВз в омах) — для двухцепной ВЛ.
Для линии с ответвлением параметры приводятся для каждого из участков ВЛ. Указанные данные и параметры ВЛ можно представить в виде таблицы, как это показано в приложении 1.
Расчетный диапазон параметров аварийного режима в месте установки индикатора ФИС. Указываются минимальные и максимальные значения фазных токов и линейных напряжений поврежденных фаз в начале ВЛ при двух- и трехфазных КЗ в различных режимах энергосистемы. При однофазном КЗ указываются минимальные и максимальные напряжения поврежденной фазы, токи поврежденной и неповрежденных фаз, а также ток нулевой последовательности. На линии с ответвлением приводятся также максимальный и минимальный фазные токи и ток нулевой последовательности ответвления. Для двухцепной ВЛ указывается дополнительно ток нулевой последовательности неповрежденной цепи. Кроме того, требуются значения указанных токов и напря- 40
жений в начале ВЛ при двух- и однофазном КЗ в конце линии в нормальном режиме работы энергосистемы.
Необходимые данные для расчета целесообразно представлять в виде таблиц. Соответствующие их формы применительно к двухцепной ВЛ приведены в табл. П. 2 и П. 3, где обозначены: UBcmax, Овст^— соответственно максимальные и минимальные линейные напряжения фаз 5 И С ПрИ КЗ; 1лтаХ) I Втах> ^Стах—С00ТВ6Т - ственно максимальные токи фаз Л, В, С при КЗ; 1лтт, Твтт— МИНИМаЛЬНЫе ТОКИ фаз Л И 5; 3Zoimax, 3/oimm— соответственно максимальные и минимальные токи нулевой последовательности контролируемой (поврежденной) цепи; ЗВштах, ЗТоптт — те же значения неповрежденной цепи.
Определение диапазонов и поддиапазонов токов. Предварительно рассчитываются вторичные максимальные значения токов при различных видах КЗ по формулам:
•(3)_ К3 В max|
IB maxу;
;®_ ^'втах/iqx
tBmax
;(1) ^А max "В ^»"^01тах t А ггах77",
где индексы (1), (2), (3) соответствуют однофазному, двухфазному без земли и трехфазному КЗ.
Из рассчитанных по формулам (10) значений токов выбирается наибольшее, половина которого принимается в качестве расчетного для выбора диапазона входных токов, т. е.
ip=0,5tmax. (И)
В соответствии с табл. 1 находится такой диапазон, у которого верхний предел й,д превышает значение расчетного тока ip.
Значение верхнего предела рабочего поддиапазона 4,пд принимается равным расчетному току при выполнении условия
О,57в,д 5^ 7р 5^ 7вД. (12)
При невыполнении условия (12), когда 7p<O,5iB,w верхний предел рабочего поддиапазона принимается
41
равным половине верхнего предела диапазона, т. е.
^В,ПД==0,51в,Д-( 13)
Нижняя граница рабочего поддиапазона гн,пд определяется по формуле
1"н,ПД==0,021в,ПД.(14)
Определение диапазонов и поддиапазонов напряжений. В соответствии с табл. 1 индикатор ФИС имеет один диапазон со значением верхнего предела иВ1Д= = 100 В.
Значение верхнего предела рабочего поддиапазона принимается равным наибольшему значению напряжения при КЗ. Практически он равен максимальному расчетному значению линейного напряжения ир при двухфазном КЗ без земли, т. е.
^В,ПД:==^р.(15)
Нижний предел рабочего поддиапазона ин,пд вычисляется по формуле
ин,пд=0,02цв,Пд.(^5)
Расчет уставки токового избирателя поврежденных фаз. Известно [4], что при однофазных КЗ воздушных линий, питающих тупиковые подстанции, где установлены трансформаторы, токи в неповрежденных фазах могут превышать номинальные значения токов этих трансформаторов. Это характерно в первую очередь при заземленной нейтрали трансформаторов. Но и при изолированной нейтрали токи неповрежденных фаз могут превышать токи нагрузки.
Исходя из этого, при выборе уставок токового избирателя необходимо учитывать не только максимальное значение тока нагрузки ВЛ, но и возможность появления значительных токов в неповрежденных фазах.
Таким образом, ток срабатывания избирателя /и в первичных значениях рассчитывается, исходя из отстройки от максимального тока нагрузки и тока КЗ в неповрежденных фазах при однофазном коротком замыкании, т. е.
/и^^Щ^игтахЩ^нзЛтептах,(17)
где ^hi — коэффициент надежности, принимаемый 1,1— 1,3 в зависимости от возможности роста нагрузки ВЛ; ^н2 — коэффициент надежности, принимаемый 1,1—1,2 с учетом погрешности расчета токов КЗ; /нгтах — ма- 42
ксимальное значение тока нагрузки ВЛ; 1н№тах— максимальное значение тока неповрежденных фаз при однофазном КЗ ВЛ.
Выбранная уставка должна обеспечивать чувствительность избирателя при однофазном (двухфазном) КЗ в конце линии в минимальном режиме работы энергосистемы, что проверяется по формуле
h4 = 2yL^fe (18)
где йч — расчетный коэффициент чувствительности избирателя; ^ч.доп — допустимый коэффициент чувствительности избирателя, принимается Х,доп=2; I^mm — минимальное значение тока поврежденной фазы при однофазном (двухфазном) КЗ.
Определение коэффициента преобразования и выбор значения индицируемого числа. Предварительно вычисляется максимально возможное значение коэффициента преобразования по формуле
^ = 3-^-, (19)
“в ГД
где 35 — постоянный коэффициент, определяемый параметрами элементов индикатора ФИС, равен С/Сд [см. (9)].
Затем находится наибольшее число ЛХах на табло блока индикации при максимальном значении коэффициента преобразования китах, которое соответствует КЗ в конце линии, по формуле
N = кптах^Хг
Определяется значение (показание) ^л на табло БИ, соответствующее КЗ в конце ВЛ. При этом число Nmax уменьшается до числа N'n, которое равно или больше значения длины линии Ыл в километрах в 10 или 100 раз. Переход от числа N'n к числу Ыл осуществляется установкой однополюсной вилки в положение ХК Х0,1 или Х0,01 (положение десятичной метки).
В случае необходимости увеличения числа Nmax (что имеет место обычно при малых значениях коэффициента трансформации трансформаторов тока) уменьшается в 2—4 раза емкость дозирующего конденсатора С4 блока аналого-цифрового преобразования [5].
Определяется глубина регулирования коэффициента преобразования а по формуле
а =а =NmaxNmax(21)(21)
а =
а =
Nmax
Nmax
(21)
(21)
Используемый коэффициент преобразования определяется по формуле
(22)(22)к NaKu
(22)
(22)
Расчет уставки реле сопротивления блокировки. Сопротивление, соответствующее уставке реле сопротивления блокировки РСБ, вычисляется по формуле
(23)(23)_ЬблК1Х1
(23)
(23)
Хбл — Ки
где /?бл — коэффициент надежности, принимаемый 1,2—1,3.
Определение коэффициента компенсации тока нулевой последовательности неповрежденной цепи двухцепной ВЛ. Коэффициент компенсации Ам [см. формулу (2а)] определяется по формуле
ь - Хул-М — ^вз ,м - ЗхУД1 ЗХг
где Хвз — сопротивление взаимоиндукции между цепями двухцепной ВЛ.
Определение коэффициента коррекции. На линиях с ответвлением, имеющим силовой трансформатор с заземленной нейтралью (рис. 1,в), при однофазных КЗ за местом ответвления возникает погрешность измерения расстояния. Это обусловлено тем, что в этом случае значение входного тока индикатора меньше, чем действительный ток КЗ, что приводит к погрешности измерения. Для ее снижения индикатор имеет узел коррекции погрешности, который при соответствующей регулировке снижает погрешность до минимума.
(25)(25)Применительно к контролируемой ВЛ с ответвлением вычисляется соответствующий коэффициент коррекции £к. Он рассчитывается по формуле
(25)
(25)
/ф + 3^/0
где /ф, 7вф — ток поврежденной фазы соответственно* в месте установки индикатора и в ответвлении; 70, 7ВО— ток нулевой последовательности соответственно в месте’ установки индикатора ФИС и в ответвлении.
Обычно коэффициенты коррекции рассчитываются для максимального и минимального режимов работы энергосистемы, а при настройке индикатора определяется его среднее арифметическое значение. Если режимы практически не отличаются, то большую часть года энергосистема работает в одном режиме, коэффициент коррекции рассчитывается для этого режима.
В тех случаях, когда подстанция на ответвлении от ВЛ удалена от места ответвления больше чем на 20 км,, возникает необходимость поиска места повреждения на самой линии ответвления. В этом случае рассчитывается еще коэффициент коррекции по формуле (25), в которой вместо токов ответвления используются токи неповрежденной части ВЛ за местом ответвления при однофазном КЗ на подстанции ответвления.
Для настройки ФИС используется среднее арифметическое значение коэффициента коррекции для рассмотренных двух случаев КЗ: на основной части ВЛ ш на линии ответвления.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ИНДИКАТОРА ФИС ПРИ НОВОМ ВКЛЮЧЕНИИ (НАЛАДКА)
В данном параграфе приводятся основные методические рекомендации по выполнению работ перед включением индикатора в эксплуатацию. Сюда входит проверка электрических характеристик индикатора с регулировкой уставок его отдельных элементов. Поэтому перед наладкой индикатора должен быть выполнен расчет уставок в соответствии с § 4.
Рекомендации базируются на опыте авторов в наладке и полевых испытаниях большого числа индикаторов в различных энергосистемах [5]. Рекомендации позволяют упростить регулировку и ускорить наладку индикатора ФИС. Предлагаемая ниже последовательность- выполнения работ соответствует объему наладки; она позволяет избегать излишних повторений при регулировке.
Подготовительные работы. До начала наладки необходимо смонтировать индикатор в соответствии с про-
45>
-ектной или заводской монтажной схемой включения. Затем подготавливается универсальная испытательная установка У5053 (либо аналогичная) для проверки сложных защит на месте их установки, комбинированный измерительный прибор (ампервольтметр), имеющий класс точности не ниже 1, мегаомметр на 1 кВ, электронно-лучевой осциллограф, миллисекундомер, вольтамперфазоизмеритель ВАФ-85, микрокалькулятор, комплект инструментов и запасных частей.
Следует обратить внимание на необходимость присоединения корпусов блоков индикатора ФИС и установки У5053 к заземляющему контуру объекта, где производится наладка индикатора, что обусловлено требованиями правил техники безопасности.
Внешний и внутренний осмотр. Проверяется комплектность блоков индикатора, состояние и правильность выполнения монтажа, соответствие внешних связей блоков проектным или заводским монтажным схемам. Затем снимаются кожухи со всех блоков индикатора, которые устанавливаются на место после окончания настройки индикатора. Производится проверка целости корпусов блоков и смотрового стекла БИ, отсутствия механических повреждений, качества крепления шасси к корпусу, трансформаторов, резисторов и других элементов смонтированных на шасси блоков.
Сначала снимаются лицевые панели блоков, а затем все платы функциональных узлов. Производится осмотр каждой платы, при этом следует обращать внимание на качество их изготовления, отсутствие механических повреждений и нарушения изоляционного лакового покрытия, замыкания на крепежные уголки элементов, смонтированных на платах. Проверяется надежность пайки элементов: конденсаторов, резисторов, микросхем и т. д.
Устанавливается неселективный режим хранения информации, обеспечивающий ее фиксацию при каждом срабатывании индикатора. Для этого пара однополюсных вилок вставляется в крайние левые гнезда колодки Селективность на плате устройства управления Е4 БИ. В 4, 5 или 6-е гнездо, считая слева, вставляются однополюсные вилки включения десятичной метки, положение которой выбирается при расчете уставок. Одна вилка в колодке всегда устанавливается в положение Откл.
Для сокращения операций с кнопкой Сброс на время наладки индикатора снимается провод Информация 46
с зажима 10 БИ. Это обеспечивает возможность повторных (многократных) срабатываний без сброса. Устанавливается перемычка между зажимами 1 и 36 БИ. Это исключает необходимость нажатия кнопки Индикация для вызова информации. Кроме того, поворотом движка переменного резистора R15 Уставка (плата Е6 БВ) влево до упора временно устанавливается минимальный порог срабатывания избирателя поврежденных фаз. Далее реле сопротивления блокирования выводится из действия поворотом движка переменного резистора R10 (плата ЕЗ ВЦП) вправо до упора.
Проверка сопротивления изоляции. На индикаторе объединяются цепи переменного тока (зажимы 8—22 БВ), напряжения (зажимы 4—7 БВ), оперативного постоянного тока (зажимы 14—19 ВЦП), оперативного переменного тока только индикаторов исполнения 1 (зажимы 20, 21, 27 и 28 БП) и все используемые зажимы индикаторов. Во избежание повреждения полупроводниковых элементов и интегральных микросхем вначале производится проверка сопротивления изоляции при вынутых из блоков съемных платах.
Измеряется мегаомметром на 1 кВ сопротивление изоляции объединенных цепей на землю и между собой. При отсутствии повреждений сопротивление изоляции должно быть не ниже 10 МОм. При исправной изоляции вынутые платы устанавливаются в блоки и закрепляются. Проверяется отсутствие электрического контакта между вышеупомянутыми цепями с помощью омметра- индикатора. Затем еще раз измеряется сопротивление изоляции объединенных цепей на землю и между собой.
Проверка устройства питания. Вынимаются съемные платы из всех блоков, а у индикатора исполнения 1 отсоединяется от БЦП еще блок питания. Устанавливается перемычка м,ежду зажимами 15 и 16 БЦП. К зажимам 18 («+») и 19 («—») от установки У5053 (блока К513) через ее зажимы ^П подается напряжение постоянного тока плавным повышением его от нуля до ПО В (рис. 19). С помощью дополнительного амперметра контролируется ток в цепи питания, который не должен превышать 200 мА. При работе устройства питания появляется высокочастотный звук (писк), что говорит о его исправности. Затем отключается напряжение и снимается перемычка между зажимами 15 и 16 БЦП.
Соединяются перемычкой зажимы 14 и 15 БЦП. Вы-
47
ход У5053 ~U подключается к зажимам 17 и 19 ВЦП. При плавном повышении напряжения от нуля до 220 В контролируется ток в цепи питания преобразователя, который не должен превышать 120 мА.
При снятом напряжении в ВЦП устанавливается плата устройства управления Е5. Затем плавно от нуля до номинального значения повышается напряжение, при этом ток в цепи питания не должен быть больше 150 мА. Измеряется выходное напряжение устройства питания между гнездами 0 и + 15 платы Е5. Оно должно находиться в пределах 15—17 В.
Устанавливаются и закрепляются все платы в БВ, ВЦП и БИ. Снимается перемычка между зажимами 1 и 36 БИ. Вначале от нулевого до номинального значения, а затем постоянно подается напряжение питания. При этом контролируется ток потребления цепи питания, который не должен быть больше 200 мА. Если указанный ток в цепи питания достигается при напряжении меньше номинального, то это говорит о неисправно- ■сти в одном или всех блоках индикатора. Поиск неисправной платы производится путем поочередного снятия каждой из них с последующей кратковременной подачей напряжения питания и контролем тока потребления.
Следует отметить, что измерение выходного напря- .жения, а также проверка и регулировка индикатора
Рис. 19. Схема подключения индикатора ФИС дчя его настройки
производится не ранее чем через 30 мин после включения напряжения питания.
Затем при номинальном напряжении питания измеряется на контрольных гнездах 0 и +15 ВЦП выходное стабилизированное напряжение. Выходное напряжение должно быть 14,9—15,2 В. В случае отклонения выходного напряжения от указанных значений производится соответствующая его регулировка с помощью переменного резистора R18, расположенного с левой стороны платы Е1 ВЦП.
Проверяется работа стабилизатора напряжения устройства питания при изменении входного напряжения от 0,8 до 1,11/ном. При исправном стабилизаторе отклонение выходного напряжения, измеренное на гнездах 0 и + 15 ВЦП, должно составлять не более ±5% от 15 В.
В процессе дальнейшей наладки индикатора его питание может осуществляться от зажимов ~U блока К513 установки У5053 при положении UBp2 переключателя S11 либо от внешнего источника оперативного постоянного тока напряжением 220 В(110 В). По окончании проверки устройства питания восстанавливается перемычка между зажимами 1 и 36 БИ.
Измерение времени фиксации. К индикатору подключаются цепи переменного тока и напряжения от установки У5053 (или аналогичной) согласно схеме, показанной на рис. 19. При имитации нормального режима ВЛ (подано трехфазное напряжение 100 В с выхода фазорегулятора блока К.515 установки У5053) производится контроль длительности фиксации с помощью миллисекундомера (например, типа Ф209) по времени замкнутого состояния контактов реле контроля времени фиксации на гнездах Время фиксации ВЦП. Для этого производится имитация срабатывания индикатора от кнопки Контроль БИ. С помощью переменного резистора R20 Время отстройки (плата Е5 ВЦП) устанавливается время фиксации, равное 85—90 мс.
Измерение времени отстройки и подключения может производиться электронно-лучевым осциллографом в режиме внутренней синхронизации от отрицательного фронта. Измеряется длительность отрицательных импульсов на контрольных гнездах Отстройка или Подключение относительно гнезда 0 ВЦП при пуске индикатора от кнопки Контроль БИ.
К гнезду О БЦПК гнезду О БЦПРис. 20. Схема приставки:
К гнезду О БЦП
К гнезду О БЦП
С1С1R4 VS г^R4 VS г^К гнезду Отстройка или Подключение ° БЦП 5?К гнезду+ 15 ВЦПК гнезду Отстройка или Подключение ° БЦП 5?К гнезду+ 15 ВЦП551212А1А1Ai — микросхема К553 УО2; Rl = =30 кОм; R2—300 кОм; R3=40 кОм; R4-10 кОм; С/= 30 пФ; К1 — РЭС 64 А, паспорт РЭС 4.568.727
С1
С1
R4 VS г^
R4 VS г^
К гнезду Отстройка или Подключение ° БЦП 5?
К гнезду
+ 15 ВЦП
К гнезду Отстройка или Подключение ° БЦП 5?
К гнезду
+ 15 ВЦП
5
5
12
12
А1
А1
Для повышения точности и упрощения измерения времен отстройки и подключения рекомендуется использовать специальную приставку [5], которая может быть легко изготовлена силами энергосистем. Схема приставки показана на рис. 20. При иажатии кнопки Контроль на БИ замыкается контакт приставки, чем определяется измеряемое время. Миллисекундомером измеряется время замкнутого состояния контакта приставки, которое соответствует контролируемому времени (отстройки, подключения). Время подключения должно составлять (30±10) мс, время отстройки — не менее 40 мс во избежание разброса фиксируемых величии.
Приставка реагирует на снижение напряжения на контрольных гнездах соответственно Время отстройки и Время подключения ВЦП при работе элементов времени. Оиа содержит компаратор А1 на операционном усилителе и выходное реле К1 с магнитоуправляемым герметизированным контактом. Уставка срабатывания компаратора задается смещением, подаваемым на неинвертирующий вход усилителя с делителя на резисторах R3 и R4 и составляет +3 В. Резистор R2 предназначен для возврата приставки в несработанное состояние, a R1 — ограничения уровня входного сигнала. Для защиты входов компаратора от перенапряжений установлен диод VD1. Питание приставки осуществляется от гнезд 0 и +15 БЦП.
Проверка идентичности измеряемых величин по фазам. Выводится из работы фазовый орган установкой временной перемычки между гнездами +/5 БЦП и СДВ.Ф БВ. Соединяются между собой пайкой лепестки 1—2—4—8 Калибровка БЦП. От испытательной установки У5053 к индикатору подводится номинальная трехфазная система напряжений. С помощью кнопки Контроль БИ проверяется исправность индикатора ФИС (зажигаются цифры табло Информация БИ). Имитаци- -ей с помощью установки У5053 однофазных КЗ видов АО, ВО и СО при подаче на вход индикатора номинальных тока и напряжения 50 В определяются числа, индицируемые в БИ. Эти числа не должны отличаться более чем на 2% от значения, полученного при имитации КЗ вида АО. В случае большего их отличия производится 50
регулировка чисел при КЗ видов ВО и СО переменными резисторами R7, R10 соответственно. Эти резисторы установлены на шасси БВ; R7 —• крайний правый резистор, R10 — средний.
По окончании регулировки положения движков резисторов необходимо зафиксировать.
Регулировка уставки токового избирателя поврежденных фаз. Имитацией КЗ вида АО подается от установки У5053 (или аналогичной) ток, соответствующий выбранной уставке срабатывания избирателя. Регулировкой переменным резистором Уставка БВ устанавливается расчетный порог срабатывания избирателя. Контроль срабатывания избирателя по любой фазе осуществляется с помощью вольтметра постоянного тока на напряжение 20 В с входным сопротивлением не менее 2 кОм. Вольтметр подключается между выводами 26 БВ и гнездом 0. При срабатывании избирателя напряжение на вольтметре резко снижается. Затем снимается подводимый к индикатору ток. Нажатием кнопки Индикация БВ проверяется срабатывание устройства индикации избирателя по фазе А по зажиганию соответствующей лампы.
Аналогично имитацией КЗ видов ВО и СО проверяется срабатывание избирателя по фазам В и С. При этом разброс порогов срабатывания реагирующих органов фаз А, В и С не должен превышать 15% по отношению к уставке избирателя.
Настройка диапазонов входных токов и напряжений. При имитации с помощью установки У5053 (или аналогичной) двухфазного КЗ вида АВ к индикатору подводятся определенные при выборе уставок расчетные максимальные значения фазного тока и междуфазного напряжения. С помощью многооборотных резисторов ^7, —'U БВ производится настройка диапазонов входных сигналов. При этом с помощью электронного осциллографа, подключенного соответственно к гнездам —I, ^и относительно гнезда О БВ, контролируется синусоидальность и амплитуда напряжений, подводимых к измерительной части индикатора (преобразователя), которая не должна превышать 10 В (7 В действующего значения). Допускается производить измерение напряжений с помощью вольтметра переменного тока с входным сопротивлением не менее 2 кОм.
Следует отметить, что появление сигнала на гнездах —'I, —U БВ возможно лишь при сработанном избирате- 4* 51
ле. Поэтому подводимый к индикатору ток должен в 1,2 раза превышать ток срабатывания избирателя и подаваться толчком. Допускается производить настройку диапазонов при значениях входных токов и напряжений меньше указанных, пропорционально уменьшая настраиваемые значения на контрольных гнездах —I, —U БВ.
Настройка коэффициента преобразования индикатора. Настройка и регулировка производится для получения при двух- и трехфазном КЗ индицируемого в БИ числа, равного длине контролируемой ВЛ в километрах (или в 10 раз больше).
При имитации КЗ вида АВ и выведенном фазовом органе (соединены перемычкой гнезда +75 БЦП и СДВ.Ф БВ) к индикатору подводятся ток и напряжение, определяемые соотношением
Ч = (26)
где хЛ1 — вторичное индуктивное сопротивление контро- лируемой линии, Ом; ip — расчетный ток, подводимый к индикатору; ир — напряжение, подводимое к индикатору и принимаемое обычно равным 25—50 В.
Для снижения уровня тока, подводимого к индикатору в режиме имитации, значение напряжения выбирается из условия получения расчетного тока, близкого к номинальному и большего тока срабатывания избирателя поврежденных фаз. Так, для линии со вторичным сопротивлением 3 Ом подводимое напряжение может быть принято равным 25 В.
Многократной подачей на входы индикатора имитируемых параметров аварийного режима и регулировкой с помощью резистора Калибровка БВ, а также снятием части или всех перемычек между лепестками 1—2—4—8 Калибровка БЦП устанавливается в БИ требуемое число. При регулировке следует учитывать, что соединением лепестков 1—8 Калибровка может быть получено максимальное число. При соединении лепестков 1—2—4 получается число в 2 раза меньше и т. д. В случае необходимости увеличения максимального значения индицируемого числа для ВЛ с небольшим коэффициентом трансформации трансформаторов тока производится уменьшение емкости дозирующего конденсатора С4, расположенного на плате преобразователя Е4 БЦП.
Для повышения точности индикатора на линиях длиной до 100 км целесообразно получение индицируемого числа, в 10 раз 32
превосходящего длину ВЛ. Однако это не всегда может быть достигнуто. Так, увеличение аппаратного коэффициента преобразования ФИС за счет уменьшения емкости конденсатора С4 более чем в 5 раз ограничивается конструктивными особенностями преобразователя. Вместо конденсатора С4 емкостью 0,047 мкФ допускается устанавливать конденсатор емкостью не менее 0,01 мкФ, так как дальнейшее уменьшение емкости дозирующего конденсатора может привести к искажению выходной характеристики индикатора. При замене следует использовать пленочные конденсаторы с малым коэффициентом абсорбции.
Настройка коэффициента компенсации тока нулевой последовательности контролируемой ВЛ. Для получения одинаковых показаний индикатора при междуфазных и однофазных КЗ в одной и той же точке производится настройка коэффициента компенсации тока нулевой последовательности контролируемой линии. Подводимые к индикатору для его настройки ток и напряжение определяются по формуле
При заблокированном фазовом органе и установленной перемычке 23—24 БВ (см. рис. 18) многократной имитацией с помощью установки У5053 КЗ вида АО и регулировкой многооборотным резистором R1 (резистор к!0 на плате устройства управления Е5 БВ) устанавливается требуемое индицируемое в БИ число, соответствующее длине контролируемой ВЛ.
Настройка коэффициента компенсации тока нулевой последовательности неповрежденной цепи двухцепной линии. Если индикатор ФИС устанавливается для контроля двухцепных линий, имеющих электромагнитную связь между собой, то производится его настройка для снижения влияния на показания контролируемой цепи тока нулевой последовательности неповрежденной цепи. В этом случае при настройке коэффициента перемычка 23—24 БВ снимается. Определяется подводимый к индикатору ток по формуле
= ХлгП+Йо + М ' (28)
Настройка коэффициента производится при имитации однофазного КЗ вида АО и многократном подведении на входы индикатора тока i"p и напряжения ыр.
Регулировкой переменным резистором R17 (верхний левый резистор на шасси БВ) устанавливается индицируемое в БИ число, соответствующее длине контролируемой линии. По окончании регулировки коэффициента компенсации положение движка резистора R17 фиксируется.
Настройка коэффициента коррекции. В случае установки индикатора для контроля линии, имеющей ответвление с трансформатором, нейтраль которого заземлена, производится настройка узла коррекции по значению тока ответвления. Для этого при заблокированном фазовом органе к контрольному гнезду Коррекция («—») относительно гнезда 0 («+») ВЦП подключается вольтметр-индикатор постоянного тока на напряжение 30— 40 В с внутренним сопротивлением не менее 20 кОм.
При имитации однофазного повреждения вида АО со значениями входных величин, соответствующими расстоянию от места установки индикатора до места ответвления, проверяется правильность его показаний. Входной ток должен удовлетворять формуле (27), в которую подставляется значение сопротивления линии до места ответвления. При этом ток, подводимый к индикатору, должен не менее чем в 1,5 раза превышать ток срабатывания избирателя.
Устанавливается перемычка между лепестками 1 и 2 Коррекция ВЦП. Регулировкой переменным резистором R21 (гнездо Расстояние, расположенное на плате формирователя Е2 ВЦП) и при необходимости установки перемычки между лепестками 3 и 4 (Расстояние) устанавливается граница срабатывания узла коррекции, В этом случае исчезает напряжение на контрольном гнезде Коррекция ВЦП при срабатывании индикатора. Затем рассчитывается ток, подводимый к индикатору в режиме настройки узла коррекции, по выражению
= I29»
где Lx — длина участка линии до ответвления, км; В2 — длина участка линии после ответвления, км; L — длина всей линии (А1+Л2), км.
Затем при многократной имитации однофазного КЗ вида АО к индикатору подводятся расчетные ток ip,K и напряжение ир (подводимое к индикатору при настройке коэффициента компенсации тока нулевой последовательности контролируемой линии). Регулировкой переменным резистором R8 (Коррекция на плате формиро- 54
вателя Е2 БЦП) устанавливается в БИ требуемое индицируемое число, соответствующее длине контролируемой линии. Если в процессе эксплуатации возникает необходимость вывода коррекции (например, в связи с раз- землением нейтрали трансформатора ответвления), то снимается перемычка между лепестками 1 и 2 Коррекция БЦП.
Снятие выходной характеристики. Характеристика снимается для проверки линейности работы преобразователя индикатора. Это — зависимость индицируемого в БИ числа от отношения входных значений напряжения к току. Характеристика снимается при заблокированном фазовом органе в режиме имитации двухфазного КЗ вида АВ. На входы индикатора подводятся различные значения тока и напряжения во всем возможном диапазоне фиксации повреждения по всей длине контролируемой линии. Значения подводимых параметров аварийного режима увеличиваются (уменьшаются) каждый раз вдвое, начиная от минимального и кончая максимальным значением.
Выходная характеристика индикатора на одной из ВЛ НО кВ следующая:
Подводимые:
ток, А 51020 4050 5 55 55
напряжение, В 808080 8080 40 2010 50
Индицируемое в БИ число, км. . . 1005025 1310 50 2513 60
Нелинейностьвыходной характеристики не должна
превышать 3% по отношению к максимальному значению индицируемого числа.
Снятие фазовой характеристики. Характеристика снимается для контроля точности выделения индикатором реактивного сопротивления контролируемой линии. Это зависимость индицируемого в БИ числа от угла между подводимыми к индикатору током и напряжением. Для снятия характеристики вводится в работу фазовый орган (снимается временная перемычка между испытательными гнездами СДВ.Ф БВ и +15 БЦП). При многократной имитации двухфазного КЗ вида АВ с подачей на входы индикатора напряжения 50 В и тока, равного номинальному значению при условии, что он больше тока срабатывания избирателя, изменением угла между током и напряжением в диапазоне от 5 до 90° определяется индицируемое число. Оно должно быть пропорционально синусу этого угла.
Фазовая характеристика настроенного индикатора ВЛ 110 кВ следующая:
Угол (электрический) между током и напряжением, ° . , .90603020105
Синус угла 1 0,866 0,5 0,3420,1740,087
Индицируемое в БИ число,км . . .100 87 50 34179
Искажение фазовой характеристики не должно превышать 3% по отношению к числу, индицируемому при 90°. Если фазовый орган работает с погрешностью, превышающей допустимое значение, то производится его настройка. Для этого снимается провод Пуск между зажимами 26 БВ и / ВЦП. Плата фильтра Е2 БВ выносится из блока с помощью удлинителя. Затем электронно-лучевым осциллографом контролируется отсутствие постоянной составляющей напряжения на испытательных гнездах ~1 и ~U относительно гнезда 0 Б В при снятых входных сигналах. Чувствительность осциллографа увеличивается от 2 В до единиц милливольт. С помощью переменных резисторов R12-1 и R12-2 на плате фильтра Е2 БВ устанавливается минимальное значение постоянной составляющей напряжения на выходах фильтров. Эта операция может быть выполнена и с помощью милливольтметра. Затем осциллограф переключается на контрольное гнездо Пороговый орган БВ. Регулировкой потенциометром R32 на плате Е2 фильтра БВ устанавливается на экране осциллографа скачкообразное изменение напряжения от 0 до +15 В или симметричная генерация.
Далее осциллограф переключается на контрольное гнездо СДВ.Ф БВ. При имитации междуфазного КЗ вида АВ и нулевом сдвиге фаз между током и напряжением постепенным повышением чувствительности осциллографа контролируется напряжение на гнезде СДВ.Ф БВ. С помощью переменного резистора R20 на плате Е2 БВ устанавливается минимальная длительность положительных импульсов (двух последующих). Подключается провод Пуск к зажимам 26 БВ и 1 ВЦП. Повторно снимается фазовая характеристика.
Проверка работы узла автоматического сброса неселективной информации. Эта проверка производится в случае использования индикатора в режимах 2 и 3 сохранения информации. Для этого при питании цепей напряжения от фазорегулятора блока К515 установки ¥5053 осуществляется пуск индикатора от кнопки Контроль БИ. Одновременно с пуском включается се- 56
кундомер с ручным управлением. По секундомеру измеряется время до автоматического сброса показаний (исчезновение цифр информации на табло индикации). После этого производится повторный пуск с последующим замыканием внешнего контакта (разрешающего сигнала) между зажимами 26 и 27 БИ (до момента автоматического сброса показаний индикатором). В режиме 2 внешний контакт замыкается кратковременно, в режиме 3 — на все время хранения информации.
Затем снимается перемычка между зажимами 1 и 36 БИ, а к зажиму 10 подключается провод Информация. В режиме пуска от кнопки Контроль при замыкании внешнего разрешающего сигнала между зажимами 26 и 27 БИ контролируется зажигание лампы Информация БИ. Контролируются отсутствие повторных срабатываний при пуске индикатора и отсутствие сброса зафиксированной ранее информации. При загорании лампы Информация с помощью дополнительного омметра-индикатора контролируется замыкание контактов внешней сигнализации (зажимы 31 и 32 БИ) срабатывания индикатора.
Проверка блока питания. Кроме вышеуказанных проверок электрических характеристик индикатора ФИС для индикаторов исполнения 1 с питанием от источника переменного оперативного тока выполняется проверка блока питания. Эта проверка включает измерение уровня выходного напряжения блока, контроль уставок реле напряжения и длительности резервирования питания, и проверку работы индикатора при питании от БП.
Для проверки БП его входные цепи (зажимы 20 и 28) подключаются к выходу регулируемого источника напряжения переменного тока (зажимы ~U блока К513 установки У5053 или аналогичной). На выход БП (зажимы 9 и 10) подключается эквивалент нагрузки преобразователя питания ВЦП (резистор сопротивлением 500—600 Ом и рассеиваемой мощностью не менее 25 Вт). При подведении к зажимам 20 и 28 БП напряжения повышением его от нуля до номинального значения на зажимах 9 и 10 БП контролируется уровень выходного напряжения блока. Измерение выходного напряжения производится вольтметром постоянного тока на напряжение 150 В. Значение выходного напряжения при номинальном значении входного напряжения должно составлять (110+5) В.
Для проверки напряжения срабатывания реле напряжения к зажимам 10 и 11 БП подключается вольтметр-индикатор постоянного тока на напряжение 150 В. Перед проверкой БП должен находиться под номинальным напряжением в течение 1—2 мин (после длительного обесточения — в течение 10—15 мин). При плавном снижении напряжения питания контролируется срабатывание реле. Срабатывание должно происходить при значении напряжения, равном 0,75—0,8 номинального.
Далее при плавном увеличении напряжения контролируется напряжение возврата реле напряжения, которое должно находиться в диапазоне 0,85—0,9 номинального значения. В случае отличия напряжений срабатывания и возврата реле от вышеуказанных значений производится их регулирование переменными резисторами R7 и R10 соответственно. Эти резисторы расположены на шасси БП (резистор R7 расположен ближе к основанию блока). Резистором R7 производится регулирование напряжения срабатывания реле при снижении напряжения, резистором R10 — напряжение возврата при повышении напряжения питания БП.
Для проверки БП в режиме резервирования напряжения питания параллельно нагрузочному резистору на выход блока подключается вольтметр постоянного тока на напряжение 150 В. На вход блока подается номинальное напряжение питания, которое затем снижается до 85% номинального значения. Через 1—2 мин напряжение питания снимается. По ручному секундомеру контролируется время задержки спада выходного напряжения БП, которое должно составлять 1—2 с. Выходное напряжение БП в процессе резервирования не должно возрастать более чем на 5—10%.
Затем отключаются резистор и вольтметр с выхода БП и блок питания соединяется с ВЦП (зажимы 19 и /8). Переключается перемычка с зажима 14 ВЦП на зажим 16. Напряжение питания подводится к БП через размыкающийся контакт реле блока К515 установки У5053 (зажимы К4р). Производится проверка работы индикатора при исчезновении напряжения питания путем его пуска в режиме имитации двухфазного КЗ вида АВ. Значения входных величин должны соответствовать
КЗ в конце контролируемой линии. Перед проверкой индикатор должен находиться под напряжением питания 1—2 мин. Зафиксированное в БИ число при имитации исчезновения напряжения питания не должно отличаться от зафиксированного ранее числа при питании индикатора от источника постоянного тока.
Если снятие информации с БИ предусматривается только при питании от основного источника оперативного переменного тока, то ее считывание производится после восстановления нормального режима.
Если же снятие информации предполагается выполнять и при питании от дополнительного источника, то производится проверка снятия информации с БИ при питании БП от дополнительного источника.
Подготовка индикатора к включению в работу. Устанавливаются кожухи на все блоки индикатора. Цепи питания установки У5053 или аналогичной, а также БП (для индикаторов исполнения 1) отключаются от сети. С помощью омметра проверяется отсутствие электрического контакта между цепями индикатора и землей. Затем мегаомметром на 1 кВ контролируется уровень сопротивления изоляции цепей индикатора относительно земли.
Производится подключение индикатора к цепям рабочего источника оперативного тока. Для окончательной проверки индикатора после его настройки и регулировки производится комплексное опробование работы индикатора в режимах имитации одно- и духфазных КЗ при различном сочетании поврежденных фаз АО, ВО, СО, АВ, ВС и СА в конце контролируемой ВЛ.
Производится подключение индикатора к цепям оперативного тока и цепям трансформатора напряжения. Нажатием кнопки Контроль БИ определяется работоспособность индикатора и контрольное индицируемое число. Далее после подведения к индикатору токов от вторичных цепей трансформаторов тока ВЛ с помощью прибора ВАФ-85 проверяется правильность сборки цепей тока и напряжения и их фазировка. Эта проверка выполняется при наличии нагрузки на контролируемой линии. Для проверки правильности фазировки входных трансформаторов тока индикатора производится пофаз- ная проверка направления тока во вторичных цепях трансформаторов тока контролируемой линии.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Пример выбора уставок фиксирующего индикатора ФИС
Рассматривается двухцепная ВЛ напряжением 110 кВ (см. рис. 1,5). Расчет уставок выполняется в соответствии с § 5.
Данные и параметры ВЛ приведены в табл. П.1.
Расчетный диапазон параметров аварийного режима в месте установки индикатора ФИС. Расчетные минимальные н максимальные значения токов и напряжений приведены в табл. П.2; те же параметры для нормального режима приведены в табл. П.З.
Определение диапазонов и рабочих поддиапазонов. Рассчитываются максимальные значения вторичных токов по формулам (10):
ЛЗ) V3*3600 «у ок д. ,*(2) *3000 76 5 А*^- 400/5 ~77’’ 1втах- 400/5’
Таблица ПЛ. Данные и параметры ВЛ
Lv км
Sr км
КГ
А/А
Ку> в/в/в
Uso&ф’
^ном* кА
^Егтах* кА
Хъ Ом
Хо, Ом
ХВЗ» Ом
22,5
22,5
400/5
НО 000/|/~3~ юо/Кз" 100
66,4
0,4
0,1
9,19
29,81
14,1
Таблица П.2. Расчетные максимальные и минимальные значения токов и напряжений в начале ВЛ
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ без земли
i
^CQ
СЦ£С tD «
£
i
СО
*е
£
•*. 66
38,7
0
3,6
1,62
38,8
0
3,06
1,4
Однофазное КЗ
*8
£
'=Е<£
*8
сц <
со а
*8
£
со «
I
СО «
£
со 66
28,4
0
3,6
1,62
0,3
0,3
3
1,1
0,26
0,1
Таблица П.З. Расчетные значения токов и напряжений в начале ВЛ в нормальном режиме при КЗ в конце линии
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ без земли
Однофазное КЗ
ивс* кВ
гв* кА
ивс кВ
В’ кА
UA- кВ
‘а- кА
'в- кА
fc кА
3/0Г кА
3/oir кА
38,7
1,8
38,8
1,9
28,4
2,04
0,3
0,3
1,44
0,12
29,81—9,19 3-9,1929,81—9,19 3-9,190,7480,748m 3600 + 0,748-3000
29,81—9,19 3-9,19
29,81—9,19 3-9,19
0,748
0,748
'®“=16575— 73,05 А;
Максимальное значение тока имеет место при трехфазном КЗ*. Расчетное значение по формуле (И) равно /р=0,5-77,85=38,92 А.
По табл. 1 выбираем для индикатора исполнения 5 диапазон токов 1—100 А. Так как расчетное значение тока меньше половины верхнего предела диапазона /В|Д, то значение верхнего предела рабочего поддиапазона принимается равным /в,пд=0,5-100=50 А.
Нижннй предел соответственно равен /н,пД=0,02-50= 1 А.
Максимальное значение линейного вторичного напряжения имеет место при двухфазном КЗ, которое равно
m38 800_ ~ _
ивстах- п0000 ] 100 -35,27 В.
|/3/ 1/3"
Верхннй предел рабочего поддиапазона ив,Пд принимается равным 50 В. Нижний предел равен: ын,пд = 0,02-50= 1 В.
Расчет уставки токового избирателя поврежденных фаз. В соответствии с формулой (17), принимая коэффициенты надежности равными соответственно ^Bi=l,2 и АН2—М, получаем ток срабатывания токового избирателя /и= 1,2-2-0,14-1,1-0,3=0,57 кА=570А.
т1400Коэффициент чувствительности равен кч = —— 570Значение вторичного тока уставки избирателя570А А=7,12 А. Принимаем ZH = 7,2 А.400 /5Определение коэффициента преобразованият1400Коэффициент чувствительности равен кч = —— 570Значение вторичного тока уставки избирателя570А А=7,12 А. Принимаем ZH = 7,2 А.400 /5Определение коэффициента преобразования= 2,4.= 2,4.составляетсоставляети выбори выборtH —tH —зна-зна-
т1400
Коэффициент чувствительности равен кч = —— 570
Значение вторичного тока уставки избирателя
570А А
=7,12 А. Принимаем ZH = 7,2 А.
400 /5
Определение коэффициента преобразования
т1400
Коэффициент чувствительности равен кч = —— 570
Значение вторичного тока уставки избирателя
570А А
=7,12 А. Принимаем ZH = 7,2 А.
400 /5
Определение коэффициента преобразования
= 2,4.
= 2,4.
составляет
составляет
и выбор
и выбор
tH —
tH —
зна-
зна-
чения индицируемого числа. По формуле (19) находим
35-2-50 ь 70 «п max — эд —
xr 70-80-9 J9
Наибольшее число на табло индикации равно Nmax =j-^
= 46,78.
46,78 Глубина регулирования а составляет а = ——- = 1,99.
Поскольку протяженность контролируемой ВЛ относительно не
велика, что при установке однополюсной вилки метки в положение XI приводит к повышенной погрешности, целесообразно уменьшить емкость дозирующего конденсатора С4 ВЦП. Это позволит получить число А^л—235 с возможностью использования десятичной метки (положение ХОД однополюсной вилки в БИ).
Используемый коэффициент кп при числе А'л = 235 по формуле 235-1100
равен 6П = —- g— = 351,6.
сопротивления олокировки. Уставка опре- с формулой (23), где &бл принят рав-сопротивления олокировки. Уставка опре- с формулой (23), где &бл принят рав-1,2-80-9,19 = 0,8 Ом.1,2-80-9,19 = 0,8 Ом.Расчет уставки реле щеляется в соответствии ным 1,2:
сопротивления олокировки. Уставка опре- с формулой (23), где &бл принят рав-
сопротивления олокировки. Уставка опре- с формулой (23), где &бл принят рав-
1,2-80-9,19 = 0,8 Ом.
1,2-80-9,19 = 0,8 Ом.
Хда =
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемые периодичность и объем технического обслуживания индикатора ФИС
Индикатор ФИС с точки зрения эксплуатации относится к устройствам релейной защиты, и на него распространяются действия всех нормативно-технических документов (НТД) по эксплуатационному техническому обслуживанию устройств релейной защиты и автоматики (РЗА)
Согласно НТД все устройства РЗА, а равно и индикатор ФИС, должны периодически подвергаться техническому обслуживанию. Период эксплуатации устройства между двумя ближайшими профилактическими восстановлениями, когда выполняются различные виды технического обслуживания, определяет цикл обслуживания, который принят от трех до шести лет. Применительно к индикатору ФИС до накопления опыта эксплуатации целесообразно принять цикл технического обслуживания равным 3 годам.
Нормативно-технические документы устанавливают следующие виды технического обслуживания устройств РЗА: проверка при новом включении (наладка), первый профилактический контроль, профилактическое восстановление, частичное профилактическое восстановление, опробование и осмотр.
Кроме проверки при новом включении, индикатор должен подвергаться первому профилактическому контролю (через 1 год после <62
включения в эксплуатацию после наладки), профилактическому вое* становлению и опробованию.
Проверка при новом включении (наладка). В объем входит:
подготовка заводской документации на индикатор ФИСГ исполнительных принципиальных и монтажных схем включения индикатора, уставок элементов регулирования индикатора; проверка правильности выполненного монтажа индикатора;
подготовка установки У5053 (либо аналогичного испытательного устройства), измерительных приборов, инструментов и запасных частей;
отсоединение всех цепей связи на рядах зажимов панели и снятие кожуха со всех блоков индикатора;
внешний и внутренний осмотр блоков и отдельных плат;
проверка сопротивления изоляции мегаомметром на 1 кВ относительно земли (корпусов блоков) цепей переменного тока, напряжения, сигнализации, оперативного постоянного и переменного тока, а также между этими цепями относительно друг друга;
проверка устройства питания блока аналого-цифрового преобразования;
измерение и регулировка времени фиксации индикатора;
проверка идентичности измеряемых входных токов и напряжений индикатора;
регулировка тока срабатывания токового избирателя входного блока индикатора;
настройка диапазонов входных токов и напряжений индикатора;
настройка коэффициента преобразования;
настройка коэффициента компенсации тока нулевой последовательности контролируемой (поврежденной) ВЛ;
настройка коэффициента компенсации тока нулевой последовательности неповрежденной цепи двухцепной ВЛ;
настройка коэффициента коррекции (для ВЛ с ответвлением, имеющим трансформатор, нейтраль которого заземлена);
снятие выходной характеристики индикатора Nn=f(u/i) при угле между током и напряжением <р=90° (фазовый орган выведен из работы), при этом проверяется линейность характеристики;
снятие фазовой характеристики Nn = f^ ПРИ ^=const, 1= = const;
проверка узла автоматического сброса неселективной информации,
проверка блока питания;
испытание изоляции цепей индикатора напряжением 1 кВ
переменного тока в течение 1 мин относительно земли при закрытых кожухах всех блоков и подключенных межблочных соединениях; до и после испытания электрической прочности изоляции .производится измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 1 кВ относительно земли каждой из групп электрически не связанных цепей индикатора;
подготовка индикатора ФИС к включению в работу, при которой производится его подключение к цепям оперативного тока и трансформаторов напряжения и проверяется работоспособноств индикатора путем нажатия кнопки Контроль блока индикации;
после подключения к индикатору вторичных цепей трансформаторов тока и включения ВЛ под нагрузку прибором ВАФ-85 проверяется правильность сборки цепей тока и напряжения.
Проверка при первом профилактическом контроле. Первый профилактический контроль ФИС должен выполняться в том же объеме, что и при новом включении.
Допускается производить испытание изоляции относительно земли мегаомметром на 2,5 кВ вместо испытания напряжением 1 кВ переменного тока.
Профилактическое восстановление. Оно производится в объеме:
проверка соответствия расчетным значениям уставок всех регулируемых элементов индикатора;
снятие характеристики зависимости индицируемого числа от расстояния (сопротивления) при имитации двухфазного КЗ фаз Л и В в различных точках ВЛ, а также при имитации двухфазного КЗ фаз Л и С, В и С и однофазного КЗ всех фаз в конце линии;
снятие фазовой характеристики;
измерение сопротивления изоляции цепей трансформаторов тока, напряжения и оперативного тока относительно земли мегаомметром на напряжение 1 кВ, а также этих цепей между собой мегаомметром на напряжение 0,5 кВ;
испытание изоляции цепей индикатора мегаомметром на 2,5 кВ относительно земли аналогично тому, как это выполняется при первом профилактическом контроле.
Опробование. Опробование служит для периодической проверки исправного состояния индикатора, при этом его работоспособность определяется при нажатии на кнопку Контроль блока индикации.
Исправность индикатора проверяется по индицируемому числу ЫЛ блока индикации, которое прн опробовании должно всегда быть практически одним и тем же. Оно должно соответствовать значению ^л, полученному после наладки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Шалыт Г. М., Айзенфельд А. И., Малый А. С. Определение мест повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима. 2-е изд. М: Энергоатомиздат, 1983.
Айзенфельд А. И., Шалыт Г. М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлениями. М: Энергия, 1977.
Борухман В, A.t Кудрявцев А. А,, Кузнецов А. П. Устройства для определения мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. М : Энергия, 1980.
Айзенфельд А. И., Гловацкии В. Г. Особенности выбора уставок токового избирателя поврежденных фаз индикатора сопротивления ФИС// Электрические станции. 1984, № 11, С. 54—56.
стан-стан-Айзенфельд А. И., Гловацкий В. Г., Григорьев А. В. Рекомендации по техническому обслуживанию и фиксирующего индикатора сопротивления ФИС при первом включении// Электрические ции. 1985, № 2. С. 59—62.
стан-
стан-
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 3
Принцип действия и описание структурной схемы фиксирующего индикатора сопротивления ФИС 6
Основные технические характеристики индикатораФИС13
Устройство и работа блоков индикатора ФИС .16
Конструкция и схемы присоединения индикатора ФИС ..37
Выбор уставок элементов индикатора ФИС .39
Техническое обслуживание индикатора ФИС при новом включении (наладка)45-
Приложение 1. Пример выбора уставок фиксирующего индикатора ФИС60
Приложение 2. Рекомендуемые периодичность и объем технического обслуживанияиндикатораФИС.....62
Список литературы ..........3-ястр.обл.
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Основана в 1959 г.
Выпуск 595
И. АЙЗЕНФЕЛЬД,
Н. АРОНСОН,
Г. ГЛОВАЦКИЙ
ФИКСИРУЮЩИЙ ИНДИКАТОР
СОПРОТИВЛЕНИЯ ФИС
ББК 31.279
А 36
УДК 621.316.925
Рецензент С. Г. Королев
Редакционная коллегия:
В. Н. Андриевский, С. А. Бажанов, Л. Б. Годгельф, В. X. Ишкин, Д. Т. Комаров, В. П. Ларионов, Э. С. Мусаэлян, С. П. Розанов, В. А. Семенов, А. Д. Смирнов, А. Н. Трифонов, А. А. Филатов
Айзенфельд А. И. и др.
А 36 Фиксирующий индикатор сопротивления ФИС/ А. И. Айзенфельд, В. Н. Аронсон, В. Г. Гловац- кий. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 64 с.: ил.— (Б-ка электромонтера; Вып. 595.)
Изложены назначение, принцип действия и конструктивное исполнение фиксирующего индикатора сопротивления (ФИС). Приводятся основные характеристики и технические данные индикатора Указана область его целесообразного применения Описаны особенности наладки и других форм технического обслуживания индикатора ФИС. Даны рекомендации по выбору уставок элементов индикатора, которые иллюстрируются числовым примером.
Для электромонтеров, занимающихся техническим обслуживанием устройств релейной защиты электрических сетей 110 кВ и выше.
ББК 31.279ББК 31.279- 2302040000-049
ББК 31.279
ББК 31.279
А05Ц01)-87 —179-87
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ
АБРАМ ИОСИФОВИЧ АЙЗЕНФЕЛЬД
ВИКТОР НАУМОВИЧ АРОНСОН
ВСЕВОЛОД ГЕОРГИЕВИЧ ГЛОВАЦКИИ
Фиксирующий индикатор сопротивления ФИС
Редактор Л. И. Какуевицкий
Редактор издательства А. В. Волковицкая
Художественный редактор В. А. Гозак-Хозак
Технический редактор В. В. Ханаева
Корректор М. Г. Гулина
ИБ № 1740
Сдано в набор 25.09.86Подписано в печать 22 10.86 Т-22727
Формат 84X108Vs2 Бумага типографская № 2 Гарнитура литературная Печать высокая Усл. net. л. 3,36 Усл. кр.-отт 3,68 Уч-изд. л 3,53 Тираж 15а000 экз. Заказ 5294 Цена 20 к.
Энергоатомиздат. 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография имени А. А Жданова» Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113054, Москва, Валовая, 28