РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА

Название полезной модели
Рефлектометрическое устройство защиты кабельных линий
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам защиты кабельных линий (КЛ) и воздушных линий (ВЛ).
Уровень техники
Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату можно отнести объект-аналог «продольная дифференциальная защита», патент №140477 от 01.01.1961 г. Данный вид защиты реагирует на разность показаний трансформаторов тока начала и конца линий (КЛ или ВЛ). При протекании сквозного тока КЗ (короткого замыкания) по линии разность токов начала и конца линий равна 0. При повреждении в самой линии ток КЗ протекает только через начало линии, тем самым обеспечивается мгновенное отключение при повреждении линий. Но данный тип защиты требует канала связи между началом и концом линии и дополнительного комплекта трансформаторов тока в конце линии, а так же не реагирует на однофазные КЗ в линии. Более того продольная дифференциальная защита не может определять место повреждения КЛ (ВЛ).
Раскрытие полезной модели
Известно, что в электрических сетях возможны КЗ, в том числе при повреждении линий. Токи КЗ могут достигать больших величин и приводят к значительным ущербам электротехнического оборудования.
Для снижения ущерба от токов КЗ требуется сократить до минимума время его протекания. Но на максимальной токовой защите (МТЗ) питающей кабельной линии для обеспечения селективности действия защиты при коротких замыканиях (КЗ) необходимо устанавливать выдержку времени.
Кроме того однофазные замыкания на землю по требованию правил устройства электроустановок (ПУЭ) не требуют отключения питания и продолжают существование до устранения оперативным персоналом, либо перерастают в междуфазное КЗ с дальнейшим отключением от защиты. Особенно важно оперативно отключать КЛ (ВЛ) при внешних механических воздействиях на линию, при которых первоначально, как правило, однофазные замыкания на землю являются преобладающими. Это позволило бы многократно повысить безопасность КЛ (ВЛ).
Задачей полезной модели, является создание защиты, позволяющей постоянно отслеживать состояние КЛ (ВЛ) под напряжением методом рефлектометрии, что позволяет производить диагностику линии в процессе работы и своевременное ее отключение при повреждении, а так же накапливать информацию о текущем состоянии линии и целесообразности ее вывода в ремонт до возникновения аварии. Такой тип защиты линий в данное время не применяется. Технический результат - быстрое и селективное отключение поврежденной линии и диагностика ее состояния, достигается тем, что рефлектометр производит подачу и прием высокочастотных импульсов в кабельные линиии. Диаграмма рефлетометра запоминается при настройке защит при вводе в эксплуатацию линии блоком БА. При появлении новых неоднородностей линии анализирующий блок выдает команду на диспетчерский пункт и в блок РЗА выключателя. В диспетчерском пункте при сопоставлении планов прокладки КЛ (ВЛ) и информации до места повреждения, на мониторе оператора визуально определяется место повреждения линии на плане. Кроме того сигнал поступает в блок РЗА и может применяться для изменения уставок РЗА (ускорения защит) или для отключения линии.
Недостатки: 1. Ввиду отсутствия опыта эксплуатации возможно ложное срабатывание от высокочастотных составляющих сети (напр. возникающих при КЗ).
2. Необходимо выделять линию с помощью фильтров для исключения влияния при последовательном включении линии.
Преимущества: 1. Высокая селективность в следствии настройки защиты на каждую конкретную линию и отсутствии влияния сквозных токов КЗ.
2. Повышение надежности электроснабжения особо ответственных потребителей получающих питание по взаиморезервирующим линиям. Защита позволяет включить АВР в течении однофазного КЗ до его перерастания в межфазное замыкание и отключить поврежденную линию, т.е. произвести перевод питания на резервную линию без разрыва синусоиды.
3. Повышает безопасность линий особенно при проведении земляных работ в охранных зонах.
4. Производит отключение линии до момента максимального тока КЗ, что повышает ресурс выключателя линии КЛ (ВЛ).
Описание чертежей
На рис. 1 представлена схема рефлектометрического устройства защиты кабельных линий.
Осуществление полезной модели
Устройство защиты линий с помощью рефлектометрического метода включает: фильтр-пробку (1), полосовый фильтр (2), ограничитель напряжения (3) (фриттер), рефлектометр (4), анализирующий блок (5), релейную защиту (6), диспетчерский пункт (7), высоковольтный выключатель линии (8), металлический щит (9).
Фильтр-пробка (1), настроенный на частоту посылаемого рефлектометром (4) сигнала, исключает распространение высокочастотного (ВЧ) сигнала рефлектометра в сторону РУ-04/6/10 кВ. Полосовый фильтр (2), настроенный на прохождение сигнала от рефлектометра (4) к ТВЧ и задерживает составляющую сетевого напряжения частоты 50 Гц. Ограничитель напряжения (3) (фриттер) предназначен для того, чтобы улавливать высокочастотные составляющие сетевого напряжения и защитить входные (выходные) цепи рефлектометра. Анализирующий блок (5) служит для расшифровки и хранения диаграмм, а так же для выдачи команд на релейную защиту и автоматики (6) и сигналов на диспетчерский пункт (7). Сигнал от РЗА (6) подается на высоковольтный выключатель линии (8).