УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЯ 6( 10)-35 КВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Заявляемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при эксплуатации трехфазных электрических сетей с изолированной или компенсированной нейтралью для оперативного определения места их повреждения, без отключения потребителей.
Из существующего уровня техники известно устройство для определения места однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью (см. патент РФ на изобретение №2260812), содержащее датчик тока, включенный в одну из неповрежденных фаз, замкнутую на ближнем конце линии с поврежденной фазой, ключ, установленный на дальнем конце линии с возможностью замыкания между собой и размыкания поврежденной фазы с датчиком тока и измерительную часть с последовательно включенным арифметическим устройством, функциональным корректором и индикатором, стабилизированный источник постоянного тока, предназначенный для питания образуемых схем измерения одной и той же величиной тока и включенный между землей и фазами, замкнутыми на ближнем конце линии, а в измерительную часть введены устройство управления и подключенный параллельно к стабилизированному источнику тока постоянного тока вольтметр, причем устройство управления выполнено с возможностью управления работой вольтметра для осуществления им пикоразностной функции пикового вольтметра для режимов с разомкнутым и замкнутым ключом и с возможностью управления арифметическим устройством получающим информацию от вольтметра о выполнении функции вычитания напряжения, полученного при втором режиме из напряжения первого режима, заложенного предварительно в память, арифметическое устройство выполнено с возможностью осуществления деления полученной разности напряжений на ток, измеренный датчиком тока, и передачи результата деления в функциональный корректор, а последний выполнен с возможностью учета параметров
линии и преобразования результата деления в сигнал, удобный для вывода на индикатор информации о расстоянии от подстанции до места замыкания фазы на землю. Для функционирования данного устройства производится отключение питания поврежденной линии и на ближнем конце на подстанции поврежденная фаза соединяется с любой из неповрежденных фаз. Недостатком данного устройства является большая трудоемкость процесса измерения, недостаточная точность, а самое главное необходимость отключения питания.
Известно устройство для определения места однофазного замыкания на землю в сетях 635 кВ электрических систем с изолированной или компенсированной нейтралью (см. патент РФ №2096795),которое выбрано за прототип. Устройство-прототип состоит из последовательно соединенной стандартной ячейки РУ 635 кВ, оборудованной блоком автоматического отключения выключателя после его включения, образующих коммутирующую ячейку устройства, измерительной ячейки, переносного кабеля со струбцинами на выходе, которые последовательно соединены со стандартной ячейкой, причем измерительная ячейка устройства содержит бэтеловый или металлический токоограничивающий резистор и два трехфазных разъединителя с двумя нормально открытыми и одним нормально закрытым ножом каждый, за разъединителями в цепи фаз измерительной ячейки включены трансформаторы тока, вторичные обмотки которых присоединены к микропроцессорной системе записи и обработки данных. В этом устройстве сборка измерительной схемы осуществляется путем отключения поврежденной фазы линии от питания и подключения ее с обеих сторон к неповрежденной фазе. На освободившийся полюс выключателя, между ним и землей, включается токоограничивающий резистор. Замеряются токи по участвующим в измерениях фазам линии и по отношению этих токов определяется расстояние до места повреждения. При этом питание схемы осуществляется рабочим источником переменного тока.
Недостатком данного устройства является большая погрешность определения места повреждения, поскольку возникают токи через межфазные емкости. Составляющая этого тока замыкается через емкости «фаза - земля» проводов
неповрежденных фаз линии. Влиянием этого пренебречь нельзя, так как провод, по которому ток возвращается на подстанцию, расположен близко от проводов, участвующих в измерении. Установлено, что в этом случае измерительные токи менее 1 А дают погрешность выше 30%. Попытки уйти от такой погрешности путем повышения значения токов до 100 А и выше могут привести к повреждению изоляции линии не рассчитанной на такие нагрузки и повышению опасности самого процесса измерения. Другим, еще более существенным недостатком известного устройства является то, что для его использования необходимо отключить выключатель этой линии, иными словами отключить потребителя от питания. Кроме того, применение известного устройства отнимает много времени. Между тем известно, (см. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2003, с.316) что защиты от однофазных замыканий на землю должны быть выполнены в виде селективной защиты, действующей на сигнал, так как в течение определенного промежутка времени потребитель не ощущает повреждения на линии и, если сократить время устранения такого повреждения, то отключения потребителей можно избежать, что является очень важным для всех потребителей, а для потребителей с непрерывным производственным циклом, (например химпроизводство) в особенности.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является устранение указанных недостатков, а именно создание устройства, позволяющего находясь на подстанции быстро и точно определять с помощью анализа параметров переходного процесса аварийного режима, места повреждения, с тем, чтобы ремонтная бригада была направлена точно к месту повреждения, и при этом отключения потребителей от питания не производилось.
Поставленная задача решается устройством для определения расстояния до места повреждения в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью состоящее из последовательно соединенных средства для снятия первичной информации сети, средства обработки сигналов и средство обработки и отображения информации в котором, в отличие от прототипа, средство для обработки сигналов состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности,
выход которого соединен со входом фильтра напряжения, первый выход которого соединен со входом первого компаратора, а второй выход - с первым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтра тока нулевой последовательности, выход которого соединен со входом фазочувствительного выпрямителя, первый выход которого соединен со входом второго компаратора, а второй выход соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен, со входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом средства анализа и отображения информации в качестве которого использована ЭВМ, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, при этом в качестве средств для снятия первичной информации использованы датчики напряжения и датчики тока фазы А, фазы В и фазы С.
На фиг.1 изображен общий вид заявляемой полезной модели « Устройство для определения места повреждения электрической сети напряжения 6(10)-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью»
Устройство состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности 1 выход которого соединен со входом фильтра напряжения 2 первый выход которого соединен со входом первого компаратора 3, а второй выход - с первым входом фазочувствительного выпрямителя 4. Устройство содержит также фильтр тока нулевой последовательности 5 выход которого соединен со входом фильтра тока 6 первый выход которого соединен со входом второго компаратора 7, а второй выход соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя 4, выход которого соединен, со входом одновибратора 8, выход которого соединен с первым входом устройства анализа и отображения информации в качестве которого использована ЭВМ 9., второй и третий входы которого соединены с выходами первого 3 и второго 7 компараторов. Для снятия первичной информации использованы датчики напряжения и датчики тока фазы А, фазы В и фазы С.
Заявляемое устройство работает следующим образом. При исправной сети сигнала на датчиках нет, устройство находится в ждущем режиме. При возникновении замыкания фазы на землю с датчиков на фильтр напряжения нулевой последовательности 1 и фильтр тока нулевой последовательности 5 поступает первичная информация о напряжении Ua, Ub, Uc и токе ia, ib, ic всех трех фаз. Фильтры 2 и 6 подавляют величины напряжения и тока промышленной частоты и пропускают гармонические составляющие переходного процесса. Первый компаратор 3 и второй компаратор 7 производят оцифровку сигналов и определение собственной частоты переходного процесса. Фазочувствительный выпрямитель 4 определяет знак импулса тока и напряжения, а одновибратор 8 отделяет положительную полуволну для дальнейшей обработки, для определения расстояния до места повреждения lк которое осуществляет ЭВМ 9, выдавая конечный результат на экран дисплея. Определение lк производится программно в соответствии с зависимостью.