Автоматические локационные искатели

В соответствии с классификацией рис.1 автоматические локационные искатели реализуют метод, который относится к дистанционным импульсным - т.е. определяют время пробега по линии специально генерируемого зондирующего импульса. Время между посылкой в линию зондирующего импульса и приходом отраженного от места повреждения отраженного импульса t определяет искомое расстояние:

l = t v/ 2 .

Численные значения скорости пробега импульса v приведены в разделе 1. Реализующие метод локационные искатели могут быть неавтоматические и автоматические. Неавтоматические требуют сборки схемы измерений на отключенной линии и мало пригодны для воздушных линий. Низкое напряжение зондирующего импульса не пробьет даже небольших воздушных промежутков, то есть на отключенной линии не будет найдена гирлянда изоляторов, не выдерживающая рабочего напряжения. Поэтому и были разработаны автоматические искатели, которые сами пускаются при КЗ и посылают в линию зондирующие импульсы еще во время горения дуги в месте повреждения.

Автоматический искатель должен быть постоянно подключен ко всем фазам линии. Это осуществляется через существующие на линии устройства высокочастотной обработки - фильтры присоединения и конденсаторы связи. У линий достаточно высокого класса напряжения - 330 кВ и выше обычно имеются высокочастотные каналы по всем фазам - они обеспечивают диспетчерскую связь, работу высокочастотных защит, передачу команд противоаварийной автоматики, сигналов телемеханики и т.д.. Эти каналы и может использовать автоматический искатель.

В нашей стране некоторое время выпускался искатель ЛИДА - Локационный Искатель Дискретный Автоматический. Согласно [1] он имеет следующие технические характеристики: - максимальная дальность - 300 км; - собственное время измерений - 30 мс; - мощность зондирующего импульса - 25 кВт; - частота зондирования - 3000 Гц; - число линий, обслуживаемых одним устройством - 5.

Одна из самых сложных проблем в автоматических искателях отстройка от высокочастотных помех, создаваемых горящей на линии во время КЗ дугой. Решается она тем, что искатель за время работы (0,04 - 0,08 с) посылает в линию довольно много импульсов. С линии приходят отраженные от места повреждения импульсы и импульсы помех. Однако все отраженные приходят через одно и то же время (t) после посылки зондирующих, а помехи случайно распределены по времени. Это позволяет отсеять помехи.

Упрощенная схема искателя ЛИДА приведена на рис.28. Назначение блоков:

1. формирование посылаемых в линию зондирующих импульсов;

2. усиление отраженных импульсов по закону, обратному закону их затухания в линии;

3. ограничение;

4. формирование тактовых импульсов;

5. временной распределитель импульсов;

6. логические ячейки "И";

7. интегрирование (накопление) принимаемых напряжений;

сравнение проинтегрированных напряжений с пороговым уровнем;

9. индикация.

Рис.28. Упрощенная структурная схема прибора ЛИДА

После пуска в линию идут зондирующие импульсы. Принятые с линии импульсы усиливаются и ограничиваются, после чего поступают на входы логических ячеек 6. На другие входы поступают импульсы от временного распределителя 5, причем последние импульсы "бегут" вдоль ячеек m каналов (принято m=50). Чем позже придет отраженный импульс, тем больше номер открывшейся ячейки, тем на более удаленную накопительную ячейку 7 попадет импульс напряжения.

Если повреждение находится, например, на двенадцатом (из общего числа 50) участке линии, то в каждом цикле зондирования на двенадцатый накопитель будут приходить отраженные импульсы и за определенное число циклов на нем накопится большое напряжение. На другие накопительные ячейки будут приходить лишь случайные импульсы помех и накопленное на них напряжение будет ниже. В этом принцип устранения влияния помех и выявления места повреждения.

В искателе заранее заложена дискретность - 50 каналов определяют точность определения места замыкания в 2%;.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях/ М.,Энергоиздат,1982.

2. Шалыт Г.М., Айзенфельд А.И., Малый А.С. Определение мест повреждений линий электропередачи по параметрам аварийного режима /под ред. Г.М. Шалыта - 2е изд., перераб. и доп./ М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Айзенфельд А.И., Шалыт Г.М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлением. М.: Энергия, 1977.

4. Арцишевский Я.Л., ОМП линий электропередачи в сетях с заземленной нейтралью. М.: Высш.школа,1988.

5. Айзенфельд А.И., Аронсон В.Н., Гловацкий В.Г., Фиксирующие индикаторы тока и напряжения ЛИФП-А, ЛИФП-В, ФПН, ФПТ.-М.: Энергоатомиздат,1989.

6. Аржанников Е.А. Дистанционный принцип в релейной защите и автоматике линий при замыканиях на землю. М.: Энергоатомиздат, 1985.

7. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Ефремов В.А., Нудельман Г.С., Подшивалин Н.В. Диагностика линий электропередачи. - Электротехнические микропроцессорные устройства и системы: Межвузовский сб. научн. тр. / Чебоксары: Изд-во Чувашского университета, 1992.

8. Суяр, Саркиз, Мутон. Развитие принципов измерения и выполнения систем защиты и определение места повреждения для трехфазных ВЛ. - В кн.: Релейная защита и противоаварийная автоматика (СИГРЭ-74).М.: Энергия, 1976

9. Белотелов А.К., Саухатас А.-С.С., Иванов И.А., Любарский Д.Р. Алгоритмы функционирования и опыт эксплуатации микропроцессорных устройств определения мест повреждения линий электропередачи. Электрические станции, 1997, N 12, с.7-12

ПРИЛОЖЕНИЕ П1. ФОРМАТЫ СООБЩЕНИЙ ПРИБОРОВ

П1.1. Сообщение МФИ/РПИ

Прибор МФИ/РПИ выдает на интерфейс только одно сообщение имеющее вид строки символов. Пример такого сообщения показан ниже:

1110014+1426-0000+0000-0000+0000-0000+0000-0001-0000-0000-0001

-0462-0075+0000-0000▒

Расшифровка сообщения:

а)поврежденные фазы 111 - повреждены все три фазы (ABC);

б)время от срабатывания прибора до его опроса 0014 - 00 часов 14 минут;

в)расстояние до места КЗ +1426 - расстояние 142.6 км ;

г)симметричные составляющие токов :

Re(I1)=-00.00кА Im(I1)=+00.00кА; прямая последовательность

Re(I2)=-00.00кА Im(I2)=+00.00кА; обратная последовательность

Re(I0)=-00.00кА Im(I0)=+00.00кА; нулевая последовательность ;

д)симметричные составляющие напряжений :

Re(U1)=-000.1кВ Im(U1)=-000.0кВ; прямая последовательность

Re(U2)=-000.0кВ Im(U2)=-000.1кВ; обратная последовательность

Re(U0)=-046.2кВ Im(U2)=-007.5кВ; нулевая последовательность ;

е)ток параллельной линии :

Re(Im)=+00.00кА; Im(Im)=-00.00кА

ж)контрольная сумма сообщения "▒"

Вид символа, отображающего контрольную сумму, показан условно, числовое представление этого символа должно равняться сумме всех предшествующих ему байт по модулю 256.

П1.2.Первое сообщение ФПМ

Прибор ФПМ выдает подряд два сообщения. Первое имеет вид строки символов, второе сообщение - двоичные трехбайтовые числа с плавающей запятой. Первое сообщение очень похоже на сообщение МФИ, только в нем нет времени. Пример сообщения приведен ниже:

111+0005-0010-0041+0040+0011-0030+0029-0081-0267-0192+0203

-0394-0151-0000+0000▒

Расшифровка сообщения:

а)поврежденные фазы 111 - повреждены все три фазы (АВС);

б)расстояние до места КЗ +0005 - расстояние 0.5км;

в)симметричные составляющие токов:

Re(I1)=-00.10кА Im(I1)=-00.41кА ; прямая последовательность

Re(I2)=+00.40кА Im(I2)=+00.11кА ; обратная последовательность

Re(I0)=-00.30кА Im(I0)=+00.29кА ; нулевая последовательность;

г)симметричные составляющие напряжений:

Re(U1)=-008.1кВ Im(U1)=-026.7кВ ; прямая последовательность

Re(U2)=-019.2кВ Im(U2)=+020.3кВ ; обратная последовательность

Re(U0)=-039.4кВ Im(U2)=-015.1кВ ; нулевая последовательность;

д)ток параллельной линии:

Re(Im)=-00.00кА; Im(Im)=+00.00кА;

е)контрольная сумма сообщения "▒"

вид символа, отображающего контрольную сумму, показан условно, числовое представление этого символа должно равняться сумме всех предшествующих ему байт по модулю 256.

П1.3.Второе сообщение ФПМ

Второе сообщение ФПМ содержит 15 двоичных чисел с плавающей запятой. Они отображают те же параметры, что и числа в первом сообщении, за исключением указания поврежденных фаз. От первого сообщения второе отличается более компактным и точным представлением чисел. Сообщение не имеет текстового представления, поэтому в нижеследующем примере оно приведено в виде последовательности шестнадцатеричных чисел:

03 2F E4 04 AA 3C 06 A9 26 06 28 EA 04 2D 2E 05 BC 7A 05 3A E4 07 A8 B4 09 A1 7D 08 B0 11 08 32 F8 09 B1 42 08 A5 EC 84 AE 06 84 2B EE C2

Каждое число представлено тремя байтами в формате с плавающей запятой. Первый байт содержит в старшем бите знак порядка (характеристики) числа. Знак "-" кодируется битом 1, а знак "+" битом 0. Остальные биты первого байта кодируют двоичный порядок числа. Второй байт числа содержит знак числа, признак переполнения и шесть старших битов мантиссы. Старший бит второго байта кодирует знак числа ("-" = 1, "+" = 0) второй по старшинству бит является признаком переполнения данного числа. Ноль означает отсутствие переполнения, а единица указывает на его наличие. Младшие шесть битов второго байта являются старшими битами мантиссы. Третий байт числа содержит восемь младших битов мантиссы.

Следует учесть, что в сообщении даны не сами значения, а величины умноженные на десятичные константы. Токи умножены на 100, напряжения и расстояние на 10. При переводе двоичного числа с плавающей запятой в десятичное получается большое количество цифр, но верными являются далеко не все.

Расшифровка сообщения (с учетом масштабирования):

а)расстояние до места кз 0.5986км;

б)симметричные составляющие токов :

Re(I1)=-0.1056кА Im(I1)=-0.4115кА

Re(I2)=0.4091кА Im(I2)=0.11295кА

Re(I0)=-0.3024кА Im(I0)=0.2945кА ;

в)симметричные составляющие напряжений:

Re(U1)=-8.141кВ Im(U1)=-26.79кВ

Re(U2)=-19.23кВ Im(U2)=20.39кВ

Re(U0)=-39.41кВ Im(U2)=-15.17кВ ;

г)ток параллельной линии:

Re(Im)=-0.0449кА; Im(Im)=0.0043кА;

д)контрольная сумма сообщения 0C2h указана условно, она должна равняться сумме всех предыдущих байтов по модулю 256.

П1.4. Сообщение приборов МФИ и МИР

Приборы МФИ и МИР передают только одно сообщение. Оно состоит из 55 информационных байт и одного байта контрольной суммы . Оно содержит заводской номер прибора (три байта), указание поврежденных фаз (три байта), пятнадцать трехбайтовых чисел с плавающей запятой (45 байт) и время от срабатывания прибора до его опроса. Сообщение не имеет текстового представления, поэтому в нижеследующем примере оно приведено в виде последовательности шестнадцатеричных чисел:

02 08 02 01 0F 0F 03 21 26 06 A9 DE 07 34 F4 06

A9 DA 07 34 C8 06 A9 64 07 34 D4 06 A1 1D 07 25

BC 06 A1 1D 07 25 BC 06 A1 1D 07 25 BC 81 2E 3C

00 A6 08 00 01 00 02▒▒

Каждое число представлено тремя байтами в формате с плавающей запятой. Первый байт содержит в старшем бите знак порядка (характеристики) числа. Знак "-" кодируется битом 0, а знак "+" битом 1. Остальные биты первого байта кодируют двоичный порядок числа. Второй байт числа содержит знак числа, признак переполнения и шесть старших битов мантиссы. Старший бит второго байта кодирует знак числа ("-" = 1, "+" = 0) второй по старшинству бит является признаком переполнения данного числа. Ноль означает отсутствие переполнения, а единица указывает на его наличие. Младшие шесть битов второго байта являются старшими битами мантиссы. Третий байт числа содержит восемь младших битов мантиссы.

Следует учесть, что в сообщении даны не сами значения, а величины, умноженные на десятичные константы. Токи умножены на 100, напряжения и расстояние на 10. При переводе двоичного числа с плавающей запятой в десятичное получается большое количество цифр, но верными являются далеко не все.

Расшифровка сообщения:

02 08 02 - заводской номер прибора N282;

01 0F 0F - (A.. или 100) повреждена только фаза A;

03 21 26 - расстояние от прибора до места повреждения 0.414 км;

06 A9 DE - I1a активная составляющая тока прямой посл. -0.419 кА ;

07 34 F4 - I1r реактивная составляющая тока прямой последовательности 1.059 кА ;

06 A9 DA - I2a активная составляющая тока обратной последовательности -0.419 кА ;

07 34 C8 - I2r реактивная составляющая тока обратной последовательности 1.056 кА ;

06 A9 64 - I0a активная составляющая тока нулевой последовательности

-0.414 кА ;

07 34 D4 - I0r реактивная составляющая тока нулевой последовательности 1.057 кА ;

06 A1 1D - U1a активная составляющая напряжения прямой последовательности 3.311 кВ ;

07 25 BC - U1r реактивная составляющая напряжения прямой последовательности 7.547 кВ ;

06 A1 1D - U2a активная составляющая напряжения обратной последовательности -3.311 кВ ;

07 25 BC - U2r реактивная составляющая напряжения обратной последовательности 7.547 кВ ;

06 A1 1D - U0a активная составляющая напряжения нулевой последовательности -3.311 кВ ;

07 25 BC - U0r реактивная составляющая напряжения нулевой последовательности 7.547 кВ ;

81 2E 3C - I0pa активная составляющая тока нулевой последовательности параллельной линии 0.004 кА;

00 A6 08 - I0pr реактивная составляющая тока нулевой последовательности параллельной линии -0.006 кА;

00 01 00 02 - время от срабатывания до опроса прибора 01ч:02 м;

▒▒ - контрольная сумма.

ПРИЛОЖЕНИЕ П2. РАЗЪЕМ ПРИБОРА МФИ/РПИ

Прибор МФИ имеет клеммник для подключения токовых цепей и тридцатиконтактный разъем РП14-30 для цепей напряжения и для последовательного интерфейса. Ниже приведено его описание:

A1 - блокировка

A2 - общий

A3 - сигнальный контакт

A4 - сигнальный контакт

A5 - не используется

A6 - не используется

A7 - не используется

A8 - не используется

A9 - нейтраль цепей напряжения

A0 - напряжение фазы A

B1 - питание "+" для интерфейса (T+)

B2 - питание "-" для интерфейса (T-)

B3 - разрешение передачи (RDY)

B4 - запрос повтора передачи (RPT)

B5 - выход передатчика (BIT)

B6 - не используется

B7 - не используется

B8 - не используется

B9 - не используется

B0 - напряжение фазы B

C1 - питание переменное 220 В

C2 - не используется

C3 - питание переменное 220 В

C4 - не используется

C5 - не используется

C6 - не используется

C7 - не используется

C8 - не используется

C9 - не используется

C0 - напряжение фазы C

На приборе размещена розетка, на кабеле вилка.

Разъем прибора МФИ

A1 - Ua напряжение фазы A

A2 - пусто

A3 - пусто

A4 - РС разрешение срабатывания

A5 - Сл отмена ожидания блокировки

A6 - D- выход интерфейса

A7 - D+ выход интерфейса

A8 - I8 выбор первичного тока ТТ

A9 - I1 выбор первичного тока ТТ

A0 - 0V общий провод

B1 - Ub напряжение фазы B

B2 - пусто

B3 - С1 контакт сигнала срабатывания прибора

B5 - пусто

B6 - R+ вход интерфейса

B7 - R- вход интерфейса

B8 - I4 выбор первичного тока ТТ

B9 - I2 выбор первичного тока ТТ

B0 - 0V общий провод

C1 - Uc напряжение фазы C

C2 - * нейтраль трансформаторов напряжения

C3 - пусто

автоматические локационные искатели - student2.ru C4 - 220В

C5 - 220В

C6 - MODE режим

C7 - 80 мс

C8 - U1 выбор первичного напряжения ТН

C9 - U2 выбор первичного напряжения ТН

C0 - 0V общий провод

На приборе размещена вилка, на кабеле розетка.

Разъем прибора МИР

Прибор МИР имеет клеммник для подключения токовых цепей и тридцатиконтактный разъем РП14-30а (повернутые контактные штыри) для цепей напряжения и для последовательного интерфейса. Ниже приведено его описание:

A1 - Ua напряжение фазы A

A2 - пусто

A3 - пусто

A4 - РС разрешение срабатывания

A5 - Сл отмена ожидания блокировки

A6 - D- выход интерфейса

A7 - D+ выход интерфейса

A8 - I8 выбор первичного тока ТТ

A9 - I1 выбор первичного тока ТТ

A0 - 0V общий провод

B1 - Ub напряжение фазы B

B2 - пусто

B3 - С1 контакт сигнала срабатывания прибора

B4 - С2 контакт сигнала срабатывания прибора

B5 - питание +5V

B6 - R+ вход интерфейса

B7 - R- вход интерфейса

B8 - I4 выбор первичного тока ТТ

B9 - I2 выбор первичного тока ТТ

B0 - 0V общий провод

C1 - Uc напряжение фазы C

C2 - * нейтраль трансформаторов напряжения

C3 - пусто

автоматические локационные искатели - student2.ru C4 - 220В

C5 - 220В

C7 - 80 мс

C8 - U1 выбор первичного напряжения ТН

C9 - U2 выбор первичного напряжения ТН

C0 - 0V общий провод

На приборе размещена вилка, на кабеле розетка.

Разъем прибора ФПМ

Прибор ФПМ имеет отдельные клеммники для цепей тока и цепей напряжения. С клеммником напряжения конструктивно объединены цепи питания прибора и цепи сигнализации. Сигналы интерфейса и внутренние напряжения питания выведены на отдельный разъем РП15-15, помеченный как разъем телемеханики. Следует учитывать, что нумерация контактов на российском РП15-15 разъеме и его импортном аналоге DB-15F может не совпадать. Нумерация контактов дана именно для РП15-15.

01 - сброс микроконтроллера прибора

02 - питание "+" для интерфейса (T+)

03 - питание "-" для интерфейса (T-)

04 - разрешение передачи (RDY)

05 - запрос повтора передачи (RPT)

06 - выход передатчика (BIT)

07 - ноль аналоговых цепей прибора

08 - не используется (для расширенного интерфейса - сигнал

принудительного дистанционного пуска RUN)

09 - питание +5 В

10 - питание -5 В

11 - питание +12 В