أجهزة لتحديد الأعطال في خطوط الطاقة الكهربائية العلوية
في الشبكات الكهربائية ، تنتشر أجهزة تحديد أماكن الفشل ، بشكل أساسي خطوط الكهرباء العلوية جهد 10 كيلو فولت وأكثر ، بناءً على قياس معلمات وضع الطوارئ. يمكن تقسيم هذه الأجهزة إلى مجموعتين رئيسيتين ، مصممة لتحديد أماكن التلف في حالة حدوث ماس كهربائي وتأريض.
تحديد مواقع الأعطال في حالة حدوث ماس كهربائي
يعد تحديد موقع ماس كهربائى على الخطوط أمرًا مهمًا بشكل خاص ، نظرًا لأن انقطاع الخط في حالة حدوث ضرر دائم يرتبط بنقص الإمداد بالكهرباء والأضرار المادية للمستهلكين. في هذه الحالات ، يكون للإسراع في البحث عن الأضرار أثر اقتصادي كبير.
أجهزة لتسريع البحث وتحديد موقع الدوائر القصيرة وفقًا لمبدأ التشغيل ، ويمكن تقسيمها إلى مجموعتين فرعيتين:
1) أجهزة تثبيت لتحديد المسافة إلى مكان الضرر ، والقياس الآلي وتحديد الكميات الكهربائية ذات الصلة أثناء عملية الطوارئ ؛
2) أجهزة لتحديد الأجزاء التالفة من الخطوط (حساسات الشبكة ، مؤشرات قصر الدائرة ، المراقبة الآلية وتثبيت التغيرات في القيم الكهربائية أثناء التشغيل الطارئ).
تم تطوير أنواع مختلفة من أجهزة التثبيت ، وعدد منها يعمل بنجاح. في شبكات التوزيع الريفية بجهد 10 كيلو فولت ، يتم استخدام أجهزة من نوع FIP (FIP-1 و FIP-2 و FIP-F) و LIFP وما إلى ذلك. كما يتم استخدام الجهاز من النوع FMK-10 على نطاق واسع.
نظرًا لأن أجهزة التثبيت توفر قياسًا آليًا وتثبيتًا للكميات الكهربائية أثناء دائرة قصر ، فيجب أن تفي بمتطلبات معينة ، ولا سيما ما يلي: يجب إكمال القياس قبل فصل الأجزاء التالفة من الخط عن حماية الترحيل ، أي ، في غضون 0.1 ثانية تقريبًا ، يجب أن يحافظ الجهاز على قيمة الكمية الكهربائية الثابتة لفترة كافية للوصول إلى المحطة الفرعية (بدون مهمة دائمة) للفريق الميداني التشغيلي ، أي لا تقل عن 4 ساعات ، يجب توفير البداية الانتقائية التلقائية للأجهزة ، بحيث يتم إصلاح القيمة الملاحظة فقط في حالة التوقف الطارئ للخطوط ، يجب أن يوفر الجهاز دقة قياس معينة (عادةً لا ينبغي أن يكون خطأ القياس النسبي تتجاوز 5٪) إلخ.
أحد أبسط الخيارات لإصلاح الأجهزة - جهاز قياس تيار ماس كهربائى ... علاوة على ذلك ، لتحديد المسافة إلى موقع ماس كهربائى ، يمكنك حل المشكلة ، عكس ما يؤخذ في الاعتبار عند حساب التيار من ماس كهربائى ، والقيم المعروفة للتيار والجهد لمقاومة ماس كهربائى لنقطة ماس كهربائى يجب تحديدها بدقة. بمعرفة هذه المقاومة ، ليس من الصعب ، باستخدام معلمات الشبكة المعروفة ، العثور على المسافة إلى نقطة الدارة القصيرة.
الأكثر شيوعًا هي أجهزة التثبيت بما يسمى بالذاكرة الكهربائية ... وهي تعتمد على استخدام مكثف تخزين. علاوة على ذلك ، أثناء عملية ماس كهربائى ، يتم شحن مكثف التخزين بسرعة إلى جهد يتناسب مع قيمة تيار الدائرة القصيرة المكتشف (أو الجهد المقابل). ثم ، في الخطوة التالية ، يتم توصيل القارئ بمكثف التخزين الذي يتحكم في عنصر الذاكرة طويلة المدى. بهذه الطريقة ، يتم ضمان المتطلبات المذكورة أعلاه للقياس السريع قبل إيقاف تشغيل الخط تحت تأثير حماية الترحيل والقدرة على الحفاظ على قيمة ثابتة لفترة طويلة.
بناءً على هذا المبدأ ، تم تطوير الأجهزة المذكورة أعلاه من نوع FIP ، والتي وجدت تطبيقًا في شبكات 10 كيلوفولت الريفية.
لتسهيل الاستخدام العملي للأجهزة التي تعمل بتيار ماس كهربائى ثابت ، بحيث لا يكون من الضروري إجراء حسابات في كل مرة في حالات الطوارئ ، منحنيات توازن التيار.في الوقت نفسه ، يتم حساب تيارات الدائرة القصيرة مسبقًا لعدد كبير من النقاط على كل خط إخراج ، ووفقًا لنتائج الحساب ، يتم تطبيق تيار مكافئ على دارة الخط. منحنيات الجزء الرئيسي من الخط والفروع ذات القيم المتساوية لتيارات الدائرة القصيرة. بعد أن يقوم الجهاز بإصلاح قيمة تيار دائرة قصر معينة ، وفقًا لمخطط الخط مع منحنيات تيار الاعتدال ، فإنه يحدد بشكل مباشر منطقة البحث عن الأعطال.
ومع ذلك ، فإن أبسط الأجهزة من نوع FIP ، تسجل تيار الدوائر القصيرة لها عدد من العيوب ، بما في ذلك ما يلي: لتحديد المسافة إلى نقطة الدائرة القصيرة ، أو الحسابات الإضافية ، أو الإنشاء الأولي لمنحنيات التيار المتساوية ، والدقة يتأثر القياس (خطأ الجهاز) بمقاومة التلامس في موقع الخطأ (مقاومة القوس في المقام الأول) ، ومستوى جهد الشبكة ، وقيمة تيار الحمل (يقيس الجهاز فعليًا الحمل الإجمالي وقصر الدائرة الحالية) ، إلخ. .
تعتبر أجهزة قياس الأوم المشدودة أكثر كمالا ، خاصة تلك التي تقيس التفاعل. عند قياس المقاومة ، أي نسبة الجهد إلى التيار ، من الممكن تقليل تأثير تغيير مستويات الجهد بشكل كبير على دقة القياس. يقلل قياس التفاعل أيضًا من تأثير مقاومة القوس عند نقطة قصر الدائرة ، والتي تكون نشطة في الغالب ، وتتيح إكمال مقياس مُجهز بالكيلومترات. إذا قامت الأجهزة ، بالإضافة إلى ذلك ، بقياس تيار الحمل الذي يسبق وضع الدائرة القصيرة ، يصبح من الممكن مراعاة وبالتالي تقليل تأثير تيار الحمل.
لا يقيس مقياس الأومتر ، على عكس أجهزة قياس الأميتر والفولتميتر ، كمية واحدة ، بل كميتين (التيار والجهد) التي يتم تغذيتها إلى مدخلاتها. لتقليل تأثير التحويل للحمل ، يمكن قياسه بشكل منفصل عن تيار الحمل الذي يسبق حدوث ماس كهربائى. كل هذه القيم ثابتة (تذكر) وفقًا للمبدأ الذي تمت مناقشته أعلاه (في هذه الحالة ، يتم تحويل التيارات مسبقًا إلى الفولتية المتناسبة معها) ، وبعد ذلك ، باستخدام الدوائر الخاصة (كتل التحويل) ، يتم تحويلها إلى إشارات يتناسب مع المقاومة (الإجمالي ، التفاعلي ، مع الأخذ في الاعتبار تيار الحمل السابق) ، إلخ). بالنظر إلى أن المقاومة التفاعلية (الاستقرائية) للخطوط تعتمد قليلاً على مساحة المقطع العرضي للأسلاك المستخدمة ، فإن مقاييس هذه الأجهزة متدرجة بالكيلومترات. تتضمن هذه الأجهزة تثبيت مقاييس الأومتر مثل FMK-10 و FIS وما إلى ذلك.
أجهزة للكشف عن الخطوط الهوائية التالفة
بمساعدة هذه الأجهزة ، يمكنك تحديد اتجاه البحث عن نقاط قصر الدائرة على الخطوط العلوية بجهد 10-35 كيلو فولت. يتم تثبيت الأجهزة ، كقاعدة عامة ، في فرع الخط - على الدعم الأول بعد نقطة الاتصال. يسجلون حدوث دائرة قصر عند حدوثها على فرع أو قسم من الخط الرئيسي لنقطة تثبيت الجهاز. عند البحث عن دائرة كهربائية قصيرة على الخط المكسور ، يتلقون معلومات من هذه الأجهزة حول وجود (تم تشغيل الجهاز) أو غياب (عدم عمل) دائرة كهربائية قصيرة خلف مكان التثبيت.في الشبكات الكهربائية ، يتم توزيع مؤشرات المناطق التالفة من نوع UPU-1 ومؤشرات ماس كهربائى أكثر تقدمًا وموثوقية من نوع UKZ على نطاق واسع.
يقوم المؤشر بإصلاح حدوث ماس كهربائي عند استخدام مستشعر تيار مغناطيسي (تحريض) مثبت في منطقة الأسلاك ، ولكن بدون اتصال مباشر بها. يوفر أحد المؤشرات معلومات حول جميع أنواع الدوائر القصيرة لمرحلة الطور.
يتكون مؤشر نوع UKZ على شكل وحدة تنفيذية تحتوي ، بالإضافة إلى المستشعر المغناطيسي ، على دائرة تحكم إلكترونية ومؤشر مغناطيسي.
في حالة حدوث دائرة قصر خلف موقع التثبيت ، يتم تشغيلها بواسطة تيار تدفق ماس كهربائى ، ونتيجة لذلك يتحول علم المؤشر إلى المراقب مع جانب مطلي باللون البرتقالي الفاتح ويبقى في هذا الموضع إذا تم مقاطعة الخط بواسطة الحماية.
بعد تنشيط الخط (عند الإغلاق التلقائي الناجح أو بعد إزالة الخطأ) ، تعود علامة المؤشر تلقائيًا إلى موضعها الأصلي. تعود عودة العلم إلى الاختيار السعوي لجهد الشبكة باستخدام محول الهوائي.
يتيح تركيب اللافتات لموظفي الخدمة في حالة تلف الخط ، تجاوز الأفراد نقاط الفروع وبعد تحديد المنطقة المتضررة ، قم بالتجاوز للعثور فقط على المنطقة التالفة ذات الدائرة القصيرة ، وليس الخط بأكمله. يوصى بتعيين المؤشرات في حالة عدم وجود أجهزة التثبيت وفي وجودها لتحديد المسافة إلى نقطة الدائرة القصيرة.في الحالة الثانية ، يتم تسريع البحث عن المؤشرات نظرًا لحقيقة أنه نظرًا لتفرع الخطوط الريفية ، فإن قراءات 10 كيلو فولت لا تحدد أجهزة التثبيت واحدة ، ولكن كقاعدة عامة ، عدة نقاط دائرة قصيرة (على الجذع والفروع المختلفة).
أجهزة لتحديد موقع دائرة قصر أحادية الطور على الأرض
تعتبر أعطال الأرض أحادية الطور هي أكثر أنواع العيوب شيوعًا. في شبكات التوزيع الريفية بقدرة 10 كيلو فولت التي تعمل بأعطال أرضية معزولة أحادية الطور ومحايدة ، مصحوبة بتيارات منخفضة نسبيًا ، ليست دوائر قصيرة. لذلك ، عند حدوثها ، يُسمح بعدم إيقاف تشغيل الخط للوقت اللازم لإصلاح الخطأ.
ومع ذلك ، من الضروري تحديد موقع الأعطال وإصلاحها بأسرع ما يمكن ، حيث يمكن أن يصبح خطأ الأرض أحادي الطور خطأً مزدوج الطور. هذا الأخير عبارة عن دائرة كهربائية قصيرة وسيتم تعطيلها بالحماية ، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي عن المستخدمين.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الضرر الأرضي ممكن ، على سبيل المثال ، عند كسر سلك وسقوطه على الأرض ، مما يشكل خطورة كبيرة على حياة الناس والحيوانات. في الوقت نفسه ، يمكن أن تحدث الأعطال الأرضية نتيجة للضرر الخفي ، على سبيل المثال بسبب الأعطال الداخلية عوازل متصدعةعندما لا توجد علامات خارجية لدائرة كهربائية قصيرة ويصعب جدًا اكتشافها بصريًا. لذلك ، تم تطوير أجهزة خاصة - أجهزة محمولة تجعل من الأسهل والأسرع العثور على مكان الضرر.
مبدأ تشغيل الأجهزة المحمولة المستخدمة في الشبكات الكهربائية بجهد 10 كيلو فولت ، بناءً على قياس المكونات التوافقية الأعلى لتيار العطل الأرضي.يضمن المستوى الأعلى بشكل ملحوظ من التوافقيات في طيف تيارات الأعطال الأرضية مقارنة بتيارات الحمل التشغيل الفعال لهذه الأجهزة.
في شبكات الكهرباء الريفية بجهد 10 كيلوفولت ، أجهزة من نوع "بحث" (متوقفة) وأكثر تطوراً من نوع "الموجة" و "المسبار". في أجهزة "البحث" و "الموجة" ، العناصر الرئيسية عبارة عن مستشعر مغناطيسي (حثي) يكتشف ظهور (زيادة السعة) للمكونات التوافقية للتيار ، وهو مرشح ذو توافقيات أعلى يمرر تلك التي يستخدمها الجهاز يوفر مكبر الصوت كسب الإشارة الضروري وجهاز قياس ينتج الإشارة الناتجة.
يتم تحديد موقع الصدع الأرضي في الخط على النحو التالي. إذا بدأ تجاوز الخط في المحطة الفرعية ، يتم إجراء القياسات عند مخرج الخط من المحطة الفرعية ، ووضع الجهاز تحت الخط. يتم تحديد الخط المكسور من خلال أقصى انحراف لإبرة جهاز القياس. من خلال أخذ القياسات عند نقاط التفرع للخط التالف ، يتم تحديد الفرع أو المقطع التالف من الجذع بنفس الطريقة. خلف موقع الخطأ الأرضي ، تنخفض قراءات الجهاز بشكل حاد ، مما يحدد نقطة الفشل.
جهاز «Probe» هو جهاز اتجاهي ، أي أنه لا يوفر فقط تحديد موقع الخطأ الأرضي ، ولكن أيضًا اتجاه البحث ، وهو أمر مهم إذا لم يبدأ البحث من المحطة الفرعية ، ولكن من البعض نقطة الخط التالف. يعتمد تشغيله على مقارنة بين أطوار الجهد والتيار للتيار التوافقي الحادي عشر (550 هرتز).لذلك ، بالإضافة إلى العناصر الأساسية المشار إليها ، يحتوي "المسبار" على عضو مقارنة طور ، وجهاز قياس الإخراج له مقياس بصفر في المنتصف.