Устройство для определения направления поиска короткого замыкания Советский патент 1983 года по МПК G01R31/08 H02H3/08 

() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ПОИСКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к устройствам для определения направления по иска коротких замыканий в трехфазных воздушных .электрических сетях. Известны устройства для определения направления поиска короткого замыкания, например указатель короткого замыкания (УКЭ), содержащий индукционный преобразователь тока, антенный преобразователь напряжения, два выпрямителя, блок выделения переходной составляющей тока короткого замыкания, пороговый элемент, тиристор и блок магнитной памяти с обмотками срабатывания и возврата, по состоянию которого с помощью магнитной стрелки определяется направление поиска места короткого замыкания УКЗ реагирует на переходную составля ющую тока короткого замыкания, что обеспечивает унификацию настройки, не имеет контактов И подвижных частей, однако периодически через 3 се срабатывания порогового элемента снижает надежность работы устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля направления короткого замыкания на воздушной линии электропередачи., содержащее два последовательно соединенных конденсатора, подключенных через первый выпрямитель к антенному датчику, тиристор, соединенный с отрицательным полюсом первого конденсатора, пороговый элемент, подключенный к-точке соединения конденсаторов, индукционный преобразователь тока, первая обмотка которого подключена через второй выпрямитель и блок выделения переходной составляющей тока короткого замыкания к управляющему входу тиристора., а вторая через кнопку опробования - к второ- му конденсатору, и индикатор срабатывания. в устройстве для контроля направ ления короткого замыкания все элементы, в том числе и пороговый, рабо тают в, ждущем режиме. Контроль исправности всех элементов схемы осуществляется включением элемента оп робования, например кнопки, после ч го имитируется срабатывание и возвр устройства для контроля направления короткого замыкания 2, К недостаткам устройства относит ся наличие блока магнитной памяти с двумя обмотками, состояние которого определяется по отклонению -стрелки компаса. Необходимость поднесения стрелки компаса к блоку магнитной памяти, расположенному на высоте 3м, усложняет эксплуатацию устройства для контроля направления короткого замы кания, особенно 8 зимнее время, когд из-за глубокого снега затруднен под ход к опоре, на которой оно установ лено. Кроме того, персонал оператив но-выездной бригады должен постоянно иметь с собой компас, закрепленный на штанге, без которого невозмож но проверить срабатывание устройств для контроля направления короткого замыкания. Встраивание компаса внутрь УНК или закрепление снаружи снижа1т надежность работы блока магнитной памяти с двумя обмотками, обеспечиваю щими перемагничивание магнитной системы, имеет значительные размеры и занимает почти половину исполни тельного УНК. При использовании блока магнитной памяти с компасом исполнительный блок устройства для контроля направления короткого замыкания должен монтироваться на опору строго с южной стороны на определенном расстоянии от железобетонной опоры,- что усложняет монтаж. Цель изобретения - упрощение и улучшение эксплуатации устройства. Для достижения поставленной цели устройство для определения направления поиска короткого замыкания, содержащее два последовательно соединенных конденсатора, подключенных через первый выпрямитель к антенному датчику, тиристор, катод которого соединен с отрицательным полюсом второго конденсатора, пороговый элемент, подключенный межЭ 4ду точкой соединения конденсаторов и обмоткой индикатора срабатывания, индукционный преобразователь тока, первая обмотка которого подключена через второй выпрямитель и блок выделения переходной состав ляющей тока короткого замыкания к катоду и управляющему электроду тиристора, а вторая обмотка через элемент опробования - к второму конденсатору, дополнительно содержит второй индукционный датчик тока, обмотка которого включена последовательно с первой обмоткой первого индукционного датчика тока, второй конец обмотки индикатора срабатывания подключен к отрицательному полюсу второго конденсатора, а анод тиристора - к положительному полюсу первого конденсатора, параллельно пороговому элементу дополнительно включен диод, положительным полюсом к точке соединения конденсаторов, к входу первого выпрямителя параллельно подключен первый резистор, а последовательно с тиристором - второй. Индикатор срабатывания выполнен в виде Т-образного магнитопровода с одной обмоткой на продольном стержне и магнитным флажком, закрепленным на вертикальной оси в середине поперечного стержня. Элемент опробования выполнен в виде магнитоуправляемого контакта. На фиг. 1 представлена схема устройства для определения направления поиска; на фиг. 2 - индикатор срабатывания. Под двумя проводами линии 1 электропередачи размещены два индукционных преобразователя тока - первый ИПТ 2 и второй ИПТ 3. Обмотка первого ИПТ 2 и первая обмотка 5 второго ИПТЗ соединены последовательно и через конденсатор 6 подключены к первому выпрямителю 7,выход которого через блок 8 выделения переходной составляющей тока короткого замыкания соединен с управляющим входом тиристора 9. К антенному преобразователю 10 напряжения подключены резистор 11, а/ также через второй выпрямитель 12 два последовательно соединенных конденсатора 13 и It и тиристор 9 с последовательно включенным ограничительным резистором 15. К конденсатору I подключена через пороговый элемент 16, шунтированный диодом 17, обмотка 18 индика тора срабатывания, а также вторая о мотка 19 второго ИПТ 3 через элемен 20 срабатывания. Блок выделения переходной состав ляющей тока короткого- замыкания может быть выполнен в виде дифференцирующего конденсатора 21, шуктированного резистора 22, последовате но которому включен резистор 23, а также конденсатора 2k, подключенног к управляющему входу тиристора. Индикатор срабатывания выполнен в виде Т-образного магнитопровода (фиг.2), на продольном стержне 25 которого размещена обмотка 26, а в середине поперечного стержня 27 на оси 28 укреплен магнитный флажок 29 Устройство работает следующим об разом. При включении воздушной линии 1 в работу {Лиг.1) на антенной преобразователе 10 напряжения наводится сигнал, заряжающий через выпрямитель 12 конденсаторы 1A и 13. При достижении на конденсаторе Н порогового напряжения пороговый элемент 16 открывается и конденсатор l раз ряжается через обмотку 18 индикатора срабатывания, а затем снова начинает заряжаться. 5 качестве порогового элемента мо гут быть.использованы тиратрон или динистор. По мере заряда конденсатора 13 уменьшается зарядный ток и увеличивается время заряда конденсатора После полного заряда конденсатора 13 напряжение на конденсаторе 1А уже не може-т превысить порогового значения. Напряжение на конденсаторе 13 будет в 2-3 раза, вышем чем при коротком замыкании в контролируемом направлеНИИ линии 1 , сигнал на обмотках и 5 ИПТ резко возрастает и через выпрямитель 7 и блок 8 выделения переходной составляющей тока короткого замыкания поступает на управляющий вход тиристора 9, который отпирается. Конденсатор 13 разряжается через ограничительное сопротивление 15, от крытый тиристор 9, обмотку 18 индикатора срабатывания и диод 17. Таким образом, ток через обмотку 18 индикатора срабатывания имеет разное направление при срабатывании и возврате. Поскольку линия отключается после короткого замыкания, конденсаторы 13 и не заряжаются, и индикатор остается в состоянии, соответствующем короткому замыканию в контролируемом направлении.. При включении линии в работу после устранения короткого замыкания или после успешного АПВ появляется напряжение, заряжаются конденсаторы 13 и Т и кэк показано выше через обмотки 18 индикатора срабатывания проходит несколько импульсов, переводя его в состояние, соответствующее нормальной работе линии. Для проверки исправности устройства в процессе эксплуатации включается элемент 20 срабатывания. 3 результате конденсатор 1 разряжается через обмотку 19 второго ИПТ, на обмотке 5 наводится сигнал, вызывающий срабатывание устройства. Поскольку линия находится под напряжением, устройство возвращается в состояние нормальной работы. При этом проверяется исправность всех элементов схемы. В качестве элемента срабатывания могут быть использованы либо кнопка, либо геркон, управляемый с помощью магнита, поднесенного к исполнительному блоку. При использовании геркона облегчаются герметизация устройства и его обслуживание, так как можно магнит укрепить на штанге и проводить проверку без подъема на опору. Резистор 15 служит для ограничения тока через индикатор срабатывания. Резистор 1A предназначен для ограничения сигнала с антенного преобразователя напряжения и напряжения разряда конденсатора 13 до 150 В, поскольку на это напряжение рассчитан тиристор 9. При этом также исключается ложнь1Й возврат устройства в исходное состояние за счет наводок в линии от проходящих по одной с ней трассе линий более высокого напряжения или от пересечения с ними. Конденсатор 6 служит для компенсации индуктивности ИПТ и увеличивает их выходной сигнал. Резистор 22 служит для ускорения разряда дифференцирующего конденсатора 21 короткого замыкания, резистор 23 - для настройки устройства по току срабатывания, конденсатор 2k - для исключения ложных срабатываний тиристора 9 при кратковременных импульсах тока в линии большой амплитуды, например при включении ли нии при грозовых разрядах. При выполнении индикатора в виде Т-о разйого магнитопровода .2) магнитный флажок 29, закрепленный на вертикальной оси 28, имеет два устойчивых состояния, притягиваясь к правой или левой половине поперечного стержня 27 магнитопровода. Для перевода флажка 29 из одного устойчивого положения в другое необходимо пропустить по обмотке 2б ток в определенном направлении. Таким образом, каждому направлени тока в обмотке 26 соответствует определенное положение магнитного флаж ка 29, одно из которых можно принять соответствующим короткому замыканию, а второе - нормальной работе. Вертикальное положение оси магнит ного флажка исключает влияние его веса в процессе переведения из одного устойчивого положения в другое. Половины флажка окрашиваются в разные цвета, напримерчерный и крас ный. В тот же цвет окрашивается половина попереуного стержня 27 магнитопровода. Таким образом, в одном по ложении весь индикатор оказывается черным, в другом - красным. По цвету индикатора определяется короткого замыкания на линии в контролируемом направлении.. Благодаря введению диода 17, шунтирующего пороговый элемент, индикатор срабатывания может иметь одну обмотку, что обеспечивает его компак ность надежность и малую металлоемкость. ИПТ может быть выполнен либо из двух индукционных датчиков, либо из одного, расположенного между проводами линии, как это предложено, например, в устройстве для контроля направления короткого замыкайия. При испол ьзовании двух датчиков существе но снижаются их размеры и металлоемкость, поскольку они располагаются ближе к проводу. При использовании в качестве ан тенных преобразователей напряжения двух изоляторов, закрепленных на про вбдах высоковольтной линии, индукционные датчики могут крепиться под эт ми изоляторами. При этом существенно упрощается монтаж всего устройства и обеспечивается унифицированная настройка при установке на высоковольтую линию с различной подвеской проодов, разными расстояниями между роводамиj для разных классов напряений и типов опор. Использование виуального индикатора срабатывания, оторый устанавливается так, чтобы он ыл виден издалека, например с дороги ущественно облегчает эксплуатацию стройства, поскольку при этом исклюаются специальные операции для поучения информации и обслуживающий ерсонал не имеет с собой каких-лио приспособлений, отсутствие или еисправность которых не позволяет олучить информацию. Кроме того, сокращаются время поиска повреждения, продолжительность отключения, недоотпуск электроэнергии и ущерб их потребителей. Формула изобретения 1. Устройство для определения направления поиска короткого замыкания, содержащее два последовательно соединенных конденсатора, подключенный через первый выпрямитель к антенному датчику,, тиристор, катод которого соединен с отрицательным полюсом второго конденсатора, пороговый элемент, подключенный между точкой соединения конденсаторов и обмоткой индикатора срабатывания, индукционный преобразователь тока, первая обмотка которого подключена через второй выпрямитель и блок выделения переходной составляющей тока короткого замыкания к катоду и управляющему электроду тиристора, а вторая обмотка через элемент опробования - к второму конденсатору, о тли чающееся тем, что, с целью упрощения и улучшения эксплуатации, устройство дополнительно содержит второй индукционный датчик, тока, обмотка которого включена последовательно с первой обмоткой первого индукционного датчика, второй конец обмотки индикатора срабатывания подключен к отрицательному полюсу второго конденсатора, а анод тиристора - к положительному полюсу первого конденсатора, параллельно пороговому элементу дополнительно включен диод, положительным полюсом к точке соединения конденсаторов, к входу первого выпрямителя параллельно подклю