Устройство для определения расстояния до места повреждения воздушной линии электропередачи Советский патент 1984 года по МПК G01R31/11 

:игналов управления соединены соответственно с третьим и четвертым оходами блока фиксации, третий выход блока приема сигналов управления соединен, кроме того, с вторым вхолом ретранслятора, третий вход Которого соединен с пятым выходом блока приема сигналов управления, вход блока запроса соединен с зажимом для подключения к соответствующему блоку релейной защиты, а выход - с зажимом для подключения к соответствующей системе присоединения на конце линии.

2, Устройство по п.1,от л и ч аю щ е е с я тем, что блоК фиксации содержит приемник электромагнитных волн, амплитудный селектор, таймер и блок автоматической .подстройки частоты (Причем первый и второй входы приемника соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации выход приемника электромагнитных волн через амплитудный селектор соединен с первым входом таймера, второ вход которого соединен с третьим входом блока фиксации, а третий вход таймера - с выходом блока автоматической подстройки частоты, первый вход которого соединен с четвертым входом блока фиксации, а второйс выходом таймера, выход которого соединен с первьлм выходом блока фиксации, а второй выход блока автоматической подстройки частоты соединен с вторым выходом блока фиксации

3. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок приема сигналов управления содержит широкополосный фильтр, детектор и амплитудный селектор, соединенные последовательно, а также узкополосный фильтр, блок, приема запроса и формирователь импульсов, причем входы широкополосного и узкополосного фильтров и блока приема запроса соединены с входом блока приема сигналов управления, первый и второй выходы блока приема запроса; соединены соответственно с первьм и вторым выходами блока приема сигналов управления, выход узкополосного фильтра соединен с третьим выходом блока приема сигналов управления, а выход амплитудного селектора - с четвертым выходом блока приема сигналов управления, который подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с пятым выходом блока приема сигналов управления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ с изолированными грозозащитными тросами, оборудованной системами присоединения к ней, блоками релейной защиты и блоками приема и передачи телеин.формации на каждом промежуточном пункте и на концах линии, содержащее блоки фиксации на каждом из концов линии и на каждом из промежуточных пунктов линии, блок синхронизации на одном из концов линии и блок вычисления расстояния на указанном конце линии, выход блока синхронизации соединен с зажимом для подключения к системе присоединения указанного конца линии, а вход блока синхронизации соединен с входом блока вычисления расстояния и с зажимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачи телеинформации на указанном конце линии, первый вход каждого из блоков фиксации на соответствующих концах динии соединен с зажимом для подключения к системе присоединения соответствующих концов линии, первый вход каждого из блоков фиксац-ии на соответствующих промежуточных пунктах соединен с зажимом для подключения к системе присоединения на каждом соответствуквдем промежуточном пункте со стороны линии, обращенной к месту установки блока вычисления расстояния, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, в него введены блоки памяти, блоки передачи информации, блоки приема сигналов управления, ретрансляторы, блоки пуска, блок запроса, а каждый из блоков фиксации дополнительно снабжен тремя входами и одним выхо-. дом, при этом каждый из блоков памяти, блоков передачи информации, блоков приема сигналов управления, ретрансляторов, блоков пуска установлея на каждом из концов линии и на каждом из промежуточных пунктов, блок запрос установлен на соответствующих концах линии, на каждом из промежуточных пунктов вход § каждого из блоков приема сигналов управления соединен с первым входом (Л соответствующего блока фик.сации, выход каждого из блоков передачи информации - с соответствующим зажимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачи телеинформации, второй вход каждого из блоков фиксации и выход каждого из ретрансляторов соединены с соответствующим зажимом для подключения к системе присоединения на каж4 4 . дом из промежуточных пунктов со стороны линии, противоположной месту установки блока вычисления расстояния, на каждом из промежуточных пунктов первый выход блока фиксации соединен с первым входом блока памяти , выход которого соединен с первым входом блока передачи информации, второй выход блока фиксации соединен через блок пуска с вторым входом блока передачи информации, первый выход блока приема сигналов управления соединен с вторым входом блока памяти и с третьим входом блока передачи информации, второй выход блока приема сигналов управления соединен с первым входом ретранслятора, третий и четвертый выходы блока приема

Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано на сверхдальних линиях электропередачи сверхвысокого н пряжения . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения места по вреждения, основанное на волновом принципе и состоящее из двух полукомплектов оборудования, установленных на концах воздушной линии, оборудованной системой присоединени Одинполукомплект содержит блок синхронизации, вывод которого соединен через блок фиксации с одним из входов блока обработки информации , а также с выводом для подключения соответствующей системы присо единения, который в свою очередь со динен с одним из входов блока фикса ции и одним из входов блока обработки информации. Другой полукомплект содержит блок синхронизации, выход которого через блок фиксации соединен с одним из входов передат чика, выход которого соединен с выводом для подключения соответствующей системы присоединения, которая в свою очередь, соединена с одним из входов блока фиксации и выводом блока синхронизации. Обе системы присоединения подключены к контролируемой линии электропередачи. Работа устройства основана на предварительной синхронизации обоих полукомплектов и измерений в блоке фиксации времени прихода волны от места повреждения. Результаты отсчета передаются в блок обработки информации, где определяется расстояние до места повреждения 1. Однако известное устройство обладает недостаточными достоверностью и точностью определения места повреждения, что определяется пологостью фронта волны, приходящей от удаленного участка линии, а также однократностью замера. Целью изобретения является повышения точности и достоверности определения места повреждения, особенно на сверхдальних линиях электропередачи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения расстояния до места повреждения воздушной линии электропередачи с изолированными грозозащитными тросами, содержащее блоки фиксации на каждом из концов линии и на каждом из промежуточных пунктов линии, бло синхронизации на одном из концов ли нии и блок вычисления расстояния на указанном конце линии, выход блока синхронизации соединен с зажимом для подключения к системе присоединения указанного конца линии, а .вход блока синхронизации соединен с входом блока вычисления- расстояния и с зажимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачи телеинформации на указанном конце линии, первый вход каждого из блоков фиксации на соответствующих концах линии соединен с зажимом для подключения к системе присоединения соответствующих концов линии, первый вход каждого из блоков фиксаг ции на соответствующих промежуточных пунктах соединен с зажимом для подключения к системе присоединения на каждом соответствующем промежуточном пункте со стороны линии, обращенной к месту установки блока вычисления расстояния, введены блоки памяти, блоки передачи информации, блоки приема сигналов управления, ретрансляторы, блоки пуска, блок за проса, а каждый из блоков фиксации дополнительно снабжен тремя входами и одним выходом, при этом каждый из блоков памяти, блоков передачи информации, блоков приема сигналов управления, ретрансляторов, блоков пуска установлен на каждом из концо линии и на каждом из промежуточных пунктов, блок запроса установлен на соответствующих концах линии, на каждом из промежуточных пунктов вхо каждого из.блоков приема сигналов управления соединен с первым входом соответствующего блока фиксации, вы ход каждого из блоков передачи информации - с соответствующим зажимом для подключения к входу соответ ствующего блока приема и передачи телеинформации, второй вход каждого из блоков фиксации и выход каждого из ретрансляторов соединен с соответствующим зажимом для подключения к системе присоединения на каждом из промежуточных пунктов со стороны линии, противоположной месту устано ки блока вычисления расстояния, на каждом из промежуточных пунктов пер вый выход блока фиксации соединен с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока передачи информации, второй выход блока фиксации соединен через блок пуска с вторым входом блока пе редачи информации, первый выход блока приема сигналов управления соединен с вторым входом блока памя ти и с третьим входом блока передачи информации, второй выход блока приема сигналов управления соединен с первым входом ретранслятора, третий и четвертый выходы блока приема сигналов управления соединены соответственно с третьим и четвертыгвходами блока фиксации, третий выход блока приема сигналов управления соединен, кроме того, с вторым входом ретранслятора, третий вход которого соединен с пятьпи выходом блока приема сигналов управления, вход блока запроса соединен с зажимом для подключения к соответствующему блоку релейной защиты, а выход - с зажимом для подключения к соответствующей системе присоединения на конце линии. При этом блок фиксации содержит приемник электромагнитных волн, амплитудный селектор, таймер и блок автоматической подстройки частоты, причем первый и второй входы приемника соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации, выход приемника электромагнитных волн через амплитудный селектор соединен с первым входом таймера, второй вход которого соединен с третьим входом блока фиксации, а третий вход таймера - с выходом блока автоматической подстройки частоты, первый вход которого соединен с четвертым входом блока фиксации, а второй с выходом таймера, выход которого соединен с первым выходом блока фиксации, а второй выход блока автоматической - подстройки частоты сое- динен с вторым выходом блока фиксации . Кроме того, блок приема сигналов управления содержит широкополосный фильтр, детектор и амплитудный селектор, соединенные последовательно, а также узкополосный фильтр, блок приема запроса и формирователь импульсов, причем входы широкополосного и узкополосного фильтров и блока приема запроса соединены с входом блока приема сигналов управления, первый и второй выходы блока приема запроса соединены соответственно с первым и вторым выходами блока приема сигналов управления, выход узкополосного фильтра соединен с третьим выходом блока приема сигналов управления, а выход амплитудного селектора - с четвертым выходом блока приема сигналов управления, который подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с пятым выходом блока приема сигналов управления. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, соответствующие блоки которого установлены на одном из концов линии и однрм промежуточном пункте; на фиг.2 - структурная схема блока фикса 1ии, на фиг.З структурная схема блока приема сигн лов управления. Устройство (фиг.1) содержит блок i синхронизации, блок 2 вычисления расстояния, блок 3 запроса, которые устанавливаются на одном из кон цов контролируемой линии, блок 4 Фиксации, ретранслятор 5, блок 6 пуска., блок 7 приема сигналов управ ления, блок 8 памяти, блок 9 переда чи информации, которые объединены в полукомплекты 10 оборудования, каждый из которых устанавливается на одном из концов контролируемой лини и каждом из промежуточных пунктов 11 указанной линии. Контролируемая линия содержит изолированные грозозащитные тросы 1 2, к которым подключе ны соответствующие системы 13 присоед нения, устанавливаемые по паре на каждом промежуточном пункте 11, а также конце линии, блоки 14 приема и передачи телеинформации, установленные на каждом из промежуточных пунктов 11 контролируемой линии, а также на конце линии, блок 15 релей ной защиты. Выход блока 1 синхронизации соединен с зажимом для подключения к системе 13 присоединения соответствующего конца линии, на котором рас положен блок 2 вычисления расстояни Вход блока 1 соединен с входом блока 2 вычисления расстояния и с зажимом для подключения к входу соответствующего блока 14 приема и пере дачи телеинформации На указанном ко це Линии. Первый вход каждого из бл ков 4 фиксации на соответствующих концах линии соединен с зажимом для подключения к системе 13 присоединения соответствующего конца линии, первый вход каждого из блоков 4 фиксации на соответствующих промежуточных пунктах 11 соединен с зажимом для подключения к системе 13 присоединения на каждом соответствующем i. промежуточном пунк е 11 со стороны линии, обращенной к месту установки блока 2 вычисления расстояния. Вход каждого из блоков 7 приема сигналов управления соединен с первым входом соответствующего блока 4 Фиксации, выход каждого из блоков 9 передачи информации соединен с соответствующим зажимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачи телеинформации. Второй вход каждого из блоков 4 фиксации и выход каждого из ретрансляторов 5 соединены с соответствующим зажимом для подключения к системе 13 присоединения на кавдом из промежуточных пунктов 11 со стороны линии, противо положной месту установки блока 2 вычисления расстояния. На каждом из промежуточных пунктов 11 первый выход блока 4 фиксации соединен с первым входом блока 8 памяти, выход которого соединен с первым входом блока 9 передачи информации, второй выход блока 4 соединен через блок 6пуска с вторым, входом блока 9. Первый выход блока 7 соединен с вторым входом блока 8 памяти и с третьим входом блока 9, второй выход блока 7- с первым входом ретранслятора, третий и четвертый выходы блока 7 соответственно с третьим и четвертым входами блока 4 фиксации.. Третий выход блока 7 соединен, кроме того, с вторым входом ретранслятора 5, третий выход которого соединен с пятым выходом блока 7. Вход блока 3 запроса соединен с зажимом для подключения к соответствующему блоку 15 релейной защиты, а выход - с зажимом для подключения к соответствующей системе 13 присоединения на конце линии./ Блок 4 фиксации (фиг.21 содержит приемник 16 электромагнитных волн, амплитудный селектор 17, таймер 18, блок 19 автоматической подстройки частоты. Первый и второй входы приемника 16 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 4 ф1 ксации, выход приемника 16 электромагнитных волн через амплитудный селектор 17 соединен с первым входом таймера 18, второй вход которого соединен с третьим входом блока 4 фиксации. Третий вход таймера 18 соединен с выходом блока 19, первый вход которого соединен с четвертым входом блока 4 фиксации, а второй - с выходом таймера 18, выход которохО соединен с первым выходом блока 4 фиксации, .а второй выход блока 19 с вторым выходом блока 4 фиксации. Блок 7 приема (фиг.З) содержит широкополос 1Ый фильтр 20, детектор 21, амплитудный селектор 22, соединенные последовательно, а также уз-, кополосный фильтр 23, блок 24 приема запроса и формирователь 25 импульсов. Входы широкополосного 20 и узкополосного 23 фильтров и блока 24 приема запроса соединены с входом блока 7, первый и второй выходы блока 24 - соответственно с первым и вторым выходами, блока 7. Выход узкопоосного фильтра 23 соединен с третьим выходом блока 7, а выход амплитудного селектора 22 - с четвертым выходом блока 7, который подклюен к входу формирователя 25 импульсов , выход которого соединен с пятым выходом блока 7. На промежуточных унктах 11 устанавливается аппаратуа перекрытия сигналов релейной заиты, автоматики и связи, распространяющихся вдоль линии по грозозащитным тросам 12.

Блок 4 фиксации предназначен для приема и выделения электромагнитных волн, распространяющихся от места повреждения фазных проводов, и опрееления момента прихода этих волн.

Блок 1 синхронизации вырабатывает узкополоскые сигналы для подстойки частоты блоков 4 на каждом ромежуточном пункте 11,, а по запросу любого блока 6 пуска - импульсы установки нуля отсчета.

Блок 2 вычисления расстояния принимает информацию о времени прихода электромагнитных волн с всех промеуточных пунктов 11 и вычисляет расстояния до места повреждения.

Блок 8 памяти запоминает инфорацию о времени прихода электромагнитных волн на каждом промежуточном пункте 11.

Бло 9 передает информацию, накопенную в блоке 8 памяти за заданное время, по команде блока 7 приема сигналов управления. Блок 7 принимает и разделяет синхросигналы.

Ретранслятор 5 передает сигналы на соседний промежуточный пункт. Блок б пуска при останове узла синронизации блока 4 фиксации или включении устройства запускает блок 1 синхронизации.

Блок 3 запроса по команде релейной защиты передает сигнал запроса в блоки 7, установленные на каждом промежуточном пункте, о передаче накопленной информации.

Широкополосный фильтр 20 выделяет сигнал установки нуля,, узкополосный фильтр 23 - сигнал подстройки частоты.

Формирователь 25 импульсов формирует сигналы прямоугольной формы.

При повреждении линии электропередачи вдоль нее в обе стороны от места повреждения распространяется электромагнитная волна. Непосредственное измерение времени прихода электромагнитной волны на каждый промежуточный пункт на фазных проводах (полюсах) встречает серьезные трудности из-за высокого рабочего напряжения. Установка специальных устройств присоединения к проводам (полюсам I оказывается экономически нецелесообразной. В то же время такие сверхдальние линии для передачи технологической информации, связи и сигналов релейной защиты оборудуются кангшами связи по тросовым и внутритросовым трактам. Для этого грозозащитные тросы через каждые 100-200 км подключаются к системе присоединения.

На промежуточных пунктах устаавливаются блоки приема и передачи

теленнформации . Однако устройсчвг1ми телемеханики информации передается со скоростью, которая в настоящее время не превышает 600 бод. Этой скорости недостаточно для обеспе5 чения точной установки нуля отсчета времени на всех промежуточных пунктах. Поэтому в предлагаемом устройстве введена собственная система передачи широкополосного сигнала уста0 новки нуля и узкополосного сигнала подстройки частоты.

Устройство работает следую111им образом.

Распространяющаяся от места по5 вреждения электромагнитная волна наводится на грозозащитные тросы 12 и через систему 13 присоединения поступает в приемник 16 электромагнитных волн блока 4 фиксации, где

0 происходит отстройка от помех. Амплитудный селектор 17 вьщеляет импульсы, превышающие заданную амплитуду, а время их прихода фиксируется таймером 18. Для синхронизации

5 работы всех таймеров 18, расположенных вдоль линии, блок 1 синхронизации вырабатывает узкополосный сигнал, который через систему 13 присоединения поступает в высокочастотный

Q канал линии. На каждом промежуточном пункте 11 сигнал синхронизации через соответствуквдую систему 13 присоединения поступает в блок 7 приема сигналов управления, где выделяется узкополосным фильтром 23 и поступает на вход блока 19 автоматической подстройки частоты таймера 18. Первоначальная установка всех таймеров 18, а также их установка после останова производится по команде лю0 бого из блоков 6 пуска импульсом, вырабатываемым по этой команде блоком 1 синхронизации. Импульсы установки нуля через систему 13 присоединения поступают в высокочастотный

5 канал, откуда через соответствующую систему 13 присоединения - на вход каждого блока 7 приема сигналов управления. В блоке 7 они выделяются широкополосным фильтром 20, де0 тектируются детектором 21 и при превышении ими заданной амплитуды вызывают срабатывание амплитудного селектора 22 .

Импульсы с выхода амплитудного 5 селектора 22 устанавливают таймер 18 в нулевое положение. Так как линия электропередачи имеет большую протяженность и тросы разрезаны на ряд участков, то на каждом 0 участке синхросигналы необходимо

ретранслировать. Для этого принятые через систему 13 присоединения синхросигналы на каждом промежуточном пункте 11 выделяются в блоке 7 при5 ема сигналов управления. Сигнал установки нуля после выделения вновь формируется формирователем 25 импульсов. Затем оба.сигнала подаются в ретранслятор 5, где усиливаются, и через следующую систему 13 присоединения поступают на ,сЬсед НИИ участок грозозащитных тросов 12 линии электропередачи. Таким образом, усиливаясь на каж дом промежуточном пункте 11, синхро сигналы проходя вдоль всей линии электропередачи. Момент времени прихода волны запоминается в блоке 8 памяти, причем могут запоминаться несколько значений времени прихода волн. Если в результате повреждения ли ния будет отключена, то по команде релейной защиты блок 3 запроса информации подает через систему 13 присоединения в линию электропереда чи сигналы о наличии повреждения и о выдаче информации относительно времени прихода электромагнитной во ны. Эти сигналы поступают через сие тему присоединения в блок 7 приема сигналов управления, где выделяются из смеси сигнал-помеха. При наличии на входе блока 7 соответствующего сигнала от блока 3 на его выходе вырабатывается сигнал, разрешающий считывание информации и ретрансляцию сигнала запроса ретранслятором 5. При этом ретрансляция сигнала о наличии повреждения происходит мгновенно, а ретрансляция запроса информации разрешается только после окончания передачи информации из собственного блока 8 памяти. Передача информации о времени прихода электромагнитной волны может осуществляться через блок приема и перед чи телеинформадии. Таким образом, устройством последовательно выполня ются следую1цие функции: включение в синхронную работу всех частей устройства, расположенных вдоль линии; поддержание синхронной работы всех частей устройства; запись времени прихода электромагнитной волны; передача этой информации на один из концов линии; с- атическая обработка информации о времени прихода электромагнитной волны к каждому промежуточному пункту. Измерения, проведенные независимо в нескольких соседних пунктах, позволяют уменьшить случайную ошибку, выявить и исключить промахи путем статистической обработки данных, т.е. повысить точность и достоверность определения места повреждения. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает рядом существенных преимуществ: имеет повышенную точность; позволяет выявить промахи и тем самым избавиться от грубых ошибок измерения, а также позволяет/избежать пропусков измерения из-за случайных сбоев на одном из промежуточных пунктов или из-за помех. По сравнению с автоматическими локационными устройствами оно позволяет обслуживать линии существенно большей протяженности, не требует применения специальных систем присоединения к фазным проводам, не содержит мощных генераторов зондирующих импульсов, создающих помехи другим устройствам. Предлагаемое устройство предназначено в основном для сверхдальних линий эле Гтропередачи, однако оно может быть использовано на любых линиях. При отсутствии на таких линиях изолированных грозозащитных тросов могут быть использованы антенны или устройство может подключаться через систему присоединения к фазным проводам.