Для контроля обнаружения и сигнализации ненормальных и аварийных режимов в электрических сетях 0,38—35 кВ создан комплекс устройств. Эти устройства позволяют существенно сократить время поиска и обнаружения аварийных режимов, возникающих в электрических сетях, и тем самым сократить ущерб, наносимый сельскохозяйственному производству перерывами в электроснабжении.
Характерной особенностью всех устройств, входящих в комплекс, является упрощенный отбор информации без присоединения к высоковольтной линии, основанный на применении индукционных преобразователей тока и антенных преобразователей напряжения. Это значительно снижает стоимость установки и их эксплуатации, так как отпадает необходимость в реконструкции токопроводов для подключения устройств.
Устройство контроля обрыва проводов типа УКО предназначено для защиты низковольтных электрических сетей от неполнофазных режимов, вызванных обрывом проводов, и повышения уровня электробезопасности. Устройство реагирует на появление в сети напряжения обратной последовательности при обрыве фазного провода и создает искусственное короткое замыкание, приводящее к отключению поврежденной линии. Оно состоит из одного блока и содержит: фильтр напряжения обратной последовательности, пороговый орган, реагирующий орган с элементом выдержки времени, исполнительный орган. Устройство устанавливается в конце защищаемого участка сети и подключается к нулевому и линейным проводам линии.
При нормальной работе линии на выходе фильтра напряжения обратной последовательности присутствует напряжение небаланса, обусловленное параметрами фильтра и контролируемой сети. Это напряжение недостаточно для срабатывания порогового органа.
При возникновении обрыва провода в контролируемой сети на выходе фильтра напряжения обратной последовательности ФНОП резко увеличивается напряжение (рис. 23), которое превышает уставку срабатывания порогового органа ПО, в результате чего он срабатывает. Это, в свою очередь, приводит к срабатыванию регулирующего органа РО с регулируемой выдержкой времени ВВ, по истечении которой сигнал с реагирующего органа поступает на вход исполнительного органа ИО—короткозамыкателя. Он создает устойчивое двухфазное короткое замыкание на землю, которое отключается автоматически выключателем АВ в начале контролируемой сети. Для надежного срабатывания исполнительного органа в нем применена дополнительная токовая обмотка, использующая энергию тока короткого замыкания.
После отключения линии и устранения обрыва провода устройство автоматически возвращается в исходное положение.
Рис. 23. Структурная схема присоединения устройства контроля обрыва проводов типа УКО к сети 0,38
В отличие от существующих устройств УКО реагирует на обрыв провода не по току нулевой последовательности, обусловленному замыканием фазы на землю, а по напряжению обратной последовательности, возникающей при обрыве провода, что обеспечивает высокие чувствительность и надежность в срабатывании устройства. Устройство просто в изготовлении и удобно в эксплуатации. Оно позволяет значительно снизить ущерб от вы хода из строя электродвигателей в результате возникновения неполнофазного режима и практически устранить электротравматизм в сетях 0,38 кВ, связанный с обрывом проводов.
Устройство контроля неполнофазных режимов типа УКН предназначено для защиты электрических сетей 6—10 кВ от неполнофазных режимов, вызванных обрывом провода и перегоранием предохранителей.
В работе устройства в качестве параметров аварийного режима используется напряжение обратной последовательности на стороне 0,38 кВ и напряжение нулевой последовательности на стороне б—10 кВ.
Рис. 24. Структурная схема присоединения устройства контроля неполнофазных режимов типа УКН к сети 6—10 кВ
Устройство состоит из исполнительного органа, антенного фильтра напряжения нулевой последовательности (АФННП) и фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП). Со стороны питающей линии / (рис. 24) установлен антенный фильтр напряжения нулевой последовательности 2; после контролируемого объекта 3, со стороны нагрузки 4, установлен фильтр напряжения обратной последовательности 5. Сигнал с 2 поступает на выходное реле 6 исполнительного органа 7; сигнал с 5 через интегрирующий блок 8, пороговый орган 9 поступает к входному реле 10. Размыкающий контакт 11 реле 10 включен между АФННП 2 и землей.
При неполнофазном режиме, вызванном обрывом в объекте контроля 3, например вследствие перегорания высоковольтного предохранителя, появляется сигнал на ФНОП 5.
Сигнал с 5 интегрируется блоком 8, на выходе которого сигнал пропорционален интегралу входного сигнала. При достижении этим сигналом установленного значения срабатывают пороговый сигнал 9 и реле 10. Сигнал на АФННП 2 в этом случае отсутствует, поэтому реле 6 не срабатывает.
При срабатывании реле 10 замыкаются контакты 14 и катушка 18 выходного реле 13 получает питание. Реле 13 срабатывает, что означает неполнофазный режим, вызванный обрывом в объекте контроля.
При обрыве провода питающей линии появляется сигнал с АФННП 2 и с ФНОП 5.
Сигнал с ФНОП интегрируется блоком 8; при достижении значения срабатывания порогового органа 9 последний срабатывает и входное реле 10 получает питание. Срабатывание реле 10 приводит к размыканию контактов 11, вследствие чего срабатывает входное реле 6. При замыкании контактов 14 входного реле 10 и 15 входного реле 6 обмотка 16 выходного реле 12 получает питание. Реле 12 срабатывает, что означает обрыв провода питающей линии. Обмотка 18 выходного реле 13 не получает питания вследствие размыкания контактов 17 входного реле 6.
Таким образом, включение на выходе ФНОП интегрирующего блока, а на выходе интегрирующего блока порогового органа по сравнению с известными устройствами позволяет значительно повысить надежность электроснабжения при неполнофазных режимах работы. При этом предел срабатывания порогового органа может быть выбран с учетом предельно допустимого нагрева электродвигателей.
Устройство контроля перегорания предохранителей типа УКП предназначено для контроля неполнофазных режимов на стороне высшего напряжения трансформаторных подстанций.
Устройство УКП состоит из исполнительного органа и двух антенных преобразователей напряжения (АПН). В устройстве использован принцип измерения напряжения нулевой последовательности с АПН.
В нормальном режиме, когда все предохранители исправны, величины сигналов, поступающих от АПН на исполнительный орган, равны. Исполнительный орган, реагирующий на разность величин сигналов АПН, в этом режиме не срабатывает.
При неполнофазном режиме, вызванном перегоранием предохранителей, напряжение, получаемое от антенны (рис. 25), расположенной со стороны нагрузки, резко возрастает. Это напряжение подается через мост VD6—VD9 и резистор R6 на конденсатор СЗ. Если напряжение на конденсаторе СЗ возрастает до порога зажигания тиратрона EL2, происходит пробой тиратрона и разряд конденсатора СЗ на обмотку реле К2. Реле К2 срабатывает и кратковременно замыкает свои контакты в цепи питания обмотки указательного реле КН.
Рис. 25. Принципиальная схема устройства контроля перегорания предохранителей типа УКП
Сраба тывая, реле КН замыкает контакты 3—5 в цепи разряда емкости СЗ, предотвращая тем самым повторное срабатывание реле К2, и замыкает контакты 4—6, которые могут быть использованы для воздействия на устройство сигнализации либо на отключение части присоединений с двигательной нагрузкой.
При неполнофазном режиме, вызванном обрывом провода со стороны питания, напряжение одновременно возрастает на антенне 2 и через выпрямительный мост VD1—VD4 подается на конденсатор С1. При возрастании напряжения на конденсаторе до значения порога зажигания тиратрона EL1 последний пробивается, при этом срабатывает реле К.1. Постоянная времени заряда конденсатора СЗ больше заряда конденсатора С1, поэтому реле К.1 срабатывает раньше, чем КН. При срабатывании реле К1 контактом 1—2 разряжает конденсатор СЗ, предупреждая срабатывание реле К2.
Дифференциальное соединение АПН обеспечивает отстройку от всех видов повреждений вне контролируемой зоны.
Перспективность устройства определяется широким внедрением и использованием трансформаторных подстанций 10—35 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения и отсутствием селективных устройств контроля неполнофазных режимов, которые могут привести к выходу из строя двигателей.
Устройство контроля изоляции сети 10 кВ типа УКИУстройство предназначено для автоматического контроля изоляции сети. Устройство содержит; антенный преобразователь напряжения, выполненный с использованием опорных фарфоровых изоляторов; линейный измерительный усилитель; блок питания. На выходе усилителя включен микроамперметр.
Устройство может работать в режимах контроля напряжения нулевой последовательности; измерения напряжения фаз А, В, С; измерения напряжения нулевой последовательности. Основной режим работы устройства — автоматический контроль изоляции сети. Устройство УКИ целесообразно применять в тех воздушных сетях, где возможно появление феррорезонанса при использовании измерительных трансформаторов напряжения для контроля состояния изоляции сети.
Устройство типа СПГ-2 предназначается для сигнализации о возможности появления гололеда и начале гололедообразования на проводах линий электропередачи.
Сигнализатор работает в двух режимах с выдачей сигналов «Возможен гололед» и «Начало гололеда». Для выдачи первого сигнала короткосрочный прогноз гололеда ведется по измерению температуры и относительной влажности воздуха на уровне подвески проводов, что позволяет зарегистрировать гололедную ситуацию за несколько часов до начала процесса гололедообразования на ВЛ. Второй сигнал поступает от датчика гололеда новой конструкции, обладающего высокой чувствительностью.
Сигнализатор (рис. 26) состоит из блока питания БП, блока управления БУ, блока измерения БИ и блока датчиков БД. Постоянно работает лишь блок управления, включая блок питания на 10 мин в течение каждого часа.
Рис. 26. Структурная схема устройства типа СПГ-2
Сигнал «Возможен гололед» отрабатывает логический элемент и при прохождении сигналов от компараторов К.1, К2, КЗ, которые сравнивают сигналы датчиков температуры и влажности воздуха ДВ с заданными значениями, определяемыми уставками срабатывания. Определение начального момента и продолжения процесса гололедообразования производится путем циклического нагрева гигристора Г при помощи нагревателя Я. Уменьшение сопротивления гигристора вследствие растопления отложений фиксируется компаратором К4, который в этом случае формирует сигнал «Гололед».
Сигналы «Возможен гололед» и «Начало гололеда» передаются по проводам действующей линии с помощью контролируемого полукомплекта КП устройства телесигнализации через конденсатор связи С. На диспетчер ском пункте сигналы выделяются индуктивным датчиком ИД и, проходя дешифрацию на диспетчерском полукомплекте ДП, высвечиваются на световом табло СТ.
Рис. 27. Электрическая схема индикатора ИН-1
Устройство контроля наличия напряжения в высоковольтных установках типа ИН-1
предназначено для визуального контроля наличия напряжения на токоведущих элементах электроустановок напряжением 6—35 кВ. Электрическая схема индикатора приведена на рис. 27. Схема состоит из следующих элементов: электрической антенны А, диодного моста VS1—VS4, конденсаторов С1,С2, резистора R1, стабилитрона VD1 и двух тиратронов ELI, EL2.