Високочастотні загороджувачі (ВЗ, або загороджувачі) застосовуються при організації високочастотних каналів зв’язку по проводах ліній електропередачі, за допомогою яких здійснюється передача сигналів диспетчерського управління, релейного захисту і протиаварійної автоматики, що забезпечують ефективне виробництво, передачу і розподіл електроенергії.
Електричні перенапруження, що генеруються в електричних мережах високої напруги, є одним з основних чинників порушення працездатності загороджувачів, встановлених в проводах ВЛ. На деяких лініях електропередачі відмови нині чинних загороджувачів носять систематичний характер із-за низької стійкості до дії високовольтних імпульсів.
Проблема полягає в тому, що ЕМС загороджувачів недостатньо вивчена, а їх традиційний захист, зокрема від перенапружень, мало ефективна [2].
Низька ефективність традиційно використовуваних як захисні пристрої вентильних розрядників з іскровим проміжком за-ключаєтся в нестабільності їх напруги пробою при дії хвиль перенапружень з крутим фронтом, що виникають, наприклад, при комутаційних перемиканнях.
Крім того, розрядники володіють низьким значенням робочого струму і розраховані на обмежене число імпульсних струмів.
Тому ВЕІ спільно з ОАО «РОСЕП» розробило для вітчизняних загороджувачів спеціальні захисні пристрої без іскрових проміжків на базі металлооксидного високонелінійного обмежувача перенапружень (ОПН).
Захисний рівень імпульсної напруги ОПН мало (в межах 10%) залежить від фронту хвилі перенапруження, а експлуатаційний ресурс в десятки разів перевищує ресурс розрядників.
При застосуванні в загороджувачах нових засобів захисту від перенапружень типу ОПН необхідно враховувати, що напруга, що залишається, ОПН рівно захисному рівню і із-за перепаду напруги на захисному пристрої можлива поява перехідних процесів в схемі самого загороджувача.
Загороджувач складається з силового реактора і підключених паралельно до нього захисного пристрою від перенапружень і блоку настройки, що забезпечує настроювання загороджувача на робочу смугу загороди за допомогою паралельних і послідовних LC контурів, сполучених в основному по двух- (мал. 1) і трьох- контурним схемам смугових фільтрів [3].
Найбільшу небезпеку перенапруження представляють для конденсаторів блоку настройки (мал. 1).
Коли з боку лінії електропередачі або шин підстанції на вхідні затиски загороджувача (рис.1) поступає хвиля перенапруження, то під впливом перепаду напруги починається заряд конденсатора С1, включеного паралельно реактору, і конденсатора С2 в послідовному контурі блоку настройки, що складається з конденсатора С2, індуктивності L2 і резистора Rн.
Зростання напруги на конденсаторі С1 припиняється досягши захисного рівня ОПН, підключеного паралельно входу загороджувача. Проте за рахунок дії вхідної напруги і магнітної енергії, запасеної в котушці індуктивності L2, перехідний процес продовжується в послідовному контурі блоку настройки.
На мал. 2 приведена еквівалентна схема за-градітеля для подальшого аналізу перехідного процесу, де е - э.д.с. джерела імпульсних хвиль, а rо позначає опір ОПН.
Розглянемо детальніше електричні процеси в загороджувачі, пов’язані з дією на нього двох видів високовольтних перенапружень: прямокутної імпульсної хвилі і періодичної послідовності прямокутних біполярних імпульсів, які представляють найбільшу небезпеку для елементів схеми загороджувача.
Прямокутна імпульсна хвиля
Спочатку розглянемо більш простій випадок дії на загороджувача хвилі прямокутної форми великої тривалості. До цього моменту струми заряду і напруги на конденсаторі С2 малі і з ними можна не вважатися, тобто для зручності аналізу приймаємо нульові початкові умови. Перепад напруги імпульсної хвилі Е прирівнюваний до значення захисного рівня ОПН.
Опір r0 складає одиниці Ом і шунтує включені паралельно до нього опору ВЛ і електричній підстанції, а також реактора L1 і конденсатора С1.
Виходячи з відомого диференціального рівняння для струму i(t) в подібній схемі
де за t = 0 прийнятий момент досягнення максимальної напруги на ОПН;
wk - власна частота контура схеми мал. 2. Знаходимо закон зміни напруги на реактивних елементах:
Про застосування високочастотних загороджувачів →
Архів по тегу 'схема'
Основні функції високочастотних защит. Лінії електропередачі в сучасних енергетичних системах утворюють мережу високої напруги, що дозволяє забезпечити нормальне постачання споживачів електроенергією. Найбільші потоки потужності передаються по мережах 330-750 кв і розподіляються по мережах 110-220 кВ.
Короткі замикання (КЗ) на лініях, що входять в ці мережі, можуть приводити не тільки до порушень електропостачання крупних споживачів, але і до порушення стійкості роботи всієї енергетичної системи. Для скорочення наслідків, КЗ, що викликаються, на всіх ВЛ встановлюється релейний захист, який постійно включений і може відрізняти аварійні процеси від нормальних режимів мережі.
При КЗ на ВЛ, що захищається, релейний захист подає команду на вимикачі високої напруги, що відключають пошкоджену ділянку мережі. На більшості сучасних ВЛ 110-750 кв роль основного швидкодіючого захисту, що дозволяє відключати пошкодження, що виникло в будь-якій точці лінії, що захищалася, з часом менше 0,1 з, виконують високочастотні захисту. Структурна схема ВЧ захисту показана’ на мал. 1.
Високочастотний захист складається з двох комплектів, що встановлюються на підстанціях (ПС) по кінцях лінії, що захищається. У релейну частину захисту входять вимірювальні трансформатори струму ТА, вимірювальні трансформатори напруги TV, пускові органи ПО і логічна частина захисту Л.
У високочастотну частину захисту (ВЧ канал) входять приймачі-передавач { Пер- передавач, Пр - приймач) і елементи обробки - ВЧ кабель, фільтр приєднання ФП, конденсатор зв’язку З, ВЧ загороджувач ВЗ, які утворюють ВЧ тракт - шлях ВЧ сигналів між приймачами-передавач.
.
Основні технічні дані. Призначення приймача-передавач - передача і прийом блокуючих сигналів між комплектами ВЧ защит ВЛ 110-750 кв, автоматичний періодичний контроль загасання каналу зв’язку з комплексним випробуванням роботи апаратури ВЧ каналу і забезпечення телефонного зв’язку між всіма пунктами каналу при його наладці.
Частота передавача стабілізована кварцем і виконується з кроком 0,5 кгц в діапазоні 36-500 кгц і кроком 1 кгц в діапазоні 500-600 кгц.
Варіанти роботи: частота передавача рівна частоті настройки приймача; настроювання двох приймачів-передавач на різні частоти передачі і прийому з рознесенням частот 1,5 кгц (у діапазоні 36-150 кгц), така настройка використовується на ВЛ завдовжки більше 200-250 км., де можливий вплив віддзеркалень; робота трьох приймачів-передавач на лініях з відпаюванням, де здійснюють зрушення частот кожного з передавачів ВЧ каналу на 0,5 або 1 кгц.
Потужність передавача на виході лінійного фільтру 30 Вт в діапазоні 36-400 кгц і 25 Вт в діапазоні 400-600 кгц. Вхідний опір приймача-передавач на частоті передавача (75±25) Ом. Залишкова напруга на виході зупиненого передавача не більше 10 мв. Чутливість приймача 100-150 мв.
Вибірковість приймача при дії одночастотної перешкоди, отстоящей від частоти прийому на 4 % (але не меншого 6 кгц), не меншого 50 дб. Електрична ізоляція ланцюгів, пов’язаних з акумуляторною батареєю, витримує випробувальну напругу 1 кв змінного струму протягом 1 мин.
Живлення приймача-передавач здійснюється від акумуляторної батареї 220 або ПО В, споживання в режимі, що чекає, 60 Вт, при пуску передавача 200 Вт. Живлення автоконтролю від мережі змінного струму 100, ПО, 220 В, споживання близько 50 В-А. Межі температури в приміщенні, де встановлена апаратура, 0-40°С. Габарити приймача-передавач з автоконтролем 600Х520Х Х290 мм, маса 45 кг
.
Досвід експлуатації ВЧ каналів захисту показує, що основна міра, застережлива зайві дії захисту із-за порушень в роботі ВЧ апаратура, - щоденна перевірка ВЧ каналу. Вона полягає в обміні контрольними сигналами між приймачами-передавач лінії, що захищається. При цьому вимірюють параметри виходу передавача і виходу приймача.
Такий простий контроль дозволяє своєчасно виявити і усунути переважне число несправностей і забезпечити необхідну надійність ВЧ каналу захисту.
Необхідність в автоконтролі виникла, в першу чергу, у зв’язку з масовою телемеханізацією мереж ПО і 220 кв, коли відсутність постійного чергового персоналу зажадала автоматизації перевірки. У енергосистемах центру масове впровадження автоконтролю, розробленого і виготовленого досвідченим заводом Мосенерго, Почалося на початку 60-х років.
До теперішнього часу, наприклад, в Мосенерго все ВЧ канали захисту оснащені автоконтролем. Досвід використання автоконтролю показав, що він корисний і там, де є персонал, особливо натрехконцевих і на міжсистемних ВЛ, де із-за отсут ствія телефонного зв’язку є труднощі в організаци] щоденного обміну контрольними сигналами.