Методы и приборы определения места короткого замыкания на линии

Обзор методов определения места повреждения. Теоретические основы определения места короткого замыкания по параметрам аварийного режима. Системы для определения места замыкания на основе микропроцессорных приборов. Автоматические локационные искатели.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 31.01.2019
Размер файла 439,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

U2К = U(Н) / 2 ; I2 = U2 / X2С

(Соотношения записаны для модулей величин, без учета знаков).

Учитывая сказанное, можно записать выражение для неизвестного сопротивления до места КЗ:

0,5U(Н)-U2

X2K = ---------- * X2C. (12)

U2

Обычно сопротивление обратной последовательности системы известно с достаточной точностью и можно производить расчет. Очевидно, скудость исходной информации приводит к погрешностям из-за:

наличия переходного сопротивления в месте КЗ;

неточности в определении напряжения нагрузочного режима;

неучета в расчетной схеме нагрузок смежных линий.

Зато используется минимум оборудования (один вольтметр позволяет определять расстояние до КЗ на всех линиях, отходящих от подстанции). К тому же есть вероятность, что замер произойдет даже при трехфазных КЗ, поскольку обычно трехфазное КЗ начинается с двухфазного, а приборы действуют достаточно быстро.

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРОВ ТИПА ИМФ-1. В настоящее время выпускаются приборы типа ИМФ-1, предназначенный для непосредственного определения расстояния до места короткого замыкания на воздушных линиях напряжением 6 - 35 кВ протяженностью до 100 км с дополнительной фиксацией действующих значений токов короткого замыкания, токов прямой и обратной последовательностей, напряжения прямой и обратной последовательностей. позвол (Несколько подробнее микропроцессорные приборы будут рассмотрены ниже).

Расчет расстояния до места КЗ в приборах производится по формуле:

Lкз=Uпф/ ( Iпф * Z уд ) , (13)

Rуд - удельное активное сопротивление линии в схеме прямой последовательности,

Xуд -удельное реактивное сопротивление линии в схеме прямой последовательности,

U пф - действующее значение напряжения между поврежденными фазами,

I пф - действующее значение разности токов поврежденных фаз линии.

Следует отметить, что при включении прибора на трансформаторы тока линии возможны значительные погрешности из-за насыщения трансформаторов тока. При включении прибора на трансформаторы тока ввода питающего систему шин силового трансформатора возникает погрешность из-за токов неповрежденных линий. Известны разработки по снижению указанных погрешностей.

8. НЕКОТОРЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ

Для понимания дальнейшего материала требуется знание основных положений теории дистанционных защит. Поэтому приводим необходимый минимум сведений по дистанционному принципу релейной защиты.

Измерительные органы дистанционных защит - реле сопротивления реагируют на комплекс отношения напряжения к току: Z = U / I. При трехфазном металлическом КЗ на одиночной линии рис.2 очевидно соотношение:

U?= I?* Z1K= =I?*Z1УД * x,

где x - расстояние до места КЗ,

Z1УД - удельное сопротивление линии в схеме прямой последовательности,

Z1К - сопротивление линии до места КЗ. Поделив напряжение на ток, получаем Z1УД * x, то есть замер дистанционного устройства пропорционален расстоянию до места КЗ. Принято анализировать поведение дистанционных устройств в комплексной плоскости сопротивления "на зажимах". Такая плоскость с осями R и jX показана на рис.13. Сопротивления "на зажимах" при металлических КЗ лежат на “оси сопротивления линии”, расположенной под углом фЛ к оси R. Угол фЛ определяется соотношением активной и индуктивной составляющей удельного сопротивления линии. Некоторое представление о значении этого угла можно получить из таблицы 2-4 ”Руководящих указаний по релейной защите”, вып. 11, “ Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 100-750 кВ”. Согласно указанной таблице угол фЛ для линий 110 кВ лежит в пределах от 350 (провод АС-50) до 780 (провод АСО-400), для линий 220 кВ от 730 (провод АСО-240) до 840 (провод АСО-500), для линий 500 кВ от 84 до 87 градусов. Среднее значение для 110 кВ равно 650, для 220 кВ - 750 .

Рис.13. Сопротивления на зажимах дистанционного устройства при металлических КЗ на линии

При КЗ "в направлении срабатывания" дистанционной защиты сопротивления на рис.13 лежат в первом квадранте плоскости, при КЗ "за спиной" - в третьем квадранте плоскости; при переходе КЗ на смежные линии сопротивление уходит вверх за точку Z1Л .

На дистанционном принципе работают дистанционные защиты линий. Измерительный орган такой защиты от междуфазных КЗ содержит три реле сопротивления, включенные на три "петли междуфазных КЗ": первое на напряжение UАВ и ток (IА - IВ ), второе на UВС и (IВ - IС ), третье на UСА и(IС - IА ). Измерительный орган дистанционной защиты от КЗ на землю содержит три реле, включенных на три "петли фаза-земля": UФ и (IФ +KI0 ). Смысл такого включения ясен из выражения (2) - только оно обеспечивает при металлическом замыкании на землю замер, равный сопротивлению линии до места КЗ в схеме прямой последовательности Z1К.

Как видим, дистанционный принцип сам по себе обеспечивает односторонний замер расстояния до места КЗ, но только при металлических замыканиях. При КЗ через переходное сопротивление пропорциональность между сопротивлением на зажимах и расстоянием исчезает. Напряжение U' в схеме рис.14 можно получить сложением напряжения в точке К с падением напряжения в сопротивлении линии Z1К :U? = (I?+I?)RП + I? Z1К . Сопротивление, измеренное дистанционным устройством, равно:

(14)

Рис.14. КЗ через переходное сопротивление

Как видим, из-за переходного сопротивления появляется вектор ДZ, величина которого определяется не только током своего конца линии, но и током противоположного конца линии. Однозначная зависимость между замером устройства и расстоянием до КЗ исчезает.

При некоторых видах КЗ ток в переходном сопротивлении может быть выражен через симметричные составляющие тока в точке КЗ. Например, при однофазном КЗ фазы А : (I?+I?)= 3I0К , при двухфазном КЗ фаз В и С : (I?+I?)=jI2КА . С учетом этого формулу для ДZ при однофазном КЗ (в плоскости UФ /(IФ +KI0 ) ) и для двухфазного КЗ (в плоскости UВС /(IВ -IС )) можно переписать в виде:

В дальнейшем указанные формулы помогут нам определить если не величину, то хотя бы направление вектора ДZ.

(15)

(16)

Направление вектора ДZ зависит от фазных соотношений между входящими в формулы (15) и (16) токами (само RП имеет активный характер). Общая закономерность следующая (рис.15). Если отсутствуют составляющие токов нагрузочного режима (например, КЗ на линии с односторонним питанием), то вектор ДZ горизонтален (вектор ДZ? на рис.15). На передающем конце линии (например, линия отходит от станции) вектор уходит вниз (вектор ДZ?? на рис.15) На приемном конце линии вектор уходит вверх (ДZ? на рис.15). Объясняется это тем, что с ростом переходного сопротивления сопротивление на зажимах стремится от точки Z1K к точке сопротивления в нагрузочном режиме Z(Н).

Рис.15. Положение вектора ДZ на плоскости

Само сопротивление в нагрузочном (доаварийном) режиме равно отношению U(Н) /I(Н) и лежит в бесконечности на ненагруженной линии (или линии с односторонним питанием при пренебрежении ее нагрузкой), в первом квадранте на передающем конце линии (выдача активной мощности эквивалентна положительным значениям R), во втором или даже третьем квадрантах на приемном конце линии (прием активной мощности и выдача или прием реактивной).

При изменении переходного сопротивления от нуля до бесконечности конец вектора сопротивления на зажимах описывает дугу окружности, ограниченную точками Z1К и Z(Н) - годограф сопротивления. Вид таких годографов приведен на рис.16 для линии 220 кВ с параметрами, указанными в разделе 2 данной работы. Приведены годографы при КЗ в начале линии (сплошные чертежные линии) и в конце (пунктирные чертежные линии) для двух нагрузочных режимов - режим выдачи мощности с углом в= arg(E2 / E1 ) = -600 и режим приема мощности с д=600 (E2 и E1 - ЭДС системы противоположного конца линии и ЭДС системы прилегающего конца линии). Как видно из рисунка, на передающем конце линии годограф движется по короткой дуге окружности и не уходит из первого квадранта. На приемном конце линии годограф движется по длинной дуге окружности и переходит из первого во второй квадрант. Плохо, что он при этом пересекает ось сопротивления линии - при пересечении сопротивление на зажимах такое же, как при металлическом замыкании в весьма удаленной точке.

Плохо, что на приемном конце линии годографы, соответствующие совсем разным точкам КЗ, пересекаются между собой - в точке пересечения по сопротивлению на зажимах нельзя отличить два разных места КЗ. Вообще при одностороннем замере устройства на передающих концах линии имеют гораздо меньшие погрешности, чем устройства на приемных концах.

Рис.16.Годографы сопротивлений на зажимах при однофазных КЗ через переходное сопротивление, изменяющееся от 0 до ?

Исключение влияния переходных сопротивлений и является основной трудностью при одностороннем замере.

9. ТЕОРИЯ ОДНОСТОРОННЕГО ЗАМЕРА НА ЛИНИИ С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

Первым из приборов одностороннего замера, работающих на дистанционном принципе, был прибор ФИС, выпускавшийся в небольших количествах в начале 80-х годов. Проблема устранения влияния переходного сопротивления в нем решалась тем, что прибор реагировал на реактивную составляющую сопротивления "на зажимах": X = Im ( Uф / (IФ + KI0 ). Непосредственно из рис.15 можно заключить, что влияние переходного сопротивления исключалось только либо на ненагруженных линиях, либо на линиях с односторонним питанием. Для расширения области применения делались попытки осуществлять замер в режиме каскадного включения линии при неуспешном АПВ. Однако это не являлось полноценным решением проблемы.

Положение изменилось только после появления разработки Рижского политехнического института (А.С. Саухатас) - прибора МФИ, реализовавшего принципы, разработанные в [6]. Рассмотрим теоретические основы действия прибора.

Согласно формулам (15) и (16) и рисунку 15, замер дистанционного устройства Z складывается из сопротивления линии до места КЗ Z1K и вектора ДZ. Длины двух указанных векторов неизвестны. Но известны их направления: вектор Z1K направлен вдоль оси сопротивления линии; направление вектора ДZ можно найти почти точно. Для пояснения обратимся к формуле (15) для случая однофазного короткого замыкания. Если считать переходное сопротивление чисто активным, то направление ДZ определяется соотношением токов I0K и (IФ + +KI0 ). Токи IФ и I0 можно измерить на данном конце линии. Ток I0K существует только в месте замыкания. Однако к этому току весьма близок по фазе ток нулевой последовательности I0, поскольку токораспределение по схеме нулевой последовательности мало меняет фазу токов в отдельных элементах. Для угла, под которым вектор ДZ наклонен к горизонтали, можно написать формулу:

arg ДZ = arg[I0K/( IФ+ KI0 )]= arg[I0 /( IФ+ KI0 )] -arg[I0 / I0K]=б - в,

б = arg[ I0 /( IФ+ KI0), в = arg[I0 / I0K] (17)

Угол б может быть сосчитан по измерениям на одном конце линии. Угол в очень мал, им иногда можно пренебречь.

Графическое решение задачи определения Z1K пояснено на рис.17. На комплексной плоскости построены вектор Z и ось сопротивления линии. Затем через точку конца вектора ДZ проведена прямая под углом б-в к горизонтали. Пересечение прямой с осью сопротивления дает точку конца вектора Z1K, в частности, реактивное сопротивление до места КЗ - X1K

Возможно получение аналитической формулы для X1K путем решения треугольника. Согласно [6] расчетная формула имеет вид:

(18)

где tg фЛ = XЛ/RЛ, X и R - составляющие вектора Z.

Рис.17 К пояснению принципа одностороннего ОМКЗ

В формуле известно все, кроме угла в, который нельзя измерить на одном конце линии. Приближенное решение предполагает пренебрежение углом и. Тогда аналитическая формула приобретает вид:

(19)

Графическая интерпретация приближенного решения показана на рис.17: если через конец вектора Z провести прямую не под углом (б-в), а под углом б, то получим не точное решение X1K, а приближенное X1K?. Следовательно, односторонний замер оказался возможным потому, что направление тока I0K приняли совпадающим с направлением тока I0.

В[7] введено понятие опорного тока - тока, близкого по фазе к току в переходном сопротивлении. Для однофазного КЗ это либо ток нулевой последовательности I0 , либо ток обратной последовательности I2 , либо аварийная составляющая тока прямой последовательности I1-I(Н) , либо аварийная составляющая тока фазы IФ-I(Н) . Для использования аварийных составляющих необходимо знание тока предшествующего нагрузочного режима I(Н). Для этого прибор должен запоминать значение предшествующего тока, что в принципе возможно. Еще проще решается вопрос при использовании для расчета данных от цифровых осциллографов - осциллографы всегда записывают не только токи КЗ, но и несколько периодов величин предшествующего режима. Использование аварийных составляющих возможно в предположении, что за время КЗ угол между ЭДС систем не успел значительно измениться - иначе в аварийную составляющую войдет и часть тока прямой последовательности, что приведет к погрешностям.

Из формулы (16) следует, что при замыкании двух фаз (В и С) без земли в качестве опорного следует принимать ток jI2кA . Тогда формулы (18) и (19) не изменятся, но анализ следует вести в плоскости сопротивления петли междуфазного КЗ. Например, при КЗ между фазами В и С:

R = Re [UВС / (IВ - IС )], X = Im [UВС / (IВ - IС )

б = arg[ I2A / (IВ - IС )]+ 90? , в = arg[ I2A / I2кA ] . (20)

При КЗ двух фаз на землю опорный ток выделить не удается, но из положения выходят тем, что ведут расчет по петле междуфазного КЗ, чем исключается влияние общего переходного сопротивления (на землю), но не исключается влияние фазных переходных сопротивлений. При КЗ трех фаз исключить влияние переходных сопротивлений при одностороннем замере вообще не удается.

10. ВАРИАНТЫ СПОСОБОВ ОДНОСТОРОННЕГО ЗАМЕРА

Техническая реализация одностороннего замера возможна многими путями, но все дают один и тот же результат. Перечислим некоторые известные варианты применительно к однофазным замыканиям.

ИТЕРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ. Сущность его заключается в постепенном приближении к искомой точке КЗ от некоторой начальной точки, взятой произвольно. Критериев, определяющих направление передвижения и конец поиска, может быть несколько. В [6] в качестве критерия предложено направление вектора

(21)

С0 Р = (Z00 - Z0 С - Z0 К ) / Z00 = I0 /I0К (22)

-коэффициент токораспределения по схеме нулевой последовательности,

Z0 С Z0 К, Z00 - сопротивления прилегающей системы, линии до точки КЗ и суммарное сопротивление всей схемы нулевой последовательности.

Можно сказать, что ДZУД - "кажущееся" с данного конца линии сопротивление одного Ома переходного сопротивления. В [6] показано, что если в ходе расчета принять слишком малое предполагаемое расстояние до предполагаемого места КЗ, то угол arg(ДZ/ ДZУД ) положителен. Если расстояние преувеличено, угол отрицателен. При точном значении расстояния угол равен нулю. Особенно целесообразно применять итерационные расчеты на длинных линиях, где с удалением точки КЗ меняется и значение, и фаза тока нулевой последовательности.

РАСЧЕТЫ ЗНАЧЕНИЙ ЦЕЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ПРЕДПОЛАГАЕМОГО МЕСТА КЗ ВДОЛЬ ЛИНИИ. В разделе 2 уже описан способ идентификации параметров линии, основанный на расчете значений целевых функций при перемещении предполагаемого места КЗ вдоль всей длины линии. В качестве прямой целевой функции можно использовать значение реактивной мощности в точке КЗ - по выражению (4). Однако для этого следует знать Iѓ - ток в переходном сопротивлении, что возможно только при двустороннем замере. В [7] введено понятие косвенной целевой функции, когда ток в переходном сопротивлении заменяют близким ему по фазе током. Как показано в предыдущем параграфе, в качестве опорного можно взять токи нулевой или обратной последовательностей, можно взять аварийную составляющую тока прямой последовательности либо тока фазы. Тогда выражение (4) приобретает вид:

Q0 = Im [Uѓ I0 ] = 0

Q2 = Im [Uѓ I2 ] = 0 ; (23)

Qав = Im [Uѓ Iав ] = 0

Можно строить графики изменения целевой функции при перемещении предполагаемого места КЗ вдоль линии (как на рис.3). Тогда точка КЗ определяется по пересечению графика с осью линии. Можно сразу сосчитать значение целевой функции в месте установки прибора и поделить его на потери реактивной мощности в одном километре линии. Все равно результат будет один и тот же и точно совпадет с результатом расчета по формуле (19).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА КЗ ПО МГНОВЕННЫМ ЗНАЧЕНИЯМ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ. Способы ООМКЗ, рассмотренные выше, основаны на расчетах по интегральным параметрам электрических величин (токов, напряжений). Термин интегральные параметры появился с внедрением ЭВМ в технику релейной защиты для того, чтобы отличить мгновенные значения синусоидальных электрических величин i, u от характеризующих эти величины в любой момент времени параметров I, U. Употребляется термин в том смысле, что ЭВМ получает интегральные параметры путем замера и обработки ряда мгновенных значений, т.е. после суммирования - интегрирования информации о мгновенных значениях.

Однако известны и способы ООМКЗ на основе операций с мгновенными значениями токов и напряжений. Первый из них предложен во Франции [8]. Основы его следующие.

Пусть однофазное КЗ через сопротивление RП произошло на расстоянии l на линии с удельными параметрами RУД, LУД . Мгновенное значение напряжения на данном конце линии равно: u = l (RУД i + LУД ) + RП iК ; удельное падение напряжения на одном километре линии равно: Дu = RУД i + LУД = (iФ + K i0 ).* Z1УД.

Если выбрать момент, когда ток в месте КЗ iК равен нулю, то в формуле для напряжения исчезнет слагаемое, содержащее RП . Тогда получаем простую формулу:

l = (24)

Т.е. для определения расстояния достаточно измерить напряжение u и ток i = (iФ + K i0 ) в момент перехода тока iК через нулевое мгновенное значение. Поскольку ток iК неизвестен, достаточно взять почти совпадающий с ним по фазе ток i0 . В [6] показано, что результат в точности совпадает с расчетом по интегральным значениям с применением формулы (19).

С учетом (24) просто понять формулу, по которой определяется расстояние до места однофазного КЗ в приборах МИР, ФПМ, ИМФ:

. (25)

В формуле замер мгновенных значений u и Дu в момент перехода i0 через нулевое мгновенное значение заменен на расчет проекции на мнимую ось, перпендикулярную вектору I0 , интегральных величин UФ и Д UФ.

Все перечисленные способы применимы и при двухфазных КЗ без земли при замене параметров петли фаза - земля на параметры петли фаза - фаза.

УЧЕТ ВЗАИМНЫХ ИНДУКЦИЙ С ДРУГИМИ ЛИНИЯМИ. Выпускаемые в настоящее время приборы способны учесть взаимную индукцию с одной из параллельных линий, для чего к прибору подводится ток нулевой последовательности этой линии I0 II . При наличии взаимоиндукции по всей длине линии в формуле (25) для расстояния до места однофазного КЗ вместо (IФ +KI0 ) появляется (IФ +KI0+Km I0 II), где Km = Хm /Х1 - коэффициент компенсации по току нулевой последовательности параллельной линии. При других видах замыканий - трехфазных, двухфазных или двухфазных на землю взаимоиндукция не учитывается, поскольку весь расчет идет по петле междуфазного КЗ.

Если взаимоиндукция имеется не по всей длине линии, а лишь на начальном участке, то вначале расчет ведут с учетом взаимоиндукции. Но если результат расчета окажется большим, чем длина участка с взаимоиндукцией lm , то производят пересчет с "мысленным переносом" прибора в точку конца участка с взаимоиндукцией. Напряжение фазы в указанной точке равно UФ m =UФ - (IФ +KI0+Km I0 II) lm Z1 УД ,

токи всех фаз за пределами участка с взаимоиндукцией те же, что и в месте замера. Поэтому пересчет расстояния после "мысленного переноса" прибора не представляет трудностей.

Имеются программы, учитывающие до десяти взаимоиндукций с разной протяженностью. Идея та же - расчет начинается с головного участка, который имеет максимальное число взаимоиндукций; затем прибор "мысленно переносится" на начало все новых участков, каждый из которых имеет меньшее число взаимоиндукций, пока расстояние не окажется лежащим в пределах очередного рассмотренного участка.

УЧЕТ ОТВЕТВЛЕНИЙ С ТРАНСФОРМАТОРАМИ С ЗАЗЕМЛЕННЫМИ НЕЙТРАЛЯМИ. Схема линии с одним ответвлением приведена на рис.6. Если нейтраль трансформатора не заземлена, то влиянием ответвления можно пренебречь, поскольку токи нагрузки много больше токов короткого замыкания. При заземленной нейтрали расчет расстояния за ответвлением без учета подпитки от нейтрали будет неточен, поскольку указанная подпитка соизмерима с токами нулевой последовательности в месте замера. В этом случае расчет также ведется с "мысленным переносом прибора". Вначале расстояние считается по электрическим величинам в точке замера без учета ответвления. Если подсчитанное расстояние меньше LОТ, то расчет заканчивается. Но если больше, то расчет повторяется с "переносом прибора" в точку ответвления. Напряжение нулевой последовательности в указанной точке равно U0Б = U0 - I0 LОТ Z0 УД : ток нулевой последовательности за точкой ответвления равен I0Б = I0 - U0Б / jХОТ . Напряжения и токи других последовательностей при переходе за точку ответвления не изменяются. Поэтому последовательность расчета после "переноса прибора" в точку Б остается той же, что и для линии без ответвлений.

11. ПОГРЕШНОСТИ ОДНОСТОРОННЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ

Рассмотренные способы имеют ряд источников погрешностей. Некоторые из них общие с любыми устройствами, работающими на дистанционном принципе - неточность работы трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, влияние свободных составляющих переходного электромагнитного процесса, неточность знания параметров обслуживаемой линии. Но есть и специфические источники методической погрешности - влияние взаимных индукций с другими линиями и влияние комплексности токораспределения по схеме нулевой последовательности.

Влияние взаимоиндукций сказывается, если этих взаимоиндукций больше, чем может учесть прибор. Приборы МИР, ФПМ, ИМФ способны учесть влияние лишь одной взаимной индукции (у них есть входы для токов трех фаз обслуживаемой линии и для тока нулевой последовательности еще одной линии). Между тем из соображений экономии земли линии от подстанции обычно отходят коридорами, создавая многочисленные взаимоиндукции. Из всех взаимоиндукций приходится выбирать одну - наиболее сильно влияющую. Неучет остальных вызывает погрешности замера.

Принципиально указанную погрешность можно устранить создавая систему сбора информации от всех линий, отходящих по данному коридору. Подобные системы известны и существуют компьютерные программы, ведущие расчеты по данным многих приборов. Еще проще решается проблема, если на подстанции установлены цифровые осциллографы, собирающие информацию со всех присоединений. Компьютер, в который сходится информация, способен учесть взаимное влияние всех линий.

Проблема становится практически неразрешимой, если взаимные индукции появляются где-то в середине линии (взаимное сближение линий, отходящих от разных подстанций), или если коридор с взаимными индукциями появляется на противоположной по отношению к прибору стороне линии. Тогда приходится применять другие способы (например, устанавливать приборы на двух концах линии и вести расчеты по двустороннему замеру величин обратной последовательности).

Комплексность токораспределения по схеме нулевой последовательности - комплексность коэффициента токораспределения C0p , определяемого выражением (22). Если коэффициент является комплексным числом, то ток нулевой последовательности в месте замера имеет угол с током в переходном сопротивлении. В общем случае этот угол всегда имеется, поскольку в схеме рис.2 сопротивление нулевой последовательности систем почти чисто индуктивно, а сопротивление линии имеет значительную активную составляющую (из-за потерь активной мощности в земле).

С формальной точки зрения погрешность появляется потому, что не имея точной информации о фазе тока в переходном сопротивлении, приборы вынуждены вести расчет не по точной формуле (18), а по приближенной формуле (19), не учитывающей угла в = arg(C0p).

Сам угол в невелик. О значении этого угла можно судить по рис.18, на котором показана его зависимость от расстояния при перемещении точки КЗ по одиночной линии с сопротивлением Z0Л = 35 ej78? Ом.

Принят довольно широкий диапазон изменения сопротивления систем (с1-прилегающая к месту установки устройства система, с2- система противоположного конца линии). При индуктивных системах и активно-индуктивной линии угол в при КЗ в начале линии всегда отрицателен, при КЗ в конце линии всегда положителен.

Рис.18.Изменение угла и при удалении точки КЗ:

1-Z0с1 =j1 Ом, Z0с2 =j 10 Ом; 2- Z0с1 =j10 Ом, Z0с2 =j 1 Ом;

3- Z0с1 =j10 Ом, Z0с2 =j 100 Ом; 4- Z0с1 =j100 Ом, Z0с2 =j 10 Ом;

5- Z0с1 =j1 Ом, Z0с2 =j 10 Ом

На линии всегда имеется точка с в=0, при КЗ в которой погрешность замера равна нулю при любом переходном сопротивлении. Погрешность при КЗ в других точках зависит от величины переходного сопротивления, от значения угла в и от токов нагрузочного режима. Примеры зависимости погрешности от расстояния и от составляющих нагрузочного режима приведены на рис.19. Рассматривалось КЗ через переходное сопротивление в 30 Ом на линии 220 кВ с параметрами, приведенными в разделе 2 (см. также рис.3 и рис.16).

Токи нагрузочного режима определены углом между ЭДС систем (д=arg(E2 / E1 ). Отрицательные углы между ЭДС - передающий конец линии. Положительные углы - приемный конец линии. Видно, что при КЗ в начале линии погрешности невелики, при КЗ в конце могут быть весьма большие (положительные погрешности соответствуют заниженному результату расчета). На передающем конце линии погрешности всегда малы, на приемном могут быть весьма значительными.

Рис.19. Погрешности замера от комплексности токораспределения

Причина больших погрешностей ясна из рассмотрения годографов рис.16. На передающем конце линии годограф всегда лежит в первом квадранте, вектор ДZ невелик и погрешности от неучета угла величиной в несколько градусов незначительны. На приемном конце линии годограф переходит из первого во второй квадрант комплексной плоскости сопротивлений. Когда сопротивление на зажимах близко к оси сопротивления линии, даже незначительная ошибка по углу приводит к большой погрешности расчета.

Известны пути уменьшения влияния комплексности токораспределения. Согласно [6] для этого следует решать совместно уравнения (18) зависимость расстояния от электрических величин и (22) - зависимость в от расстояния. В результате получается квадратное уравнение, один из корней которого дает искомое расстояние.

Другой путь - предложенное в [7] использование прямой целевой функции. Однако уже указано, что это возможно только при двустороннем замере.

12. ВЫПОЛНЕНИЕ ПРИБОРОВ ОДНОСТОРОННЕГО ЗАМЕРА

Приборы одностороннего замера впервые были разработаны в начале 90-х годов в Рижском Политехническом институте под руководством А.С. Саухатаса и начали выпускаться под названием МФИ (микропроцессорный фиксирующий импульсный прибор). В настоящее время различные заводы выпускают те же приборы под названиями МИР, ФПМ, ИМФ - приборы имеют минимальные различия в техническом исполнении и в алгоритмах. Рассматриваемые приборы явились первыми микропроцессорными устройствами, в массовом масштабе внедренными в отечественную энергетику. Объясняется сравнительная легкость их внедрения несовершенством прежде существовавших приборов двустороннего замера и несомненно большим удобством одностороннего замера для оперативного персонала.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА прибора представлена на рис.20 [9]. Токи и напряжения контролируемой линии IА, IВ, IС, UА, UВ, UС, а также ток нулевой последовательности одной параллельной линии I (при ее наличии) поступают на первичные обмотки промежуточных трансформаторов входного блока БВ. Кроме входных трансформаторов БВ содержит фильтры низких частот, назначение которых - предварительное подавление высших гармонических составляющих.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.20. Структурная схема прибора

БВ - блок входной; МП - мультиплексор ; АЦП аналого-цифровой преобразователь; БЗУ - блок задания уставок; БУ - блок управления; БИ - блок индикации.

После предварительной обработки в блоке БВ токи и напряжения поступают на входы мультиплексора МП, который по команде микро-ЭВМ подключает к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя АЦП тот или иной канал. При этом производится аналого-цифровое преобразование соответствующего тока или напряжения. Прибор успевает сделать по 23 дискретных мгновенных замера каждой из семи входных величин за период. Кроме токов и напряжений к аналоговому входу АЦП подводятся выходные напряжения блока задания уставок (информации о параметрах данной линии) БЗУ, регулируемые эксплуатирующим персоналом перед включением прибора. При регулировке имеется возможность индикации значений этих параметров (уставок) на цифровом табло блока индикации БИ, что позволяет задать значения параметров без применения измерительных приборов.

Блок управления БУ обеспечивает вывод результатов и значений уставок на цифровое табло, контроль исправности и принудительный пуск устройства. БУ содержит две кнопки управления, при помощи которых осуществляются указанные операции.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ прибора ФПМ представлена на рис.21. При подаче оперативного питания осуществляется автоматический пуск выполнения программы работы ФПМ. Первым выполняемым программным блоком является блок контроля меток и сигналов управления. При выполнении этого блока осуществляется опрос кнопок управления, состояния внешнего разрешающего сигнала (о факте отключения выключателя - аналог селективного пуска в приборах двустороннего замера), а также содержимого одной из ячеек ОЗУ, куда при срабатывании прибора записывается определенный код (метка срабатывания F1). Наличие упомянутой метки свидетельствует, что до подачи оперативного питания устройство срабатывало, а информация еще не считана. Следующий программный блок реализует контроль состояния внутреннего таймера устройства, который запускается при срабатывании. Если после срабатывания прошло время более 32 часов, то таймер останавливается и сбрасывается на ноль

В зависимости от состояния таймера и результатов, полученных при выполнении блока контроля меток и сигналов управления, выбирается один из

4-х возможных режимов работы.

Первый режим - режим контроля наличия условий пуска и, в случае их возникновения, выполнения основной функции ФПМ - расчета расстояния до места КЗ. Выбор первого режима возможен в следующих случаях:

1. после последнего срабатывания прошло более 32 часов;

2. после снятия показаний оперативным персоналом;

3. после предыдущего срабатывания в течении 1О сек не происходило хотя бы кратковременной подачи разрешающего сигнала РС (третье условие обеспечивает возврат в состояние готовности приборов не отключавшихся линий.

В первом режиме автоматический пуск прибора осуществляется при появлении хотя бы кратковременной несимметрии фазных токов (1О мс и более), удовлетворяющей условию: 4 * I2 > I1, где I1, I2 - токи прямой и обратной последовательности соответственно.

При трехфазном КЗ дополнительным условием срабатывания является: I1 > Iн, где Iн - номинальный ток измерительных трансформаторов тока.

После пуска прибор два периода фиксирует токи и напряжения. Затем выполняет расчеты. Контроль токов во время расчетов не осуществляется.

Рис.21. Структура программного обеспечения ФПМ-01

Второй и третий режимы - самоконтроля и индикации, выбираются при условии нажатия соответствующей кнопки управления. Функционирование блока индикации обеспечивает чтение результатов обработки информации. Блок самоконтроля обеспечивает проверку исправности всего программного обеспечения ФПМ. При его выполнении осуществляется чтение и последовательное суммирование кодов всего ППЗУ. После получения суммы производится ее сравнение с контрольным числом и, в случае их совпадения, делается вывод об исправности.

Четвертый режим - режим ожидания или блокировки. Выходом на осуществление этого режима служит совпадение следующих условий:

1. после срабатывания ФПМ прошло время менее 32 часов;

2. было зафиксировано появление разрешающего сигнала РС;

3. не осуществлялось считывание результатов работы ФПМ.

Прибор ФПМ обеспечивает получение результатов при снижении или полном исчезновении напряжения оперативного питания на время не более 8 с с момента возникновения КЗ.В режиме хранения информации допускаются перерывы оперативного питания до 1О мин.

РАСПОЗНАВАНИЕ ВИДА КЗ и определение поврежденных фаз осуществляется по соотношению векторов симметричных составляющих токов контролируемой линии. Последовательность решения задачи следующая.

1. Определяется, является ли замыкание трехфазным, или оно относится к классу несимметричных. КЗ считается трехфазным, если выполняются условия:

4 * I2 < I1 > Iн , (26)

где Iн - номинальный ток трансформаторов тока контролируемой линии.

2. Если не выполняется только правая часть (26), то устройство прекращает дальнейший анализ собранных данных и возвращается в исходное состояние (неселективный пуск).

3. Если не выполняется левая часть (26), то проверяется наличие двухфазного КЗ. КЗ будет сочтено двухфазным при выполнении условия:

6 * Iо < I2 . (27)

При этом осуществляется распознавание повредившихся фаз путем проверки выполнения фазовых соотношений между токами обратной и нулевой последовательностей.

4. При невыполнении (26) и (27) фиксируется наличие замыкания на землю и осуществляется разделение однофазных замыканий на землю от двухфазных замыканий на землю. Разделение этих двух замыканий осуществляется путем проверки фазовых соотношений между токами нулевой, обратной и прямой последовательностей.

В зависимости от вида короткого замыкания для определения расстояния до места повреждения используются различные выражения, в которые подставляются соответствующие величины токов и напряжений. Расстояние подсчитывается по выражению

L = Z / Z уд.

Сопротивление до места трехфазного КЗ:

Z = Re (Uab/Ic)/ Re (Iab*P/Ic);

КЗ(bc) Z= Re [(Ub-Uc)/I2a] / Re [(Ib-Ic)*P/I2a];

КЗ Z = Im (Uф/I0 )/ Im [(Iф+k*I0 +m*I0 пар)*P/I0 ];

где:

Re, Im - активная и реактивная составляющие электрических величин,

P = еjфл - вектор поворота на угол, равный углу сопротивления линии,

Uф, Iф - напряжение и ток поврежденной фазы,

k - коэффициент компенсации по току нулевой последовательности своей линии, m = Xm/X1 - коэффициент компенсации по току нулевой последовательности параллельной линии (I0 пар),

Xm - сопротивление взаимоиндукции параллельных линий.

Как видно из приведенных формул, в качестве опорного тока для исключения влияния переходного сопротивления используется при однофазных КЗ ток нулевой последовательности, а при двухфазном КЗ ток обратной последовательности, повернутый на 90 градусов (для чего взято соотношение активных, а не реактивных составляющих электрических величин). При КЗ двух фаз на землю расчет ведется по петле междуфазного КЗ, что исключает влияние общего переходного сопротивления (на землю), но не исключает влияние фазных переходных сопротивлений. При трехфазном КЗ берется просто реактивная составляющая сопротивления петли междуфазного КЗ, что исключает влияние переходного сопротивления только на линиях с односторонним питанием.

13. СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА ОСНОВЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ПРИБОРОВ

Выше были рассмотрены методы дистанционного ОМП и приборы, реализующие соответствующие алгоритмы. Наиболее технически совершенными являются микропроцессорные приборы типов МИР, ИФМ, ФПМ. Обслуживание приборов и снятие с них показаний можно существенно облегчить, если создать систему сбора показаний приборов в ЭВМ. Собранную информацию можно использовать в системе АСУ ТП (например, для анализа функционирования защит), можно использовать и для уточнения расстояния до места КЗ за счет учета взаимоиндукций с неповрежденными линиями. Для этого достаточно собрать показания приборов, установленных на ЛЭП данного энергобъекта (распредустройства станции, п/ст).Как указывалось, один прибор позволяет учесть взаимоиндукцию только одной ЛЭП (обычно параллельной). При выходе с п/ст, как правило, взаимоиндукцией связано большее количество ЛЭП. Объединение информации от всех приборов, установленных на линиях, связанных взаимоиндукцией, позволяет учесть их все (даже если взаимоиндукцией связаны линии разных напряжений).

Рассматриваемые приборы имеют еще несколько существенных недостатков:

несовершенный алгоритм определения вида к.з.;

упрощенный учет ответвлений (трансформаторов с заземленной нейтралью на отпаечных п/ст) и невозможность учета наличия ответвлений не на обслуживаемой прибором линии, а на связанной с ней взаимоиндукцией;

трудности с восстановлением метрологии после ремонта приборов (масштабные коэффициенты по каналам токов и напряжений задаются в постоянной памяти приборов при изготовлении и могут быть сбиты при ремонтных работах).

Большинство указанных недостатков может быть устранено при наличии системы сбора информации от приборов в ЭВМ.

Все микропроцессорные приборы имеют последовательный интерфейс для связи с ЭВМ или контроллером. К сожалению, все приборы выполнены с нестандартным и отличающимся друг от друга интерфейсом. Описание интерфейсов отсутствует в заводской документации. Подробно этот вопрос рассмотрен в разделе 14.

Наличие последовательного интерфейса позволяет осуществить сбор информации с приборов. Такие системы сбора информации были разработаны и реализованы для различных типов микропроцессорных приборов. Упрощенная схема для приборов МФИ, МИР приведена на рисунке 22.

В этой структуре использованы электронные коммутаторы на восемь направлений. Коммутатор верхнего уровня может иметь от двух до восьми направлений. В примере коммутатор подсоединяет два релейных щита, расположенных в разных помещениях.

Рис.22. Структурная схема системы сбора информации от приборов типа МФИ, МИР

Этот коммутатор подключается к одному из последовательных портов ЭВМ. Схема подключения к 9-ти и 25-ти контактным разъемам приведены в таблицах 2 и 3. Приборы подключаются к коммутатору нижнего уровня, допускающему подключение до восьми приборов. Схема подключения применительно к приборам типа МФИ-1 (МИР-1) приведена в таблице 4

Таблица 2. Распайка разъема, подключаемого к компьютеру через COM порт, разъем DB9F (PIN-9)

Название

кабель

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Вход DCD

Вход RD

Выход TD

Выход DTR

--+-- SG

Вход DSR

Выход RTS

Вход CTS

Вход RI

ЖИЛА КАБЕЛЯ 1----

ЖИЛА КАБЕЛЯ 1 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 2 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 3 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ (ИЛИ ЭКРАН) 4 ----------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 5 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 6 ------------------------

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

На компьютере вилка, на кабеле розетка.

Таблица 3 Распайка разъема, подключаемого к компьютеру через COM порт, разъем DB25F (PIN-25)

Название

кабель

8

3

2

20

7

6

4

5

22

1

9

19

21

23

24

25

Вход DCD

Вход RD

Выход TD

Выход DTR

--+-- SG

Вход DSR

Выход RTS

Вход CTS

Вход RI

--+-- SG

пусто

пусто

пусто

пусто

пусто

пусто

ЖИЛА КАБЕЛЯ 1----

ЖИЛА КАБЕЛЯ 1 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 2 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 3 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ (ИЛИ ЭКРАН) 4 ----------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 5 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 6 ------------------------

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

НЕ ПОДКЛЮЧЕН ----*

Таблица 4. Разводка сигналов на разъеме МФИ-1 (МИР-1), разъем РП14-30а

Название

Кабель

В6

В7

А7

А6

Вход R+

Вход R-

Выход D+

Выход D-

ЖИЛА КАБЕЛЯ 1 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 2 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 3 ------------------------

ЖИЛА КАБЕЛЯ 4 ------------------------

Рассмотренная структура применима к приборам типа МИР и МФИ.

Приборы типа ФПМ не позволяют использовать подобную структуру из-за особенностей интерфейса. Если приборы МИР и МФИ "ждут" связи произвольное время (до нового срабатывания), то приборы ФПМ ожидают связи только 8-10с после срабатывания. Для этих приборов необходимо иметь микропроцессорное устройство, имеющее возможность обратиться за 8-10с ко всем имеющимся приборам. Структура такой системы приведена на рис. 23.

Рис.23. Структура сбора информации для приборов типа ФПМ

В качестве контроллера может быть использовано любое устройство, позволяющее иметь большое количество последовательных (Com) портов. Для контроллеров на базе IBM PC выпускаются платы с восемью последовательными портами. Возможна установка нескольких таких плат.

Программное обеспечение системы выполняет следующие функции:

прием информации от приборов (через коммутатор или контроллер) и запись ее в архив;

корректировку показаний приборов с помощью коэффициентов, хранящихся в ЭВМ;

расчет расстояния до места повреждения по одностороннему замеру с учетом до десяти взаимоиндукций;

архивацию и документирование информации;

ведение всех баз данных, необходимых для решения задачи (описание топологии, уставок приборов, корректирующих коэффициентов).

При расчетах производится приведение показаний всех приборов к одному моменту времени. Так как все приборы пускаются несинхронно, то комплексные значения всех токов и напряжений каждого прибора оказываются повернутыми на некоторый случайный угол по отношению к электрическим величинам, фиксированным другим прибором. Для совмещения векторов используются фиксированные приборами напряжения, так как на шинах с Uн >= 110кВ всегда осуществляется параллельная работа систем шин.

В предыдущих разделах рассмотрены достоинства метода ОМП по двухстороннему замеру по токам и напряжениям обратной последовательности. На расчет по величинам обратной последовательности не влияют взаимные индукции, даже если они появляются и исчезают где-то в промежуточных точках линии. Микропроцессорные приборы, установленные с двух концов ЛЭП со сложными взаимоиндукциями, позволяют решить и эту задачу, поскольку в них рассчитываются величины обратной последовательности. Техническая трудность заключается в передаче информации с противоположного конца ЛЭП. В системе предусмотрено два способа ввода информации. Первый - по каналу связи от системы сбора информации противоположного конца ЛЭП. Второй - оперативным персоналом с клавиатуры ЭВМ при получении информации (U2,I2) по телефону. В этом случае расчет осуществляется двумя методами (одностороннего и двухстороннего замера). Протокол работы системы приведен ниже. Протокол соответствует передаче полной информации в систему, т.е. от приборов по обоим концам ЛЭП.

Пример протокола ОМП

=========================================

Повреждение на линии Восточная 1

=========================================

Авария от 10/06/97 19:07:32

Метод двухстороннего замера.

Расстояние до места повреждения 75.00 км.

Метод одностороннего замера.

Со стороны ПСТ Подстанция 1

Ответвление не влияет

Расстояние до места повреждения 75.71 км.

замыкание на землю фаз A0

Со стороны ПСТ Подстанция 2

Ответвление не влияет

Расстояние до места повреждения 75.1 км.

замыкание на землю фаз A0

---------Показания приборов подстанции Подстанция 1-----------

Расстояние до повреждения 75.71

Ток активный прямой (JA1a) 0.3700

Ток реактивный прямой (JA1p) 0.0000

Ток активный обратной (JA2a) 0.3700

Ток реактивный обратной (JA2p) 0.0000

Ток активный нулевой (JA0a) 0.3700

Ток реактивный нулевой (JA0p) 0.0000

Напряжение активное прямой (UA1a) 27.4300

Напряжение реактивное прямой (UA1p) 88.0000

Напряжение активное обратной (UA2a) -10.1000

Напряжение реактивное обратной (UA2p) -7.4200

Напряжение активное нулевой (UA0a) -9.3000

Напряжение реактивное нулевой (UA0p) 8.0000

Ток параллельной линии активный 0.0000

Ток параллельной линии реактивный 0.0000

---------Показания приборов подстанции Подстанция 2-----------

Расстояние до повреждения 75.1

Ток активный прямой (JA1a) 0.1

Ток реактивный прямой (JA1p) 0.23

Ток активный обратной (JA2a) 0.1

Ток реактивный обратной (JA2p) 0.23

Ток активный нулевой (JA0a) 0.1

Ток реактивный нулевой (JA0p) 0.23

Напряжение активное прямой (UA1a) -68.5

Напряжение реактивное прямой (UA1p) 12.3

Напряжение активное обратной (UA2a) 6.4

Напряжение реактивное обратной (UA2p) -2.1

Напряжение активное нулевой (UA0a) 3.5

Напряжение реактивное нулевой (UA0p) -3.3

Ток параллельной линии активный 0.0000

Ток параллельной линии реактивный 0.0000

-------------------------------------------

Параметры поврежденной линии Восточная 1

-------------------------------------------

Удельное реактивное сопротивление пр. последовательности 0.5000 Ом/км

Удельное активное сопротивление пр. последовательности 0.1 Ом/км

Удельное реактивное сопротивление нул. последовательности 2.0000 Ом/км

Удельное активное сопротивление нул. последовательности 0.25 Ом/км

Длина линии 150.0 км

Номинальное напряжение линии 220 кВ

Длина до линии ответвления 0.0000 км

Активное сопротивление отпайки (включая тр-тор отпайки) 0.0000 Ом

Реактивное сопротивление отпайки (включая тр-тор отпайки) 0.0000 Ом

Номинальный первичный ток тр-ра тока 300.000 А

Аналогичный подход может быть использован при наличии на объекте цифрового осциллографа (ЦО).Достоинством системы с ЦО является возможность использования предыстории для вычисления параметров предаварийного режима. Кроме того, знание мгновенных значений позволяет корректировать искажения кривой тока (погрешность трансформаторов тока). При сложных повреждениях (переходе одного вида к.з. в другой) можно рассчитывать место повреждения на участках осциллограммы, соответствующих данному виду к.з. Кроме того, ЦО позволяют передавать информацию не по телефону (при отсутствии каналов связи), а на дискете, что значительно увеличивает достоверность данных. Существуют регистраторы аналоговых сигналов, аналогичные осциллографам, но с меньшим числом каналов и малым временем записи (80мс - предшествующий и 50мс аварийный режимы). Эти регистраторы предназначены специально для решения задачи ОМП и обладают большинством достоинств ЦО. Существенным недостатком систем с ЦО является их высокая стоимость.

14. ИНТЕРФЕЙСЫ ФИКСИРУЮЩИХ ПРИБОРОВ

Фиксирующие приборы ФПМ, МФИ, МИР и т.д. снабжены последовательным интерфейсом, через который после срабатывания прибор способен выдать сведения о расстоянии до места короткого замыкания и о симметричных составляющих токов и напряжений во время аварии. Для повышения достоверности данных сообщение прибора сопровождается контрольной суммой. В случае ошибки передачи прибор способен повторить свое сообщение. Во всех версиях прибора повтор можно запросить в течении одной секунды после передачи. Существуют версии программного обеспечения приборов, способные воспринять запрос повтора в любой момент времени. Некоторые версии программного обеспечения не ограничивают число повторов, другие, при слишком большом числе повторов (например, более трех) блокируют работу с интерфейсом на длительное время (например, на 32 часа или до выключения и повторного включения прибора).

Исторически первым серийно выпускаемым прибором был МФИ-1. Позже освоили выпуск прибора ФПМ-1, схема которого скопирована с первого прибора, однако были внесены изменения в программное обеспечение, в том числе изменен протокол интерфейса. Потом были внесены существенные изменения в схемы и программное обеспечение прибора МФИ-1. В том числе введен еще один новый протокол интерфейса. Фактически новый прибор выпускался под тем же названием МФИ-1. Последним освоен выпуск прибора МИР, который очень близок к новой версии прибора МФИ-1 и даже не отличается от него по протоколу интерфейса. Ниже, чтобы различать два разных прибора с одинаковыми названиями, старую версию прибора МФИ-1 будем называть МФИ/РПИ, а новую версию прибора просто МФИ.

В приборах ФПМ и МФИ/РПИ сообщение прибора начинается запросом к приемнику, на который тот должен прореагировать за время не превышающее восемь секунд. Получив запрос, приемник сообщает прибору о своей готовности принимать данные. В ответ прибор начинает передачу. Последний переданный байт является контрольной суммой всех переданных перед ним байтов. По окончании передачи прибор ждет около секунды запрос на повтор. Если приемник такого запроса не выдал, то передача сообщения на этом заканчивается. При наличии запроса передача данных повторяется, начиная с установки запроса приемнику. В случае если приемник в течении восьми секунд не отреагирует на запрос прибора, последний прекратит работу с интерфейсом и уйдет в дежурный режим.

В приборе МФИ/РПИ можно вызвать повторную передачу прибора в любой момент, но не позже 32 часов после срабатывания. В приборе ФПМ принудительный повтор передачи по окончании сеанса связи к сожалению невозможен.

Фиксирующие приборы МФИ/РПИ и ФПМ отличаются количеством передаваемых после срабатывания сообщений. Это различие заложено в программное обеспечение и обусловлено, по всей видимости, разными сроками создания его версий. Приборы МФИ, появившиеся несколько раньше других, передают одно сообщение. Приборы ФПМ - два.

В приборах МФИ и МИР сообщение начинается запросом к приемнику. Запрос может стоять весьма долго (до 32 часов). Прибор находится в дежурном режиме, но готов в любой момент перейти на работу с интерфейсом. Получив запрос, приемник посылает прибору подтверждение своей готовности к приему. В ответ прибор передает одно сообщение. Последний переданный байт является контрольной суммой всех переданных перед ним байтов. По окончании передачи прибор ждет около секунды запрос на повтор. Если приемник такого запроса не выдал, то передача сообщения на этом заканчивается. При наличии запроса передача данных повторяется начиная с установки запроса приемнику. Запросы повтора передачи можно посылать не более трех раз подряд, в ответ на четвертый запрос повтора прибор заблокирует свой интерфейс. Для возобновления работы с интерфейсом нужно ждать 32 часа или снять питание с прибора и потом включить его вновь. Если запроса повторной передачи во время сеанса связи не было, то потом вызвать повторную передачу данных из прибора МФИ (МИР), в отличии от МФИ/РПИ уже нельзя.

...

Подобные документы

  • Вычисление токов трехфазного короткого замыкания обмоток первого трансформатора, используя традиционные методы расчета электрических цепей. Методики определения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах путем моделирования в среде MatLAB.

    лабораторная работа [1,7 M], добавлен 15.01.2016

  • Механизм определения периодической составляющей тока в начальный момент короткого замыкания. Вычисление его ударного тока. Методика и этапы расчета апериодической составляющей тока короткого замыкания в момент начала расхождения контактов выключателя.

    задача [373,4 K], добавлен 03.02.2016

  • Определение значения сверхпереходного и ударного тока в точке короткого замыкания, а также наибольшего значения полного тока симметричного трехфазного и несимметричного двухфазного замыкания. Зависимость изменения тока короткого замыкания для генератора.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.01.2014

  • Изучение видов и характера повреждений линий электропередачи. Определение места повреждения на линиях с большими и с малыми токами замыкания на землю. Рассмотрение основных ремонтных устройств. Общие вопросы охраны труда при электромонтажных работах.

    реферат [345,6 K], добавлен 06.11.2015

  • Составление схемы замещения элементов системы. Расчёт ударного тока трёхфазного короткого замыкания. Определение коэффициентов токораспределения. Дополнительное сопротивление для однофазного замыкания. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.04.2014

  • Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя точное и приближенное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах. Определение периодической составляющей короткого замыкания.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 21.08.2012

  • Выбор параметров элементов электрической системы. Расчет симметричного и несимметричного короткого замыкания в заданной точке. Определение параметров схем замещения: значение ударного тока короткого замыкания, периодическая и апериодическая составляющие.

    курсовая работа [736,3 K], добавлен 17.02.2013

  • Расчет основных параметров трехфазного короткого замыкания, составление схемы замещения. Расчет несимметричного короткого замыкания на стороне 110 кВ, а также простого короткого замыкания на стороне 35 кВ и 10кВ. Определение главных критериев обрыва.

    курсовая работа [954,6 K], добавлен 26.01.2014

  • Изучение переходных процессов в системах электроснабжения, причин их возникновения. Расчет коротких замыканий, включающий в себя нахождение тока короткого замыкания, ударного тока, мощности короткого замыкания и прочих параметров электрооборудования.

    курсовая работа [879,7 K], добавлен 20.09.2014

  • Аналитические способы определения токов короткого замыкания в реальных трехфазных системах электроснабжения с использованием нескольких генераторов, с учетом влияния нагрузки от потребителей. Примеры вычисления токов КЗ по различным параметрам системы.

    презентация [113,2 K], добавлен 30.10.2013

  • Расчет короткого замыкания и его параметров в электроустановках напряжением до 1 кВ. Определение действующего значения периодической слагающей тока короткого замыкания в произвольный момент времени. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.

    курсовая работа [431,9 K], добавлен 21.08.2012

  • Описание применяемой релейной защиты и автоматики. Выбор и обоснование контрольных точек расчёта и вида тока короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания на отходящих линиях. Выбор микропроцессорных терминалов защит системы электроснабжения.

    дипломная работа [325,6 K], добавлен 16.01.2014

  • Параметры двигателей, реакторов и трансформаторов в цепи. Определение однофазного и трехфазного тока короткого замыкания по заданным параметрам. Расчет электрической удаленности источников и симметричных режимов. Электромеханические переходные процессы.

    контрольная работа [35,8 K], добавлен 03.01.2011

  • Расчет трехфазного короткого замыкания, параметров и преобразования схемы замещения. Определение долевого участия источников в суммарном начальном токе короткого замыкания и расчет взаимных сопротивлений. Составление схемы нулевой последовательности.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.03.2015

  • Токи симметричного трехфазного короткого замыкания в простейшей электрической цепи. Взаимная индуктивность фаз. Вынужденный периодический ток с амплитудой. Закон Кирхгофа. Полное сопротивление короткого замыкания участка цепи. Осциллограммы токов.

    презентация [154,7 K], добавлен 11.12.2013

  • Выбор проводов линии, числа и места расположения трансформаторных подстанций. Расчет сечения проводов линии по методу экономических интервалов мощностей, токов короткого замыкания, аппаратов защиты, заземления. Мероприятия по защите от перенапряжений.

    курсовая работа [608,4 K], добавлен 18.11.2010

  • Расчет токов трехфазного короткого замыкания. Составление схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Определение замыкания в установках напряжением до 1000 В. Построение векторных диаграмм токов и напряжений для точки короткого замыкания.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2014

  • Определение мощности потребителей. Составление схемы замещения прямой последовательности. Определение тока однофазного короткого замыкания. Выбор изоляторов, измерительных трансформаторов. Расчет сопротивлений и тока трехфазного короткого замыкания.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 09.08.2015

  • Расчет токов короткого замыкания в системе электроснабжения в относительных и именованных единицах с использованием средних и точных напряжений на каждой ступени. Параметры схемы замещения системы электроснабжения. Расчет параметров цепи кабельной линии.

    курсовая работа [348,1 K], добавлен 08.05.2014

  • Расчет установившегося режима работы электроэнергетической системы. Токи несимметричного короткого замыкания, их напряжение в месте короткого замыкания. Динамическая устойчивость энергосистемы. Определение величины предельного времени отключения.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.12.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.