Устройство для определения расстояния до места повреждения воздушной линии электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 1 Н 31/ и ИЕ ИЗОБРЕТЕН М АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ но-иссле оэнергет ,8) и Р 551 ублик. 1 н о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научдовательский институт электр ики (53) 621.31 7,333(088(54)(57) 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 телеинформации 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 фиксации на соответствующих промежуточных пунктах соединен с зажимом для подключения к системе присоединения на каждом соответствукщем промежуточном пункте со стороны ли" нии, обращенной к месту установкиблока вычисления расстояния, о т л ич а ю щ е е с я 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 установлеи на каждом иэ концов линии и на каждом из промежуточных пунктов, блок запроса установлен на соответствующих концах линии, на каждом из промежуточных пунктов вход каждого из блоков приема сигналовС управления соединен с первым входом соответствующего блока фиксации, выход каждого из блоков передачи информаиии - с соответствувиим ваиимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачи Я телеинформации, второй вход каждого из блоков фиксации и выход каждого из ретрансляторов соединены с соответствующим зажимом для подключения к системе присоединения на каждом из промежуточных пунктов со стороны линии, противоположной месту установки блока вычисления расстояния, на каждом иэ промежуточных пунктов первый выход блока фиксации соединен с первым входом блока па" мяти, выход которого соединен с первйм 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 приема1104447 сигналов управления соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока фиксации, третий выход блока приема сигналов управления соединен, кроме того, с вторым входом 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,о т 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 соединенысоответственно 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 1Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано на сверхдальних линиях электропередачи сверхвысокого напряжения. 5Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения места повреждения, основанное на волновом принципе и состоящее из двух полу О комплектов оборудования, установленных на концах воздушной линии, оборудованной системой присоединения, 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 присоединения, который в свою очередь соединен с одним из входов блока фиксации и одним из входов блока обработки информации. Другой полукомплект содержит блок синхронизации, выход которого через блок фиксации соединен с одним из входов передатчика, выход которого соединен с выводом для подключения соответствующей системы присоединения, которая,с выходом таймера, выход которогосоединен с первым выходом блока фиксации, а второй выход блока автоматической подстройки частоты соединен с вторым выходом блока фиксации. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я 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 первыч 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. 2в 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 от- счета передаются в блок обработки информации, где.определяется расстояние до места повреждения 13.Однако известное устройство обладает недостаточными достоверностью и точностью определения места повреждения, что определяется поло- гостью 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 с510 15 20 плитудный селектор, таймер и блок автоматической подстройки частоты, причем первый и второй входы приемни 25 30 35 40 45 50 55 60 65 изолированными грозозащитными тросами, содержащее блоки фиксации накаждом иэ концов линии и на каждомиз промежуточных пунктов линии, блоксинхронизации на одном иэ концов линии и блок вычисления расстояния наукаэанном конце линии, выход блокасинхронизации соединен с зажимомдля подключения к системе присоединения указанного конца линии, а .входблока синхронизации соединен с входом блока вычисления расстояния ис зажимом для подключения к входусоответствующего блока приема и передачи телеинформации на указанномконце линии, первый вход каждого иэблоков Фиксации на соответствующихконцах линии соединен с зажимомдля подключения к системе присоединения соответствующих концов линии,первый вход каждого из блоков фикса. - .ции на соответствующих промежуточныхпунктах соединен с зажимом для подключения к системе присоединения накаждом соответствующем промежуточном пункте со стороны линии, обращенной к месту установки блока вычисления расстояния, введены блокипамяти, блоки передачи информации,блоки приема сигналов управления,ретрансляторы, блоки пуска, блок запроса, а каждый из блоков Фиксациидополнительно снабжен тремя входамии одним выходом, при этом каждый изблоков памяти, блоков передачи информации, блоков приема сигналовуправления, ретрансляторов, блоковпуска установлен на каждом из концовлинии и на каждом иэ промежуточныхпунктов, блок запроса установлен насоответствующих концах линии, накаждом иэ промежуточных пунктов входкажцого из.блоков приема сигналовуправления соединен с первым входомсоответствующего блока фиксации, выход каждого из блоков передачи информации - с соответствующим зажимом для подключения к входу соответствующего блока приема и передачителеинформации, второй вход каждогоиз блоков фиксации и выход каждогоиэ ретрансляторов соединен с соответствующим зажимом для подключенияк системе присоединения на каждомиэ промежуточных пунктов со сторонылинии, противоположной месту установки блока вычисления расстояния, накаждом иэ промежуточных пунктов пер"вый выход блока фиксации соединенс первым входом блока памяти, выходкоторого соединен с первым входомблока передачи информации, второйвыход блока фиксации соединен черезблок пуска с вторым входом блока передачи информации, первый выходблока приема сигналов управлениясоединен с вторым входом блока памяти и с третьим входом блока передачи информации, второй выход блокаприема сигналов управления соединенс первым входом ретранслятора. третий и четвертый выходы блока приемасигналов управления соединены соответственно с третьим и четвертымвходами блока фиксации, третий выход блока приема сигналов управления соединен, кроме того, с вторымвходом ретранслятора, третий входкоторого соединен с пятым выходомблока приема сигналов управления,вход блока запроса соединен с зажимомдля 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, амка соединены соответственно с первыми вторым входами блока фиксации,выход приемника электромагнитных воли 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 соответственчо 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 одном промежуточном пункте; на фиг.2 - структур 1104447ная схема блока фиксации, на фиг,Зструктурная схема блока приема сигналов управления. Устройство (фиг,1) содержит блок1 синхронизации, блок 2 вычисления 5расстояния, блок 3 запроса, которые устанавливаются на одном иэ концов контролируемой линии, блок 4Фиксации, ретранслятор 5, блок 6пуска., блок 7 приема сигналов управления, блок 8 памяти, блок 9 передачи информации, которые объединены вполукомплекты 10 оборудования, каждый иэ которых устанавливается наодном иэ концов контролируемой линии 15и каждом из промежуточных пунктов11 указанной линии, Контролируемаялиния содержит изолированные грозозащитные тросы 12,к которым подключены соответствующие системы 13 присоединения, устанавливаемые по паре накаждом промежуточном пункте 11, атакже конце линии, блоки 14 приемаи передачи телеинформации, установленные на каждом из промежуточныхпунктов 11 контролируемой линии, атакже на конце линии, блок 15 релейной защиты,Выход блока 1 синхронизации соединен с зажимом для подключения ксистеме 13 присоединения соответствующего конца линии, на котором расположен блок 2 вычисления расстояния.Вход блока 1 соединен с входом блока 2 вычисления расстояния и с зажимом для подключения к входу соответствующего блока 14 приема и передачи телеинформации На уКазанном конце Линии. Первый вход каждого из блоков 4 Фиксации на соответствующихконцах линии соединен с зажимом для 4 Оподключения к системе 13 присоединения соответствующего конца линии,пЕрвый вход каждого из блоков 4 фиксации на соответствующих промежуточных пунктах 11 соединен с зажимомдля подключения к системе 13 присоединения на каждом соответствующемпромежуточном пунк е 11 со сторонылинии, обращенной к месту установкиблока 2 вычисления расстояния. Входкаждого иэ блоков 7 приема сигналовуправления соединен с первым входомсоответствующего блока 4 Фиксации,выход каждого из блоков 9 передачиинформации соединен с соответствующим зажимом для подключения к входусоответствующего блока приема и передачи телеинформации. Второй входкаждого из блоков 4 фиксации и выход каждого иэ ретрансляторов 5 соединены с соответствующим зажимом 60для подключения к системе 13 присоединения на каждом из промежуточныхпунктов 11 со стороны линии, противоположной месту установки блока 2вычисления расстояния, На каждом из 65 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 6 пуска 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.2) 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 фиксации, 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 которого соединен с первым выходом блока 4 фиксации, а второй выход блока 19 с вторым выходом блока 4 фиксации.Блок 7 приема (фиг,З) содержит широкополосный 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 узкополосного фильтра 23 соединен стретьим выходом блока 7, а выход амплитудного селектора 22 - с четвертым выходом блока 7, который подключен к входу формирователя 25 импульсов, выход которого соединен с пятым выходом блока 7. На промежуточных пунктах 11 устанавливается аппаратура перекрытия сигналов релейной защиты, автоматики и связи, распростра40 На промежуточных пунктах устанавливаются блоки приема и передачиняющихся вдоль линии по грозозащитным тросам 12.Блок 4 Фиксации предназначен для приема и выделения электромагнитных волн, распространяющихся от места повреждения Фазных проводов, и определения момента прихода этих волн.Блок 1 синхронизации вырабатывает узкополосные сигналы для подстройки частоты блоков 4 на каждом промежуточном пункте 11 а по запро су любого блока 6 пуска - импульсы установки нуля отсчета.Блок 2 вычисления расстояния принимает информацию о времени прихода электромагнитных волн с всех проме жуточных пунктов 11 и вычисляет расстояния до места повреждения.Блок 8 памяти запоминает информацию о времени прихода электромагнитных волн на каждом промежуточном пункте 11.Бло 9 передает информацию, накопленную в блоке 8 памяти за заданное время, по команде блока 7 йриема сигналов управления. Блок 7 принимает и разделяет синхросигналы.Ретранслятор 5 передает сигналы на соседний промежуточный пункт. Блок 6 пуска при останове узла синхронизации 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 45 электромагнитная волна. Непосредственное измерение времени прихода электромагнитной волны на каждый промежуточный пункт на фазных проводах полюсах) встречает серьезные 50 трудности из-за высокого рабочего напряжения, Установка специальных устройств присоединения к проводам 1 полюсам оказывается экономически нецелесообразной. В то же время та кие сверхдальние линии для передачи технологической информации, связи и сигналов релейной защиты оборудуются каналами связи по тросовым и внутритросовым трактам. Для этого гроэоэащитные тросы через каждые 100-200 км подключаются к системе присоединения. телеинформацйи. Однако устройствами телемеханики информаций передается со скоростью, которая в настоящее время не превышает 600 бод. Этой скорости недостаточно для обеспечения точной установки нуля отсчета времени на всех промежуточных пунктах. Поэтому в предлагаемом устройстве введена собственная система передачи широкополосного сигнала установки нуля и узкополосного сигнала подстройки частоты.Устройство работает следующим образом.Распространяющаяся от места повреждения электромагнитная волна наводится на грозозащитные тросы 12 и через систему 13 присоединения поступает в приемник 16 электромагнитных волн блока 4 фиксации, где происходит отстройка от помех. Амплитудный селектор 17 выделяет импульсы, превышающие заданную амплитуду, а время их прихода фиксируется таймером 18. Для синхронизации работы всех таймеров 18, расположенных вдоль линии, блок 1 синхронизации вырабатывает узкополосный сигнал, который через систему 13 присоединения поступает в высокочастотный канал линииНа каждом промежуточном пункте 11 сигнал синхронизации через соответствующую систему 13 присоединения поступает в блок 7 приема сигналов управления, где вьщеляется 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 любого из блоков 6 пуска импульсом, вырабатываемым по этой команде блоком 1 синхронизации. Импульсы установки нуля через систему 13 присоединения поступают в высокочастотный канал, откуда через соответствующую систему 13 присоединения - на вход каждого блока 7 приема сигналов управления. В блоке 7 они вьщеляются широкополосным фильтром 20, детектируются детектором 21 и при превышении ими заданной амплитуды вызывают срабатывание амплитудного селектора 22Импульсы с выхода амплитудного селектора 22 устанавливают таймер 18 в нулевое положение. Так как линия электропередачи имеет большую протяженность и тросы разрезаны на ряд участков, то на каждом участке синхросигналы необходимо ретранслировать. Для этого принятые через систему 13 присоединения синхросигналы на каждом промежуточном пункте 11 выделяются в блоке 7 приема сигналов управления. Сигналустановки 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,сЬседний участок грозозащитных тросов 12 линии электропередачи,Таким образом, усиливаясь на каждом промежуточном пункте 11, синхросигналы проходят вдоль всей линии 10 электропередачи.Момент времени прихода волны запоминается в блоке 8 памяти, причем могут запоминаться несколько значений времени прихода волн. 15 Если в результате повреждения линия будет отключена, то по команде релейной защиты блок 3 запроса информации подает через систему 13 присоединения в линию электропередачи сигналы о наличии повреждения и о выдаче информации относительно времени прихода электромагнитной волны. Эти сигналы поступают через сис тему присоединения в блок 7 приема сигналов управления, где выделяются иэ 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 толькопосле окончания передачи информации из собственного блока 8 памяти. Передача информации о времени прихода электромагнитной волны может осуще ствляться через блок приема и переда" чи телеивформации. Таким образом, устройством последовательно выполняются следующие Функции: включение в синхронную работу всех частей устройства, расположенных вдоль линии;поддержание синхронной работы всехчастей устройства; запись времениприхода электромагнитной волны; передача этой информации на один изконцов линии; статическая обработкаинформации о времени прихода электромагнитной волны к каждому промежуточному пунктуИзмерения, 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 выявитьпромахи и тем самым избавиться отгрубых ошибок измерения, а такжепозволяет/избежать пропусков измерения из-за случайных сбоев на одномиз промежуточных пунктов или из-запомех.По сравнению с автоматическимилокационными устройствами оно позволяет обслуживать линии существеннобольшей протяженности, не требуетприменения специальных систем присоединения к фаэным проводам, не содержит мощных генераторов зондирующих импульсов, создающих помехидРугим устройствам.Предлагаемое устройство предназначено в основном для сверхдальнихлиний электропередачи, однако ономожет быть использовано на любых линиях. При отсутствии на таких линиях изолированных грозозащитных тросов могут быть использованы антенныили устройство может подключатьсячерез систему присоединения к фазнымпроводам,