Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его реализации

Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи, основанный на зондировании линии импульсами напряжения, приеме отраженных импульсов, вычитании мгновенных значений напряжений отран:енных импульсов и определении места повреждения по времени запаздьГвания отраженных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения места повреждения и снижения вероятности пропуска места повреждения за счет компенсации отражений от ес ественных неоднородностей линии, циклически производят запоминание мгновенных значений напряжений импульсов с линии для каждого значения временной задержки относительно момента посьтки зондирующего импульса, воздействуют на изоляцию линии дестабилизирующим напряжением и вычитают мгновенные значения напряжений импульсов, соответствующие одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и различным циклам запоминания , а место повреждения определяют по временной задержке, для которой при вычитании появляется ненулевой результат. 2. Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи, содержащее генераторы тактовых, зондирующих и измерительных импульсов и линейно изменяющегося напряжения, блок импульсов управления , компаратор, коммутатор, импульсный модулятор, усилитель-расширитель , два переключателя и интегратор с двумя конденсаторами, блок индикации, причем генератора (Л тактовых импульсов соединен с вхоС дом блока импульсов управления, первый выход которого соединен с пера вым входом коммутатора,вторым входом с; первого переключателя, третьим входом второго переключателя, выход которого подключен к второму входу Ч Ч импульсного модулятора, соединенному с выходом генератора измерительных импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора,первый вход ко торого подключен к первому выходу генератора линейно изменяющегося напряжения , вход которого соединен с вторым выходом блока импульсов управления , второй выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу коммутатора, выход которого подключен к входу генератора зондирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу импульсного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя-расширителя , выходом подключен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (51)4 G 01 R 31/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3681047/ 3703979/24-21 (22) 27.12.83 (46) 07.09.85.Бюл. № 33 (72) В.А.Половников и Н.А.Тарасов (53) 621.317.333.4: 621.315.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 263734, кл. G 01 R 31/11, 21.05.69.

Шалый Г.M.Înðåäåëåíèå мест повреждения в электрических сетях. М.:

Энергоиздат, 1982, с.206, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И СВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ. (57) 1. Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи, основанный на зондировании линии импульсами напряжения, приеме отраженных импульсов, вычитании мгновенных значений напряжений отраженных импульсов и определении места повреждения по времени запаздывания отраженных импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения места повреждения и снижения вероятности пропуска места повреждения за счет компенсации отражений от естественных неоднородностей линии, циклически производят запоминание мгновенных значений напряжений импульсов с линии для каждого значения временной задержки относительно момента посыпки зондирующего импульса, воздействуют на изоляцию линии дестабилизирующим напряжением и вычитают мгновенные значения напряжений импульсов, соответствующие одинаковым значениям временной задержки относительно момента зондирования и различным циклам запоминания; а местоповреждения определяют по временной задержке, для которой при вычитании появляется ненулевой результат.

2. Устройство для определения места повреждения линий электропередачи и связи, содержащее генераторы тактовых, зондирующих и измерительных импульсов и линейно изменяющегося напряжения, блок импульсов управления, компаратор, коммутатор, импульсный модулятор, усилитель-расширитель, два переключателя и интегратор с двумя конденсаторами, блок индикации, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом блока импульсов управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, вторым входом первого переключателя, третьим входом второго переключателя, выход которого подключен к второму входу импульсного модулятора, соединенному с выходом генератора измерительных импульсов, вход которого подключен к выходу компаратора,первый вход ко» торого подключен к первому выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, вход которого соединен с вторым выходом блока импульсов управления, второй выход генератора линейно изменяющегося напряжения под-,ф» ключен к второму входу коммутатора, выход которого подключен к входу генератора зондирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу импульсного модулятора, выход которого соединен с входом усилителя-расширителя, выходом подключен1177777 ного к первому входу первого переключателя,первый выход которого подключен к первым входам интегратора и вто»рого переключателя, второй вход которого подключен к второму входу интегратора и второму выходу первого переключателя,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, блоком процессора, постоянным и оперативным запоминающими устройствами, управляемым источником напряжения и фильтром, причем первый вход-выход фильтра подключен к выходу генератора зондирующих импульсов, второй вход-выход — к выходу управляемого источника напряжения, подключенному к исследуемой линии, первый вход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу интегратора, второй вход — к второму входу интег-ратора, третий вход — к четвертому выходу блока процессора, а выход— к первому входу — выходу блока проИзобретение относится к электротехнике, в частности к системам для дистанционного определения места повреждения на линиях электропередачи и связи. 5

Целью изобретения является повышение точности определения места повреждения за счет компенсации отражений от естественных неоднородностей линии и снижение вероятнос- 10 ти пропуска места повреждения.

На чертеже приведена структурная схема;устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из генератора

1 тактовых импульсов, выход которого соединен с входом блока 2 импуль-. сов управления, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора 3, вторым входом первого пере- 20 ключателя 4 и третьим входом второго переключателя 5. Выход второго переключателя подключен к второму входу импульсного модулятора 6, соединенному с. выходом генератора 7 измерительных импульсов, вход котороцессора, первому входу цифроаналогового преобразователя, выходу постоянного запоминающего устройства и первому входу- Ъых6ду оперативного запоминающего устройства, третий вход которого подключен к третьему выходу блока процессора, вторым выходом подключенного к второму входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу комнаратора, пятый выход. блока процессора подключен к входу постоянного запоминающего устройства и второму входу оперативного запоминающего устройства, первый вход блока индикации подключен к первому входу -выходу блока процессора, второй вх6д -- к шестому выходу блока процессора, седьмой вйход которого соединен с вторым входом управляемого источника напряжения, первый вход которого подключен к первому входу-выходу блока процессора. го подключен к выходу компаратора 8.

Первый вход компаратора 8 подключен к первому выходу генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, вход которого соединен с вторым выходом блока 2 импульсов управления, а второй выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к второму входу коммутатора 3. Выход коммутатора подключен к входу генератора 10 зондирующих импульсов, выход которого подключен к первому входу импульсного модулятора 6, а его выход соед ..нен с входом усилителя-расширителя 11, Выход усилителярасширителя соединен с первым входом первого переключателя 4, первый выход которого подключен к первым входам интегратора 12 и второго переключателя 5, а второй вход переключателя 5 подключен к второму входу интегратора 12 и второму выходу первого переключателя 4. Первый входвыход фильтра 13 подключен к выходу генератора 10 зондирующих импульсов, а второй вход-выход — к выходу уп3 1177 равляемого источника 14 напряжения, подключенному к исследуемой линии.

Первый вход аналого-цифрового преобразователя 15 (АЦП) подключен к первому входу интегратора 12, а второй вход — к второму входу интегратора 12, третий вход — к четвертому выходу блока 16 процессора. Выход аналогоцифрового преобразователя 15 подключен к первому входу-выходу блока 16 !О процессора, первому входу цифроаналогового преобразователя 17 (ЦАП) выходу постоянного запоминающего устройства 18 (ПЗУ) и первому входу-выходу оперативного запоминающего уст- 15 ройства 19 (ОЗУ). Третий вход оперативного запоминающего устройства подключен к третьему выходу блока

16 процессора, второй выход которого подключен к второму входу цифро- 2п аналогового преобразователя 17, выходом подключенного к второму вхо— ду компаратора 8. Пятый выход бло— ка 16 процессора подключен к входу постоянного запоминающего устройст- 2S ва 18 и второму входу оперативного запоминающего устройства, а первый вход блока 20 индикации подключен к первому входу-выходу блока 16 процессора. Второй вход блока 20 индикации подключен к шестому выходу блока процессора, седьмой выход которого соединен с вторым входом управляемого источника напряжения, причем его первый вход подключен к

35 первому входу-выходу блока 16 процессора.

Способ основан на использовании эффекта нестабильности сопротивления изоляции линии в месте повреждения при воздействии на изоляцию дестабилизирующих факторов таких, например, как постоянное или переменное напряжение, температура. Сущность предложенного способа состоит в зондировании линии импульсами на ряжения и вычитание импульсных характеристик линии для различных моментов времени. Вычитание импульсных характеристик производят циклически до появления ненулевого результата вычитания, с запоминанием промежуточных значений, а место повреждения определяют по временной задержке для которой получен ненуле вой результат вычитания.

При импульсном зондировании линии отражения при наличии неустойчивых

777 4 повреждений так незначительны, .что могут быть меньше, чем отражения от естественных неоднородностей — кабельных муфт, транспоэиций и др.

Воздействие на изоляцию дестабилизирующего напряжения приводит к изменению во времени коэффициента отражения линии.

В результате арифметического вычитания импульсных характеристик линии для различных моментов времени все отражения от естественных неоднородностей компенсируются,нескомпенсированным остается лишь отражение, соответствующее месту повреждения. Кроме того, дестабилизирующее напряжение не влияет на отражения от естественных неоднородностей.

Точность определения места повреждения обеспечивается за счет компенсации отражений от естественных неоднородностей, а также фиксации момента времени появления ненулевого результата вычитания импульсных характеристик. При этом снижается вероятность пропуска отражений от места пов реждения.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы, поступающие на вход блока 2 импульсов управления. Этот блок формирует на своем первом выходе меандр вдвое меньшей частоты и прямоугольные им-.: пульсы на втором выходе. Последние запускают генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, вырабатывающий на втором выходе короткие импуль сы, идущие через коммутатор 3 на за пуск генератора 10 зондирующих импульсов и на первом выходе линейно изменяющееся напряжение, поступающее на первый вход компаратора 8.

На второй вход компаратора 8 поступает постоянное напряжение, задаваемое ЦАП 17. Компаратор 8 вырабатывает на выходе импульс в момент равенства напряжений на его первом и втором входах. Интервал времени между посылкой зондирующего импульса в линию и моментом равенства напряжений на входах компаратора, прямо пропорциональный расстоянию до просматриваемой точки линии, прямо .пропорционален постоянному напряжению на втором входе компаратора, который

1177777

50 в свою очередь, прямо пропорционален цифровому коду на первому входе ЦАП.

Следовательно, расстояние до просматриваемой точки линии прямо пропорционально цифровому коду на первом входе ЦАП. Это позволяет блоку процессора использовать указанный цифровой код для определения расстояния до места повреждения. Выходные импульсы компаратора 8 запускают генератор 7 измерительных импульсов, импульсы с выхода которого попадают на второй вход импульсного модулятора 6. На первый вход этого модулятора через фильтр 13 поступает напряжение с контролируемой линии, состоящее в каждом нечетном такте (при наличии импульса с первого блока 2) из зондирующих и отраженных импуль- 20 сов вместе с помехами (коммутатор 3 замкнут) и в каждом четном такте только из помех (коммутатор 3 разомкнут).

Фильтр 13 предотвращает попадание постоянного напряжения с управляемого источника 14 напряжения на выход генератора 10 зондирующих импульсов и на вход импульсного модулятора 6.

С выхода модулятора 6 импульсы поступают в усилитель-расширитель 11, ЭО который увеличивает их длительность, сохраняя амплитуду. Расширенные импульсы через переключатель 4 поочередно (в соответствии с управляющими импульсами с первого выхода бло- д ка 2) поступают каждый нечетный такт на один из конденсаторов интегратора 12, и каждый четный такт—

ra другой конденсатор. Напряжение с конденсаторов интегратора 12 с 40 помощью второго аналогичного переключателя 5 поочередно подается на второй вход модулятора 6, обеспечивая отрицательную обратную связь для его устойчивой и точной работы в ц большом динамическом диапазоне напряжений. Если напряжение на втором входе компаратора 8 остается постоянным, то через несколько тактов (тактовая частота порядка 10 кГц) в замкнутом контуре 6-11-4-12-5-6 отрабатывается установившийся режим и на конденсаторах интегратора 12 устанавливаются напряжения, пропорциональные амплитудам импульсных напряжений.на линии при нечетных тактах (при наличии зондирующих импульсов) и четных тактах (при отсутствии зондирующих импульсов) в точке просмотра, т.е, при заданном (величиной напряжения на втором входе компаратора 8) временном сдвиге относительно зондирующего импульса. Разность напряжений с конденсаторов интегратора

12 поступает на первый и второй входы АЦП.15 и по сигналу управления, поступающему на его третий вход с четвертого выхода блока 16 процессора, преобразуется в цифровой код на выходе АЦП. После этого указанный цифровой код поступает через первый вход-выход в блок 16 процессора, который затем выдает этот код через свой первый вход-выход и шину данных (НД) в одну из ячеек ОЗУ вЂ” 19 через первый вход-выход ОЗУ. При этом блоком 16 процессора одновременно выдаются стробирующий сигнал — с третьего выхода и адрес ячейки ОЗУ, куда помещается цифровой код с пятого выхода, которые поступают соответственно на третий и второй входы ОЗУ 19. Блок 16 процессора управляет выходным напряжением

ЦАП 17 путем установки заданного цифрового кода на его первом входе и выдачи стробирующего сигнала с второго выхода, поступающего на второй вход ЦАП 17. Работа устройства по обнаружению места повреждения и определению расстояния до него осуществляется полностью под управлением блока 16 процессора по.программе, записанной в ПЗУ 18, ПЗУ 18 имеет вход адресов, соединенный с пятым выходом блока 16 процессора, и выход данных, соединенный с первым входомвыходом блока 16 процессора.

Функционирование предложенного устройства можно представить как запоминание в ОЗУ мгновенных значений напряжения с линии для каждого значения временной задержки в виде

N цифровых кодов для начального времени, запоминание напряжения с линии в виде цифрового кода для текущего времени, вычитание его из соответствующего цифрового кода, запомненного для начального времени, для каж-. дого значения временной задержки и изменение величины напряжения на линии. Операции запоминания, вычитания и изменения величины напряжения на линии повторяются до тех пор, пока при вычитании не появится ненулевой результат. Далее по номеру цифрово— го кода, для которого появляется ненулевой результат при вычитании, определяется расстояние до места повреждения и индицируется на табло блока 20. Для этого блок- 16 процессора через первый вход-выход и Llg выдает на первый вход блока 20 индикации цифровой код расстояния до места повреждения и с шестого выхода на второй вход блока 20 индикации синхронизирующий сигнал. Управление величиной выходного напряжения управляемого источника 14 напряжения, при поиске места повреждения осуществляется посредством выдачи блоком 16 процессора через первый вход-выход и БЩ на первый

77777 8 вход блока 14 цифрового кода, соответствующего заданному значению выходного напряжения, и синхрониэирующего сигнала с седьмого выхода блока 16 на второй вход блока 14, Таким образом, в предложенном устройстве сложная импульсная характеристика измеряемой линии не выдается оператору для анализа, а исполь10 зуется самим устройством для формирования разностной импульсной характеристики линии, имеющей всюду нулевые значения за исключением точек, принадлежащих месту повреждения. По15 иск места повреждения и определение расстояния до него производится автоматически, без участия оператора, что исключает субъективные ошибки и позволяет повысить точность определения места повреждения.