6.3 Антилогарифмуючий лічильник імпульсів

На рис. 6.5 приведена функціональна схема варіанту лічильника імпульсів, що антилогарифмує, якого можна градуювати безпосередньо в значеннях А_ф. Основними елементами цього варіанту лічильника, що антилогарифмує, є керований багато позиційний перемикач SС1 і цифрова шкала ЦШ. Перемикач керується за допомогою імпульсного приводу ΥΑ1. Привід є під впливом число-імпульсного сигналу, утвореного при зчитуванні, імпульси створюються контактом KC1.3 реле керування зчитуванням (див. рис. 6.4).

Цифрова шкала складається з цифрових індикаторів і дозволяє відтворювати числа, рівні тим чи іншим значенням А_ф. Цифровою шкалою керує перемикач SС1. У вихідному стані щітка перемикача SС1 коштує на контакті 0 і на цифровій шкалі включене число Ц_о=000. Під дією першого імпульсу щітка SС1 переходить на контакт 1 і включає числоЦ₁.

Рисунок.6.5 - Допояснення принципу дії антилогарифмуючого лічильника імпульсів до фіксуючого приладу серії ФІП.

Це число дорівнює значенню А_ф, що відображається сигналом, що складається з одного імпульсу. Оскільки число імпульсів у сигналі

N=a ln(A_ф/b).

то

Ц₁=b antiln(1/a).

Під впливом другого імпульсу щітка SС1 переходить на контакт 2 і включає на цифровій шкалі число

Ц₂=b antiln (2/a).

і т.д.

Таким чином, після того, як лічильник прийняв сигнал, що складається з N імпульсів, що відображає зафіксоване значення A_ф, на його цифровій шкалі відтворюється безпосереднє значення A_ф.

6.4 Автоматичні локаційні шукачі

Використання локаційних шукачів (ЛШ) для визначення місця ушкодження ліній електропередачі почалося в післявоєнні роки. Розрізняють неавтоматичні і ЛШ автоматичні ЛШ. Неавтоматичні ЛШ широко використовуються для визначення місця стійких ушкоджень кабельних ліній усіх напруг. У деяких випадках вони застосовуються і на ВЛ, однак також тільки при стійких ушкодженнях і для контролю справності ВЛ перед її включенням.

Вимір відстані до місця хитливого ушкодження при успішному АПВ необхідно закінчити дуже швидко ― до початку виключення вимикачів.

При швидкодіючому релейному захисті час відключення складає 0,1 с і менше. Тому забезпечити ЛШ вимір неавтоматичним неможливий.

Від релейного

захисту

Рисунок 6.6 - Структура автоматичного

Локаційного шукача.

Відомо трохи ЛШ видів автоматичних - аналогових, наприклад, типу Р5-7 с запам'ятовуючою електронно-променевою трубкою і дискретною дією з запам'ятовуванням на інтегруючих осередках індикації, наприклад, типу ЛІДА. Спосіб виконання автоматичних ЛШ ілюструється структурною схемою автоматичного локаційного шукача (АЛШ), приведеної на рис. 6.6.

Такий АЛШ цілодобово знаходиться в робочому стані в режимі чекання. Пуск АЛШ здійснюється від пускових органів релейного захисту ,що обслуговується ВЛ із випередженням у порівнянні з командою та відключення вимикача. Випередження повинне забезпечити здійснення виміру відстані до початку розбіжності контактів вимикача, так як після цього моменту виникають могутні перешкоди від електричної дуги у вимикачі. Зазначене випередження, наприклад, може бути здійснене при так званому подвійному пуску АЛШ: попереднім - від пристрою блокіровки при хитаннях (чи від фільтр-реле нульової послідовності) і селективному - від вихідних реле захисту.

Пускову команду сприймає пристрій керування GCS, що генерує пускові імпульси генератору зондувальних імпульсів GU, пристрою коректування загасання X і запам'ятовуючому пристрою індикації HS.

Генератор GU виробляє серію n зондувальних імпульсів з періодом повторення в часі T і потім зупиняється. Тривалість серії зондувальних імпульсів при цьому дорівнює nT. Генератор GU побудований на базі коливального контуру, утвореного частно  задаючим конденсатором C2 і вторинною обмоткою високочастотного трансформатора ТL. При підключенні ключем Q зарядженого від джерела ЄДС E (через резистор R1) конденсатора C1 до первинної обмотки трансформатора TL в контурі його вторинного ланцюга виникають загасаючі коливання, що і використовуються як зондувальні імпульси.

В автоматичному шукачі типу ЛIДА частота коливань зондувальних імпульсів може дискретно встановлюватися в Приєднання CU до проводів ВЛ здійснюється через елементи їхньої високочастотної обробки: фільтри приєднання TZ і конденсатори зв'язку CU (див. гл. 1). Для забезпечення ефективної дії АЛШ при різних видах к. з., у тому числі й однофазних, виробляється високочастотна обробка всіх трьох фаз А, В і С ліній. З метою здешевлення можливе застосування для однієї чи двох фаз спрощеного виконання високочастотної обробки у виді антен чи ємнісних дільників напруги.

Для обмеження поширення енергії зондувальних імпульсів межами ,що обслуговується ВЛ і збільшення рівня прийнятого, відбитого від місця ушкодження, імпульсу у фазі А, В і С з обох кінців ВЛ врізають високочастотні загороджувачі ZL. Для ефективної дії АЛШ опір високочастотних загороджувачів ZL у смузі затримування звичайно повинен бути не менш 500 Ом.

Тривалість зондувальних імпульсів АЛШ складає десятки мікросекунд. Тому локаційні шукачі не створюють перешкод у високочастотних каналах зв’язків телемеханіки і релейного захисту, що використовують ті ж елементи високочастотної обробки ВЛ.

Відображення зондувальних імпульсів відбувається не тільки в місці ушкодження, але і від всіх інших неоднорідностей хвильового опору ВЛ, розгалужень, перетинань з іншими ВЛ і т.д. Це перешкоджає використанню АЛШ у розгалужених мережах 6-35 кВ і на ВЛ з великим числом відгалужень, тому що розподіл подібних мереж на однорідні ділянки за допомогою високочастотних загороджувачів не виробляється.

Прийом і упевнена фіксація відбитого від місця ушкодження імпульсу утрудняється і впливом на АЛШ різного роду перешкод, особливо імпульсних від електричної дуги в місці к. з. Саме для відбудування від дії перешкод і здійснюється n-кратне зондування. Після випромінювання кожного чергового зондувального імпульсу АЛШ знаходиться в режимі чекання приходу відбитого імпульсу від місця ушкодження.

Період повторення T зондувальних імпульсів вибирається виходячи з довжини що обслуговується ВЛ. Значення T, мкс, відповідно до принципу дії АЛШ повинне задовольняти умову

T≥2L/c ,

де L-довжина ВЛ, м, c-швидкість поширення зондувальних імпульсів, для ВЛ с = 296 м/мкc. Тривалість періоду, наприклад, при L=300 км повинна бути не менше 2·10³ мкс. Тому в АЛШ передбачається можливість установки декількох значень T, яким відповідає визначений діапазон дальності вимірів. Так, в АЛШ типу Р5-7 передбачені три діапазони: 70, 140 і 200 км. Тому на ВЛ довжиною від 200 до 400 км шукачі типу Р5-7 установлюються з двох сторін. У більш зробленому шукачі типу ЛІДА передбачене п'ять діапазонів дальності: 75, 100, 150, 200 і 300 км. При установці з двох сторін такі АЛШ можуть обслуговувати ВЛ довжиною до 600 км. Період повторення імпульсів не повинний відповідати регулярним індустріальним перешкодам на частотах, кратних промислової.

Кількість циклів зондування n у шукачах типу ЛІДА дискретно установлюється рівним n=8÷16.Чим більше n, тим більше повний час роботи АЛШ, але менше дія перешкод. Зниження впливу перешкод обумовлюється розходженням закономірностей підсумовування n однакові реалізації сигналу АЛШ - відбитих від місця ушкодження зондувальних імпульсів і n незалежні реалізації випадкової перешкоди.

Сигнали сумуються арифметично, і результат підсумовування пропорційний n. Випадкові перешкоди звичайно сумуються в квадратурі, і результат підсумовування пропорційний . У такий спосіб n-кратне зондування звичайне дозволяє підвищити відношення сигнал-перешкода в раз. Приведені співвідношення ілюструють доцільність застосування в АЛШ широко використовуваного принципу нагромадження. .

Прийом відбитих від місця ушкодження імпульсів здійснюється від усіх трьох фаз ВЛ. Високочастотні імпульси, пройшовши через конденсатори зв'язку CU і фільтри приєднання TZ, спочатку пофазно випрямляються (діоди VD) (рис. 6.6), а потім сумуються в суматорі A. Такий порядок операцій обраний не випадково. При зміні послідовності операцій і підсумовуванні до детектування може відбутися взаємне знищення високочастотних сигналів, що прийшли до місця установки АЛШ в протифазі.

Напруга з виходу суматора подається на вхід коректора згасання X, що відновлює відбиті зондувальні імпульси. Поширюючи уздовж проводів ВЛ, імпульси згасають з деякої постійної часу T_л по експонентному законі

U_t=U_t,0 e^–t/Tл

Коефіцієнт підсилення Кх коректора згасання збільшується в часі по експонентному законі з постійної часу Тх:

.

При Τх=Τл забезпечує сталість амплітуди імпульсу на виході X, оскільки

U_tK_x,t=U_t,0K_{x,t 0} e^-t/Tле^+t/Tx=U_t,0K_x,t0=const ,

що полегшує його обробку в запам'ятовуючому пристрої індикації HS. У кожнім циклі зондування зміна коефіцієнта K_x починається по команді пристрою керування GCS.

Вимір і запам'ятовування в пристрої HS часу поширення зондувального імпульсу до місця ушкодження і назад ∆t в АЛШ різних типів здійснюється по-різному. Є два основних варіанти виконання ΗS. У шукачах типу Р5-7, наприклад, використовується осцилограф із запам'ятовуючою електронно променевою трубкою Р0S (рис. 6.7).

Відбиті від місця ушкодження зондувальні імпульси з виходу коректора загасання X подаються на вхід y вертикального відхилення Р0S. На той же вхід подаються імпульси з виходу стабільного генератора каліброваних міток GM .Послідовність каліброваних міток на екрані Р0S задає масштаб відстаней до місця ушкодження l із кроком у 10 км.

Рисунок 6.7- Структура пристрою індикації на запам’ятовуючій електропроменевій трубці

Розгорнення Рисунок 6.8. Структура пристрою індикації дискретної дії зображення відображень зондувального імпульсу забезпечується генератором GR, вихід якого підключений до входу x горизонтального відхилення Р0S.

Робота GM і GR (рис. 6.7) координується в часі з роботою генератора зондувальних імпульсів GU і коректора загасання X (див.рис. 6.6) пусковими імпульсами пристрою керування GCR таким чином, що забезпечується тверда синхронізація початку розгорнення P0S з першою масштабною міткою GM і зондувальним імпульсом у кожнім з n циклів зондування, що проілюстровано на часових діаграмах рис. 6.6 і 6.7. Запам'ятовуюча трубка в Р0S працює в режимі лінійного нагромадження яскравості зображення. Використання n-кратного зондування і збіг на екрані POS записів міток GM сигналу в кожнім циклі дозволяє одержати яскраве зображення імпульсних сигналів на тлі масштабних міток. Випадкові імпульсні перешкоди розподіляються по екрані протягом серії записів хаотично і не дають скільки-небудь помітного зображення.

Визначення відстані l до місця ушкодження виробляється на екрані P0S, після чого черговий підготовляє АЛШ до наступної дії, замикаючи кнопкою ланцюг стирання зображення P0S.

У шукачах типу ЛІДА забезпечується автоматичний аналіз відображень зондувального імпульсу і видача відстані l у дискретній формі. Структура пристрою індикації дискретної дії приведена на рис. 6.8. Діапазон дальності розбивається на 50 рівних частин(по 2 км для діапазону 100 км ,наприклад)

Кожному з 50 ділянок відповідає індикаторний осередок, що містить інтегратор J для виконання операції нагромадження відображень і лампу індикації HL.

Після формування чергового зондувального імпульсу в режимі чекання відбитого імпульсу індикаторні осередки послідовно з кроком за часом T/50 підключаються до виходу коректора загасання відбитих імпульсів X (див. рис. 6.6). Підключення інтеграторів J індикаторних осередків до виходу коректора X здійснюється безконтактними ключами QV.

У будь-який даний момент замкнутим є тільки один із ключів. Послідовність замикання ключів QV задається роботою генератора імпульсів стабільної частоти G і розподільника імпульсів С.

Рисунок 6.8- Структура пристрою індикації дискретної дії

Пуск G синхронізований імпульсами пристрою керування GCS (див. рис. 6.6). Після пуску G розподільник С виробляє вихідні імпульси послідовно на своїх 1 2, 3, ..., 50. Тривалість імпульсів на виходах С відповідає 0,02 Т. Таким чином, у кожнім циклі зондування інтегратори з 1-го по 50-й послідовно з кроком за часом 0,02 Т підключаються до виходу коректора загасання X. Тому кожен інтегратор накопичує відображення від своєї ділянки ВЛ. Імпульси від місця ушкодження накопичуються в одній і тім же осередку. Імпульси від перешкод попадають у різні осередки. Після закінчення n циклів зондування рівень накопиченого сигналу в осередку, що відповідає місцеві ушкодження, вище, ніж в інших осередках. У цьому осередку і загоряється сигнальна лампа HL.

Відстань l оцінюється черговим оператором по номері лампи, що зайняла. Після зняття показань оператор готує АЛШ до наступної дії і спеціальною кнопкою приводить всі інтегратори J у вихідний нульовий стан.

Розглянуті принципи виконання показують, що АЛШ є досить складними і дорогими приладами. Разом з тим їх застосування дозволяє різко скоротити час відновлення що відключилися ВЛ, цілеспрямовано проводити профілактику ізоляції після успішних АПВ.

Ефективність використання АЛШ істотно зростає у випадку, коли один автоматичний шукач може обслуговувати трохи ВЛ однієї підстанції. Така можливість закладена в конструкції шукача типу ЛІДА, він здатний обслуговувати до п'яти ВЛ рівних довжин і напруг. При виникненні к. з. на одній з них виробляється заздалегідь обране і задане число циклів зондування на встановлених для ушкодженої ВЛ діапазонах дальності і частоті зондувальних імпульсів. Система приєднання забезпечує підключення генератора зондувальних імпульсів GU до фільтрів приєднання TZ саме ушкодженої ВЛ. Після пуску АЛШ блокується до зняття показів оператором.

8 СХЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ОСНОВНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

До основних параметрів у технологічних процесах нафто-газовидобування, транспортування і переробки нафти та газу належать витрата, тиск, рівень, температура, якісні показники. Системи автоматичного курування типовими технологічними процесами реалізовані згідно ГОСТ 21.404.85. Умовні позначення засобів автоматизації згідно ГОСТ 21.404.85 приведені в додатку А.