Устройство для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности, Устройст- :во содержит; генераторы 1, 2 и 3 синусоидального тока (звуковой частоты) имеющие равные и постоянные напряжения и начальные фазы, блок 4 присоединения , датчики 5, 6 и 7 тока, состоящие из кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой , блоки 8, 9 и 10 измерения, блок 11 вычисления и блок 12 индикации . Введение генераторов 2 и 3 синусоидального тока, трех датчиков тока, блоков 9 и 10 измерения и образование новых связей позволило определить расстояние до места замыкания на зем- (Л С N3 4 Ю X) Юд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А "1 (504 б 01 В 31 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13 ,:3

«в s(.1, .. ь .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3810553124-21 (22) 06.11,84 (46) 07.07.86. Бюл, )) - 25

,71) Московский ордена Трудового

1(расного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В. П. Горячкина (72) В. И. Сукманов, А. А. Иванов, А. И. Селивахин и И. Л. Слонов (53) 621.317.333.4(088.8) (56) Жучков Г. П. Определение места повреждения в воздушных линиях электропередачи Б-35 кВ. Автореферат диссертации, Саратов, 1975, 27 с.

Алексеенко А. Г., Коломбет E. А. и Стародуб Т. И. Применение прецизионных аналоговых ИС, M. Сов. радио, 1980, с. 94- 95.

Кошкин Ю. Л. Повьппение эффективности устройства для определения места короткого замыкания в сельских распределительных сетях. Диссертация, М.: )984.

Федоров Б. Г. и Телец В. А. Микроэлектронные, цифроаналоговые и аналого-цифро вые преобразователи, М.: Радио и связь, 1984, с, 68.

Авторское свидетельство СССР

Ф 746343, кл. G 01 R 31/08, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТ-

РАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. Устройст

:во содержит генераторы 1, 2 и 3 синусоидального тока (звуковой частоты)

1 имеющие равные и постоянные напряжения и начальные фазы, блок 4 присоединения, датчики 5, 6 и 7 тока, со стоящие из кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, блоки 8, 9 и 10 измерения, блок 11 вычисления и блок 12 индика ции. Введение генераторов 2 и 3 синусоидального тока, трех датчиков тока, блоков 9 и 10 измерения и образование новых связей позволило определить расстояние до места замыкания на землю по индуктивному сопротивлению участка линии на одной частоте, сократить время поиска повреждений, 1242861 уменьшить количество замыканий на землю,, переходящих в двоичные замыкания„ 1 з.п. ф-лы. 1 ил, Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение точности путем определения расстояния до места замыкания на землю по индуктивному сопротивлению участка линии на одной частоте.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 генераторы синусоидального тока (звуковой частоты), имеющие равные и постоянные напряжения и начальные фазы, блок 4 присоединения, первый 5, второй 6 и третий 7 датчики тока, состоящие из кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, первый 8, второй 9 и третий 10 блоки измерения (33 > блок 11 вычислений 12) и блок 12 индикации f4).

Первый, второй и третий входы бло ка 4 присоединения соединены с клеммами для подключения к объекту контроля, выход блока 11 вычислений сое динен со входом блока 12 индикации, первые выходы трех генераторов 1 »3 синусоидального тока объединены и соединены с общей шиной с третьими входами первого 8, второго 9 и третьего 10 блоков измерения и с объединенными первыми выводами первого 5, второго 6 и третьего 7 датчиков тока, второй выход первого 1 генератора синусоидального тока, индуктивно связанный с первым 5 и вторым 6 датчиками тока, а также со вторым: входом первого 8 блока измерения, второй выход второго генератора 2 синусоидального тока, индуктивно связанный со вторым 6 и третьим 7 датчиками тока, соединен со вторым выходом блока 4 присоединения, а также со

i)

1Î

ЗО

45 вторым входом второго блока 9 измерения> третий выход третьего 3 генератора синусоидального тока, индуктивно Связанный с первым 5. и третьим 7 датчиками тока, соединен с третьим входом блока 4 присоединения, а также со вторым входом третьего блока !О измерения, второй вывод первого 5 датчика тока соединен с первым входом первого блока

8 измерения, второй вывод второго 6 датчика тока соединен с первым входом второго блока 9 измерения, второй вывод третьего 7 датчика тока соединен с первым входом третьего блока

10 измерения, выходы первого 8, второго 9, третьего 10 блоков измерения соединены с соответствующими входами блока 1! вычислений.

Датчики тока 5-7 выполнены в виде кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой с двумя выводами. Магнитопроводы датчиков 5-7 тока охватывают выводы . двух генераторов, являющихся первичной обмоткой датчиков. При этом выводы генераторов проходят через отверстия магнитопроводов в противоположных направлениях друг к другу, Это позволяет исключить влияние токов утечки через собственные емкости фаз линии относительно земли на ре» зультаты измерения и выделить ток замыкания, протекающий от генераторов через место повреждения. Блоки измерения 8, 9 и 10 производят замеры реактивной составляющей напряжения соответствующих генераторов 1, 2, 3U Sit и ЭДС, наводимых во вторичных обмотках соответствующих датчиков тока 5»7 при повреждении. В блоке 11 вычислений по измеренным величинам производится расчет расстояния до места повреждения. Результаты расчета в цифровом виде представляются блоком 12 индикации, кроме того блок 12 индикации <:лужит для

1242861

Ч = 90 +Ч, (2) !

5 1",= 90 + Ч + 180. (3) 25

"O номера поврежденной указания фазы.

Устройство работает следующим образом.

Токи генераторов создают в магнитопроводах датчиков тока соответствующие магнитные потоки. Результирующие магнитные потоки в магнитопроводах каждого датчика тока равны разности магнитных потоков, создаваемых 0 токами двух соответствующих генераторов. В нормальном режиме токи всех трех генераторов 1-3, обусловленные равными собственными емкостями фаз линии относительно земли, равны по величине и по фазе вследствие равен« ства по величине и по фазе напряжений генераторов (изображена только одна линия длиной L представленная

П-образной схемой замещения). Межфаз- 20 ные емкости и нагрузки не учитываются, так как токи генераторов через них протекать не будут ввиду равенства напряжений генераторов по величине и по фазе и, следовательно, влияния на результаты измерения расстояния они оказывать не будут. Так как токи генераторов равны, то результирующие магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе каждого датчика. тока, равны нулю и, следовательно, ЭДС во вторичных обмотках датчиков тока в нормальном режиме отсутствуют.

При замыкании на землю через переходное сопротивление 13 третьей фазы линии изменяется ток третьего генератора 3. При этом к существующему току, обусловленному собственной емкостью третьей фазы линии относительно земли, добавляется ток замьгкания, протекающий по контуру: третий генератор 3 - блок присоединения

4 — активное и индуктивное сопротивление 14 участка третьей фазы линии до места повреждения — переходное сопротивление 13 — земля — третий генератор 3. Магнитный поток, создаваемый этим током в магнитопроводах первого 5 и третьего 7 датчиков тока, оказывается нескомпенсированным, и это приводит к появлению во вторичных обмотках этих датчиков ЭДС Е, пропорциональных току замыкания, где : — коэффициент пропорциональности, определяемый конструктивными параметрами и материалом магнитопроводов датчиков тока;

I - ток замъпсания.

Этй ЭДС равны по величине друг другу, однако сдвинуты на разные. углы по отношению к напряжению генераторов. При этом ЭДС третьего датчика тока сдвинута на угол а ЭДС первого датчика тока сдвинута на угол

В этих выражениях угол Ч равен (= агс р; — " > (4) 2 ; Г1,,1 X r01ì + R„ где f — частота генераторов; удельная индуктивность провода;

1 — расстояние до места замыкания на землю;

R — переходное сопротивление

П в месте замыкания на землю;

r — удельное активное сопротиво ление провода.

При появлении ЭДС во вторичных обмотках первого 5 и третьего 7 датчи» ков тока"срабатывают первый 8 и третий 10 блоки измерения, которые производят замеры этих ЭДС и реактивной составляющей напряжений соответствую щих генераторов (U Sin <), а результаты измерений поступают в блок вычислений 11, который производит расчет расстояния до места замыкания на землю с учетом выражений (1), (2) и (4) по формуле где П вЂ” напряжение генератора.

Результат расчета передается в блок 12 индикации, который представляет его в цифровом виде на табло.

Кроме того, в блоке индикации загорается лампочка, указывающая на

1242Вб1

Формула изобретения

Составитель Е. Кущ

Редактор Н. Егорова Техред О.Сопко Корректор И„Муска

Заказ 3699/43

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,.ул. Проектная, 4 то, что повреждена третья фаза сети.

При замыкании на землю другой фазы линии устройство работает аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство позволит повысить точность при определении расстояния при больших переходных сопротивлениях в месте повреждения, что сократит время поиска повреждений, уменьшит количестно замыканий на землю переходя щих в двойные замыкания.

Устройство для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее блок присоединения, первый генератор синусоидального тока, первый блок измерения, блок вычи сления, блок индикации, первый, второй.и третий входы блока присоединения соединены с соответствующими клеммами для подключения к объекту. контроля, выход блока вычисления соединен с входом блока, индикации, о т-. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це лью повышения точности, в него введены второй и третий генераторы синусоидального тока, первый, второй и третий датчики тока, второй и третий блоки измерения, причем первые выход. ды трех генераторов синусоидального тока объединены и соединены с общей

,шиной, с третьими входами первого, второго и третьего блоков измерения и с объединенными первыми выводами первого, второго и третьего датчиков тока,, второй выход первого reHepaTOра синусоидального тока,индуктивно связанный слервым и вторым датчиками тока,, соединен с первым выходом блока присоединения, а также с вторым входом первого блока измерения, второй выход второго генератора синусоидаль ного тока„ индуктивно связанный с вторым и третьим датчиками тока, соединен с вторым выходом блока при» соединения, а также со вторым вхо15 дом второго блока измерения, третий, выход третьего генератора синусоидального тока, индуктивно связанный с первым и. третьим датчиками тока, соединен с третьим входом блока при. 1

)О соединения, а также с вторым входом третьего блока измерения, второй вы вод первого датчика тока соединен с первым:входом первого блока измерения второй:вывод второго датчика тока.

25 соединен с первым входом второго бло« ка измерения, второй вывод третьего датчика тока соединен с первым вхо дом третьего блока измерения, выходы первого, второго и третьего блоков

30 измерения соединены с соответствующи ми входами блока вычисления.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что.датчики то« ка выполнены в виде кольцевого магни35

\ топровода с расположенной на нем вторичной обмоткой с двумя выводамр