Способ определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания

 

Изобретение может быть использовано для одностороннего дистанционного определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания (КЗ) на воздушных линиях электропередачи распределительных электросетей напряжением 6 - 35 кВ. Цель изобретения - повышение точности определения расстояния до места двухфазного КЗ. Измеряются и запоминаются реактивные и активные составляющие напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаз в предаварийном режиме на вводе сети. После измерения активных и реактивных составляющих напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаз в аварийном режиме производят вычисление индуктивного сопротивления петли КЗ, пропорционального расстоянию до места повреждения, учитывая в формуле расчета активную и реактивную составляющие нагрузочного сопротивления прямой последовательности. Это позволяет исключить ошибку, определяемую тем, что через измеритель, установленный на вводе сети, протекает не только ток поврежденной линии, но и токи нагрузки неповрежденных линий, подключенных к общим шинам сети. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5))5 G 01 R 31/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4418136/24-21 (22) 26.04.88 (46) 07.06.90, Бюл. 5 21 (71) Рижский политехнический институт им, А,Я.Пельше (72) Э.П,Ванзович, А.-С.С,Саухатас, В.Г.Гловацкий и А.IT ° 1<óçíåöoâ (53) 621.317(088.8), (56) Айзенфельд A И., Аронсон В.И., Гловацкий В.Г. Фиксирующий индикатор сопротивления ФИС. — М.: Энерroатомиздат, 1987.

Авторское свидетельство СССР

Р 1287057, кл. G 01 R 31/08, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

ДО МЕСТА ДВУХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗА?1ЫКАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для одностороннего дистанционного определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания (КЗ) на воздушных линиях электропередачи распределительных электросетей напряжением 6-35 кВ. Цель изобретеИзобретение относится к электроэнергетике и может быть. использовано для одностороннего дистанционного определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания (КЗ) на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) распределительных электросетей напряжением 6-35 кВ.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до места двухфазного КЗ путем дополнительного выделения и измерения активной и реактивной составля„„SU, > 569752 А 1 ния — повышение точности определения расстояния до места двухфазного КЗ.

Измеряются и запоминаются реактивные и активные составляющие напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаз в предаварийном режиме на вводе сети. После измерения активных и реактивных составляющих напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаз в аварийном режиме производят вычисление индуктивного сопротивления петли КЗ, пропорционального расстоянию до места повреждения, учитывая в формуле расчета активную и реактивную составляющие нагрузочного сопротивления прямой последовательности. Это позволяет исключить ошибку, определяемую тем, что через измеритель, установленный на вводе сети, протекает не только ток поврежденной линии, но и токи нагрузки неповрежденных линий, подключенных к общим шинам сети. 2 ил. ющих напряжений и токов прямых rto- Я . следовательностей в предаварийном и фф аварийном режимах с последующим определением активной и реактивной составляющей предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности и учета полученных величин при вычислении индуктивного сопротивления петли КЗ, пропорционального расстоянию до места К3.

На фиг. 1 представлена схема сети; на фиг. 2 — схема замещения сети при двухфазном КЗ.

1569752

Принято, что КЗ произошло между . фазами В и С. Особой является фаза Л, Схема (фиг . 2) содержит э кви валентную ЭДС питающей системы Е, эквивалентные сопротивления Z, и Е прямой и обратной последовательностей питающей системы, эквивалентные сопротивления Z1„и Е „прямой и обратной последовательностей присоединений на10 грузки (принято, что нагрузка подключена непосредственно к шинам),сопротивления Е „ и Z „прямой и обратной последовательностей до места КЗ, переходное сопротивление R в месте К3. 15

Сущность способа заключается в предварительном (в предаварийном режиме) выделении и запоминании значений реактивных и активных составляющих токов и напряжений прямых после- 20 ,довательностей с последующим, после выделения и измерения этих составляющих в аварийном режиме, расчете на основе полученных значений индуктивного сопротивления петли короткого замыкания.

Схема сети (фиг. 1) содержит измеритель 1, отходящие от шин распредустройства линии 2-5, ввод б и источник 7 питания, трансформаторы напряжения 8 и тока 9. В распределительной сети измеритель 1 устанавливается на вводе распредустройства и используется при КЗ на любой из отходящих от распредустройс ва линий. Измеритель

1 реализуется на основе микропроцессорного устройства, на его вход подаются с трансформаторов тока 9 и напряжения 8 значения фазных токов и линейных напряжений.

Составляющие напряжений и токов прямых последовательностей выделяются с помощью фильтров прямых последовательностей, входящих в состав измерителя 1. В измерителе 1 проводятся операции измерения активных и реактивных составляющих напряжений и токов поврежденных фаз в предаварийном и аварийном режимах, суммирование и вычитание, умножение и деление, возведение в квадрат. При проведении измерений через измеритель 1 протекает не только ток поврежденной линии:5, но и токи нагрузки неповрежденных линий 2-4. При этом измерение искажается .

При двухфазных металлических КЗ точное измерение можно получить„если измерять линейное напряжение поврежденных фаз, напримеР П 8с ответствующую разность токов I †.Т „ кс в аварийном режиме. При этом сопротивление цепи КЗ, пропорциональное расстоянию до места КЗ, находят как

С1 8

Z= 5c

I к8 кс

При КЗ через переходное сопротивление на линиях с односторонним питанием, характерных для распределительных сетей, влияние переходного сопротивления, которое имеет чисто активный характер, может быть .устранено, если в указанном выраже, нии выделить из обеих сторон равен-! ства мнимые части аВ к8 «кс

Однако выражение (1 ) обе спечивает высокую точность измерения лишь в случае, если измерения производятся непосредственно на данной линии электропередачи.

Для исключения влияния токов нагрузки осуществляется их запоминание в предаварийном режиме с последующим вычитанием из токов аварийного режима. Однако такой подход не учитывает того, что при несимметричных КЗ нагрузка характеризуется не только сопротивлением прямой, но и обратной последовательностей. Значение сопротивления нагрузки обратной последовательности неизвестно и значительно отличается от прямой. При этом определение места КЗ является неточным.

Для исключения влияния сопротивления нагрузки обратной последовательности при измерении используются составляющие тока и напряжения прямых последовательностей. Токи прямой и обратной последовательностей в месте КЗ связаны зависимостью

Х „А= -I< (фиг. 2). При этом разность фазных токов в месте КЗ

1 I-I =а Х +aI -аТ -а Т. — K8 — кс — 1кА — 2кд - 1кд — 2 KB

=2(а - )I — 1KA где а=-1 < 120

Ток прямой последовательности в месте КЗ (фиг. 2) а& а8

-1кд - 1А — 1нА (3) о8 где I „„- ток отсоса прямой последовательности в сопротив1569752 лении нагрузки в аварийном режиме; ток прямой последовательности в цепи источника питаний в аварийном режиме.

Ток отсоса (фиг, 2) а8 аВ

I«< =U1А Z„„ а8 где U — напряжение прямой последовательности на шинах распредустройства в аварийном режиме.

Сопротивление ZZ1нможет быть определено, исходя из напряжения U „и тока

II и — 1А

I fä прямых последовательностей предаварийного режима а fl

Ц1А (5) — 1Н Т вЂ” 1Д 2О (6) 30 (7) Далее, выражая сопротивления, токи и напряжения через их ортогональные активные и реактивные составляющие, получают

1 ьВ а6 aS а8 as аВ . 6 а6 ьв as (U а X 1f!+Up R1H) (Т аВ1н-П«а I pX«f«) (Ua Rff«Up X ff«)(I«„X«>! U «p+I « pR1») ct B о(6 2 c(S а6 а6 .у

2(I1„R1ff Upa I«pX1g) +2(I«X1ff 1р+ «р Rff«) ния, в котором индуктивное сопротив45 ление петли короткого замыкания, пропорциональное расстоянию до места повреждения, определяют по значениям напряжений и токов поврежденных фаз в аварийном и предаварийном ре50 жимах, причем измеряют активную и реактивную составляющие линейного напряжения поврежденных фаз в аварийном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно выделяют и измеряют активные и реактивные составляющие напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаэ в предаварийном и аварийном режимах, опреФормула из о бр етения

Способ определения расстояния до места двухфазного короткого замыкаС учетом того, что а8 а8 «8 (а -a) I >> -I 18 -Т1с, 2 а6 а8 (a -а)Уу =П18,;

2 A» .fl

1А =Т18 -I „,; и п (а а) Ц1А =П.fsq 18C

Z — 18 If! =I" — 1S - 1С

N6

U 6c

ХI 1Н где U,U Р— соответственно активная и реактивная составляющие линейного напряжения поврежденных фаз; и и индекс аЪ указывает на измерение аварийного режима.

Таким образом, введение симметричных составляющих прямой последова-. ,тельности дает возможность исключить влияние сопротивления нагрузки обратной последовательности.

- fH 1Н+ЗХ1Н

aS а6 . а6 — вс ь 3ПР а6 а8 as . а8

I 18 1с =I 1а .) ь8 а8 . а6

П1а ДU1p ь ппп° . и

I!8 Х1с 1„+JI 1ð и, и

U18=U1a 3UfP °

Подстановка ортогональных составляющих в выражение (6) после преобразований приводит к зависимостям

fI П и П

U1„ I„a+U fp I1p R (8)

1н (I ° )2 I (I» )

1а <р и п

U fp I fa-tJ« 11 (I и )2„.(Iп )

fa fP где У1а У1 — соответственно ак 1 нвная и реактивная составляющие линейного напряжения прямой последовательности поврежденных фаэ;

11а,I1> — соответственно активная и реактивная составляющие разности токов прямой последовательности поврежденных фаэ; индекс и указывает на измерение предаварийного режима.

Подстановка этих же opòогональных составляющих в (7) после аналогичных преобразований позволяет IIOлучить зависимость индуктивного сопротивления цепи КЗ, пропорционально-: го расстоянию до мес-а повреждения .

1569752 и п где U u U — соответственно активная

1с4 4Р и реактивная составляюd8 а8

as as as as as as

Х 1 р я) (Т ® к П а I

aS у „8 (I< R<„U« I p g„„) +2(Т„„Х,„-Б, +Т„R )

1 и реактивная составляющие линейного напряжения поврежденных фаз аварийного. режима; соответственно активная

g8 а6

IfaH Iep и реактивная составляю— щие разности токов прямой последовательности

Z ñ 1

Фие. г

Составитель В. Коваленко

Редактор И.Шулла Техред М.Ходанич Корректор Н.Ренская

Заказ 1446 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. 1 апарина, 101 деляют активную и реактивную составляющие предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности поврежденных фаз по выражениям

П и и и

«a I a+U Т р

1н (In ) +(Т и ) э и Л

П 1Р Т o(Uie I1p

Х .1н (I и )2+(Iп ) У а р 10

«а где П и Бр — соответственно активная 20 щие линейного напряжения прямой последовательности поврежденных фаз в предаварийном режиме;

11,и Т „- соответственно активная и реактивная составляющие разности токов прямой последовательности поврежденных фаз в предаварийном режиме, причем индуктивное сопротивление петли короткого замыкания находят ка к поврежденных фаз варин ного режима

U,„è Б — соответственно активная и реактивная составляющие линейного напряжения прямой последовательности поврежденных фаз аварийного режима,