Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю

 

Изобретение может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при двойных замыканиях на землю на разных линиях электропередачи распределительных сетей напряжением 6 - 35 кВ. Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи. При установке измерителя на питающем вводе распределительной сети для исключения влияния на точность измерения токов нагрузки производится измерение активной и реактивной составляющих напряжения и тока прямых последовательностей неповрежденной фазы в предаварийном режиме. Производится запоминание этих величин. После измерения активной и реактивной составляющих фазного напряжения каждой из поврежденных фаз в аварийном режиме определяют активную и реактивную составляющие предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности и учитывают их значения в выражении для расчета индуктивных сопротивлений цепи до каждого места замыкания, пропорциональных расстояниям до мест повреждения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g G 01 R 31/08

ОШАМ

I IBlH9 g иОт ему 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ W ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425697/24-21 (22) 16,05.88 (46) 07.06,90. Бюл. N- 21 (71) Рижский политехнический институт им, А.Я.Пельше (72) Э.П.Ванзович, А -С.C.Ñàóxàòàñ и В.Г.Головацкий (53) 621.317(088 ° 8) (56) Гловацкий В.Г,, Халидов А.Г. Определение расстояния до мест двойных замыканий на землю в электрических сетях 35 кВ. — Энергетик, 1985, Р 9, с. 31, Авторское свидетельство СССР

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

ДО МЕСТ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛ10 (57) Изобретение может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при двойных замыканиях на землю на разных линиях электропередачи распределительных сетей напряжением 6-35 кВ. Целью изобретеИзобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения мест повреждения при двойных замыканиях на землю на разных воздушных линиях электропереда1 чи распределительных сетей напряжени ем 6-35 кВ с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до мест двойных замыканий на землю путем дополнительного выделения и из„„SU„„1569753 А 3 ния является позышение точности Оппеделения расстояния до мест двойных замыканий !Iа зем51ю на л115111ях злек тропередачи. При установке измеритеч5 на питающем вводе распределительной сети для исключения влияния на точнОсть из!1ере 11151 токов Ilагрузки пр01 3водится измер е1111е активной и реак

THBHOI. CO C i 213;I5, I.;;;IIX На11ряжеHH51 H ка пря1ых последовательностей неповрежденной фазы в предаварийном режиме. Производится запоминание этих величин. Посл измерения ак-ивнсй и реактивной. составляющих ф11з1-Ого напряжения каждой из поврежденных фаз в аварийном режиме определяют активную и реактивную составляющие предаварийного нагрузочного сопроти-влечия прямой последовательности и учитывают их значения в выражении для расчета индуктивных сопротиьлний цепи до каждого места замыкания, пропорциональных расстояниям до мест повреждения. 2 ил. мерения активной и реактивной составляющей напряжения и тока прямь1х по- ЯФ сгедовательностей неповрежденной фазы в предаварийном и аварийном режимах с последу10щим определением активной и реактивной составляющей предаварийного нагрузочного сопротив- 3 ления прямой последовательности и учета полученных величин при вычислении индуктивных сопротивлений цепей коротких замыканий до каждого места замыкания, пропорциональных расстояниям до места повреждения, 1569753

На фиг, 1 представлена схема сети замыкания произошли в фазах В и С; особая (неповрежденная) фаза А; на фиг. 2 — комплексная схема замещения:

Š— эквивалентная ЭДС питающей системы Z u Z — эквивалентные conpo$c - 2c тивления прямой и обратной последовательностей питающей системы; Е,„ и

Z — эквивалентные сопротивления пря- 1О

2н

:мой и обратной последовательностей присоединенной нагрузки (принято, что ,подключены к шинам); Z u Z — сопротивления прямой и обратной последовательностей до места повреждения; 15

R — переходное сопротивление в меси те замыкания .

Активную и реактивную составляющие фазного напряжения каждой из поврежденных фаз измеряют в аварийном режи- 2О ,ме, выделяют и измеряют активные и реактивные составляющие напряжения и тока прямых последовательностей неповрежденной фазы в предаварийном и аварийном режимах, а индуктивное 25 сопротивление цепи до каждого места замыкания, пропорциональное расстоянию до места повреждения, определяют по специальным математическим выражениям, ЗО

Схема сети (фиг, 1) включает измеритель 1, установленный на шинах распредустройства линий 2-5, питающий ввод 6, подключенный к эквивалентному источнику 7 питания, трансформато,ры 8 напряжения и трансформаторы 9

" тока. .Практическая реализ ация измерителля 1 может осуществляться на основе ,известных устройств, так как выполняются известные операции: измерение активных и реактивных составляющих напряжений и токов в предаварийном и аварийном режимах, суммирование, вычитание, умножение, деление и возведение в квадрат, выделение составляющих тока и напряжения прямых последовательностей осуществляются фильтрами прямой последовательности.

На входы измерителя 1 подаются фазные напряжения с выхода трансформаторов 8 напряжения и фазные токи от трансформаторов 9 тока.

Для проведения измерений при установке измерителя 1 на питающем воде 6 из замеряемого тока следу вв

II ет исключить токи "отсоса нагрузки.

При том, комплексной схеме,замещения (фиг. 2) в питающей распредустройство линии б (фиг. 1) двойное замыкание на землю воспринимается, как двухфазное короткое замыкание между фазами.

Токи прямой и обратной последовательностей (фиг. 2) связаны соотношением I A= -I, При этом ток поврежденной фазы В равен где а=1 (120

Ток прямой последовательности, протекающий через место повреждения (фиг. 2), равен (2) .в где I — ток прямой последователь— (A ности в цепи источника питания в аварийном режиме, as

II Il

Т вЂ” ток отсоса прямои после— 1нЯ довательности в сопротивлении нагрузки в аварийном режиме, ТоК "0Tcoca" нагрузки (фиг. 2) может быть определен, как (3) ае где U — напряжение прямой по следо1Д вательности на шинах распредустройства в аварийном режиме, При двойных замыканиях на землю на разных линиях электропередачи (фиг. 1, линии 2 и 4), сопротивление цепи до каждого из мест замыкания в отдельности, пропорциональное расстоянию до места повреждения, может быть определено путем измерения соответствующего фазного напряжения и фазного компенсированного тока поврежденной фазы в аварийном режиме, ав напРимеР U в и Iкв+К 0I Де U в >,. кв соответственно напряжение и ток фазы в линии 2,в аварийном режиме, Х вЂ” ток нулевой последовательности, о а К вЂ” коэффициент компенсации, с последующим .определением отношения первого измерения к второму:

IIS

z = - — = ——

Us (4) в Х 1<в+KI О

Однако в случае замыкания через переходное сопротивление, которое имеет практически чисто активный характер„ точность замера уменьшается.

Влияние переходного сопротивления можно исключить путем выделения мнимых

569753 ав

ХВ=Ти, ав

«6 U4

-з /з(1+к/3) (т „,— --" — ) 1Н

25 аВ

Х =Re

U6 (Гз+к/Гз) (I, (7) «s

Ьь) н

«6 аЬ ав «ь «S

«в as ав as (Па 1н U Р X н) (It«Rttt Ut ItgX ttt)+(UtttiХ н+Пtti Rttt) (It« Х1н П Р+? Р itt) Х =

1 (13+К/ 13) (Х1«R tttUt«I

Хв=тю — — — ——

Q,в (5)

Кб О

Учитывая, что для поврежденной линии 2 (фиг. 1) ток поврежденной фазы значительно больше токов нагрузки неповрежденных фаз, считают, что «I =IÄ /3. Подставляя полученное значение в (5), получают ае

Х =I

Пв (6)

s I (1+K/3)

Совместное решение уравнений (1), (2), (3) и (6) позволяет найти выражение:.которое после преобразований принимает вид

Сопротивление нагрузки прямой последовательности может быть определено, исходя из фазного напряжения и тока прямых последовательностей неповрежденной фазы в предаварийном режиме (индекс "и" указывает на измерения предаварийного режима):

U ë (8)

1Я где i — индекс поврежденной фазы;

U .иПр - соответственно активная и сь1 реактивная составляющие фазного напряжения соответствующей поврежденной фазы;

Х -Х

К= - — - — коэффициент компенсации;

Х„

Х и Х вЂ” удельные сопротивления соот1 о ве т с тв енно пря мой и нуле вой последовательностей контролируемой линии.

Учет только абсолютного значения выражения (11) (прямые скобки) связан с изменением знака расчета при определении расстояния до второго

Выражая токи и напряжения через йс ортогональные (активные и реактивные) составляющие, получают

5 U =0„ +)Б",; в ав . «s

I tA =I t«+3 I tp

«ь «6 ° tttd

U гя 11t«+jU« и и

10 U A Uto ЗП«ь

1р

Подстановка ортогональных состав.ляющих в выражение (8) после преобразований позволяет получить зависимости и и и и

Ur« I ta+U tp I tp

R — -н — — — —- (9)

1н (I ) +(Т" )

tt и и

U 1Ð ?1« П «? 1Р

Х .Ю (10)

1Н (I d )g+(I n P

1« р где U< и U соответственно активная

1р и реактивная составляющие фаэного напряжения прямой последовательности неповрежденной фазы, Т и I — соответственно активная и реактивная составляющие фазного тока прямой последовательности неповрежденной фазы.

Подстановка выражений (9) и (10) в выражение (7) приводит к зависиtt « мости (индекс ав указывает на изме-" рение аварийного режима): места повреждения (фаза С на линии

4, фиг. 1) .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью опреде лить расстояние до мест двойных замы50, каний на землю на разных линиях электропередачи при помощи одного . централизованного измерителя, установленного на питающей распредустройст. во линии.

55 Формула изобретения

Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю, со1569753

Х = I

30 жима, 35 гласно которому индуктивное сопротивление цепи до каждого места замыкания, пропорциональное расстоянию до места повреждения, определяют по зна5 чениям напряжении и токов в аварийном и предаварийном режимах, причем измеряют активную и реактивную составляющие фазного напряжения каждой из поврежденных фаз в аварийном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения.. точности, дополнительно выделяют и измеряют активные и реактивные составляющие напряжения и тока прямых последовательностей неповрежденной фазы в предаварийном и аварийном режимах, определяют активную и реактивную составляющие предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности неповрежденной фазы по выражениям

olB «ь ыО al6 as (11 «

« а .<.

ДЯ где i — индекс поврежденной фазы; иб

Ua и Б — соответственно активная и

<;<< реактивная составляющие фазного напряжения соответс т вующе и по вр ежде иной ф азы аварийного режима;

I — соответственно активная и с< }}

«р реактивная составляющие фазного тока прямой последовательности неповрежденной фазы аварийного режима ,<П I« +U I < и

Д2 2. — °

1N (I «)

u ri u

Х (I }} )}-+() a где 11 ци 0 „ — соответственно активная и и реактивная составляющие фазного напряжения прямой последовательности неповрежденной фазы предаварийного режима, и «

I«H I }p — соответственно активная и реактивная составляющие фазного тока прямой последовательности неповрежденной фазы предаварийного режима, индуктивное сопротивление цепи до каждого места замыкания, пропорциональное расстоянию до места повреждения, находят как

«s as «}}} «в as

+(UN< X1«+U p< К }}<) (Т <а<Х<}} U

U«è У <- соответственно активная и реактивная составляющие фазного напряжения прямой последовательности неповрежденной фазы аварийного реХо-Х, К= -- — — — коэффициент компенсации;

Х„

Х и Х вЂ” удельные сопротивления соо ответственно прямой и нулевой последовательности контролируемой линии.

1569753

Составитель В. Коваленко

Редактор И.Дербак Техред М.Ходанич Корректор С.ЧеРни

Заказ )44б Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101