Способ определения расстояния до места обрыва фазы в воздушных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места обрыва фазы в воздушных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение точности определения расстояния до места обрыва. Постоянно контролируют значение напряжения нулевой последовательности , определяют приращение действующего значения напряжения нулевой последовательности контролируемой сети по отношению к его значению при ее исправном состоянии, определяют и сравнивают между собой емкости отдельных фаз сети о, иосительно земли, фиксируют наличие обрыва в контролируемой сети, определяют фазу, в которой имеется обрыв, определяют знак производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва, по зависимостям, связывающим значения емкостей фаз контролируемой сети и знаку производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва, определяют расстояние до места обрыва фазы. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (SS)S С 01 Р 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CBMQETEAbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4427721/21 (22) 20.05.88 (46) 28.02.91. Бюп. И 8 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина (72) P.U.Сагутдинов .(53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . У 1054806, кл. G 01 R 3 1/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

)1 - 1218853, кл. G 01 R 31/08, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ

ДО МЕСТА ОБРЫВА ФАЗЫ В ВОЗДУШНЫХ

ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕИТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места обрыва фазы в воздушных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение точносИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения расстоя— ния до места обрыва фазы в воздушных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение точности определения расстояния до места обрыва.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — вид зависи— мости значения расчетного напряжения от расстояния до места обрыва для различных фаз. ти определения расстояния до места обрыва. Постоянно контролируют значение напряжения нулевой последовательности, определяют приращение действующего значения напряжения нулевой последовательности контролируемой сети по отношению к его значению при ее исправном состоянии, определяют и сравнивают между собой емкости отдельных фаэ сети относительно земли, фиксируют наличие обрыва в контролируемой сети, определяют фазу, в которой имеется обрыв, определяют знак производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва, по зависимостям, связывающим значения емкостей фаз контролируемой сети и знаку производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва, определяют расстояние до места обрыва фазы. 2 ил.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 выделения поврежденной фазы, блок

2 выделения обрыва, блок 3 выделения напряжения нулевой последовательности, блок 4 запоминания начального значения напряжения нулевой последовательности, блок 5 запоминания текущего значения напряжения нулевой последовательности, блок 6 выделения знака производной текущего значения напряжения нулевой последовательности, первый элемент ЗАПРЕТ 7, первый

8 и второй 9 элементы И-НЕ, элемент

И 1О, второй 11, третий 12, четвертый

13 элементы ЗАПРЕТ, блок 14 сложения, 1631469 блок 15 вьиитания, первшй 16 и второй 17 блоки определения зоны обрыва, клеммы 18 для подключения к контролируемой сети, к которым подключены соответствующие входы блоков 1-3.

Первый выход блока 1 соединен с первым входом элемента И 10, второй вход которого соединен с выходом блока 2, первья входа и элемента ЗАПРЕТ 7, 10 первого 8 и второго 9 элементов

И-НЕ, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 8 и вторым выходом блока 1, третий вход элемента И-НЕ 9 соединен с первым выходом блока 6, второй выход которого соединен с третьим входом элемента И-HF. 8, выход которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ 11, второй вход которого соединен с выходом блока 14, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами блока 15 и с выходами соответственно блока 5 и блока 4, вход которого соединен с выходом элемента

ЗАПРЕТ 7, второй вход которого соединен с входами блоков 5 и 6 и выходом блока 3. Выход блока 15 соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ 12, Ь - Кцо«

UA(CA +С «) + Ug("»о Сд + CA«+ С, +

rPe UA«

4«

С «, 35

45

50 р Up

55 Для данного режима имеем — (О.

dt

Таким образом, истинное приращение (в данном случае уменьшение) напряжения нулевой последовательности

U, U — напряжения фаз А, В, С, Сд«ь Сь э

С, Сс«- емкости фаз сети

А, В, С относительно земли до I u после II места обрыва.

Напр авление вектора напряжения нулевой последовательности зависит от соотношения емкостей. Допустим, что, в данной электрической сети емкость фазы A больше емкости фаз В и С: (Cg + CA«) С + C « = Cg + Сс«

Тогда вектор этого напряжения направлен противоположно вектору фазного напряжения фазы А, при этом суммарное..фазное напряжение относительно земли фазы А уменьшено на значение О„ю, а напряжение фаз В и С увеличено на значение У»о. Это значение U „запоминается в блоке 4.

При разрыве фазы, например А, текущее значение напряжения нулевой последовательности определяют, как выход которого соединен с входом блока 17, а второй вход — с выходом элемента ЗАПРЕТ 13, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно элемента И 10 и элемента И-HF. 9.

На фиг. 2 обозначены зависимости, характеризующие связь между расчетным напряжением и расстоянием до места обрыва фазы соответственно для случаев, когда емко ть поврежденной фазы относительно земли меньше 19 и больше 20, чем аналогичная емкость каждой из неповрежденных фаз.

Расстояние L до места обрыва определяется по формуле где К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемой видом сети;

U . — расчетное напряжение.

Способ осуществляют следующим образом.

В нормальном режиме работы трехфазной электрической сети значения напряжения нулевой последовательности определится как

Су+С,«) + 11,(С,+С;) С «+- Сс«+ С и

) 1) Уд Сд + Ug (Cgi+Cgr) + Ug (C +Сс") + C4«+ С s + CB««+ CC +

Обозначим Ь U = У - О»,.

Как видно из соотйошения выражений (1) и (2) разница может принимать как положительное, так и отрицательное значение. Это зависит от соотношения Сд и С « т.е. от суммарной длины линии до места разрыва к суммарной длине линии за местом раз- . рыва. Таким образом, U t может приниUМ П Uo Нею

UО ) Uö, соответственно gU < 0

6U = О; QUО > О, т.е. приращение напряжения нулевой последовательности может быть как положительным, так и отрицательным.

Рассмотрим случай, когда емкость фазы А относительно земли больше аналогичнъм емкостей остальных непов ежденных фаз.

1631469

55 определяет расстояние до места обрыва, т.е. в первой зоне необходимо пересчитать значение gU на расо стояние до места повреядения. Устройство в данном случае работает следующим образ ом. Напряжение нулевой последовательности до рызрыва

U> çàïîìèHàåòñÿ в блоке 4, после разрыва Uog запоминается в блоке 5, блок 2 выделяет вид повреждения (в данном случае это обрыв, в не замыкание на землю), блок 1 фиксирует, на какой из фаз произошло повреждение (в данном случае на. фазе А).

На первом выходе блока 1 появляется сигнал, который поступает на вход второго элемента И-НЕ 9 и вход первого элемента И-НЕ 8, Так как в дансШр ном случае знак производной — отриdt цательный, на выходе блока 6 появляется сигнал, который поступает на вход второго элемента И-НЕ 9. На входе элемента И-НЕ 9 имеется сигнал от блока 2 выделения обрыва. Так как на всех трех входах элемента И-НЕ 9 имеется сигнал, на его выходе. сигнал равен нулю, поэтому сигнал на разрешающем входе четвертОго элемента

ЗАПРЕТ 13 отсутствует. На входах блока 15 вычитания, имеются сигналы от блока 4 (U> ) и от блока 5 (U <), на выходе блока 15 имеем сигнал, пропорциональный (Uog — U ь„), т. е. который в данном случае соответствует расстоянию до места разрыва. Сигнал с выхода блока 1 5 ч ер ез тр етий элемент ЗАПРЕТ 12 (так как на его запрещающем входе сигнал отсутствует) поступает на блок 17, в котором производится расчет расстояния до места обрыва.

Если на линии произошел обрыв, когда емкость поврежденной фазы меньше емкостей остальных фаз, имеем

dUo

dt

О. В данном случае, приращение напряжения нулевой последовательности не опрецеляет расстояние до места повреждения, так как первоначально значение напряжения пулевой последовательности снизилось до нуля (зона

U „д — а на кривой 19, фиг.,2), а за— тем увеличилось (зона а-Ъ на кривой

19, фиг.2). Поэтому для определения истинного места noapezcpåíèÿ необходимо определить (U„с,+ Uoy ), затем пересчитать erî на расстояние до

1О

35 места повреждения. Реализация этого режима осуществляется следующим образом. На выходе блока 6 сигнал отсутсШь ствует (-- -- >О), поэтому на выходе с1t второго элемента И-HE 9 имеется сигнал, который через четвертый элемент

ЗАПРЕТ 13 поступает на запрещающий вход третьего элемента ЗАПРЕТ 12.

На разрешающем входе четвертого элемента ЗАПРЕТ 13 сигнал отсутствует, так как повреждена другая фаза, поэтому блок 17 не работает. На выходе блока 6 имеется сигнал, так как

dUo >О

dt

На входе элемента И-НЕ 8 имеется сигнал от блока 1, на втором входе от блока 3, на третьем входе — от блока 6, поэтому на выходе первого элемента И-НЕ 8 сигнал равен нулю.

В блоке 14 суммируется значение Ugo и Uoy, суммарный сигнал через второй элемент ЗАПРЕТ 11 поступает на блок

16, в котором пр оизводится расч ет расстояния до места обрыва.

При разрыве фазы, например В, емкость которой ме. ше емкости фазы А, текущее значение напряжения нулевой последовательности Нр в любом случае больше U

U op в зависимости от длины оборванной части фазы В показана на фиг. 2

1 (кривая 20) . Производная р 0

dUg сна вне зависимости от места разрыва, поэтому в данном случае возможен пересчет значения приращения Uog- U o на расстояние до места разрыва.

Реализация в данном случае происходит следующим образом.

На первые входы элементов И-НЕ 8 и 9 сигнал с второго выхода блока 1 выделения поврежденной фазы не.поступает, поэтому через второй элемент

ЗАПРЕТ 11 сигнал с блока 14 не проходит ° На выходе второго элемента

И-НЕ 9 сигнал равен единице, но на запрещающем входе четвертого элемента ЗАПРЕТ 13 имеется сигнал от элемента И 10, поэтому на выходе четвертого элемента 3AIIPET 13 сигнал равен нулю. Сигнал с блока 15, который в данном случае пропорционален U g— U>o, поступает на второй блок 17, в котором производится определение расстояния до места обрыва.

1631469

Формула из обретения

1. Способ определения расстояния до места обрыва фазы в воздушных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, заключающийся в том, что измеряют величину действующего значения напряжения нулевой последовательности контролируемой сети, фиксируют момент обрыва фазы, определяют приращение величины действующего значения напряжения нулевой ,последовательности по отношению к

его значению при исправном состоянии контролируемой .сети и определяют расстояние до места обрыва фазы по формуле

Т =КО где L — расстояние до места обрыва;

U — расчетное напряжение;

К вЂ” коэффициент пропорционально сти, опр еделяемый видом сети, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места обрыва фазы, определяют и сравнивают между собой величины емкостей поврежденной и неповрежденных фаз контролируемой сети относительно земли, определяют поврежденную фазу контролируемой сети, определяют знак производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва, по соотношению между определенными значениями емкостей фаз контролируемой сети и знаку производной по времени напряжения нулевой последовательности контролируемой сети в момент обрыва определяют значение расчетного напряжения.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в случае обрыва фазы, величина емкости которой относительно земли больше каждой из величин аналогичных емкостей неповрежденных фаз а производная по времени напряжения нулевой последовательности является положительной величиной, в качестве расчетного напряжения выбирают сумму действующего значения .напряжения нулевой последовательности контролируемой сети до момента обрыва и приращения этого напряжения в момент обрыва.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в случае обрыва фазы, величина емкости которой относительно земли меньше емкости неповрежденных фаз, в качестве расчет25 ного напряжения выбирают приращение напряжения нулевой последовательносTH °

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в случае обрыва фазы, величина емкости которой относительно земли больше каждой из величин аналогичных емкостей неповрежденных фаз, а производная по времени напряжения нулевой последовательности является отрицательной величиной, в качестве расчетного напряжения выбирают приращение напряжения нулевой последовательности.

1631469

d Uot

Составитель А.Пржебельский

Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Редактор А.Петрова

Заказ 543 Тираж 419 Подписное

ВНИИПК 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