Измеритель расстояния до места короткого замыкания

 

Изобретение относится к устройствам автоматики энергосистем. Целью изобретения является повышение точности опоеделения места короткого замыкания на линии электропередачи . Измеритель расстояния до места короткого замыкания состоит из перемножителей I, 5, интегратора 2 и управляемого блоком 10 управления элемента 3 памяти подключенного к входу блока 4 индшлчнии, сумматора 9, блоков выбора напряжения 8 и тока 9 поврежденных фаз, дифференциатора 6. Эти блоки реализуют интегрально-дифференциальный алгоритм вычисления расстояния до места дефекта. 1 ил„

СО!03 СОВЕТСКИХ

C0QHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ16386 5

Щ)5 G 01 R 31/08

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТВу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4607633/21 (22) 21.11,88 (46) 30,03.91. Бюл. № 12 (71) Харьковский политехнический институт им . В,И.Ленина (72) В.У.Кизилов и В.Д.Носулько (53) 621 .3!7.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 842642, кл. G 01 R 3! /07, 1 981, Авторское свидетельство СССР

¹ 1019375, кл. G О) R 31/08, !983. (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (57) Изобретение относится к устройИзобретение относится к устройствам автоматики энергосистем и пред— назначено для точного определения места короткого замыкания на линии электропередач. Устройство может использоваться для непрерывного измерения индуктивности цепи линия нагрузка.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания.

На чертеже представлено предлагае †. мое устройство.

Выход перемножителя 1, через интегратор -2 подключен к входу элемента 3 памяти, выход которого подключен к блоку 4 индикации и первому входу неремножителя 5, к вторым входам перемножителей 1 и 5 подключен через дифференциатор 6 выход блока 7 выбора тока поврежденных фаз. Выход блока 8 выбора напряжений поврежденных фаз ствам автоматики энергосистем.

Целью изобретения является, повышение точности определения места короткого замыкания на линии электропередачи. Измеритель расстояния до места короткого замыкания состоит из перемножителей 1, 5, интегратора 2 и управляемого блоком 1 0 управления элемента 3 памяти, подключенного к входу блока 4 индикации, сумматора 9, блоков выбора напряжения 8 и тока 9 поврежденных фаз, дифференциатора 6.

Эти блоки реализуют интегрально-дифференциальный алгоритм вычисления расстояния до места дефекта. 1 ил. подключен к первому входу вычитателя

9, к второму входу которого подключен выход умножителя 5 а выход вы9

Ь читателя 9 подключен к входу умножителя 1. Выход блока 10 управления подключен к входу управления элемента ©

3 памяти.

QO

Измеритель работает следующим об- © разом. 3

Блоки выбора тока 7 и напряжения

8 поврежденных фаз формируют на выходах сигналы, пропорциональные току и напряжению поврежденных фаз. Как видно из чертежа, среднее значение сигнала на входе интегратора в установившемся режиме должно равняться нулю, следовательно, (U — Zi )i 0 (1) где U — напряжение на поврежденной фазе в точке замера; I — ток поврежденной фазы;

Š— комплексное сопротивление, !

638675 черта над переменными обозначает усреднение за период. Если считать, что связь тока и напряжения линии при коротком замыкании достаточно опи5 сывается дифференциальным уравнением первого порядка

U = Ri + Li + U (2) где R — активное сопротивление цепи короткого замыкания; 10 — ее индуктивность;

U — падение напряжения на дуге в месте короткого замыкания.

Так как дуга имеет преимущественнс активное сопротивление, а напряжение на дуге синфазно с током короткого замыкания, то можно считать, что

U =- K signi (3) где К вЂ” коэффициент связи.

Тогда из (1)

Ui = Е(Р) (4) или с учетом (3) и (4), Rii + L (Ы) + i К signi = Z(i) (5)

Так как ток и его производная вели- 25 чины периодические и ортогональные на ) ерноде, следоаательно, ii = О, оь =О, (6) то выражение (6) примет вид

1, () Z(i )z

L =Z. (8)

Поскольку известна удельная индуктивность линии Lqg

1. = LIc} 1, (9) где 1 — длина линии, то Z = L 1, (10)

1 — р

Z (») Я где 1 - расстояние до места коротко-40 го замыкания °

Таким образом, шкала блока индика— ции может быть непосредственно проградуирована в единицах длины, Как видно из (8) и (10), выходная фуНкция измерителя не зависит от частоты, наличия гармоник в токе и напряжении, активного сопротивления линии, дуги и .переходного сопротивления в месте короткого замыкания. 50

Как видно иэ (6), некоторое влияние, оказывает апериодическая составляющая, так как из-за ее наличия

27

1 (PKQ)3 7 55

8 выбора тока и напряжения поврежденной фазы через дифференциатор 6, вычитатель 9, перемножители 1 и 5, интегратор 2 последовательно реализует изложенный алгоритм. Запись сформированного выходного сигнала осуществляется в элемент памяти по команде блока 10 управления и индицируется блоком 4 индикации.

К основным преимуществам данного устройства следует отнести исключение влияния на точность измерения расстояния до места короткого замыкания частоты сети, дуги и переходного сопротивления в месте короткого замыкания, а также снижение влияния апериодической составляющей, особенно при большом времени затухания.

При коротких замыканиях через большое переходное сопротивление, сравнимое с сопротивлением нагрузки, точность определения места повреждения будет достаточно высокой, так как реактивное сопротивление нагрузки в большинстве случаев мало по сравнению с ее активным сопротивлением, а напряжение в месте короткого замыкания значительно ниже номинального.

Ф о р м у л а изобретения

Измеритель расстояния до места короткого замыкания, содержащий блоки выбора тока и напряжения, соединенные с поврежденными фазами объекта контроля, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, к выходу которого подключен вход блока индикации, первый перемножитель, к первому входу которого подключен выход вычитателя, к первому входу которого подключен выход блока выбора напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места короткого замыкания, в него введены дифференциатор, интегратор и второй перемножитель, вход дифференциатора соединен с выходом блока выбора тока, выход дифференциатора соединен с вторым входом первого и первым входом второго пере-. множителей, второй вход второго перемножителя соединен с выходом блока памяти, а выход второго перемножителя соединен с вторым входом вычитателя, выход первого перемножителя через индикатор соединен с входом блока памяти.

Составитель В.Степанкин

Редакто .М итк Техред С.Мигунова Корректор „Осауленко гС

Тираж 42б 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