Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи

 

Изобретение может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи по параметрам аварийного режима , в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Цель Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Целью изобретения является повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих изобретения - повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих электромагнитную связь между . собой на части трассы,, Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи состоит в том, что производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности, формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности , формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения. Дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности4 неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также измеряют полярности реактивной составляющей второго напряжения. 2 ил. электромагнитную связь между собой на части трассы, при однофазных коротких замыканиях путем вычисления численного значения величины расстояния до места повреждения по выражению, в котором используются мнимые величины напряжений, сформированных из соотношений компенсированного фазного тока, фазного напряжения , тока нулевой последовательности поврежденной линии и дополнительного учета мнимой составляющей напряжения, IS VI Ю СП СЛ (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 31/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ОО 1Ц2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695146/21 (22) 22.05.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Производственное объединение по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союэтехэнерго" (72) А.И.Айэенфельд, А.-С.С.Саухвтас и

В.Н;Аронсон (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 315133, кл. G 01 8 31/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 1661687, кл. G 01 R 31/08, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

ЭЛ Е КТРОПЕРЕДАЧИ . (57) Изобретение может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи по параметрам аварийного режима, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Цель

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы.

Целью изобретения является повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих

„„.. Ж„, 1721555 А1 изобретения — повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи состоит в том, что производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фаэного напряжения к току нулевой последовательности, формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения. Дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также измеряют полярности реактивной составляющей второго напряжения. 2 ил. электромагнитную связь между собой на части трассы, при однофазных коротких замыканиях путем вычисления численного значения величины расстояния до места повреждения по выражению, в котором используются мнимые величины напряжений, сформированных из соотношений компенсированного фазного тока, фазного напряжения, тока нулевой последовательности поврежденной линии и дополнительного учета мнимой составляющей напряжения, 1721555 сформированного из соотношей тока нулевой последовательности поврежденной линии и тока нулевой последовательности неповрежденной линии, имеющей электромагнитную связь с поврежденной линией, а также учетом поуррности реактивной составляющей эрго ;дополнительного напряжения.

На фиг.1 показана схема воздушных линий электропередачи, имеющих электромагнитную связь на части трассы, с однофазным коротким замыканием на одной из них (И/!); на фиг.2 приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: Оф, !ф — фазные соответственно напряжение и ток поврежденной фазы; !о, !оц— токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линий; ТН вЂ” трансформатор напряжения;

ТТ! — трансформаторы тока поврежденной .линйи; ТТц — трансформаторы тока неповрежденной линии; L12 — длина участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией; L! — полная длина поврежденной линии (Я!); Rn — переходное сопротивление в месте повреждения; 4 — ток короткого замыкания там же.

Сущность способа заключается в том, что при определении мест повреждения при однофазных коротких замыканиях производят формирование компенсированного фазного тока, производят формирование сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношеwe компенсированного фазного тока к току нулевой последовател.- ости поврежденной линии, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения, дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы, а также измеряют полярность реактивной составляющей второго напряжения, исходя иэ полученных значений производят расчет расстояния до места повреждения.

Устройство содержит блок 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, блок 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, блок 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, орган 4 направления

5 мощности нулевой последовательности (полярности), три 5-7 блока деления, сумматоры -вычитатели 8, 9,. компаратор 10, умножитель 11, мультиплексор 12, логический элемент HE 13 и выходной блок 14.

10 При этом фазное напряжение поврежденной фазы (Оф) подается на первый вход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, фазный ток поврежденной фазы (!ф) подается на первый

15 вход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, ток нулевой последовательности поврежденной линии (Io!) подается на второй вход блока формирования реактивной составляющей

20 первого напряжения, второй вход блока 1 формировании реактивной составляющей .сопротивления и первый вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, ток нулевой последовательно25 сти неповрежденной линии подается на второй вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения и второй вход органа 4 направления мощности нулевой последовательности, на первый

30 вход этого блока подается напряжение нулевой последовательности U<, измеряемое на стороне подстанции А (ПС А), Выход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения подключен

35 соответственно к второму входу блока 5 деления и первому входу блока 6 деления, выход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления подключен к первому входу блока 5 деления, выход блока

40 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения подключен к второму входу блока 6 деления, выход органа направления мощности нулевой последовательности подключен соответственно к

45 второму входу сумматора-вычитателя 8 и через логический элемент НЕ 13 к третьему входу сумматора-вычитателя 9, выход блока

6 деления подключен соответственно к первому входу сумматора-вычитателя 8 и перво50 му входу умножителя 11. выход блока 5 деления подключен к первым входам соответственно блока 7 деления и сумматоравычитателя 9, второй вход которого подключен к выходу умножителя 11. Второй

55 вход блока 7 деления подключен к выходу сумматора-вычитателя 8, выход блока 7 деления подключен к первым входам компаратора 10 и мультиплексора 12, второй вход которого подключен к выходу компаратора

10, а третий — к выходу сумматора-вычитате1721555

Оф - Гуд122ф + (ZyaO ZyAI)tlOI + Гуд120211+ЗЕп(к. (1) которое после деления левой и правой его частей на величину lol преобразовывается в выражение (2). При обратном направлении тока нулевой последовательности !оц неповрежденной линии М/и меняется знак в знаменателе выражения (2) на противоположный

-() Im 2 1 +l4lol Iol

I(Z I ll (2) Z î Z 1

2уд1

2удо — удельное полное сопротивление нулевой последовательности ВЛ, Ом/км;

2уд1, Еуд1г — удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции, Ом/км;

Ко — коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии.

При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии Wl без взаимоиндукции уравнение (1) принимает вид

Оф уддф+(2 удо с -уд1)Ь+2уд12Ь2 0и+ 3RnIK (3) которое преобразовыаается в выражение (4). При изменении направления тока loll в неповрежденной линии Щ перед вторым членом выражения (2) знак меняется на противоположный

222Ю nly

Е-- Ф = Ф . (4) ъ, Ь, !в ля 9, выход мультиплексора 12 подключен к выходному блоку 14, на третий вход сумматора-вычитателя 8, на вторые входы умножителя 11 и компаратора 10 подаются соответственно напряжения, пропорциональные следующим величинам Ы и.

Структурная схема устройства, реализующего способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, име)ющих электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы обеспечивает выполнение расчетов расстояния исходя из выражений. полученных на основании следующих рассуждений.

При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии WI, имеющей взаимоиндукцию с неповрежденной линией Wll (фиг.1), с учетом принятого направления токов получают;

22212 1011

Цз

Ol

° (7)

Im (2уд1 (lg + Ko Ipl ) lol )

На выходе блока 3 выдается напряжение U4. пропорциональное величине !

О!

«- Im(— J °

Iol

На выходе делителя 6 появляется напряжение Ug, пропорциональное величине ZI 2 1011

m (8) Us40 в(- ) Ol которое с учетом направления тока нулевой последовательности Ioll неповрежденной линии (оно определяется органом 4 направ45 ления мощности) подается на входы сумматора-вычитателя 8 и умножителя 11. На выходе сумматора-вычитателя 8 появляется . напряжение 0о, пропорциональное величине, равной знаменателю выражения (2), ко50 торое вместо с напряжением 0з подается на вход делителя 7.

Напряжение U7 на выходе умножителя

11, пропорциональное величине, равной числителю второго члена выражения (4), вместе с напряжением U3 и сигналом органа

4 направления мощности с учетом работы логического элемента НЕ 13 подается на вход сумматора-вычитателя 9.

Напряжение Ua на выходе делителя 7, соответствующее величи::.е (согласно выраУстройство, реализующее предлагаемый способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, работает следующим образом. ,5 Блоки формирования реактивной составляющей сопротивления 1 и реактивной составляющей первого напряжения 2, реактивной составляющей второго напряжения

3 производят преобразование входных си10 нусоидальных величин в цифровую форму, т.е. в виде двух величин, пропорциональных ортогональным составляющим синусоидальной величины.

На выходе блока 1 появляется напряже15 ние U1, пропорциональное величине

U1- Iå (I) (5) а на выходе блока 2 — напряжение Uz, пропорциональное величине

+К о ) (б)

101

Далее с помощью делителя 5 определяется их отношение. В результате на выходе блока деления 5 появляется напряжение 0з, пропорциональное величине

1721555 жению (2), подается на мультиплексор 12 и компаратор 10, и напряжение Ug на выходе сумматора-вычитателя 9, соответствующее величине согласно выражению (4), подается на мультиплексор 12. Далее в зависимо- 5 сти от работы компаратора 10, который определяет на каком из участков поврежденной линии (с взаимоиндукцией или без нее) произошло короткое замыкание, мультиплексор 12 подает на вход выходного бло- 10 ка 14 соответствующее напряжение (либо !.!з, либо Ug). На выходе блошку 14 выдается действительное расстояние-1, до места повреждения.

Формула изобретения 15

Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, при котором производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем со- 20 противление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, про- 25 порциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности поврежденной линии, формируют отношение реактивной составляющей сопротивления к реактивной со- 30 ставляющей первого напряжения, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью повышения точности при однофазных коротких замыканиях, дополнительно формируют реактивную составляющую второго .напря>кения, 35 пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с непов- 40 режденной линией на части трассы, а также определяют полярность реактивной составляющей второго напряжения, а расстояние до места повреждения при однофазном коротком замыкании опреде- 45 ляют по формуле! + l! а если полученное расстояние окажется больше длины участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией, то действительное расстояние до места повре>кдения определяется по формуле где f- расстояние от подстанции, принятой за начало отсчета, до места повреждения, км; ! п — реактивная составляющая комплексной величины;

Uq>, !ф — фазные напряжения и ток поврежденной фазы; ! а! и !ои — токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линии; дауд!, Еуди — удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции взаимодействующих воздушных линий, Ом/км;

Ко- коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии

Z î-Z 1, Zva!

Худо — удельное полное сопротивление нулевой последовательности поврежденной линии, Ом/км;

Ln — длина участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией.

1721555

Редактор А. Мотыль

Заказ 951 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Uy 01

Хф ay

Iy

1дл

0у

ling

Составитель В. Коваленко

Техред M.Моргентал Корректор С. Шевкун