Определение места неисправности в электрических сетях энергоснабжения с использованием принципа дистанционной защиты



Определение места неисправности в электрических сетях энергоснабжения с использованием принципа дистанционной защиты
Определение места неисправности в электрических сетях энергоснабжения с использованием принципа дистанционной защиты
Определение места неисправности в электрических сетях энергоснабжения с использованием принципа дистанционной защиты
Определение места неисправности в электрических сетях энергоснабжения с использованием принципа дистанционной защиты

 


Владельцы патента RU 2472170:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к определению места неисправности (17) заземления на участке (10) электрической линии энергоснабжения по принципу дистанционной защиты. Сущность: при возникновении неисправности (17) заземления на участке определяется измеренное значение тока, определяется измеренное значение напряжения и определяется измеренное значение тока заземления. С помощью определенных измеренных значений вычисляется значение места неисправности, которое указывает место неисправности (17) заземления на участке (10). Значение места неисправности образуется с применением импеданса линии участка и импеданса земли для грунта, пролегающего вдоль участка (10). Значение импеданса земли, применяемое для образования значения места неисправности, устанавливается динамически. Для динамического определения значения импеданса земли используется описание (28) модели, которое учитывает по меньшей мере два фактора (24, 25) влияния на импеданс земли и предоставляет характеристику (28) импеданса земли по всей длине участка (10). Технический результат: более точное определение местоположения возникающей неисправности (17) заземления. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способу определения места неисправности заземления на участке электрической линии энергоснабжения по принципу дистанционной защиты, причем при возникновении неисправности заземления определяется измеренное значение тока, указывающее ток, протекающий на участке, определяется измеренное значение напряжения, указывающее напряжение, приложенное на участке, а также определяется значение тока заземления, указывающее протекающий вдоль участка ток заземления, и с помощью определенных измеренных значений вычисляется значение места неисправности, которое указывает место неисправности заземления на участке, причем это значение места неисправности получается с применением импеданса линии участка и импеданса земли для грунта, пролегающего вдоль участка, и причем значение импеданса земли, применяемое для получения значения места неисправности, устанавливается динамически.

Изобретение также относится к электрическому устройству дистанционной защиты для определения места неисправности заземления на участке электрической линии передачи энергии с устройством определения измеренных значений для определения измеренных значений тока и напряжения, а также значений тока заземления, которые указывают значения протекающего на участке тока и приложенного к нему напряжения, а также протекающего вдоль участка тока заземления, и с устройством управления, которое с помощью определенных измеренных значений вычисляет место неисправности, которое указывает место неисправности заземления на участке, причем это место неисправности образуется с применением импеданса линии участка и импеданса грунта, пролегающего вдоль участка.

Для контроля и для защиты электрических сетей энергоснабжения обычно применяют так называемые электрические защитные приборы. Электрический защитный прибор принимает на месте измерения электрической сети энергоснабжения измеренные значения, которые характеризуют рабочее состояние электрической сети энергоснабжения. При этом речь может идти, например, об измеренных значениях тока и напряжения. На основе этих измеренных значений и с применением специальных алгоритмов защиты защитный прибор принимает решение о том, находится ли контролируемая им часть электрической сети в допустимом или недопустимом рабочем состоянии. Недопустимое рабочее состояние, например, имеет место тогда, когда в контролируемой части электрической сети энергоснабжения возникает короткое замыкание. Если имеет место недопустимое рабочее состояние, защитный прибор обычно автоматически выдает так называемую команду ошибки на относящийся к нему силовой выключатель, который в качестве реакции на команду ошибки размыкает свои переключающие контакты и тем самым отсоединяет участок с неисправностью от остальной сети энергоснабжения.

Часто используемый электрический защитный прибор представляет собой, например, так называемый прибор дистанционной защиты. Прибор дистанционной защиты измеряет токи и напряжения, возникающие на месте измерений электрической линии энергоснабжения, и вычисляет из них значение импеданса электрической линии энергоснабжения. На основе вычисленного значения импеданса можно, например, с использованием определенных характеристик срабатывания проверить, не возникла ли неисправность, например короткое замыкание, на электрической линии энергоснабжения. Если имеет место неисправность, то прибор дистанционной защиты выдает команду ошибки на относящийся к нему силовой выключатель, который затем отсоединяет участок электрической линии энергоснабжения с неисправностью от остальной сети энергоснабжения. Дополнительно прибор дистанционной защиты указывает также место неисправности, возникшей в контролируемой электрической линии энергоснабжения. Приборы дистанционной защиты часто используются для контроля электрических линий энергоснабжения, потому что они обладают высокой избирательностью и могут принимать самостоятельные решения, и при этом не требуется связь с другим прибором дистанционной защиты.

Короткие замыкания могут возникать, например, между двумя или тремя фазами электрической линии энергоснабжения (так называемое короткое замыкание типа «проводник-проводник») или между соответствующей фазой и электрическим заземлением (так называемое короткое замыкание типа «проводник-заземление»). В случае короткого замыкания типа «проводник-проводник» между двумя или тремя фазами электрической линии энергоснабжения распознавание и определение местоположения короткого замыкания осуществляется очень легко, так как требуемые для определения порогового значения импеданса импедансы линий для затронутых неисправностью линий обычно известны.

Однако значительно чаще, чем короткие замыкания типа «проводник-проводник», возникают короткие замыкания типа «проводник-заземление», причем речь идет по существу об однофазных коротких замыканиях с участием заземления. Для определения места таких коротких замыканий типа «проводник-заземление» необходимо знание импеданса грунта вдоль контролируемого участка электрической линии энергоснабжения, так как он существенно сказывается на импедансе измеряемого прибором дистанционной защиты контура «проводник-заземление».

Регулируемый параметр, применяемый для импеданса земли, который должен устанавливаться в качестве параметра электрического прибора дистанционной защиты, обычно задается как постоянный регулируемый параметр прибора дистанционной защиты. Это значение может либо выводиться из параметров электрической линии энергоснабжения, как, например, импеданс системы нулевой последовательности (фаз) или импеданс системы прямой последовательности (фаз), либо в явном виде измеряться.

Вообще, значение импеданса земли может устанавливаться динамически. Для этого, как известно, например, из более ранней патентной заявки PCT/EP2007/006703 заявителя, непосредственно измеряются параметры окружающей среды, от которых зависит импеданс, с помощью датчиков, подключенных к прибору дистанционной защиты. За счет этого повышается точность определения местоположения неисправности.

В основе изобретения лежит задача предложить способ вышеназванного типа, который обеспечивает возможностью еще более точного определения местоположения неисправности заземления. Другая задача состоит в том, чтобы предложить соответствующий прибор дистанционной защиты.

В отношении способа эта задача решается тем, что для динамического определения значения импеданса земли используется описание модели, которое учитывает по меньшей мере два фактора влияния на импеданс земли и предоставляет характеристику импеданса земли по всей длине участка.

Существенное преимущество способа, соответствующего изобретению, заключается в том, что для определения импеданса земли применяются не только отдельные, по точкам - чаще всего полученные вблизи прибора дистанционной защиты - измеренные значения факторов влияния, но и вместо этого полная характеристика этих факторов влияния вдоль участка линии энергоснабжения. Значение параметров влияния и, тем самым, соответствующий импеданс земли обычно колеблется именно вдоль участка. Путем рассмотрения по меньшей мере двух факторов влияния можно выполнить определение импеданса земли еще более точно, чем при рассмотрении одного единственного фактора влияния.

Конкретно, согласно предпочтительной форме выполнения способа, соответствующего изобретению, может предусматриваться, что в качестве факторов влияния могут применяться по меньшей мере два параметра из следующего перечня: влажность воздуха, температура воздуха, степень ионизации воздуха, влажность соответствующего участка грунта, температура соответствующего участка грунта, структура почвы для соответствующего участка грунта, расстояние от участка до грунта. Эти параметры представляют именно основные факторы влияния, которые вызывают изменение импеданса земли вдоль участка линии энергоснабжения.

Другая предпочтительная форма выполнения способа, соответствующего изобретению, кроме того, предусматривает, что по меньшей мере два применяемых фактора влияния измеряются и/или вычисляются. Измерение может осуществляться посредством распределенным образом расположенных датчиков. Между отдельными датчиками значение соответствующего фактора влияния может вычисляться, например, посредством интерполяции. Кроме того, вычисление возможно путем вывода значения искомого фактора влияния из других параметров, например, при определении влажности грунта на основе имевших место количеств осадков.

Другая предпочтительная форма выполнения способа, соответствующего изобретению, кроме того, предусматривает, что по меньшей мере два применяемых фактора влияния получают из по меньшей мере одного банка данных, причем по меньшей мере один банк данных содержит сопоставление географических значений местоположения с соответствующими значениями факторов влияния. Такие банки данных часто предоставляются в распоряжение для различных применений и не должны генерироваться специально для определения импеданса земли.

Предпочтительным образом в этой связи может быть предусмотрено, что значения факторов влияния, содержащиеся в по меньшей мере одном банке данных, согласовываются в реальном времени с фактическими условиями.

Чтобы по возможности просто выбирать необходимые значения факторов влияния, кроме того, может быть предусмотрено, что описание модели формируется через выбор таких значений факторов влияния, которые сопоставлены с теми географическими значениями местоположения, вдоль которых продолжается данный участок. При этом соответствующие значения факторов влияния из банка данных должны считываться только на основе тех географических значений местоположения, которые описывают характеристику участка линии энергоснабжения.

Конкретно, в случае по меньшей мере одного банка данных, речь может идти о геоинформационной системе и/или банке метеоданных.

Другая предпочтительная форма выполнения способа, соответствующего изобретению, кроме того, предусматривает, что описание модели формируется удаленным устройством обработки данных и предоставляется от удаленного устройства обработки данных к устройству управления прибора дистанционной защиты, которое вычисляет значение места неисправности. Тем самым описание модели может вычисляться удаленным устройством обработки данных, которое может представлять собой, например, сравнительно высокопроизводительный персональный компьютер в сетевом пункте управления. Определение места неисправности на основе вычисленного описания модели для импеданса земли может выполняться устройством управления прибора дистанционной защиты. Такие управляющие устройства обычно не предоставляют высокие вычислительные способности, которые имеет персональный компьютер в сетевом пункте управления.

Чтобы не передавать бесполезным образом большие объемы данных между удаленным устройством обработки данных и устройством управления и не увеличивать коммуникационную нагрузку на имеющееся между ними обоими коммуникационное соединение, согласно другой предпочтительной форме выполнения в этой связи предложено, что описание модели только тогда передается от удаленного устройства обработки данных на устройство управления, когда устройство управления запрашивает описание модели.

В этой связи может, например, быть предусмотрено, что устройство управления запрашивает описание модели после возникновения неисправности на участке, так как только тогда может выполняться целенаправленное определение места неисправности.

В качестве альтернативы вычислению описания модели посредством первого устройства обработки данных, может также быть предусмотрено, что прибор дистанционной защиты, который размещен на участке, получает по меньшей мере два применяемых фактора влияния из по меньшей мере одного банка данных, и устройство управления прибора дистанционной защиты на основе принятых факторов влияния образует описание модели. Это обеспечивается, в особенности, в случае прибора дистанционной защиты с высокой вычислительной мощностью, который через коммуникационное подключение к Интернет-соединению непосредственно соединяется с одним или более банков данных.

В отношении электрического прибора дистанционной защиты вышеназванная задача решается прибором дистанционной защиты вышеупомянутого типа, в котором устройство управления выполнено с возможностью осуществления способа согласно одной из вышеописанных форм выполнения.

Изобретение далее поясняется более подробно с помощью примеров выполнения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг.1 - схематичное представление прибора дистанционной защиты трехфазной линии передачи энергии,

Фиг.2 - схематичное представление для пояснения определения описания модели для задания импеданса земли,

Фиг.3 - схематичное представление прибора дистанционной защиты, который соединен с удаленным устройством обработки данных посредством коммуникационного соединения,

Фиг.4 - схематичное представление прибора дистанционной защиты, который посредством коммуникационного соединения соединен непосредственно с двумя банками данных.

На Фиг.1 представлен участок 10 не показанной более детально трехфазной линии передачи энергии. Участок 10 на своей одной стороне ограничен местом А измерений прибора 11 дистанционной защиты. На своей второй стороне участок 10 ограничен пунктирной линией В, которая, например, обозначает место измерений другого прибора дистанционной защиты, который на Фиг.1 не показан. Участок 10 трехфазной линии передачи энергии, ограниченный местом А измерений и пунктирной линией В, контролируется электрическим прибором 11 дистанционной защиты на недопустимые рабочие состояния, например короткие замыкания. Для этого к соответствующим фазам 10а, 10b и 10с участка 10 посредством схематично представленных преобразователей 12а, 12b и 12с тока, а также преобразователей 13а, 13b и 13с напряжения снимаются измеренные значения тока и напряжения электрической линии передачи энергии и подаются на устройство 14 регистрации измеренных значений прибора 11 дистанционной защиты. Кроме того, на устройство 14 регистрации измеренных значений подается зарегистрированное другим преобразователем 16 тока (также расположенным на месте А измерений) измеренное значение тока заземления.

В устройстве 14 регистрации измеренных значений обычно производится трансформация еще сравнительно высоких уровней тока и напряжения, выданных с выходов преобразователей 12а, 12b и 12с, а также 16 тока или преобразователей 13а, 13b и 13с напряжения, на уровни тока и напряжения, которые могут обрабатываться прибором 11 дистанционной защиты. Кроме того, в устройстве регистрации измеренных значений обычно выполняется аналого-цифровое преобразование или, при необходимости, другие этапы предварительной обработки, например фильтрация принятых измеренных значений. Если измеренные значения в форме показателей тока или напряжения должны дальше обрабатываться, то обычно производится также формирование показателей тока или напряжения, так что образованные показатели тока или напряжения затем имеют информацию относительно амплитуды и фазового положения тока и напряжения отдельных фаз 10а, 10b и 10с участка 10 электрической линии передачи энергии или тока заземления.

Зарегистрированные устройством 14 регистрации измеренных значений и, при необходимости, предварительно обработанные измеренные значения тока и напряжения затем подаются на устройство 15 управления прибора 11 дистанционной защиты. Устройство 15 управления определяет на основе известных специалистам в данной области техники алгоритмов, имеет ли место неисправность на участке 10 электрической линии передачи энергии, и, кроме того, распознает контур с неисправностью (например, контур типа «проводник-проводник» между фазами 10а и 10b или контур типа «проводник-заземление» между фазой 10с и землей). Если устройство 15 управления распознает такую неисправность, то оно выдает соответствующие сигналы ошибок в относящиеся к отдельным фазам 10а, 10b и 10с силовые выключатели 18а, 18b, 18с, чтобы отсоединить фазу(ы), пораженную(ые) неисправностью, от остальной линии передачи энергии.

После этого устройство 15 управления вычисляет, на основе измеренного тока, измеренных значений тока заземления и напряжения, значение места неисправности, которое указывает место неисправности на участке 10 (чаще всего относительно длины линии на участке 10). Для этого требуются импедансы проводников соответствующих фаз и - в случае неисправности заземления - импеданс земли для области грунта, пролегающего вдоль участка. Ниже более подробно будет рассмотрено определение места неисправности заземления.

Согласно Фиг.1 принимается, что имеет место короткое замыкание между фазой 10с и землей. Тем самым формируется так называемый контур типа «проводник-заземление» между фазой 10с (проводник) и заземлением, который проходит от места А измерений через фазу 10с до места короткого замыкания 17 и оттуда вновь назад через землю к месту А измерений или к месту встраивания преобразователя 16 тока.

Для дальнейшего объяснения должно, прежде всего, на основе Фиг.1 выводиться вычисление значения m места неисправности посредством устройства 15 управления прибора 11 дистанционной защиты. Это значение m места неисправности дает - по отношению к всей длине контролируемого участка 10 - то место, в котором возникло короткое замыкание 17 между фазой 10с и заземлением. Это место требуется для того, чтобы иметь возможность отремонтировать какой-либо дефект в линии энергоснабжения и устранить причину неисправности.

Для вычисления значения m места неисправности к контуру типа «проводник-заземление», образованному, как показано на Фиг.1, за счет короткого замыкания 17 между местом А измерения, применяется известное правило контуров согласно второму закону Кирхгофа. Отсюда получается следующее уравнение контурных токов:

(1)

При этом символы в формуле обозначают следующее (см. также Фиг.1):

измеряемый прибором 11 дистанционной защиты показатель напряжения, который дает напряжение между фазой 10с и заземлением;

измеряемый прибором 11 дистанционной защиты показатель тока, который дает ток, протекающий в фазе 10с;

расстояние от места А измерения до места неисправности короткого замыкания 17, отнесенное ко всей длине участка 10 (значение местоположения неисправности);

импеданс системы прямой последовательности (фаз);

падение напряжения в месте неисправности;

измеряемый прибором 11 дистанционной защиты показатель тока заземления, который дает ток, протекающий в заземлении; и

полный импеданс земли вдоль участка 10 линии энергоснабжения.

С применением этого уравнения (1) устройство 15 управления прибора 11 дистанционной защиты, при знании значений для импеданса проводника и импеданса земли, может определить значение m места неисправности, так как соответствующие измеренные значения тока, тока заземления и напряжения известны из измерений в момент времени короткого замыкания. Значение падения напряжения на месте неисправности обычно при одностороннем определении места неисправности не может быть определено. Однако им можно пренебречь без заметного влияния на конечный результат.

Хотя в уравнении (1) представлены измеренные значения тока, тока заземления и напряжения в качестве показателей, и, следовательно, они включают в себя информацию об амплитуде и фазовом положении, описанный способ также можно провести со скалярными величинами (амплитудами, среднеквадратичными значениями, эффективными значениями).

В то время как импеданс проводника фазы 10с в значительной степени является постоянным и не зависит от внешних влияний, значение импеданса заземления изменяется в зависимости от факторов влияния, таких как, например, температура и влажность. Так, например, грунт, пропитанный влагой, имеет меньший импеданс, чем сухая почва. Кроме того, импеданс заземления может также быть зависимым от влажности воздуха, температуры воздуха, степени ионизации воздуха, температуры соответствующего грунта, структуры почвы для соответствующего грунта и расстояния от участка 10 электрической линии энергоснабжения от почвы.

С учетом по меньшей мере двух факторов влияния, которые оказывают влияние на значение импеданса земли вдоль участка электрической линии энергоснабжения, можно теперь сформировать описание модели, которое дает значение импеданса земли вдоль участка 10 электрической линии энергоснабжения. Значение импеданса земли, которое, в конечном счете, должно учитываться в приборе 11 дистанционной защиты, составляется тогда из парциальных импедансов земли от Z1 до Zn согласно уравнению (2):

(2)

причем

парциальный импеданс земли;

n: текущая переменная;

L: текущая переменная при полной длине участка 10,

и причем каждый парциальный импеданс земли задается посредством описания модели. Описание модели само определяется на основе по меньшей мере двух применяемых фактов влияния на отдельных - выбранных произвольно любой малой величины - отрезках участка n до L для участка 10 электрической линии энергоснабжения.

Устройство 15 управления прибора 11 дистанционной защиты может с применением задаваемой описанием модели импеданса земли посредством простого применения уравнения (1) определить место n неисправности с высокой точностью.

Для того чтобы устройство 15 управления прибора 11 дистанционной защиты могло предоставить описание модели, прибор 11 дистанционной защиты имеет коммуникационное устройство 19. Более подробно это описано в связи с Фиг.3 и 4.

На основе Фиг.2 для примера поясняется формирование описания 28 модели для импеданса земли вдоль участка электрической линии электроснабжения. Для формирования описания 28 модели применяются значения по меньшей мере двух из вышеназванных факторов влияния вдоль участка. Такие значения предварительно сохраняются в одном или более банках данных, в которых для точных местоположений приводятся значения отдельных факторов влияния, то есть каждому значению фактора влияния сопоставлено географическое местоположение (например, путем указания географической долготы и широты). Примерами таких банков данных являются геоинформационные системы, которые содержат данные о топологии и характеристиках почвы, а также о наличии лесов, водотоков, застройке и т.п., или банки метеоданных, которые содержат информацию об осадках, температурах, влажности, инсоляции и т.д. Если значения определенных факторов влияния (например, влажность почвы) не могут быть непосредственно считаны из предоставляемых банков данных, то они могут вычисляться или оцениваться с помощью имеющейся информации банков данных. Так, например, можно влажность почвы определить из структуры почвы и осадков за прошедший период времени.

Обычно соответствующие банки данных поддерживаются не самим оператором сети энергоснабжения, а могут быть получены от третьей стороны, например, от провайдеров систем метеоинформации или геоинформационных систем. Оператору электрической сети энергоснабжения, чаще всего, надлежит только из этих предоставляемых банков данных сформировать описание модели. Однако также возможно, что описание модели формируется третьей стороной и затем предоставляется в распоряжение оператору электрической сети энергоснабжения.

Фиг.2 показывает для примера формирование описания 28 модели для импеданса земли вдоль рассматриваемого участка электрической сети энергоснабжения с использованием информации, имеющейся в широко распространенных банках данных. Для этого, прежде всего, необходим высотный профиль электрической сети энергоснабжения, чтобы точный ход участка электрической сети энергоснабжения представить в трех пространственных координатах. Такой высотный профиль только лишь для примера представлен на Фиг.2 и обозначен ссылочной позицией 21. На высотном профиле 21 высота участка нанесена относительно опорной высоты (обычно над уровнем моря) в зависимости от его длины. Такой высотный профиль может быть получен, например, с применением электронной географической карты 22 соответствующего региона, через который проходит участок электрической линии энергоснабжения, причем на этой электронной географической карте 22 указана информация о высоте для соответствующей области. Так, например, на электронной географической карте 22 только лишь для примера выделены линии высоты 22а, 22b, 22с, которые указывают различные по высоте участки на электронной географической карте 22.

Для сопряжения этой электронной географической карты 22 с информацией о высоте с характеристикой участка линии передачи энергии, должна быть добавлена географическая карта 23, из которой следует характеристика 23а участка электрической линии энергоснабжения. Посредством наложения информации о географической характеристике участка из географической карты 23 на информацию о высоте из электронной географической карты 22 можно получить высотный профиль 21.

В качестве фактора влияния для импеданса земли следует рассматривать влажность почвы. Для этого сначала из банка данных геоинформационной системы считывается электронная географическая карта 24, которая указывает структуру почвы. Такая электронная географическая карта 24 дает структуру почвы для различных областей географической карты. Например, в области 24а может преобладать песчаная почва, в области 24b находится водоток, в области 24с преобладает глинистая почва, и в области 24d находится гранитная горная порода.

Для того чтобы получить сведения о влажности почвы, для соответствующей области привлекается метеокарта 25, которая указывает количество осадков за прошедший период времени в соответствующем ареале. Так, например, в области 25а выпало большое количество осадков, например 25 литров на квадратный метр за последние четыре недели, в то время как в области 25b имелось лишь незначительное количество осадков.

За счет комбинирования электронной географической карты 24 в отношении структуры почвы и метеокарты 25 в отношении количества осадков, можно сформировать дополнительную электронную географическую карту 26, которая указывает влажность почвы для каждого местоположения в рассматриваемой области. Наибольшая влажность почвы при этом имеется, например, в области 26а, в которой находится водоток, а также в области 26, в которой выпало высокое количество осадков на глинистую почву.

Вновь, за счет наложения с электронной географической картой 23, которая указывает географическое представление соответствующей области с точным ходом участка электрической линии энергоснабжения, можно определить характеристику 27 влажности почвы по всей длине участка электрической линии энергоснабжения.

Из комбинации высотного профиля 21 и характеристики влажности 27 почвы можно, наконец, сделать заключение относительно характеристики 28 импеданса земли по длине участка электрической линии энергоснабжения и, тем самым, сформировать описание модели. Из этого описания модели можно, например, для точки участка, которая находится на длине Li, определить значение соответствующего импеданса земли . Путем суммирования всех парциальных импедансов земли, вытекающих из описания 28 модели, можно, наконец, сформировать импеданс земли по всей длине участка электрической линии электроснабжения.

На Фиг.2 был сделан выбор только для примера релевантных факторов влияния (высотный профиль, влажность земли, структура земли). Однако, разумеется, могут приниматься во внимание и любые другие факторы влияния, которые оказывают влияние на импеданс земли. Например, могла бы определяться температурная характеристика в почве на основе температур воздуха, инсоляции, зеленого покрова, затенения и структуры почвы.

На основе Фиг.3 и 4 будет пояснено, каким образом значения факторов влияния или описание модели подаются на прибор 11 дистанционной защиты (см. Фиг.1).

На Фиг.3 показан первый пример выполнения электрического прибора 30 дистанционной защиты, который содержит устройство 31 регистрации измеренных значений и устройство 32 управления. С устройством 32 управления соединено коммуникационное устройство 33. Коммуникационное устройство 33 через коммуникационное соединение связано с удаленным устройство 34 обработки данных, которое может представлять собой, например, персональный компьютер в сетевом пункте управления.

Удаленное устройство 34 обработки данных имеет доступ к банкам данных 35 и 36, которые предоставляют значения факторов влияния для определения описания модели. Например, банк данных 35 может представлять собой банк метеоданных, а банк данных 36 является составной частью геоинформационной системы. Разумеется, наряду с этим могут предусматриваться и другие банки данных с данными, касающимися других факторов влияния.

Удаленное устройство 34 обработки данных получает из банков данных 35, 36 зависимые от положения значения факторов влияния, то есть значения, с которыми, соответственно, сопоставлено географическое значение местоположения.

Соответственно пояснениям со ссылкой на Фиг.2, удаленное устройство 34 обработки данных формирует отсюда описание модели и передает его на прибор 30 дистанционной защиты. Чтобы избежать ненужного трафика данных через коммуникационное соединение, такая передача описания модели может предприниматься только в том случае, когда описание модели запрашивается устройством 32 управления. Это может предпочтительно происходить после появления неисправности заземления на участке 10 электрической линии энергоснабжения.

На Фиг.4 показан второй пример выполнения электрического прибора 40 дистанционной защиты с устройством 41 регистрации измеренных значений и устройством 42 обработки данных. Второй пример выполнения согласно Фиг.4 отличается от примера выполнения по Фиг.3 тем, что здесь вычисление описания модели осуществляется не удаленным устройством обработки данных. Напротив, устройство 42 управления через коммуникационное устройство 43 и схематично показанную коммуникационную сеть 44 может непосредственно обращаться к банкам данных 45 и 46 и получать из них значения факторов влияния. В этом примере выполнения устройство 42 управления само вычисляет описание модели. Однако это может осуществляться только в приборах дистанционной защиты с относительно высокопроизводительными устройствами управления.

Хотя в приведенном выше описании даются явные ссылки на прибор дистанционной защиты, в рамках изобретения также может предусматриваться программное обеспечение, реализующее описанный способ, которое выполняется, например, на соответствующих аппаратных средствах прибора, например, на соответственно выполненном персональном компьютере.

1. Способ определения места неисправности заземления на участке (10) электрической линии энергоснабжения по принципу дистанционной защиты, причем при возникновении неисправности заземления на участке
- определяется измеренное значение тока, указывающее ток, протекающий на участке (10),
- определяется измеренное значение напряжения, указывающее напряжение, приложенное на участке (10),
- определяется измеренное значение тока заземления, указывающее протекающий на участке (10) ток заземления, и
- с помощью определенных измеренных значений вычисляется значение места неисправности, которое указывает место неисправности заземления на участке (10), причем это значение места неисправности образуется с применением импеданса линии участка (10) и импеданса земли для грунта, пролегающего вдоль участка (10), и причем значение импеданса земли, применяемое для образования значения места неисправности, устанавливается динамически,
отличающийся тем, что
- для динамического определения значения импеданса земли используется описание модели, которое учитывает по меньшей мере два фактора влияния на импеданс земли и предоставляет характеристику импеданса земли по всей длине участка (10).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
- в качестве факторов влияния применяются по меньшей мере два параметра из следующего перечня: влажность воздуха, температура воздуха, степень ионизации воздуха, влажность соответствующего грунта, температура соответствующего грунта, структура почвы для соответствующего грунта, расстояние от участка (10) до грунта.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что
- по меньшей мере два применяемых фактора влияния измеряются и/или вычисляются.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что
- по меньшей мере два применяемых фактора влияния получают из по меньшей мере одного банка данных (например, 35), причем по меньшей мере один банк данных (например, 35) содержит сопоставление географических значений местоположения с соответствующими значениями факторов влияния.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что
- значения факторов влияния, содержащиеся в по меньшей мере одном банке данных (например, 35), согласовываются в реальном времени с фактическими условиями.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что
- описание модели формируется через выбор таких значений факторов влияния, которые сопоставлены с теми географическими значениями местоположения, вдоль которых продолжается данный участок (10).

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что
- по меньшей мере один банк данных (например, 35) представляет собой геоинформационную систему и/или банк метеоданных.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что
- описание модели формируется удаленным устройством (34) обработки данных и предоставляется от удаленного устройства (34) обработки данных к устройству (32) управления прибора (30) дистанционной защиты, которое вычисляет значение места неисправности.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что
- описание модели только тогда передается от удаленного устройства (34) обработки данных на устройство (32) управления, когда устройство (32) управления запрашивает описание модели.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что
- устройство (32) управления запрашивает описание модели после возникновения неисправности заземления на участке (10).

11. Способ по п.4, отличающийся тем, что
- прибор (40) дистанционной защиты, который размещен на участке (10), получает по меньшей мере два применяемых фактора влияния из по меньшей мере одного банка данных (например, 35) и
- устройство (42) управления прибора (40) дистанционной защиты на основе принятых факторов влияния образует описание модели.

12. Электрический прибор (11) дистанционной защиты для определения мест неисправности заземления на участке (10) электрической линии энергоснабжения, содержащий
- устройство (14) регистрации измеренных значений для регистрации измеренных значений тока и напряжения, а также измеренных значений тока заземления, которые указывают значения тока, протекающего на участке (10), и напряжения, приложенного на участке (10), а также тока заземления, протекающего вдоль участка, и
- устройство (15) управления, которое с помощью определенных измеренных значений вычисляет значение места неисправности, которое указывает место неисправности заземления на участке, причем это значение места неисправности образуется с применением импеданса линии участка (10) и импеданса земли для грунта, пролегающего вдоль участка (10),
отличающийся тем, что
устройство (15) обработки данных выполнено с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-8.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты энергетической системы. .

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. .

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системной автоматике и релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередач (ЛЭП) с несколькими источниками питания.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для генерирования гармонических сигналов в составе измерительного комплекса для реализации индукционного метода поиска и диагностики подземных коммуникаций.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для нескомпенсированных и последовательно скомпенсированных воздушных линий электропередачи.

Изобретение относится к электрическим сетям и предназначено для дистанционной идентификации опоры с замыканием на землю (ЗНЗ) в сетях с изолированной нейтралью посредством спутниковой навигации.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике сельских электрических сетей и может быть использовано для регистрации величины тока замыкания на землю (ЗНЗ) по заземляющему устройству железобетонной опоры линии электропередачи (ЛЭП) и отчетливого визуального отображения данного факта на безопасное расстоянии от опоры.

Изобретение относится к дистанционной релейной защите и может быть использовано для построения релейной защиты линий электрических сетей. .

Изобретение относится к области защиты подземных металлических сооружений от коррозии блуждающими токами и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для определения наличия и местоположения источника блуждающих токов

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения, Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, является повышение чувствительности и точности определения места повреждения на ЛЭП за счет более точного выделения фронта аварийного переходного процесса из совокупности помех, подчиняющихся нормальному закону распределения

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для диагностики и локации дефектов в изоляции линий электропередачи, дефектов монтажа фазных проводов и арматуры, набросов на провода и т.д

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения (короткого замыкания) на линиях электропередачи по измерениям с двух ее концов без использования эквивалентных параметров питающих систем

Изобретение относится к электротехнике, к области кабельной передачи информации, может применяться для обнаружения обрыва кабеля, в частности, при использовании пакетной технологии передачи данных Ethernet без отключения устройств потребителей

Изобретение относится к дефектоскопии изоляции кабельных изделий электроискровым методом неразрушающего контроля

Изобретение относится к определению замыкания фазы на землю в трехфазной электрической сети

Изобретение относится к релейной защите и автоматике линий электропередачи и предназначено для случая, когда наблюдение сети производится с обеих сторон без синхронизации наблюдений
Наверх