Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении



Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении
Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении
Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении
Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении

 


Владельцы патента RU 2492493:

Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" (RU)

Изобретение относится к релейной защите и автоматике линий электропередачи и предназначено для случая, когда наблюдение сети производится с обеих сторон без синхронизации наблюдений. Сущность: измеряют комплексы основных гармоник напряжений и токов в начале и в конце сети. Преобразуют на модели сети напряжения и токи, измеренные в начале сети, в первую группу напряжений и токов, подводимых к местам предполагаемых повреждений со стороны начала сети. Преобразуют напряжения и токи, измеренные в конце сети, во вторую группу напряжений и токов, подводимых к местам предполагаемых повреждений со стороны конца сети. Определяют суммарные реактивную и активную мощности, доставляемые к местам предполагаемых повреждений первой и второй группами напряжений и токов. Определяют место достижения суммарной реактивной мощностью нулевого значения. Определяют значение суммарной активной мощности в этом месте. Принимают, что в этом месте произошло реальное повреждение, если суммарная активная мощность неотрицательна только в этом месте. В противном случае формируют дополнительный сигнал и определяют, в каком из мест нулевого значения суммарной реактивной мощности абсолютная величина дополнительного сигнала минимальна, и полагают, что в этом месте произошло повреждение. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике линий электропередачи. В настоящее время появилась реальная возможность обмениваться по каналам связи результатами наблюдения напряжений и токов на различных подстанциях. Сосредоточение в одном месте результатов наблюдений разнесенных в пространстве объектов создает новые возможности для определения места повреждений линий электропередачи.

Предлагаемый способ решает задачу определения места повреждения электропередачи, наблюдаемой с обеих сторон. Синхронизация наблюдений при этом не предполагается. Спутниковая связь делает ее возможной, но зависимость от спутниковой связи снижает надежность контроля ответственных объектов.

Существуют такие преобразователи информации, полученной из разных мест распределенного объекта, которые избавляют от необходимости синхронизировать наблюдаемые величины. Это преобразования энергетического типа, когда суммируются не токи или напряжения, а переносимые ими мощности или энергии. Именно так решается задача определения поврежденных фаз линии электропередачи в [1]. Но выбор поврежденных фаз - более простая задача, чем определение места повреждения.

Известен способ определения места повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей [2]. Отличительная черта этого способа - определение места реального повреждения по критерию его резистивности [3]. Здесь, правда, в неявной форме, также просматривается энергетический критерий, так как резистивность повреждения допускает следующую интерпретацию: реактивная мощность повреждения равна нулю, что же касается активной мощности, то она неотрицательна: в месте повреждения активная мощность только потребляется, а при металлическом коротком замыкании снижается до нуля.

Данный способ функционально неполон, так как построен в предположении, что повреждение сводится исключительно к короткому замыканию, пусть и между любыми проводами, а также землей.

Известен более универсальный способ определения места повреждения в электрической системе с использованием моделей входящих в нее линий электропередачи [4]. В этом способе предполагается, что система наблюдается со всех сторон. Если система содержит одну линию, то получится двухстороннее наблюдение. В данном способе модель повреждения может быть более сложной, включая в себя как поперечные, так и продольные элементы, что позволяет распознавать замыкания, сопровождающиеся обрывами проводов. Способ складывается из характерных операций. Напряжения и токи, наблюдаемые на границах сети, преобразуются в комплексы основных гармоник. Далее на модели сети, составленной применительно к месту предполагаемого повреждения, преобразуют напряжения и токи, подводимые с соответствующей стороны к избранному месту предполагаемого повреждения. Эти напряжения и токи, полученные в ходе преобразования, составляют первую группу электрических величин места предполагаемого повреждения. Аналогичным образом поступают с другим концом линии, получая в результате вторую группу электрических величин, подводимых к месту предполагаемого повреждения с другой стороны. Затем первую и вторую группы электрических величин преобразуют в величины, характеризующие собственно повреждение, и из множества мест предполагаемого повреждения выбирают, руководствуясь критерием резистивности, место реального повреждения.

Указанному способу присущи три недостатка. Во-первых, необходимость синхронизации наблюдений на разных сторонах электрической сети. Во-вторых, привязка к определенной модели повреждения и, соответственно, к трехфазной системе проводов. Между тем, актуальна проблема распознавания многопроводных повреждений, например, в двухцепных передачах. Это шестипроводные системы. Кроме того, получают распространение конструкции передач разных классов напряжений, когда ради экономии отчуждаемой земли разнородные линии размещаются на общих опорах. Здесь повреждение может охватывать не только шесть, но и большее число проводов. В-третьих, неоправданно узкая интерпретация условий повреждения электропередачи только в виде критерия резистивности, подразумевающего построение модели повреждения из чисто резистивных элементов.

Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей способа определения места повреждения многопроводной электрической сети и придания ему большей универсальности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что удалось найти техническое решение, не требующее введения в модель сети определенной модели предполагаемого повреждения, как это делается в прототипе. В заявленном способе предполагаемое повреждение характеризуется главным образом своей суммарной реактивной мощностью, а этот параметр может быть определен, во-первых, без синхронизации наблюдений на противоположных сторонах сети и, во-вторых, для любого числа проводов. То же относится и к суммарной активной мощности предполагаемого повреждения. Этот параметр играет вспомогательную роль. Дело в том, что в месте реального повреждения, в соответствии с критерием резистивности, реактивная мощность равна нулю. Активная мощность в месте реального повреждения может быть произвольной величиной, но только не отрицательной. Предусмотрена проверка знака суммарной активной мощности в тех местах предполагаемых повреждений, где суммарная реактивная мощность оказывается равной нулю.

Операций с суммарной реактивной и активной мощностями для подавляющего большинства встречающихся аварийных режимов достаточно, чтобы определить место повреждения электрической сети. Вместе с тем обнаружились ситуации, когда суммарная реактивная мощность переходит через нулевые значения сразу в двух местах электропередачи, а суммарная активная мощность и в том, и в другом месте неотрицательна. Чтобы справиться и с такими ситуациями, формируется дополнительный сигнал, такой, что его абсолютная величина достигает минимального значения в месте истинного повреждения.

В зависимых пунктах формулы изобретения приведены модификации дополнительного сигнала. Он может быть сформирован из модулей напряжений обеих групп электрических величин, подходящих с двух сторон к месту предполагаемого повреждения, либо из комплексов этих напряжений, только из фазных напряжений или из фазных и линейных. Еще одна модификация - сигнал в виде реактивного сопротивления, объединяющего в себе все характерные для данного способа величины: обе суммарные мощности, а также и минимальное напряжение.

На фиг.1 приведена многопроводная электрическая система, наблюдаемая с двух сторон, в режиме повреждения. Примером служит двухцепная элетропередача. Повреждение - короткое замыкание, случившееся в месте с координатой xff. Не исключается и обрыв части проводов.

На фиг.2 приведена модель наблюдаемой электропередачи, построенная для места предполагаемого повреждения, обозначенного буквой f. Это место произвольно. Наблюдение ведется на концах электропередачи, обозначаемых буквами s и r.

На фиг.3 приведена структурная схема предлагаемого способа определения места повреждения, в которой выполняются операции, позволяющие выбрать из множества мест предполагаемых повреждений то одно, которое служит достоверной оценкой x f f истинной координаты xff.

На фиг.4 приведены схемы и диаграмма, иллюстрирующие на простейшем примере любопытную ситуацию, которая может встретиться при распознавании короткого замыкания.

Электропередача 1, представленная на фиг.1, связывает подстанции 2 и 3, на которых проводится наблюдение токов и напряжений.

Модель поврежденной электропередачи (фиг.2) состоит из двух частей 4 и 5, подающих сигналы к месту предполагаемого повреждения 6.

Структурная схема предлагаемого способа (фиг.3) справедлива для любого места предполагаемого повреждения с произвольной координатой xf. От значения xf зависят параметры преобразователей 7 и 8, адекватных частям модели 4 и 5 соответственно. Токи и напряжения, формируемые преобразователем 7, подаются на умножитель комплексных сигналов 9, а преобразователем 8 - на такой же умножитель 10. Умножители комплексных сигналов формируют комплексные мощности

S _ = P + j Q = k = 1 n U _ k I ˙ _ k

где Р и Q - активная и реактивная составляющие комплексной мощности S _ и U _ k комплексы фазных напряжений k-го провода, I ˙ _ k - сопряженный комплекс тока k-го провода, n - число проводов. Комплексные мощности S _ s f и S _ r f , подводимые к месту повреждения с противоположных сторон, складываются в сумматоре 11:

S _ f Σ = P f Σ + j Q f Σ = S _ s f + S _ r f = P s f + P r f + j ( Q s f + Q r f )

Сумматор выполнен с разделенными выходами для реактивной и активной мощности. Сигнал, передающий суммарную реактивную мощность Qf(и играющий главенствующую роль в данном способе, поступает на нуль-индикатор 12, а сигнал, передающий суммарную активную мощность P, играющий вспомогательную роль, подается на индикатор знака 13 - пороговый элемент с небольшим отрицательным порогом, срабатывающий, если входной сигнал превысит порог.В процессе отработки структурной схемой по фиг.4 различных значений xf - координат мест предполагаемого повреждения - выходные сигналы индикаторов 12 и 13 сопоставляются в органе сравнения 14, передающем на выход только те значения xf, которые выявляются срабатыванием обоих индикаторов:

Q f Σ ( x f ) = 0, ( 1 )

P f Σ ( x f ) 0. ( 2 )

На фиг.3 обозначение x ^ f относится к тем координатам места предполагаемого повреждения, которые удовлетворяют условиям (1) и (2). На тот случай, если координата x ^ f окажется не единственной, предусмотрен блок формирования дополнительного сигнала 15 и оконечный орган сравнения 16, выбирающий из ряда значений x ^ f то, при котором абсолютная величина дополнительного сигнала принимает минимальное значение.

При описании предлагаемого способа будем исходить из предположения, что на концах n-проводной сети 1 наблюдаются все токи и напряжения. По результатам наблюдения формируются комплексы токов и напряжений I _ k и U _ k каждого провода на обоих концах 2 и 3. Комплексы объединяются в n-мерные векторы I _ s s , U _ s s , I _ r r , U _ r r , где индексы s указывают на принадлежность к началу электропередачи, а r - к ее концу.

Модель электрической сети (фиг.2), составленная для выбранного места предполагаемого повреждения xf и состоящая из частей 4 и 5, функционирует как преобразователи 7 и 8. Преобразователь 7 формирует из комплексных векторных сигналов I _ s s и U _ s s векторные токи и напряжения той же размерности

I _ s f ( x f ) = B _ 11 ( x f ) I _ s s + B _ 12 ( x f ) U _ s s ,

U _ s f ( x f ) = B _ 21 ( x f ) I _ s s + B _ 22 ( x f ) U _ s s ,

где B _ ( x f ) - матрицы преобразований сигналов места наблюдения 2 к месту предполагаемого повреждения 6. Аналогично этому, преобразователь 8 формирует из сигналов I _ r r и U _ r r комплексные векторы токов и напряжений

I _ r f ( x f ) = A _ 11 ( x f ) I _ r r + A _ 12 ( x f ) U _ r r ,

U r f ( x f ) = A _ 21 ( x f ) I _ r r + A _ 22 ( x f ) U _ r r ,

где A _ ( x f ) - матрицы преобразований сигналов от места наблюдения 3 к месту предполагаемого повреждения 6. На фиг.2 сигналы I _ s f ( x f ) , U _ s f ( x f ) воздействуют на место повреждения слева, а сигналы I _ r f ( x f ) , U _ r f ( x f ) - справа. Величины, наблюдаемые на разных концах линии не синхронизированы, в связи с чем наложение комплексных токов I _ s f и I _ r f , равно как и напряжений U _ s f и U _ r f невозможно. В предлагаемом способе данное затруднение преодолевается благодаря переходу к величинам, инвариантным относительно частоты дискретизации. Первой такой величиной является комплексная мощность сигналов, подводимых к месту предполагаемого повреждения 6 с разных сторон. Умножитель 9 формирует комплексную мощность, подаваемую со стороны начала линии 2

S _ s f = U _ s f T ( x f ) I * _ s f ( x f ) = k = 1 n U _ s f k ( x f ) I * _ s f k ( x f ) ,

где U _ s f T - вектор-строка напряжений всех n проводов U _ s f k , I _ * s f - вектор токов проводов I _ * s f k . Умножитель 10 аналогичным образом формирует мощность, подаваемую в место повреждения 6 со стороны конца линии 3

S _ r f = U _ r f T ( x f ) I * _ r f ( x f ) = k = 1 n U _ r f k ( x f ) I * _ r f k ( x f ) .

Сумматор 11 выдает отдельно реактивную Q(xf) и активную P(xf) мощности предполагаемого повреждения. Нуль-индикатор 12 реагирует на условие (1), но его срабатывания при каком-либо значении координаты xf еще недостаточно для вынесения решения о месте повреждения. Если срабатывает еще и пороговый элемент 13, свидетельствуя о выполнении условия (2), то орган сравнения 14 передает на выход соответствующее значение x ^ f как возможную, но еще не окончательную оценку координаты места повреждения.

Если на длине контролируемой электропередачи обнаружится несколько значений x ^ f или же зависимость реактивной мощности предполагаемого повреждения от координаты Q(xf) окажется весьма пологой, то используют дополнительные инвариантные сигналы, генерируемые блоком 15, на входы которого подаются напряжения всех проводов, подводимые к месту предполагаемого повреждения. Напряжения преобразуются в первый дополнительный сигнал - сумму квадратов разностей модулей напряжений противоположных сторон

U 2 ( x f ) = k = 1 n ( U f s k ( x f ) U f r k ( x f ) ) 2 ( 3 )

во второй дополнительный сигнал - минимальное по модулю значение напряжения, получаемое при вариации в блоке 15 произвольного угла ψ

U min 2 ( x f ) = min ψ k = 1 n { [ Re ( U _ f s k ( x f ) U _ f r k ( x f ) e j ψ ) ] 2 + [ Im ( U _ f s k ( x f ) U _ f r k ( x f ) e j ψ ) ] 2 } , ( 4 )

в третий дополнительный сигнал, формируемый с ориентацией на распознавание металлических коротких замыканий, - минимальное по модулю напряжение из числа всех подводимых к месту предполагаемого повреждения 6 фазных и линейных напряжений

U min ( x f ) = min k , l [ U f s k ( x f ) , U f r k ( x f ) , U f s k l ( x f ) , U f r k l ( x f ) ] ( 5 )

при k = 1, n ¯ , l = 1, n ¯ , и, наконец, в четвертый дополнительный сигнал - результат совместного преобразования минимального напряжения, реактивной и активной мощности предполагаемого повреждения 6. Эти три сигнала преобразуются в эквивалентное реактивное сопротивление предполагаемого повреждения

X э к в ( x f ) = U min 2 ( x f ) Q f Σ ( x f ) P f Σ 2 ( x f ) + Q f Σ 2 ( x f ) . ( 6 )

Дополнительные сигналы, поступающие в оконечный орган сравнения 16 наряду с некоторым числом координат x ^ f от основного органа сравнения 14, помогают выбрать координату реального повреждения x ^ f f . В органе 16 определяются значения всех сигналов (3)-(6) (или только части из них) при выявленных органом 14 координатах места повреждения x ^ f . Окончательному значению xff отвечают минимальные значения сигналов (3)-(5) или ближайшее к нулевому значение сигнала (6). Возникает вопрос, почему в предлагаемом способе используется не один, а несколько дополнительных сигналов. Данное обстоятельство объясняется тем, что для разных многопроводных систем при разнообразных повреждениях закономерность Z(xf), где Z - общее обозначение сигнала, носят различный характер. Наилучший тип зависимости Z(xf) - тот, который дает наиболее резкое изменение в окрестности истинной координаты повреждения xff.

Рассмотрим простейший пример, иллюстрирующий необходимость применения дополнительных сигналов (фиг.4). Предположим, что в середине линии без потерь с двухсторонним питанием длиной l произошло металлическое короткое замыкание (xff=l/2). Допустим, напряжение обеих сторон одинаковы по величине: U _ s s = U ψ s s , U _ r r = U ψ r r , a их фазы ψss и ψrr не несут информации. Наблюдаются токи (фиг.4a)

I _ s s = 2 U ψ s s j X 0 l ,

I _ r r = 2 U ψ r r j X 0 l ,

где Х0 - удельное сопротивление линии.

Модель электропередачи составляется для места предполагаемого повреждения xf (фиг.4б). Известны наблюдаемые на объекте несинхронизированные величины I _ s s , U _ s s ; I _ r r , U _ r r . В месте предполагаемого повреждения прогнозируются величины Lsf{xf)≡Iss, Lrf(xf)≡Lrr

U _ s f ( x f ) = ( 1 2 x f / ) U ψ s s ,

U _ r f ( x f ) = ( 1 2 ( x f ) / ) U ψ r r .

По ним определяются комплексные мощности S _ s f ( x f ) = j Q s f ( x f ) , S _ r f ( x f ) = j Q r f ( x f )

Q s f ( x f ) = 2 U 2 X 0 / 2 x f / 2 ,

Q r f ( x f ) = 2 U 2 X 0 x f / 2 / 2 .

Получается, что суммарная мощность, потребляемая предполагаемым местом повреждения, тождественно равна нулю независимо от значения xf. Следовательно, в данной ситуации будут востребованы дополнительные сигналы. Модули напряжений в месте предполагаемого повреждения, определенные слева и справа, совпадают:

U s f ( x f ) = U r f ( x f ) = | 1 2 x f / | U . ( 7 )

Как следствие, сигнал (3) не помогает в данном случае выявить повреждение: U2(xf)=0.

То же и сигнал (4). Но сигнал (5) проясняет ситуацию. Он дает зависимость (7), указывающую точное значение координаты места повреждения: xff=l/2.

Исследование показывает, что в более сложных сетях и при более сложных повреждениях информацию о месте повреждения несут все формируемые по данному способу сигналы. Способ сохраняет распознающую способность во всех режимах, не нуждается в информации о состоянии сети до наступления аварийного режима, не требует синхронизации разнесенных наблюдений, инвариантен к характеру повреждения.

Источники информации

1. Патент РФ №2050660, кл. H02H 3/38, 3/26, 7/26, 1992.

2. Патент РФ №2033622, кл. G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.

3. Диагностика линий электропередачи. Межвуз. сборник науч. трудов. Электротехнические микропроцессорные устройства и системы. Изд-во Чуваш, ун-та, Чебоксары, 1992, С.9-32 / Ю.Я. Лямец, В.И. Антонов, В.А. Ефремов, Г.С. Нудельман, Н.В. Подшивалин.

4. Патент РФ №2033623, кл. G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.

1. Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети при двухстороннем наблюдении с использованием ее модели путем измерения комплексов основных гармоник напряжений и токов в начале и в конце сети, преобразования на модели сети напряжений и токов, измеренных в начале сети, в первую группу напряжений и токов, подводимых к местам предполагаемых повреждений со стороны начала сети, преобразования напряжений и токов, измеренных в конце сети, во вторую группу напряжений и токов, подводимых к местам предполагаемых повреждений со стороны конца сети, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, определяют суммарные реактивную и активную мощности, доставляемые к местам предполагаемых повреждений первой и второй группами напряжений и токов, определяют место достижения суммарной реактивной мощностью нулевого значения, определяют значение суммарной активной мощности в этом месте и принимают, что в этом месте произошло реальное повреждение, если суммарная активная мощность неотрицательна только в этом месте, в противном случае формируют дополнительный сигнал, определяют, в каком из мест нулевого значения суммарной реактивной мощности абсолютная величина дополнительного сигнала минимальна, и полагают, что в этом месте произошло повреждение.

2. Способ определения места повреждения многопроводной электрической сети по п.1, отличающийся тем, что формирование дополнительного сигнала осуществляют по алгоритму
U 2 ( x f ) = k = 1 n ( U f s k ( x f ) U f r k ( x f ) ) 2 ,
где xf - координата предполагаемого повреждения, k - номер провода n-проводной сети, Ufsk - модули напряжений первой группы, Ufrk - модули напряжений второй группы.

3. Способ определения места повреждения многопроводной сети по п.1, отличающийся тем, что формирование дополнительного сигнала осуществляют по алгоритму
U min 2 ( x f ) = min ψ k = 1 n { [ Re ( U _ f s k ( x f ) U _ f r k ( x f ) e j ψ ) ] 2 + [ Im ( U _ f s k ( x f ) U _ f r k ( x f ) e j ψ ) ] 2 } ,
где U _ f s k - комплексы напряжений первой группы, U _ f r k - комплексы напряжении второй группы, ψ - варьируемый угол.

4. Способ определения места повреждения многопроводной сети по п.1, отличающийся тем, что формирование дополнительного сигнала осуществляют по алгоритму определения минимального напряжения из числа всех фазных и линейных напряжений обеих групп
U min ( x f ) = min k , l [ U f s k ( x f ) , U f r k ( x f ) , U f s k l ( x f ) , U f r k l ( x f ) ] ,
где k = 1, n ¯ , 1 = 1, n ¯ ,  k 1 .

5. Способ определения места повреждения многопроводной сети по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, формируют дополнительный сигнал в виде эквивалентного реактивного сопротивления предполагаемого повреждения
X э к в ( x f ) = U min 2 ( x f ) Q f Σ ( x f ) P f Σ 2 ( x f ) + Q f Σ 2 ( x f ) ,
где Q и Р - суммарные реактивная и активная мощности предполагаемого повреждения.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к дефектоскопии изоляции кабельных изделий электроискровым методом неразрушающего контроля. .

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 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 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 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 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 определению места неисправности (17) заземления на участке (10) электрической линии энергоснабжения по принципу дистанционной защиты. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения (ОМП) в линиях нейтралей, соединяющих средние точки преобразовательных подстанций электропередач постоянного тока (ППТ) высокого напряжения. Технический результат: повышение достоверности дистанционного определения места повреждения в линиях нейтральных проводов ППТ при коротких замыканиях на землю. Сущность: фиксируют по концам каждой линии нейтрали (11, 12) текущие мгновенные значения аварийных токов, выделяют в них постоянные составляющие и вычисляют расстояние до места повреждения по соотношению активных сопротивлений участков нейтрального провода согласно формуле: l x = r 1 ⋅ i 11 − r 2 ⋅ i 21 r 0 ⋅ ( i 22 − i 21 ) где r1 - активное сопротивление неповрежденного нейтрального провода, r2 - активное сопротивление поврежденного нейтрального провода, r0 - погонное активное сопротивление нейтральных проводов, r11 - постоянная составляющая тока в начале неповрежденного нейтрального провода, r21 - постоянная составляющая тока в начале поврежденного нейтрального провода, r22 - постоянная составляющая тока в конце поврежденного нейтрального провода. 4 ил.

Использование: в электроэнергетике для определения места короткого замыкания на линии электропередачи переменного тока. Технический результат: повышение достоверности определения расстояния до места повреждения в линии электропередачи. Сущность: способ заключается в регистрации формы кривых напряжения и тока в течение процесса отключения поврежденной фазы линии выключателями, выделении из зарегистрированной формы тока фазы линии момента прерывания аварийного тока, выделении из зарегистрированной формы фазного напряжения свободной составляющей разряда короткозамкнутого участка линии, анализе спектральной характеристики указанной свободной составляющей, определении затухания огибающей свободной составляющей напряжения, выделении в спектральной составляющей частоты f0 с наибольшей амплитудой напряжения, определении предварительного значения длины короткозамкнутого участка с учетом погонных параметров линии для частоты f0, определении значения переходного сопротивления в месте короткого замыкания и определении расстояния до места повреждения на линии как вещественной части величины, рассчитанной по формуле: где A, B, C - комплексные коэффициенты, зависящие от погонных параметров линии и оператора вида p=-αизм+j·2·π·f0. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной через резистор нейтралью. Сущность: в сетях среднего напряжения при возникновении ОЗЗ возникает переходный процесс разряда емкости поврежденной фазы на землю. Расстояние от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю определяют по суммарной емкости нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по значению мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по погонному индуктивному сопротивлению нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности после возникновения однофазного замыкания на землю. Технический результат: повышение точности. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной через резистор нейтралью. Сущность: измеряют максимальную амплитуду тока нулевой последовательности I0, max на поврежденной линии после возникновения однофазного замыкания на землю. Определяют расстояние до однофазного замыкания на землю по значению мгновенного напряжения Uc на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по суммарной емкости С0 нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по максимальной амплитуде тока нулевой последовательности I0, max на поврежденной линии после возникновения однофазного замыкания на землю и по погонному индуктивному сопротивлению Lпогонное нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, в соответствии с выражением Д=Uc2*C0/(I0, max2*Lпогонное). 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи. Сущность: измеряют массивы мгновенных значений сигналов напряжений и токов трех фаз в начале и в конце линии для одних и тех же моментов времени. Передают сигналы с конца линии в ее начало по каналу связи. Сохраняют пары цифровых отсчетов как текущие. Осуществляют сдвиг сигналов фазы B на угол 120 градусов и фазы C на угол 240 градусов. Далее одновременно определяют массивы мгновенных значений симметричных составляющих напряжений и токов в начале и конце линии и их векторные значения UA1,1, IA1,1, UA1,2, IA1,2. Затем определяют расстояние до места короткого замыкания l1 из выражения: , где γ0=a0+jβ0 - коэффициент распространения электромагнитной волны, a0 - коэффициент затухания электромагнитной волны, β0 - коэффициент изменения фазы электромагнитной волны, ZB - волновое сопротивление линии, l - длина линии. Технический результат: повышение точности определения места повреждения. 7 табл., 2 ил.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических систем. Сущность: контролируемая сеть наблюдается на обеих сторонах. Наблюдения синхронизированы, происходит обмен информацией между концевыми подстанциями. Используется модель контролируемой сети с тремя участками. Модель задает операции преобразования наблюдаемых токов и напряжений. Первые два участка преобразуют наблюдаемые сигналы в напряжения двух разных предполагаемых повреждений, а также в токи, подводимые к этим местам от концевых подстанций. Третий участок преобразует указанные напряжения в два других тока, протекающих за местами повреждений. Пары токов преобразуются в дифференциальные токи первого и второго мест повреждения. По напряжениям и токам каждого предполагаемого повреждения определяют их реактивные и активные мощности. Фиксируют координаты обоих мест повреждения, если обе реактивные мощности переходят через нулевые значения, а обе активные мощности неотрицательны. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, конкретнее - к релейной защите и автоматике электрических систем. Сущность: определение места повреждения выполняется в два этапа. На первом этапе полагают, что повреждены все провода. Определяют место повреждения по токам и напряжениям всех проводов до и после мест предполагаемых повреждений. Определяют для каждого провода сигнал абсолютного значения разности модулей токов до и после обнаруженного на первом этапе места повреждения, сигнал абсолютного значения разности модулей напряжений до и после этого места, сдвиг фаз между напряжением и током каждого провода до этого места и сдвиг фаз между напряжением и током после этого места, сигнал абсолютного значения разности первого и второго сдвигов фаз. Сравнивают три упомянутых разностных сигнала каждого провода с соответствующими порогами. Подразделяют провода сети на неповрежденные и поврежденные, для чего относят к первым те провода, все три разностных сигнала которых не превысили своих порогов. На втором этапе определяют место повреждения по токам и напряжениям только вторых проводов до и после мест предполагаемых повреждений. Технический результат: повышение точности и расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по несинхронизированным замерам с двух ее концов. Технический результат: повышение точности определении места повреждения. Сущность: измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания. Определяют значения сопротивлений от первого конца линии до места повреждения и сопротивления от второго конца линии до места повреждения. Преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие - комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Определяют значение угла между напряжениями нулевой, обратной или прямой последовательности по концам линии или значение угла между фазными напряжениями по концам линии. Выполняют синхронизацию путем поворачивания векторов комплексных величин токов и напряжений на полученный угол. Определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения по соответствующим выражениям. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в кабельной промышленности для контроля и ремонта эмалевой изоляции проводов. Цель изобретения - увеличение точности контроля и протяженности дефектных участков в изоляции провода, а также создание возможности ремонта дефектных участков эмалевой изоляции проводов путем несения эмали на место обнаруженного дефекта при непрерывно перемещающемся проводе. Заявляемый способ заключается в подаче высокого напряжения на коронирующий датчик-электрод, протягивании контролируемого провода через коронирующий датчик-электрод и в формировании импульсов дефектов с коронирующего датчика-электрода, при этом дополнительно устанавливают на строго фиксированном расстоянии D от коронирующего датчика-электрода узел нанесения эмали. Затем при наличии дефекта формируют импульс протяженности дефекта, длительность которого Ti равняется времени прохождения дефекта в зоне действия коронирующего датчика-электрода. Передний фронт упомянутого импульса формируется по первому импульсу коронного разряда с дефекта, а задний фронт импульса формируется с задержкой после последнего импульса коронного разряда с дефекта на время где tз - время задержки; lк - среднеквадратическое значение длины контролируемого участка провода с момента погасания до момента зажигания коронного разряда в зонах его нестабильности горения при подходе к датчику-электроду и выходу из него дефектного участка изоляции; σ - среднеквадратичное отклонение lк от среднего значения; V - скорость движения контролируемого провода. После формирования переднего импульса дефекта через время t2=(D-VТд)/V, где Тд - время от открытия электромагнитного клапана узла нанесения эмали до попадания струи эмали из узла нанесения эмали на поверхность дефекта, расширяют импульс дефекта до величины Тр=Ti+Тд. По переднему фронту этого импульса открывают в момент времени t2 в узле нанесения эмали электромагнитный затвор и формируют электростатически заряженную струю эмали путем пропускания ее вдоль поверхности высоковольтного электрода, на который в момент времени t2 открытия электромагнитного затвора одновременно подают постоянный высоковольтный потенциал относительно заземленной жилы провода, величина которого лежит в диапазоне 2-5 кВ. Сформированную струю электростатически заряженной жидкой эмали подают на дефектный участок в течение времени Ti, затем по заднему фронту расширенного импульса отключают высоковольтный потенциал с высоковольтного электрода и закрывают электромагнитный затвор в узле нанесения эмали. После этого снимают излишки эмали, нанесенной на дефектный участок эмальизоляции, путем пропускания упомянутого участка с нанесенной на него жидкой эмалью через калибр, внутренний диаметр которого соответствует диаметру изолированного провода. После снятия с дефектного участка излишков эмали дефектный участок с нанесенной на него жидкой эмалью подвергают запечке и сушке. Заявляемый способ контроля и ремонта изоляции проводов позволяет по сравнению со способом-прототипом значительно повысить точность контроля и способен производить не только контроль, но и процесс ремонта дефектных участков эмалевой изоляции провода. 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в кабельной промышленности для контроля и ремонта эмалевой изоляции проводов. Сущность: провод протягивают через датчик дефектов и датчик скорости. При прохождении дефектного участка изоляции провода формируют импульс дефекта. Под движущимся проводом устанавливают узел для нанесения эмальизоляции на дефектный участок, выполненный в виде сосуда из электропроводного материала, корпус которого заземляют. Сосуд заполняют электрофоретическим составом. Над сосудом на расстоянии L1 от датчика дефектов устанавливают ролик. На расстояние L2 от ролика устанавливают подвижный элемент вертикального перемещения, на конце которого закреплена вилка с роликом, прижатым к поверхности контролируемого провода. Вилку с роликом закрепляют на высоте h от поверхности электрофоретического состава. За вилкой устанавливают калибр, диаметр которого соответствует диаметру контролируемого провода. Контролируемый провод протягивают через вилку с роликом и калибр. При обнаружении дефектного участка в изоляции провода задерживают сформированный импульс дефекта на время где V - скорость провода, tв - время вертикального перемещения провода на расстояние h+Δ, где Δ - глубина погружения провода в электрофоретический состав. По истечении времени tз по сформированному переднему фронту импульса дефекта включается исполнительное устройство вертикального перемещения и дефектный участок погружают на глубину Δ в электрофоретический состав. После этого отводят элемент вертикального перемещения в исходное положение и по команде из блока управления, сформированной по заднему фронту импульса дефекта провод останавливают. Отключают исполнительное устройство вертикального перемещения, отключают от датчика дефектов питающее напряжение, отсоединяют жилу провода от земли, подключают к ней положительный потенциал регулируемого источника постоянного тока и включают источник постоянного регулируемого тока. При этом величину положительного потенциала источника постоянного регулируемого тока изменяют до тех пор, пока значение тока анафореза не достигнет заданной величины. При этом токе осаждают пленку эмали на дефектный участок изоляции провода. Затем отключают от жилы провода источник постоянного регулируемого тока и выключают его. Жилу провода вновь заземляют. Подключают питающее напряжение к датчику дефектов. Включают узел запечки эмали и провод вновь приводят в движение, протягивая дефектный участок с нанесенной на него слоем эмали через калибр и узел запечки эмали. Технический результат: повышение точности контроля, возможность ремонта дефектных участков эмалевой изоляции провода. 3 ил.
Наверх