Способ определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для дистанционного определения места повреждения (ОМП) высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) с разветвленной древовидной структурой. Способ включает определение расстояния до места повреждения с помощью метода импульсного зондирования и снятие неоднозначности результатов зондирования разветвленных сетей путем определения трассы с возросшим коэффициентом битовых ошибок между PLC-модемами. В начале линии устанавливается центральное устройство, которое сочетает в себе функции рефлектометра и PLC-модема. На концах электролинии устанавливаются удаленные устройства, выполняющие функции PLC-модемов. При этом не требуется установки специального оборудования присоединения, т. к. информационный сигнал проходит через уже, как правило, имеющийся силовой трансформатор. Центральное устройство при помощи зондирования линии электропередачи определяет расстояние до места повреждения. Удаленные устройства за счет информационной PLC-связи определяют коэффициент битовых ошибок в пакетах. По возросшей величине данного параметра снимают неоднозначность определения поврежденного участка ЛЭП. Технический результат: возможность определения места повреждения электролинии со сколь угодно сложной древовидной структурой с надежным снятием неоднозначности определения поврежденного участка линии. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для дистанционного определения места повреждения (ОМП) высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП) с разветвленной древовидной структурой.

Известен способ определения места повреждения разветвленных линий электропередачи, включающий запись времени прихода переднего фронта скачка фазного напряжения в случае однофазного замыкания на землю и фиксацию аварийного тока в разных точках ЛЭП в случае междуфазного короткого замыкания и последующую обработку полученных данных (заявка №RU 2008109491 А от 12.03.2008 «Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной линии электропередач, способ определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной линии электропередач и устройство контроля тока и напряжения для их осуществления»). Недостатком известного способа является требование установки различных устройств в зависимости от определяемого вида повреждения, а также сложность синхронизации регистрирующих устройств.

Известен способ определения места повреждения линий электропередачи (заявка №RU 2006123891 от 10.01.2008 «Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления»), включающий посылку в линию зондирующих импульсов напряжения от генератора при согласовании выходного сопротивления последнего с волновым сопротивлением линии, прием отраженных импульсов, определение места повреждения по временной задержке отраженного импульса относительно зондирующего, излучение и прием дополнительных зондирующих импульсов напряжения, а также их спектральный анализ. Недостатком указанного способа является невозможность определения повреждения в разветвленной древовидной линии электропередачи.

Известен способ определения места повреждения линий электропередачи (Заявка: №RU 2008150234 от 18.12.2008 «Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления»), заключающийся в посылке в линию зондирующих импульсов напряжения с время-частотной модуляцией от генератора, приеме отраженных импульсов. При этом фиксируют массив демодулированных отраженных сигналов, полученных с неповрежденной линии, в виде электронного образа линии. Проводят автокорреляционную обработку, спектральный анализ и определяют частоты, соответствующие импульсам, отраженным от естественных неоднородностей. Записывают значения частот и соответствующих им расстояний до естественных неоднородностей в виде реперных точек. Для обнаружения повреждения отраженные демодулированные импульсы от естественных неоднородностей и неоднородности, возникшей при повреждении линии, вычитают из зафиксированных в электронном образе линии. Вывод о повреждении линии делают при наличии разностных сигналов.

Недостатками известного способа являются необходимость создания индивидуальной карты естественных неоднородностей для каждой исследуемой линии электропередачи. При этом точность ОМП зависит от точности данной карты.

Известен способ ОМП (А.с. № RU 2319972 С1 от 20.03.2008 «Способ определения наличия дефектов проводов и кабелей в сегментах сетей с разветвленной топологией»), заключающийся в том, что ведущее оконечное оборудование осуществляет одновременно локационное зондирование и измерение фазы несущей, принятой от ведомого оконечного оборудования, данные заносят в память микроЭВМ, измеренное значение фазы и форму рефлектограммы сравнивают с предыдущими значениями и в случае изменения значения фазы или формы рефлектограммы определяют наличие или отсутствие повреждения в зондируемом сегменте.

Недостатком известного способа являются: требование точной синхронизации ведомых устройств с ведущим устройством при измерении фазы несущей; необходимость их постоянного совмещения хранителей времени; сложность измерения фазы сигнала с необходимой точностью из-за высокого уровня помех в сетях электропередачи.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ определения местоположения повреждений в сетях с разветвленной топологией (заявка №2008151219/28 от 23.12.2008), включающий сканирование сети по участкам с помощью ведомых устройств и последовательное локационное зондирование поврежденных сегментов, полученных на основе данных сканирования. Основными недостатками данного способа является необходимость установки ведомых устройств вдоль всей линии электропередачи, что в конечном итоге удорожает систему диагностики, а также невозможность определения слабых, неустойчивых повреждений. Также существенным недостатком прототипа является требование установки специальных устройств присоединения для подключения ведомых устройств к высоковольтной ЛЭП.

Цель данного изобретения - определение места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой за счет снятия неоднозначности поврежденного участка линии.

Поставленная цель достигается тем, что способ определения места повреждения линий электропередачи использует сочетание метода рефлектометрии для определения расстояния до повреждения и метода, основанного на PLC-связи между PLC-модемами для снятия неоднозначности поврежденного участка ЛЭП.

Отличительным признаком предлагаемого способа определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой является то, что в начале линии устанавливается центральное устройство С, которое сочетает в себе функции рефлектометра и PLC-модема, а на концах электролинии устанавливаются удаленные устройства R, выполняющие функции PLC-модемов, при этом не требуется установки специального оборудования присоединения - информационный сигнал проходит через уже, как правило, имеющийся силовой трансформатор. Центральное устройство С при помощью зондирования линии электропередачи определяет расстояние до места повреждения, а удаленные устройства R за счет информационной PLC-связи позволяют снять неоднозначность определения поврежденного участка ЛЭП.

Центральное устройство С производит периодическое зондирование ЛЭП с помощью метода импульсной рефлектометрии. Данный метод заключается в посылке в линию импульса, пачки импульсов или специальной кодовой последовательности и регистрации сигнала отражения от неоднородностей на линии электропередачи. Производя обработку принятого сигнала, а также сравнения его с сигналом отражения, полученным в штатном режиме работы электролинии, центральное устройство С выносит решение о наличии или отсутствии повреждения на ЛЭП. В случае обнаружения повреждения центральное устройство С вычисляет расстояние до повреждения по разностному сигналу.

С помощью PLC-модемов осуществляется определение поврежденного участка электролинии. Все PLC-модемы на линии вместе образуют единую информационную сеть, при этом у каждого PLC-модема есть свой уникальный адрес, позволяющий провести его идентификацию. Частотные свойства PLC-сигнала и частотные характеристики типовых силовых трансформаторов позволяют использовать последние в качестве оборудования присоединения к высоковольтной ЛЭП, при этом существенно облегчается установка конечных устройств и уменьшается итоговая стоимость системы определения места повреждения линии электропередачи.

Центральный PLC-модем последовательно обменивается пакетами со всеми удаленными PLC-модемами. При этом в информационное поле пакета записывается специальная битовая последовательность, позволяющая определить качество распространения сигнала от центрального устройства С до удаленного устройства Ri, а также коэффициент битовых ошибок. В штатном режиме работы электролинии с помощью PLC-модемов анализируется качество распространения PLC-сигнала, и в центральном устройстве С сохраняются полученные данные. Эти данные характеризуют качество распространения сигнала и соответствующий коэффициент битовых ошибок на трассе от центрального устройства С до конкретного удаленного устройства Ri.

При обнаружении повреждения на ЛЭП центральным устройством С при помощи метода импульсной рефлектометрии PLC-модемы центрального и удаленных устройств осуществляют анализ качества сигнала и определение коэффициента битовых ошибок. На трассе, где произошло повреждение, коэффициент битовых ошибок возрастет по сравнению со штатным режимом работы электролинии (либо PLC-связь вообще прекратится). При этом повышая сложность и длину анализирующей битовой последовательности, повышается чувствительность определения поврежденной трассы.

Таким образом, центральное устройство С будет иметь данные о расстоянии до места повреждения, а также о поврежденной трассе, т.е. о поврежденном участке электролинии. Следовательно, место повреждения будет полностью локализовано.

Практическая ценность предлагаемого способа связана и с тем, что предложенный способ позволяет обнаруживать и определять местоположение повреждения на линии электропередач со сколь угодно сложной древовидной структурой, надежно решая задачу снятия неоднозначности поврежденного участка линии, при этом не требуется установки специального оборудования присоединения для удаленных устройств Ri - связь осуществляется через силовой трансформатор.

Пример практической реализации способа иллюстрируется на чертеже, где показана схема расположения центрального устройства С и удаленных устройств Ri. Центральное устройство находится в начале ЛЭП, а оконечные устройства Ri - на концах электролинии. В штатном режиме работы блок рефлектометра центрального устройства сохраняет эталонный сигнал отражения, а блоки PLC-модемов центрального и удаленных устройств производят анализ качества распространения PLC-сигнала, и в центральном устройстве сохраняются коэффициенты битовых ошибок для каждой трассы распространения сигнала (А-В, А-Д, А-Е, А-З, А-К, А-Л).

Допустим, произошло повреждение на участке линии Б-В, как показано на чертеже. Блок рефлектометра, производя периодическое зондирование ЛЭП, определяет расстояние до точки повреждения. Имея данные только лишь о расстоянии, невозможно однозначно локализовать повреждения, т.к. точка повреждения с таким удалением от начала линии может находиться на трассе А-В, А-Д, А-Е и А-З.

Неоднозначность снимается при помощи PLC-модемов. Модем центрального устройства С последовательно посылает пакеты каждому удаленному устройству R и определяет коэффициент битовых ошибок. На неповрежденных трассах А-Д, А-Е и А-З коэффициент останется прежним по сравнению со штатным режимом работы электролинии. Для трассы А-В будет наблюдаться резкое увеличение коэффициента битовых ошибок, либо связь между модемами прекратится вовсе. Таким образом, зная расстояние до повреждения и поврежденную трассу, место повреждения полностью локализуется.

По сравнению с прототипом предложенный способ определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой не требует размещения устройств вдоль всей линии электропередачи, а достаточна установка устройств только в начале и на концах электролинии. За счет использования длинной анализирующей битовой последовательности предложенный способ позволяет определять трассы со слабыми и неустойчивыми повреждениями. Частотные свойства PLC-сигнала позволяют использовать обычные силовые трансформаторы в качестве оборудования присоединения.

Таким образом, предложенный способ, позволяет определить расстояние до места повреждения с помощью метода импульсного зондирования, а затем снять неоднозначность результатов зондирования разветвленных сетей путем определения трассы с возросшим коэффициентом битовых ошибок.

Способ определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой, включающий определение расстояния до места повреждения с помощью метода импульсного зондирования и снятие неоднозначности результатов зондирования разветвленных сетей путем определения коэффициента битовых ошибок в информационных пакетах PLC-модемов, отличающийся тем, что в начале линии устанавливается центральное устройство, сочетающее в себе функции импульсного рефлектометра и PLC-модема, а на концах электролинии устанавливаются удаленные устройства, осуществляющие функции PLC-модемов и подключающиеся к высоковольтной линии через силовой трансформатор, при этом поврежденную трассу определяют по возросшему коэффициенту битовых ошибок в информационных пакетах между PLC-модемами, тем самым снимают неоднозначность результатов зондирования электролинии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в кабельной промышленности для контроля и ремонта эмалевой изоляции проводов. Способ заключается в протягивании провода через датчик точечных повреждений и датчик скорости.

Изобретение относится к электроэнергетическим системам и может быть использовано для определения расстояния до места однофазного замыкания на землю линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Сущность: устройство (12) обнаружения неисправности вдоль кабеля (10) связи, соединяющего кодирующий блок (3) и маяк (5) наземного оборудования установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержит: средства (14, 16, 34, 42) измерения полного сопротивления, выполненные с возможностью измерения на заранее определенной частоте (F6) фазы и модуля полного сопротивления кабеля (10) во время передачи электрического сигнала связи, генерируемого кодирующим блоком, в направлении маяка; и средства определения состояния кабеля, выполненные с возможностью сравнения измеренных фазы и модуля с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определить одно из следующих состояний кабеля: состояние нормальной работы, состояние короткого замыкания и состояние разрыва цепи.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи по несинхронизированным замерам с двух концов линии мгновенных значений токов и напряжений.

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.

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.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по несинхронизированным замерам с двух ее концов.

Изобретение относится к электроэнергетике, конкретнее - к релейной защите и автоматике электрических систем. Сущность: определение места повреждения выполняется в два этапа.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических систем. Сущность: контролируемая сеть наблюдается на обеих сторонах.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе обнаружения повреждения для обнаружения повреждений линии на электродной линии в системе HVDC. Техническим результатом является повышение надежности системы обнаружения повреждения. Электродная линия содержит первое и второе ответвления, соединенные параллельно. Система обнаружения повреждения содержит первую и вторую схемы генерации импульсов, выполненные с возможностью генерации электрических импульсов в первое и второе ответвления соответственно, а также первое и второе устройства измерения тока, выполненные с возможностью генерации сигналов, указывающих электрические сигналы, имеющие место в первой и второй линиях ввода соответственно. Возможность независимой генерации электрических импульсов в первое и второе ответвления соответственно, а также независимой регистрации первой и второй структур сигнала, представляющих электрические сигналы на первой и второй линиях ввода соответственно, повышает информационное наполнение в собранных данных, что позволяет более надежно анализировать, присутствует ли повреждение на электродной линии. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области релейной защиты и автоматики. Сущность: фиксируют с заданной частотой дискретизации отсчеты напряжения нулевой последовательности на общих шинах и отсчеты токов нулевой последовательности в каждом фидере распределительной сети. Осуществляют цифро-аналоговое преобразование отсчетов напряжения нулевой последовательности и подают преобразованное напряжение на вход модели каждого фидера по нулевой последовательности, причем модели составляют для нормального состояния фидеров. Выполняют аналого-цифровое преобразование тока нулевой последовательности модели каждого фидера с заданной частотой дискретизации. Определяют расхождение между отсчетами тока нулевой последовательности каждого реального фидера и отсчетами тока его модели. По величине расхождения выявляют поврежденный фидер. Технический результат: повышение селективности. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для выявления дефектной изолирующей конструкции, например гирлянды изоляторов высоковольтной линии электропередачи, при осуществлении диагностики с подвижных носителей автоматизированными системами контроля. Способ включает подключение к участку изолирующей конструкции электрического светового излучателя, яркость свечения которого зависит от падения напряжения на его контактах, регистрацию светового излучения, определение дефекта по интенсивности свечения излучателя, дополнительно параллельно световому излучателю подключают разрядник, а сам излучатель устанавливают в месте, доступном для наблюдения, при этом один из контактов излучателя заземляют, а второй контакт закрепляют на изолирующем участке конструкции. Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности дистанционной оптической диагностики изолирующих конструкций при осуществлении мониторинга с движущихся транспортных средств, а также упрощение алгоритмов автоматизации их контроля. 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к способу автоматического определения неисправных ламп. Способ автоматической диагностики нагрузок в сети электроснабжения заключается в том, что в начале линии размещают центр управления нагрузками, как минимум состоящий из микропроцессорного блока, передатчика команд и датчика тока, потребляемого линией, команды управления передаются по каналу связи передатчиком команд, каждая команда, как минимум, состоит из полей адреса и кода команды, список возможных кодов команд, как минимум, включает коды команд подключения и отключения нагрузки к линии электроснабжения, каждая нагрузка подключается к линии электроснабжения через выключатель, управляемый приемником команд. При этом каждый приемник команд имеет уникальный и групповой адреса, принимает и выполняет команды, направленные в его адрес. Процесс локализации неисправных нагрузок предполагает передачу команды подключения всех нагрузок к линии электроснабжения, после чего измеряют потребляемый линией ток, передают команду отключения очередной нагрузки, затем вновь измеряют потребляемый линией ток. Если ток в линии не уменьшился на заданную величину, нагрузку считают неисправной, далее процесс повторяют для следующей нагрузки до тех пор, пока все нагрузки не будут проверены. Технический результат - сокращение времени диагностики, уменьшение энергопотребления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование - в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы ППТ. Способ заключается в регистрации формы кривой напряжения поврежденного полюса передачи, определении временного интервала снижения напряжения полюса ниже уставки Uyст до 0, сравнении этого временного интервала с заданной уставкой tкл, при превышении которой происходит формирование выходного сигнала первого канала защиты о выявлении повреждения на воздушном участке, а при значении временного интервала, меньше либо равного tкл, - формирование выходного сигнала первого канала защиты о выявлении повреждения на кабельном участке линии постоянного тока; вычислении частотной составляющей изменения напряжения с наибольшей амплитудой по первым точкам перехода кривой напряжения через 0, сравнении этой частотной составляющей с заданной уставкой fminКЛ, при превышении которой формируется сигнал второго канала защиты о выявлении повреждения на кабельном участке, при значениях частотной составляющей, меньшей либо равной fminКЛ, но большей, чем fminВЛ, происходит формирование сигнала второго канала защиты о выявлении повреждения на воздушном участке линии постоянного тока. Формирование выходного сигнала защиты на отключение соответствующей полуцепи без АПВ производится при одновременном появлении сигналов первого и второго каналов, фиксирующих выявление повреждений на кабельном участке линии. Формирование сигнала на отключение полуцепи с АПВ происходит при одновременном появлении сигналов первого и второго каналов, фиксирующих повреждение на воздушном участке линии. 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электрической сети энергоснабжения. Технический результат - повышение надежности и избирательности решений о рабочих состояниях параллельных линий многофазной электрической сети энергоснабжения. При защите параллельных линий электрической сети энергоснабжения первый защитный прибор (13а) соединен с первой линией (11а) сети энергоснабжения для регистрации измеренных значений, характеризующих рабочее состояние первой линии (11а). Первый защитный прибор (13а) через коммуникационное соединение (15) соединен с расположенным по соседству вторым защитным прибором (13b). Для того чтобы повысить надежность и избирательность при контроле параллельных линий, предложен способ, при котором второй защитный прибор (13b) соединен с проходящей параллельно первой линии (11а) второй линией (11b) сети энергоснабжения. Оба защитных прибора (13а, 13b) обмениваются измеренными значениями, зарегистрированными ими относительно соответствующей им линии (11а, 11b), и/или выведенными из этих измеренных значений сигналами. Каждый защитный прибор (13а, 13b) выполнен с возможностью выполнения защитной функции для своей соответствующей линии (11а, 11b) при выполнении главного алгоритма (25) защит. Каждый защитный прибор для выполнения своего главного алгоритма (25) защиты привлекает зарегистрированные на собственной линии (11а) измеренные значения, а также принятые от другого защитного прибора (13b) измеренные значения и/или сигналы. 3 н.п. и 20 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Технический результат: повышение точности определения места повреждения при передаче с одного конца линии на другой минимального количества данных (только векторов фазных токов) без использования итерационного процесса. Сущность: проводят измерение в момент короткого замыкания фазных токов и напряжений основной гармоники в начале и в конце линии, тока прямой последовательности нормального режима, предшествующего замыканию, в начале линии и конце линии. Передают информацию о фазных токах начала линии от начала линии к концу линии. Передают информацию о фазных токах конца линии от конца линии к началу линии посредством каналов связи. Определяют симметричные составляющие фазных токов прямой, обратной и нулевой последовательностей на каждом из концов линии. Определяют симметричные составляющие фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей в начале линии и в конце линии. По таблице в зависимости от вида короткого замыкания определяют ток в месте короткого замыкания I · K , I . K значения расчетных токов и напряжений U . ' , I . ' , U ' . ' , I . ' ' . По полученным значениям рассчитывают расстояние от начала линии до места повреждения (для устройства в начале линии) расстояние от конца линии до места повреждения (для устройства в конце линии). 3 табл. 2 ил.

Изобретение относится к определению направления на место замыкания в трехфазной электрической сети. Сущность: устройство содержит средство для определения значения величины фазора направления в точке измерения в трехфазной электрической сети после выявления замыкания в трехфазной электрической сети и средство для сравнения значения величины фазора направления с направленной рабочей характеристикой для определения направления на место замыкания от точки измерения. Средство для определения значения величины фазора содержит средство для формирования кумулятивной суммы фазора, состоящей из, по крайней мере, двух значений, определенных в разные моменты времени, электрической величины фазора в точке измерения и задание кумулятивной суммы фазора в качестве значения для величины фазора направления. Технический результат: повышение надежности определения направления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предлагаемое 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. Техническим результатом является повышение точности определения места повреждения. Способ определения места повреждения включает в себя определение параметров линии по замерам с двух концов в момент короткого замыкания, определение относительного расстояния до места короткого замыкания с дальнейшим определением расстояния до места короткого замыкания. Технический результат достигается за счет использования измеренных фазных величин токов и напряжений и полных фазных и междуфазных величин сопротивлений линии. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередачи. Технический результат: повышение точности определения места повреждения. Сущность: в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток. Одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки. Для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку. Для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяют место повреждения на этой ветке. При определении места повреждения используют зафиксированные времена прихода импульса к концам ответвлений ЛЭП, а также длины ответвлений и расстояния между началами ответвлений. 1 ил.
Наверх