Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии

Авторы патента:

Тигунцев Степан Георгиевич (RU)

G01R31/08 - определение местоположения повреждений в кабелях, линиях передачи энергии или в сетях (схемы защиты электрических линий, машин и приборов H02H)

Владельцы патента RU 2531769:

Тигунцев Степан Георгиевич (RU)

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.

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи по замерам с двух концов линии.

Изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г.Смирнов, Е.В.Скиданова, С.А.Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - С. 97], так как решает проблему уменьшения времени задержек при транспортировке электроэнергии потребителям в случае повреждения электрических сетей.

Наиболее известны способы определения места повреждения по измерениям с одного конца линии. Такие способы реализованы в регистрирующих приборах (МФИ-1, МИР-1, ЦРАП [Техническое описание и инструкция по эксплуатации МФИ-1, г. Рига, 1991; Алгоритмы функционирования и опыт эксплуатации микропроцессорных устройств определения повреждения линий электропередачи, Электрические станции №12, 1997]). Способы, основанные на односторонних замерах параметров короткого замыкания, предполагают определение падения напряжения на переходном сопротивлении, и точность его определения имеет большое значение. Однако на точность оказывают влияние различны факторы.

Известен способ определения места повреждения по измерениям параметров аварийного режима с одного (и с другого) концов линии, в котором измеряют реактивную составляющую сопротивления поврежденной фазы [Разработка и исследование защиты линий электропередач с фиксацией места повреждения, Новочеркасский политехнический институт, г. Новочеркасск, 1969].

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца мнимых составляющих комплексных величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.

Данный метод, использующий только реактивную составляющую отношения измеренного напряжения к измеренному току, позволяет уменьшить влияние переходного сопротивления в месте повреждения. Однако точность во многом зависит от величины переходного сопротивления и величины подпитывающего тока противоположного конца линии тому, на котором производятся измерения.

Хорошо известен способ, использующийся в устройствах релейной защиты некоторых западных производителей - компенсационный метод [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч. 1]. Данный способ использует параметры аварийного и предаварийного режимов, полученные с одного конца линии.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.

Основная особенность способа - это возможность учета влияния питания с противоположного конца линии, а также исключение погрешности от переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Для реализации этого метода требуется полная модель сети, т.е. программы расчета установившихся и аварийных режимов сети. Кроме того, требуется произвести предварительные измерения тока нагрузки, которые сохраняют и используют для компенсации погрешности от влияния нагрузки.

Равноценными по точности определения места повреждения компенсационному методу являются итерационные способы [Заявка на изобретение RU №2001102357, G01R 31/08, дата публикации заявки 20.12.2002], также использующие параметры аварийного и предаварийного режимов, измеренные с одной стороны линии. Указанные способы являются наиболее близкими аналогами к предлагаемому изобретению.

Так как в формуле изобретения [Заявка на изобретение RU №2001102357, G01R 31/08, дата публикации заявки 20.12.2002] раскрывается несколько методов, в качестве примера рассмотрим первый метод (как наиболее похожий) - метод полного сопротивления.

Метод полного сопротивления реализуется следующим образом. Измеряют с одного (и с другого) конца линии фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания и ток предаварийного режима в фазе A. По измеренным величинам определяют расчетные значения напряжений и токов в зависимости от вида короткого замыкания. При однофазных коротких замыканиях в качестве расчетных значений используют фазное напряжение, компенсированный фазный ток и аварийную составляющую полного тока короткого замыкания; при многофазных коротких замыканиях - линейное напряжение, линейный ток и аварийную составляющую полного тока короткого замыкания. Кроме того в расчете используют параметры схемы замещения сети. Далее осуществляют итерационный процесс, на первой итерации которого коэффициент токораспределения, необходимый для определения аварийной составляющей полного тока короткого замыкания, принимают равным единице, а полное сопротивление от начала линии до места повреждения находят через расчетные величины напряжений и токов. Отношение полного сопротивления от начала линии до места повреждения к полному сопротивлению линии на первой итерации приближенно указывает, где произошло повреждение. Через найденное на первой итерации полное сопротивление, на второй итерации уточняют коэффициент токораспределения и вновь производят расчет полного сопротивления от начала линии до места повреждения (уже с откорректированным коэффициентом токораспределения). Определяют отношение полного сопротивления от начала линии до места повреждения к полному сопротивлению линии (для второй итерации). Если разница между указанным соотношением на первой и на второй итерациях меньше предварительно задаваемой величины 8, отвечающей за точность определения места повреждения, то расчет заканчивают. Если больше, то расчет продолжают по аналогии с предыдущими итерациями, до тех пор, пока не будет достигнута заданная точность в определении места повреждения.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.

Описанный аналог, как и другие, ранее указанные способы определения места повреждения, обладают таким существенным недостатком, как необходимость создания полной схемы замещения сети для определения комплексных сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей и эквивалентных ЭДС питающих систем по сторонам линии.

Указанный недостаток может приводить к значительной погрешности в определении места повреждения, из-за неполного учета составляющих схемы замещения питающих систем, которые могут изменяться в зависимости от режима.

Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [Заявка RU №2009137563/28, G01R 31/08 (2006.01), дата публикации 20.04.2011], в котором указанные недостатки устраняются. В этом способе измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям, и, используя мнимые части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются: измерение с двух концов линии (' - один конец линии, " - второй конец линии) не синхронизированных по углам комплексных фазных токов и напряжений , основной частоты в момент короткого замыкания, определение вида короткого замыкания, расчетным путем с использованием замеров с обоих концов определение относительного значения расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания L_n=n*L.

Недостатком способа является необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин.

Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за недостаточного объема учитываемых параметров.

Известен способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов [Заявка RU №2011135138/28, G01R 31/08 (22.08.2011), дата публикации 27.02.2013], принятый за прототип, в котором указанные недостатки устраняются. В этом способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей Z _1Л, Z_2Л, Z_0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания L_n=n*L, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям

для двухфазного замыкания по выражениям

для любых замыканий по выражениям

или

где - компенсированный фазный ток первого конца;

- компенсированный фазный ток второго конца;

(для одноцепной линии).

Недостатком способа, принятого за прототип, является необходимость использования величин симметричных составляющих токов, напряжений и сопротивлений линии.

Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за усреднения величин сопротивлений линии.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения места повреждения за счет использования величин фазных токов и напряжений и величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии.

Технический результат достигается тем, что в способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз Z_AA,Z_BB,Z_CC, междуфазные комплексные сопротивления Z_AB,Z_AC,Z_BA,Z_BC,Z_CA,Z_CB, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания L_n=n*L, согласно изобретению относительные расстояния от концов линии до места повреждения определяют для любого вида короткого замыкания по выражениям

где n', n" - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;

- векторная сумма фазных напряжений с первого конца линии (В);

- векторная сумма фазных напряжений со второго конца линии (В);

- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);

- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);

где для реализации режима симметричных составляющих нулевой

последовательности принимают

для реализации режима симметричных составляющих прямой последовательности принимают

для реализации режима симметричных составляющих обратной последовательности принимают

для реализации произвольного режима (вариант) принимают

для однофазного короткого замыкания определяют место короткого

замыкания по одной поврежденной фазе, например по фазе A

где

Z_AA,Z_BB,Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз линии (Ом);

Z_AB,Z_AC,Z_BA,Z_BC,Z_CA,Z_CB - междуфазные комплексные сопротивления линии (Ом);

- комплексные фазные токи, измеренные с первого (') и второго (") концов линии (A);

- комплексные фазные напряжения, измеренные на шинах с первого (') и второго (") концов линии (B);

а=е^j120 - оператор поворота,

а²=е^j240 - оператор поворота в квадрате.

Значения комплексных сопротивлений проводов фаз линии и междуфазных комплексных сопротивлений (соответственно, собственных и взаимных сопротивлений) определяются по общеизвестным выражениям (например, Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в энергетических системах, изд-во Энергия, 1970 г., с 293,294)

где

R_п - активное сопротивление провода (Ом);

R_з=0,05 - сопротивление земли (величина, учитывающая потери активной мощности при прохождении тока через землю) (Ом);

D_з - глубина протекания эквивалентного тока в земле (выбирается для каждой территории в отдельности) (м);

r_пэ=0,95*r_п - эквивалентный радиус провода (0,95 для сталеалюминиевых проводов, 0,85 - для алюминиевых проводов) (м);

r_п - радиус провода (м);

D_взаимн - расстояние между каждыми двумя проводами линии, например между проводами фаз A и B - D_АВ (м).

При наличии осциллограмм токов и напряжений, для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например фазы A по концам линии.

Отличия от прототипа доказывают новизну технического решения, охарактеризованного в формуле изобретения.

Новый подход позволяет повысить точность определения места повреждения, и в то же время дает возможность практической реализации метода, благодаря раскрытию довольно простых средств и методов и отсутствию громоздких вычислений и сложных математических преобразований, что подтверждает соответствие заявляемых технических решений условию патентоспособности «промышленная применимость».

Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявляемого способа, охарактеризованного в формуле изобретения, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена общая трехфазная схема замещения линии электропередачи с двухсторонним питанием;

на фиг.2 представлена трехфазная схема замещения линии для короткого замыкания на землю;

на фиг.3 представлена трехфазная схема замещения линии для междуфазного короткого замыкания (здесь AB).

На фиг.1 показана трехфазная схема замещения линии электропередачи с двухсторонним питанием, длиной L, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз A, B и C Z_AA, Z_BB, Z_CC, комплексные междуфазные сопротивления Z_AB, Z_BC, Z_CA, Z_BA, Z_CB, Z_AC (причем Z_AB=Z_BA, Z_BC=Z_CB, Z_CA=Z_AC), соединяющей шины 3 и 4 двух систем 1 и 2 с эквивалентными параметрами (ЭДС и комплексные сопротивления соответственно ′ - один конец линии, " - второй конец линии).

На фиг.2 на линии показано короткое замыкание 6 за переходным сопротивлением (R_П) 7 на расстоянии nL от первого конца линии, сопротивления фаз и междуфазные от первого конца линии до места короткого замыкания 8, сопротивления от второго конца линии до места короткого замыкания 9. При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают фазные токи в сопротивлениях 8, токи в сопротивлениях 9, сумма которых дает полный ток короткого замыкания в переходном сопротивлении 7, при этом на шинах 3 и 4 измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения .

На фиг.2 на линии показано короткое замыкание 6 через переходное сопротивление (R_П) 7 на расстоянии nL от первого конца линии, сопротивления фаз и междуфазные от первого конца линии до места короткого замыкания 8, сопротивления от второго конца линии до места короткого замыкания 9.

Рассмотрим любое короткое замыкание на одноцепной линии с двухсторонним питанием. Параметры аварийного режима токи и напряжения замерены с двух концов и поэтому влияние R_П (7) и питающих систем (1, 2) можно исключить.

Разницу фазных напряжений на шинах питающих систем и фазных падений напряжений до точки короткого замыкания от первого и второго концов линии можно приравнять и записать следующим образом:

где - фазные токи, измеренные с двух концов линии (А);

- фазные напряжения, измеренные на шинах питающих систем (В);

Z_AA, Z_BB, Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз A, B и C (Ом);

Z_AB, Z_BC, Z_CA, Z_BA, Z_CB, Z_AC - комплексные междуфазные сопротивления (Ом).

Для двух- и n-цепной линии электропередачи можно составить соответственно шесть или n*3 уравнений (при наличии измерений во всех фазах всех цепей по концам линии). При этом питающие системы по концам линии могут быть как связаны, так и не связаны, могут быть разного уровня напряжений.

Полученная система трех (шести или n*3) связанных уравнений может быть решена множеством путей.

Например, если сложить все три уравнения (для одноцепной линии), то получим уравнение для нулевой последовательности

где

откуда относительное расстояние определится по выражению

Если умножить второе уравнение на оператор поворота a=e^j120, а третье уравнение на оператор поворота а²=е^j240, то получим уравнение для прямой последовательности

откуда относительное расстояние определится по выражению

Если умножить второе уравнение на оператор поворота а²=е^j240, а третье уравнение на оператор поворота a=e^j120, то получим уравнение для обратной последовательности

Также можно сложить два уравнения и вычесть третье

Такой вариант целесообразно применять при двухфазных коротких замыканиях.

В общем случае относительные расстояния от концов линии до места повреждения определяют для любого вида короткого замыкания по выражениям

где n', n" - относительные значения расстояний соответственно от первого и второго концов линии до места короткого замыкания;

- векторная сумма фазных напряжений с первого конца линии (В);

- векторная сумма фазных напряжений со второго конца линии (В);

- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);

- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В).

При этом, следует учитывать, наличие множества комбинаций с тремя начальными уравнениями.

Для однофазного замыкания на землю любое из трех уравнений можно решить одиночно для поврежденной фазы, однако при этом нужно предварительно установить фазу линии, в которой произошло замыкание. Например, при коротком замыкании в фазе А, место короткого замыкания определяют по выражению

где

Для реализации способа измеряют комплексные величины фазных токов и напряжений по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем, Электричество, №4, 2011, с.17]). При наличии осциллограмм токов и напряжений, для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например фазы А по концам линии. Далее, поворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю, с учетом множества возможных комбинаций векторных сумм фазных напряжений и векторных сумм фазных падений напряжений, по выражениям

Предлагаемый способ позволяет определить место короткого замыкания на одной из цепей многоцепной линии электропередачи при условии наличия измерений токов и напряжений во всех фазах всех цепей по концам линии.

Проверка способа на реальных коротких замыканиях показала высокую точность определения места повреждения. Определение места повреждения, выполненное по предложенной методике, показало также полное отсутствие методической погрешности при наличии переходного сопротивления от 5 до 50 Ом и при изменениях нагрузочного режима в широких диапазонах. Погрешность отсутствует как при измерениях со стороны слабой, так и со стороны мощной питающих систем.

Таким образом, использованием алгоритма определения расстояния до места повреждения при двухстороннем замере на основании известного угла сдвига между напряжениями и токами по концам линии, достигается более точное определение расстояние до места короткого замыкания.

1. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз Z_AA, Z_BB, Z_CC, междуфазные комплексные сопротивления Z_AB, Z_AC, Z_BA, Z_BC, Z_CA, Z_CB, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии ('- первый конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания L_n=n*L, отличающийся тем, что относительные расстояния от концов линии до места повреждения определяют для любого вида короткого замыкания по выражениям

где n', n" - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
- векторная сумма фазных напряжений с первого конца линии (В);
- векторная сумма фазных напряжений со второго конца линии (В);
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
где для реализации режима симметричных составляющих нулевой последовательности принимают

для реализации режима симметричных составляющих прямой последовательности принимают

для реализации режима симметричных составляющих обратной последовательности принимают

для реализации произвольного режима (вариант) принимают

где
Z_AA, Z_BB, Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз линии (Ом);
Z_AB, Z_AC, Z_BA, Z_BC, Z_CA, Z_CB - междуфазные комплексные сопротивления линии (Ом);
- комплексные фазные токи, измеренные с первого (') и второго (") концов линии (А);
- комплексные фазные напряжения, измеренные на шинах с первого (') и второго (") концов линии (В);
а=е^j120 - оператор поворота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для однофазного короткого замыкания предварительно определяют поврежденную фазу линии, для которой место короткого замыкания определяют по выражению

где:

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при наличии осциллограмм токов и напряжений, для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, и измеряют угол сдвига между синусоидами одноименных напряжений, например фазы А по концам линии.

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.

Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи (варианты) // 2526095

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.

Защита параллельных линий электрической сети энергоснабжения // 2525841

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.

Способ выявления участка повреждения при коротких замыканиях на кабельно-воздушной линии электропередачи постоянного тока // 2518050

Использование - в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы ППТ.

Способ автоматической диагностики нагрузок в сети электроснабжения // 2517988

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.

Способ оптической дистанционной диагностики изолирующей конструкции // 2517776

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 определения поврежденного фидера при замыкании на землю в распределительной сети // 2516371

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.

Детектор повреждения линии // 2516299

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе обнаружения повреждения для обнаружения повреждений линии на электродной линии в системе HVDC.

Способ определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой // 2511640

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

Способ контроля эмалевой изоляции проводов // 2511229

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.

Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи // 2532760

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.

Способ определения повреждения кабеля электроснабжения // 2535241

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения наличия повреждения кабеля электроснабжения, расположенного в земле, и участка кабеля заданной длины, на котором это повреждение расположено. Сущность: подключают источник переменного тока к кабелю электроснабжения. Измеряют напряженность магнитного поля, причем измерения проводят на поверхности земли и на высоте а в начале и конце участка кабеля, выделенного для измерения, длиной L. Рассчитывают глубину залегания кабеля и в начале и конце участка кабеля. Определяют проводимость исследуемого участка кабеля. Полученное значение проводимости Y изоляции сравнивают с проводимостью неповрежденного кабеля YH, соотношение Y>YH свидетельствует о наличии повреждения кабеля электроснабжения на исследуемом участке. Затем участок делят на две части, повторяют измерения, определяют проводимости первой Y1 и второй Y2 частей участка. Если Y1>YH, то повреждение находится в первой части участка кабеля, если Y2>YH - во второй. Далее процесс повторяют до определения заданной (требуемой) длины участка кабеля, на котором находится повреждение. Технический результат: снижение трудоемкости и временных затрат. 1 ил.

Способ определения места возникновения однофазного замыкания на землю для воздушных линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью // 2536168

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей. Способ заключается в контроле напряжения на шинах распределительного устройства, и установке на опорах ВЛЭП регистраторов для сигнализации протекания тока ОЗЗ, при этом контролируют фазное напряжение на шинах распределительного устройства, регистраторы оснащают блоком контроля и сигнализации (БКС), токоограничивающим сопротивлением и высоковольтным тиристором, управляемым сигналами, сформированными БКС, индивидуальными для каждой опоры ВЛЭП, при этом, факт протекания тока ОЗЗ по опоре ВЛЭП сигнализируют дистанционно по характеру изменения фазного напряжения на шинах распределительного устройства, обусловленному индивидуальным повторно-кратковременным шунтированием токоограничивающего сопротивления посредством управляемого высоковольтного тиристора. 2 ил.

Способ и устройство для определения расстояния до места короткого замыкания фазы на землю // 2536772

Изобретение относится к контролю электрических сетей. Сущность: устройство содержит средство для определения во время короткого замыкания фазы на землю в точке (F) в трехфазной электрической линии (30) значений тока и напряжения, когда полная комплексная проводимость нейтраль-земля электрической сети вне электрической линии (30) имеет первое значение, средство для определения значений тока и напряжения, когда полная комплексная проводимость нейтраль-земля электрической сети вне электрической линии (30) имеет второе значение, отличное от первого значения, и средство (40) для определения расстояния до места короткого замыкания фазы на землю в точке (F) от точки измерения на основе определенных значений тока и напряжения. Средство (40) использует четыре уравнения, соответствующие эквивалентному контуру для короткого замыкания фазы на землю в трехфазной электрической линии. Технический результат: повышение точности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство общесекционной защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю // 2538767

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), а также может быть использовано в сетях, где нейтраль заземлена через резистор, дугогасящий реактор или комбинированно. Технический результат - обеспечение высокой селективности и надежности выявления поврежденной линии в сети. Технический результат достигается за счёт введения дополнительного вычислительного модуля для вычисления на заданном ограниченном по длительности интервале осреднения Θзад<1 мс интегрального среднего значения броска переменной составляющей мгновенной мощности трехфазной линии и одновременного определения знака этого броска при перемежающемся замыкании, дополнительного пускового органа защиты, выполненного в виде таймера-задатчика начала отсчета и длительности интервала осреднения броска мощности, а в исполнительный орган защиты введен дополнительный логический максиселектор-анализатор для выявления наибольшей величины среднего значения броска мгновенной мощности линии и одновременного определения противоположности знака этого броска по отношению к аналогичным броскам мощности на других линиях сети. Для каждой защищаемой линии применен релейный исполнительный орган защиты, реализующий логическую функцию «ИЛИ», для обеспечения функции совместимости контроля как устойчивых, так и перемежающихся замыканий. 1 ил.

Способ и устройство диагностики мест повреждения кабельных линий электроснабжения // 2539736

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам и технологиям поиска повреждений в сетях передачи электроэнергии, и может быть использовано для диагностики и предварительной локализации мест повреждений подземных кабельных линий электроснабжения до 35 кВ. Технический результат: повышение точности измерений, упрощение, сокращение материальных затрат на восстановление энергоснабжения потребителей. Сущность: на каждую из жил кабельной линии поочередно подают зондирующий монохроматический сигнал. Напряжение зондирующего монохроматического сигнала поддерживают постоянным, а частоту, начиная с нижних частот, плавно меняют в диапазоне при длинах кабеля до 100 км - от 3·102 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 10 км - от 3·103 до 3·107 Гц, при длинах кабеля до 1 км - от 3·104 до 3·107 Гц. Контролируют на входе кабельной линии электроснабжения ток в жиле, на которую подан зондирующий монохроматический сигнал и потенциал на других жилах. Возрастание тока на входе кабельной линии до некоторого максимума и отсутствие изменения потенциала на других жилах означает обрыв жилы кабеля, снижение сопротивления изоляции (утечка) или короткое замыкание на землю. Возрастание тока на входе кабельной линии до некоторого максимума и изменение потенциала на одной из других жил означает короткое замыкание между жилами кабеля. 1 ил.

Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью // 2539830

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередач в сетях с изолированной нейтралью. Предварительно формируют и заносят в базу данных модели всех линий, отходящих от секции, как значения продольных параметров участков схемы замещения всех линий в трехфазном виде. Далее, после получения значений измеренных фазных напряжений на шинах и токов в начале линий задают поочередно точки (например, конец каждого участка) возможного повреждения вдоль каждой линии, формируют для каждой линии значения комплексных фазных напряжений в каждой заданной точке, находят минимальное значение модуля напряжения из значений фазных напряжений во всех точках вдоль всех линий, которое соответствует точке замыкания на землю. Соответственно линия, в которой значение модуля напряжения минимальное, является поврежденной линией. Для более точного определения места повреждения за счет учета распределенных параметров линий предварительно формируют значения продольных и поперечных параметров П-образных схем замещения участков всех линий, отходящих от секции, и параметров отпаек от линий в трехфазном виде. Для определения места обрыва находят минимальное значение (близкое к нулю) модуля тока из значений фазных токов во всех концах участков всех линий, которое соответствует месту разрыва фазного провода. Для обеспечения наглядности и удобства работы участки выбирают между двумя соседними опорами вдоль воздушной линии. Технический результат заключается в снижении трудоемкости и повышении точности при определении места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью за счет более полного учета параметров линий. 3 з.п. ф-лы.

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2540267

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами. В способе измеряют электрическую величину в равномерно фиксированные моменты времени, настраивают адаптивный фильтр на подавление электрической величины, формируют выходной сигнал настроенного фильтра путем обработки последующих после настройки измерений электрической величины и подают его на вход исполнительного реле и по возврату исполнительного реле фиксируют начало нового и окончание предыдущего интервалов однородности электрической величины. Из измерений электрической величины составляют равномерно сдвинутые во времени децимированные сигналы с фиксированным шагом децимации так, чтобы наложение всех децимированных сигналов на одну временную ось давала измерения электрической величины. Настраивают адаптивный фильтр на подавление одного из децимированных сигналов, формируют копии настроенного адаптивного фильтра по числу децимированных сигналов, определяют выходные сигналы копий фильтров при обработке своих децимированных сигналов и подают их на исполнительное реле. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения места обрыва на воздушной линии электропередачи // 2540443

Изобретение относится к области электротехники, а именно средствам обработки информации в электротехнике, и может быть использовано для определения места обрыва на воздушной линии электропередачи. Сущность: способ заключается в том, что измеряют массивы мгновенных значений 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 и формируют соответствующие им векторные значения, по которым формируют векторные значения симметричных составляющих напряжений и токов прямой последовательности фазы А в начале и конце линии , , , . Определяют расстояние до места обрыва фазы по выражению: , где - коэффициент распространения электромагнитной волны; - коэффициент затухания электромагнитной волны; - коэффициент изменения фазы электромагнитной волны; - волновое сопротивление линии; - длина линии. Технический результат: повышение точности определения места обрыва. 6 табл., 2 ил.

Способ определения места замыкания линии электропередачи при двухстороннем наблюденни // 2542331

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности и простоты способа. Согласно способу фиксируют фазные напряжения и токи на обеих сторонах линии, выделяют их аварийные составляющие, разделяют напряжения и токи на составляющие нулевой последовательности и безнулевые составляющие - разности фазных напряжений (токов) и их составляющих нулевой последовательности. Составляют двухпроводные модели линии электропередачи прямой последовательности и нулевой последовательности, которые используют в двух режимах - пассивном и активном. В пассивном режиме на входе первой стороны модели подают первые напряжения, равные соответствующим указанным напряжениям прямой или нулевой последовательности, а на вход второй стороны модели подают первые токи, равные соответствующим указанным токам прямой или нулевой последовательности, а в активном режиме вход первой стороны модели шунтируют, а вход второй стороны - размыкают. Определяют реакцию пассивной модели в виде второго тока на входе первой стороны модели и второго напряжения на входе второй стороны модели, определяют третий ток как разность первого и второго тока на первом входе модели и третье напряжение как разность первого и второго напряжения на втором входе модели, находят соотношение между третьим напряжением и третьим током, по которому определяют место замыкания линии электропередачи. 5 з.п. ф-лы, 19 ил.