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



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

 


Владельцы патента RU 2539830:

Тигунцев Степан Георгиевич (RU)

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.

 

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании микропроцессорных устройств для определения места повреждения (короткого замыкания и обрыва) на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью на основе измерения параметров аварийного режима с одной стороны 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.

Известен способ определения места повреждения по измерениям с одной стороны линии, в котором место повреждения в зависимости от вида замыкания определяют по измеренным значениям фазных токов и напряжений [Способ определения места повреждения на линиях электропередачи, авторское свидетельство №242270, 1969 г.]. В указанном способе сначала определяют вид короткого замыкания, затем по отношению измеренных значений напряжения и тока определяют полное сопротивление короткозамкнутого контура. Отношение измеренного сопротивления к удельному сопротивлению линии позволяет определить расстояние до места повреждения.

Указанный способ содержит методическую погрешность, обусловленную частичным учетом переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Также точность данного метода значительно зависит от сопротивления нулевой последовательности (для однофазного короткого замыкания), а так как в сетях с изолированной нейтралью сопротивление нулевой последовательности обусловлено в основном емкостью всех линий, то измеренные токи и напряжения нулевой последовательности не характеризуют место однофазного замыкания на землю на линии.

Известен способ определения места однофазного повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей путем одностороннего измерения напряжений и токов доаварийного и аварийного режимов, согласно которому подают напряжения доаварийного режима на входы модели линии электропередачи с подключенной к ней моделью ненаблюдаемой системы, состоящей из сопротивлений прямой и нулевой последовательностей и источников напряжения, уравновешивают модель линии по токам доаварийного режима путем подбора источников напряжения модели ненаблюдаемой системы, затем подают на входы модели линии напряжения аварийного режима, подключают в месте предполагаемого повреждения к каждой фазе модели комплексные сопротивления нагрузок и уравновешивают модель по токам путем подбора указанных сопротивлений, определяют поврежденную фазу и координату вероятного повреждения, в которой сопротивление нагрузки поврежденной фазы представляет собой резистор [авторское свидетельство СССР №1288810, кл. Н02Н 3/38)].

Недостатком этого способа является низкая точность определения места повреждения и сложный алгоритм проведения моделирования.

Также известен способ определения места однофазного повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей [патент РФ №2085959, G01R 31/11], при котором выполняют односторонние измерения напряжений и токов линии электропередачи в доаварийном и аварийном режимах, затем напряжения доаварийного режима подают на входы модели доаварийного режима линии электропередачи с подключенной к ней моделью ненаблюдаемой системы, состоящей из сопротивлений прямой последовательности, нулевой последовательности и источников напряжения, после уравновешивают модель линии по токам путем подбора источников напряжения модели ненаблюдаемой системы, затем подают на входы модели аварийного режима для подключенной к ней модели ненаблюдаемой системы с источниками напряжения и сопротивлениями ненаблюдаемой системы из модели доаварийного режима линии для напряжения аварийного режима, выбирают место предполагаемого повреждения, подключают в месте предполагаемого повреждения к каждой фазе модели комплексные сопротивления нагрузок и уравновешивают модель по токам путем подбора этих сопротивлений, причем в процессе уравновешивания определяют координату места вероятного однофазного замыкания линии и поврежденную фазу путем варьирования места подключения комплексных сопротивлений нагрузок по всей длине линии и выявления сопротивления нагрузки в виде резистора, при этом дополнительно определяют ток в резисторе поврежденной фазы, для чего в модель линии для аварийных слагающих вместо резистора включают источник этого определенного тока, определяют аварийные слагающие измеренных напряжений и токов, исключают источники напряжения из модели ненаблюдаемой системы из модели аварийного режима, подают на входы модели линии для аварийных слагающих аварийные слагающие измеренных напряжений, уравновешивают эту модель по токам путем подбора сопротивлений каждой фазы ненаблюдаемой системы, затем выравнивают мнимые части сопротивления прямой последовательности ненаблюдаемой системы, сохраняя их сумму неизменной, а активные части сопротивлений прямой и нулевой последовательности обнуляют, затем в той же последовательности с вновь определенными сопротивлениями определяют новую координату места вероятного замыкания линии, определяют разность новой и предыдущей координат, сравнивают абсолютное значение разности с уставкой и, если оно меньше уставки, определяют место однофазного замыкания линии электропередачи по новой координате, а если значение этой разности больше уставки, то продолжают определение места повреждения в той же последовательности.

Указанный способ обладает рядом недостатков, одним из которых является сложность и длительность процесса определения места повреждения. Построение модели начинается в момент обнаружения повреждения, без какой бы то ни было предварительной подготовки. Процесс определения координаты места вероятного повреждения многоэтапный. Сначала идет неточное определение, потом методом последовательных приближений за счет уточнения (коррекции) пассивных параметров приемной системы пытаются определить точную координату места повреждения. Такой длительный процесс исключает возможность оперативного устранения повреждения без отключения потребителей. Кроме того, способ не дает приемлемой точности определения места повреждения. Действительно, даже неизбежная незначительная погрешность определения координаты на каждом этапе может дать в итоге значительную суммарную погрешность.

Известен способ определения места однофазного замыкания на землю линии электропередачи с использованием ее модели [патент РФ, №2308731, G01R 31/08], принятый за прототип, в котором в качестве модели составляют для сети с изолированной нейтралью схему замещения, по которой предварительно производят для всех линий расчет параметров переходных процессов при однофазном замыкании на землю, задавая расстояние до места повреждения по всей длине линии с шагом 10 метров и для различных переходных сопротивлений в месте повреждения также с шагом 10 Ом запоминают в базу данных вычислительной системы рассчитанные таким образом собственные частоты переходного процесса, а при возникновении повреждения на подстанции фиксируют поврежденную линию и фактическую собственную частоту переходного процесса, сравнивают с расчетными параметрами, записанными в базе данных, и определяют расстояние до места повреждения с точностью, определяемой шагом задания расстояния до места повреждения.

При возникновении повреждения на подстанции с помощью стандартной контрольно-измерительной аппаратуры фиксируют поврежденную линию, измеряют собственную частоту переходного процесса (время его затухания, если процесс не колебательный) и сравнивают фактическую собственную частоту переходного процесса с расчетными параметрами, записанными в базе данных, и определяют расстояние до места повреждения с точностью, определяемой шагом задания расстояния до места повреждения.

Таким образом, с точностью до 10 метров определяют место повреждения. Если же поврежденный участок линии находится в труднодоступном месте с затрудненным визуальным осмотром, производят аналогичный расчет с более мелким шагом, например 1 метр в уже определенном интервале расстояния до места повреждения. Данное уточнение, как и все предыдущие расчеты, выполняются компьютером.

Заявляемый способ достаточно точен и оперативен, что достигается за счет того, что заранее, до возникновения повреждения, рассчитывается и запоминается база данных для всех линий данной сети и при возникновении повреждения требуется только зафиксировать параметры переходного процесса и сравнить с имеющимися параметрами базы данных.

Описанный прототип обладает двумя существенными недостатками:

а) большой объем предварительной расчетной работы, связанный с расчетом контролируемого параметра - собственных частот переходных процессов, что создает большой объем информации, в которой затруднительно ориентироваться персоналу;

б) невозможность реального учета всего множества значений переходных сопротивлений, ввиду их комплексного характера.

Указанные недостатки могут приводить к значительной задержке времени при определении места повреждения и к значительной погрешности в определении места повреждения.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения

Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости и повышении точности при определении места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью за счет более полного учета параметров линий.

Технический результат достигается за счет того, что предварительно формируют и заносят в базу данных модели m линий, отходящих от секции, как значения продольных параметров участков схемы замещения каждой m-ой линии в трехфазном виде:

Z i j m = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | ,

где: ZAAij, ZBBij, ZCCij - значения собственных сопротивлений фаз участка i-j m-ой линии (Ом);

ZABij, ZACij, ZBAij, ZBCij, ZCAij, ZCBij - значения взаимных сопротивлений фаз участка i-j m-ой линии (Ом);

Значения 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):

Z с о б с т в = R П + R З + j 0 , 145 * lg ( D З r П Э ) ;

Z в з и м н = R З + j 0 , 145 * lg ( D З D в з а и м н ) ;

где:

Rп - активное сопротивление провода (Ом);

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

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

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

rп - радиус провода (м);

Dвзаимн - расстояние между каждыми двумя проводами линии, например между проводами фаз А и В - DAB (м).

Далее после получения значений измеренных фазных напряжений на шинах и токов в начале линий задают поочередно точки k в конце каждого участка возможного повреждения вдоль каждой m-ой линии, формируют для каждой линии значения комплексных фазных напряжений в каждой k-ой точке по выражению:

U ˙ k m = U ˙ с ш ( i = 1 k Z i j m ) * I ˙ н m ,

где:

U ˙ k m = | U ˙ A k m U ˙ B k m U ˙ C k m | - значения комплексных фазных напряжений в каждой k-ой точке каждой m-ой линии (В);

U ˙ с ш = | U ˙ A c U ˙ B c U ˙ C c | - значения измеренных комплексных фазных напряжений на секции сборных шин (В);

I ˙ H m = | I ˙ A н m I ˙ B н m I ˙ C н m | - значения измеренных в начале каждой m-ой линии комплексных фазных токов (А);

Z i j m = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | - значения собственных и взаимных сопротивлений участков i-j схемы замещения каждой m-ой линии (Ом).

Далее находят минимальное значение модуля напряжения из значений фазных напряжений U ˙ k m во всех точках вдоль всех m 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 m линий, отходящих от секции, и параметров отпаек от линий в трехфазном виде:

Y i 0 m = | Y A i 0 m 0 0 0 Y B i 0 m 0 0 0 Y C i 0 m | , Y j 0 m = | Y A j 0 m 0 0 0 Y B j 0 m 0 0 0 Y C j 0 m | , Y о т п   i m = | Y A   отп  i m 0 0 0 Y B   отп  i m 0 0 0 Y C   отп  i m | ,

Y i j m = | Y A A i j m Y A B i j m Y A C i j m Y A B i j m Y B B i j m Y B C i j m Y C A i j m Y C B i j m Y C C i j m | = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | 1 , Y е м к   ij m = | 0 Y емк AB ij m Y е м к   A C  ij m Y е м к  AB ij m 0 Y емк BC ij m Y емк CA ij m Y емк CB ij m 0 | ,

где:

Y m i 0 - значения емкостных проводимостей фаз на «землю» половины участка i-j со стороны i (Сим);

Y m j 0 - значения емкостных проводимостей фаз на «землю» половины участка i-j со стороны j (Сим);

Ymотп i - значения проводимостей отпайки, включающие в себя проводимость линии, трансформатора от отпайки до нагрузки (Сим);

Ymij - значения продольной проводимости участка i-j (Сим).

Ymij емк - значения взаимных емкостных проводимостей фаз участка i-j (Сим).

Значения емкостных проводимостей фаз на «землю» и взаимных емкостных проводимостей между фаз определяются по общеизвестным выражениям (например, Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи, Иркутск, уч. пособие, изд-во ИрГТУ, 2001 г., с.27-29):

Y Q i 0 m = α Q i 0 m π * f , Y Q j 0 m = α Q j 0 m π * f , Y е м к  QP ij m = α Q P  ij m π * f ,

где: α Q i 0 m = 1 2 π ε 0 ε * ln H Q Q r П Э , α Q j 0 m = 1 2 π ε 0 ε * ln H Q Q r П Э , α Q P  ij m = 1 2 π ε 0 ε * ln H Q P D Q P ,

где:

YmQi0, YmQj0 - значения емкостных проводимостей фаз на «землю» (Сим);

YmQi0 - значения взаимных емкостных проводимостей между фаз (Сим);

α - потенциальные коэффициенты (м/Ф);

Q, Р - фазы А, В, С;

π - коэффициент, равный 3,1416;

f - частота тока сети, равная 50 Гц;

ε - относительная диэлектрическая проницаемость (для воздуха ε=1);

ε0 - электрическая постоянная 8,85*10-12 (Ф/м)

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

rп - радиус провода (м);

HQQ - расстояние от Q-ого провода до своего зеркального изображения (м);

НQP - расстояние от Q-ого провода до зеркального изображения P-ого провода (м);

DQP - расстояние между Q-ым и P-ым проводами (м).

Далее формируют значения фазных напряжений в каждой j-той точке каждой m-ой линии по выражению:

U ˙ j m = ( ( Y i o m + Y i j m + Y е м к   ij m + Y о т п   i m ) * U ˙ i m I ˙ i m ) * ( Y i j m ) 1

и формируют значения фазных токов в конце каждого участка каждой m-ой линии по выражению:

I ˙ j m = Y i j m * U ˙ i m + ( Y i j m + Y е м к  ij m + Y j 0 m ) * U ˙ j m

где:

U ˙ i m = | U ˙ A i m U ˙ B i m U ˙ C i m | - значения сформированных фазных напряжений в начале каждого участка m-ой линии, а при i=1 значения измеренных фазных напряжений в начале m-ой линии (В);

U ˙ j m = | U ˙ A j m U ˙ B j m U ˙ C j m | - значения фазных напряжений в j-той точке в конце каждого участка m-ой линии (В);

U ˙ i m = | U ˙ A i m U ˙ B i m U ˙ C i m | - значения сформированных фазных токов в начале каждого участка m-ой линии, а при i=1 значения измеренных фазных токов в начале каждой m-ой линии (А);

U ˙ j m = | U ˙ A j m U ˙ B j m U ˙ C j m | - значения сформированных фазных токов в конце каждого участка m-ой линии (А).

Для определения места обрыва находят минимальное значение модуля тока из значений фазных токов I ˙ j m во всех концах участков всех m линий, которое соответствует месту разрыва фазного провода.

Для обеспечения наглядности и удобства работы участки выбирают между двумя соседними опорами вдоль воздушной линии.

Таким образом, предлагаемое изобретение имеет следующие общие признаки с прототипом:

1) Предварительное формирование расчетной модели всех линий сети;

2) Измерение с одной стороны линии фазных токов и напряжений в момент замыкания на линии;

3) Расчет контролируемого параметра (собственная частота переходного процесса) по данным модели сети и измеренным токам и напряжениям пошаговым методом.

Предлагаемое изобретение имеет следующие отличия от прототипа, что обуславливает соответствие технического решения критерию новизна:

1) Схемы замещения линий составляют в трехфазном виде, что позволяет наиболее полно учесть физические параметры линии (взаимоиндукцию между проводами фаз линии, междуфазную емкость и емкость на землю);

2) Схему замещения линий составляется из участков линии, что позволяет учесть различие в параметрах линий (транспозиция, различный тип опор, грозозащитный трос, кожух кабеля и т.п.) на каждом участке.

3) Сразу по измеренным токам и напряжениям и параметрам схемы замещения линии рассчитывают контролируемый параметр (минимальное значение модуля напряжения из значений фазных напряжений во всех точках вдоль всех линий, отходящих от секции), находят поврежденную линию и место повреждения без предварительных расчетов аварийных режимов для разных расстояний и разных переходных сопротивлений в месте повреждения.

4) По измеренным токам и напряжениям и параметрам схемы замещения линии рассчитывают контролируемый параметр (минимальное значение тока, близкое к нулю, из значений фазных токов во всех ветвях вдоль всех линий, отходящих от секции) и находят место разрыва фазного провода.

Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявляемых способов, охарактеризованных в формуле изобретения, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Способ реализуют следующим образом.

На предварительной стадии формируют полные модели всех линий, отходящих от секции (от всех секций сборных шин предприятия электрических сетей) в трехфазном виде с учетом взаимоиндуктивных и емкостных связей между проводами линий.

При возникновении повреждения измеряют и регистрируют значения комплексных фазных напряжений на шинах секции и фазных токов в каждой линии, отходящей от секции.

Далее берут поочередно каждую линию, намечают на ней точки, например места расположения опор, рассчитывают падения напряжений в каждой фазе от шин секции до первой точки, определяют фазные напряжения в первой точке как разность фазных напряжений секции и падений напряжений от секции до первой точки, регистрируют модули фазных напряжений в первой точке, далее выбирают вторую точку и также как для первой точки находят модули напряжений во второй точке, затем в третьей и последующих точках.

Находят минимальное значение модуля фазного напряжения из всех напряжений во всех точках всех линий.

Для уточнения места повреждения в окрестности определенной по минимуму напряжения точки намечают другие точки с меньшим расстоянием между ними, например, в пролете между опорами. Затем, также рассчитывают падения напряжений в каждой фазе от шин секции до первой точки, определяют фазные напряжения в первой точке как разность фазных напряжений секции и падений напряжений от секции до первой точки, регистрируют модули фазных напряжений в первой точке, далее выбирают вторую точку и также как для первой точки находят модули напряжений во второй точке, затем в третьей и последующих точках. Находят минимальное значение модуля фазного напряжения из всех напряжений во всех дополнительных точках пролета между опорами.

Предложенный способ также позволяет определять место короткого замыкания при других видах замыкания: двухфазном, двухфазном на землю, трехфазном.

В случае обрыва по измеренным токам и напряжениям и параметрам схемы замещения линии также как в случае замыкания рассчитывают контролируемый параметр (минимальное значение тока, близкое к нулю, из значений фазных токов во всех ветвях вдоль всех линий, отходящих от секции) и находят место разрыва фазного провода.

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.

Таким образом, использование полной модели линий в трехфазном виде и измеренных значений фазных токов и напряжений позволяет получить более точную модель, чем достигается более точное определение расстояния до места повреждения.

1. Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, в котором формируют модели линий, измеряют фазные напряжения на секции сборных шин и фазные токи в линиях, по соотношению которых в модели линий определяют поврежденное присоединение и место повреждения на присоединении, отличающийся тем, что предварительно формируют модели m линий, отходящих от секции, как значения продольных параметров участков схемы замещения каждой m-й линии в трехфазном виде:
Z i j m = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | ,
где Z A A i j m , Z B B i j m , Z C C i j m - значения собственных сопротивлений фаз участка i-j m-й линии (Ом); Z A B i j m , Z A C i j m , Z B A i j m , Z B C i j m , Z C A i j m , Z C B i j m - значения взаимных сопротивлений фаз участка i-j m-й линии (Ом); измеряют и получают значения измеренных фазных напряжений на шинах и токов в начале линий, задают поочередно точки k в конце каждого участка возможного повреждения вдоль каждой m-й линии, формируют для каждой линии значения комплексных фазных напряжений в каждой k-й точке по выражению:
U ˙ k m = U ˙ с ш ( i = 1 k Z i j m ) * I ˙ н m ,
где U ˙ k m = | U ˙ A k m U ˙ B k m U ˙ C k m | - значения комплексных фазных напряжений в каждой k-й точке каждой m-й линии (В); U ˙ с ш = | U ˙ A c U ˙ B c U ˙ C c | - значения измеренных комплексных фазных напряжений на секции сборных шин (В); I ˙ н m = | I ˙ A н m I ˙ B н m I ˙ C н m | - значения измеренных в начале каждой m-ой линии комплексных фазных токов (А); Z i j m = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | - значения собственных и взаимных сопротивлений участков i-j схемы замещения каждой m-ой линии (Ом), находят минимальное значение модуля напряжения из значений фазных напряжении U ˙ k m во всех точках вдоль всех m линии, которое соответствует точке замыкания на землю, соответственно линия, в которой значение модуля напряжения минимальное, является поврежденной линией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно формируют значения продольных и поперечных параметров П-образных схем замещения участков всех m линий, отходящих от секции, и параметров отпаек от линий в трехфазном виде:
Y i 0 m = | Y A i 0 m 0 0 0 Y B i 0 m 0 0 0 Y C i 0 m | , Y j 0 m = | Y A j 0 m 0 0 0 Y B j 0 m 0 0 0 Y C j 0 m | , Y о т п m = | Y A  отп m 0 0 0 Y B  отп m 0 0 0 Y C   отп  m | ,
Y i j m = | Y A A i j m Y A B i j m Y A C i j m Y A B i j m Y B B i j m Y B C i j m Y C A i j m Y C B i j m Y C C i j m | = | Z A A i j m Z A B i j m Z A C i j m Z B A i j m Z B B i j m Z B C i j m Z C A i j m Z C B i j m Z C C i j m | 1 , Y е м к   ij m = | 0 Y емк AB ij m Y е м к   A C  ij m Y е м к  AB ij m 0 Y емк BC ij m Y емк CA ij m Y емк CB ij m 0 | ,
где Y i 0 m - значения емкостных проводимостей фаз на землю половины участка i-j со стороны i каждой m-й линии (Сим); Y j 0 m - значения емкостных проводимостей фаз на «землю» половины участка i-j со стороны j каждой m-й линии (Сим); Y о т п m - значения проводимостей отпайки, включающие в себя проводимость линии, трансформатора от отпайки до нагрузки каждой m-й линии (Сим); Y i j m - значения продольной проводимости участка i-j каждой m-й линии (Сим); Y i j е м к m - значения взаимных емкостных проводимостей фаз участка i-j (Сим), формируют значения фазных напряжений в каждой j-й точке каждой m-й линии по выражению:
U ˙ j m = ( ( Y i o m + Y i j m + Y е м к   ij m + Y о т п   i m ) * U ˙ i m I ˙ i m ) * ( Y i j m ) 1
и значения фазных токов в конце каждого участка каждой m-й линии по выражению:
I ˙ j m = Y i j m * U ˙ i m + ( Y i j m + Y е м к  ij m + Y j 0 m ) * U ˙ j m
где U ˙ i m = | U ˙ A i m U ˙ B i m U ˙ C i m | - значения сформированных фазных напряжений в начале каждого участка m-й линии, а при i=1 значения измеренных фазных напряжений в начале m-й линии (В); U ˙ j m = | U ˙ A j m U ˙ B j m U ˙ C j m | - значения фазных напряжений в j-й точке в конце каждого участка m-й линии (В); I ˙ i m = | I ˙ A i m I ˙ B i m I ˙ C i m | - значения сформированных фазных токов в начале каждого участка m-й линии, а при i=1 значения измеренных фазных токов в начале каждой m-й линии (А); I ˙ j m = | I ˙ A j m I ˙ B j m I ˙ C j m | - значения сформированных фазных токов в конце каждого участка m-й линии (А); находят минимальное значение модуля напряжения из значений фазных напряжений U ˙ j m во всех точках вдоль всех m линий.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что находят минимальное значение модуля тока из значений фазных токов I ˙ j m во всех концах участков всех m линий, которое соответствует месту разрыва фазного провода.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что участки выбирают между двумя соседними опорами вдоль воздушной линии.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей.

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.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередачи.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности и простоты способа. Согласно способу фиксируют аварийные составляющие фазных напряжений и токов на обеих сторонах линии, вычитают из них составляющие нулевой последовательности, формируя тем самым первые напряжения и токи, составляют для всех фаз линии электропередачи двухпроводные модели прямой последовательности, которые используют в двух режимах - пассивном и активном. В пассивном режиме на входы обеих сторон моделей подают первые напряжения, а в активном режиме входы обеих сторон моделей шунтируют, определяют реакции пассивных моделей в виде вторых входных токов, определяют третьи токи, протекающие на зашунтированных входах активных моделей, вычитая вторые токи из соответствующих первых токов, находят соотношение между третьими токами противоположных сторон каждой модели и по указанным соотношениям определяют место замыкания линии электропередачи. 4 з.п. ф-лы, 15 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности. Согласно способу составляют модели двух частей фидера, первой - от места наблюдения до места предполагаемого замыкания и второй - от места предполагаемого замыкания до конца фидера, первую часть фидера моделируют по прямой и по нулевой последовательности, а вторую - только по нулевой последовательности, преобразуют в модели прямой последовательности безнулевые составляющие зафиксированных тока и напряжения поврежденной фазы в безнулевую составляющую напряжения поврежденной фазы в месте предполагаемого замыкания, преобразуют в модели нулевой последовательности первой части фидера нулевые составляющие зафиксированных токов и напряжений в напряжение нулевой последовательности в месте предполагаемого замыкания и в ток нулевой последовательности до этого места, суммируют два упомянутых напряжения, формируя напряжение поврежденной фазы в месте предполагаемого замыкания, подают напряжение нулевой последовательности в месте предполагаемого замыкания на вход модели нулевой последовательности второй части фидера и фиксируют ток на ее входе, который вычитают из тока нулевой последовательности до этого места, формируя ток предполагаемого замыкания, перемножают напряжение и ток в месте предполагаемого замыкания, формируя сигнал мгновенной мощности предполагаемого места замыкания, определяют знак этого сигнала и фиксируют реальное замыкание в том месте, где упомянутый сигнал в процессе своего изменения остается неотрицательным. 10 ил.

Изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Сущность: антенный блок, смонтированный на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины с криволинейной формой внешней и внутренней поверхности, антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части, заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента. Антенный блок монтируется по меньшей мере на одной стороне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения в направлении линии энергоснабжения, когда устройство для контроля и диагностики линии энергоснабжения установлено на линии энергоснабжения. Технический результат: снижение помех, высокий коэффициент усиления, КПД, возможность миниатюризации, минимизация воздействия температуры и повышение срока службы. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля воздушных линий электропередач. Устройство содержит корпус, через который проходит линия электропередачи, и боковую часть, которая закрывает оба конца корпуса. При этом корпус содержит модуль GPS, взаимодействующий со спутником при помощи разнесенных в пространстве антенн, образованных на боковой части, а также модуль датчиков состояния воздушной линии или состояния окружающей среды. Также устройство содержит первый и второй беспроводные модули и антенный коммутатор, выполненный с возможностью осуществления связи с другим устройством контроля, управляющий блок, обеспечивающий переключение антенного коммутатора для подключения к антеннам первого или второго беспроводных модулей. Управляющий блок выполнен с возможностью передачи при помощи направленных антенн контрольной информации, включающей в себя информацию о состоянии линии и информацию системы GPS. Устройство также содержит инфракрасную или цифровую камеру, модуль мобильной связи, запоминающее устройство, блок электропитания, выполненный в виде аккумулятора или суперконденсатора. В качестве радиомодулей могут использоваться модули на базе технологий ZigBee, WiFi, Bluetooth. Технический результат - повышение надежности передачи информации, снижение потерь энергопитания. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение устойчивости функционирования дистанционной защиты. Согласно способу измеряют активное и реактивное сопротивления до места короткого замыкания по аварийным значениям тока, напряжения угла сдвига между ними в момент возникновения напряжения. Сравнивают с уставками расстояние между местом установки защиты и местом короткого замыкания, определяемое на основе взвешенного усреднения оценок расстояния, получаемых с учетом измерений активного и реактивного сопротивлений. При плавном изменении параметров режима работы линии блокируют действие защиты до возврата защиты при восстановлении короткого режима работы линии электропередачи. Изменение параметров режима фиксируют по изменениям значения знака расстояния между местом установки защиты и местом короткого замыкания. Дополнительно по аварийным значениям тока, напряжения и угла сдвига между ними производят, по меньшей мере, одну процедуру определения места повреждения линии электропередачи с получением оценок расстояния до места короткого замыкания. Включают во взвешенное усреднение оценок полученную оценку или оценки расстояния между местом установки защиты и местом короткого замыкания. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения линии электропередачи. Технический результат: повышение точности. Сущность: фиксируют электромагнитные волны, возникающие в месте повреждения и распространяющиеся к концам линии. В моменты достижения фронтами волн концов линии измеряют и фиксируют разность времен прихода фронтов электромагнитных волн к концам линии. Перед определением места повреждения проводят имитационное моделирование повреждений с учетом конструктивных особенностей ЛЭП и последующей фиксацией времени прихода электромагнитных волн к концам линии. По результатам моделирования определяют корректирующие коэффициенты. Место повреждения определяют путем суммирования половины длины линии, половинного произведения разности времени прихода волн на скорость распространения электромагнитных волн, а также корректирующего коэффициента. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам управления беспилотным летательным комплексом. При данном способе осуществляют облет воздушной линии электропередач (ЛЭП). При этом используют пульт управления летательным аппаратом (ЛА). Устанавливают на ЛА систему автоматического управления и измеритель напряженности электрического поля. Определяют координаты ЛА с помощью приемника спутниковой навигационной системы. Производят измерения вертикальной, горизонтально-продольной, горизонтально-поперечной компонент электрического поля ЛЭП промышленной частоты 50 Гц. По полученным данным стабилизируют высоту и направление полета ЛА вдоль ЛЭП. Обеспечивается облет ЛЭП без участия оператора. 2 ил.
Наверх