Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов

Авторы патента:

Тигунцев Степан Георгиевич (RU)

Висящев Александр Никандрович (RU)

Акишин Леонид Александрович (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 2610852:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") (RU)

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения угла между напряжениями и токами по концам линии при несинхронизированных замерах с двух ее концов и для уточнения места короткого замыкания на линиях электропередачи за счет выполнения расчетной синхронизации замеров с двух ее концов. Технический результат изобретения заключается в повышении точности определении места повреждения, который достигается за счет учета действительных и мнимых составляющих комплексных величин токов и напряжений путем расчетной синхронизации их по концам линии. Синхронизация выполняется путем поворачивания векторов комплексных величин токов и напряжений на одном из концов линии на угол, полученный расчетным путем. 3 ил.

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

Метод полного сопротивления реализуется следующим образом. Измеряют с одной (и с другой) стороны линии фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания и ток предаварийного режима в фазе А. 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 δ, 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 каждого из вариантов 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 и итерационное уточнение искомых параметров. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.

Описанный аналог 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 каждого из вариантов заявляемого способа, являются: измерение с двух концов линии (' - один конец линии, ʺ - 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_k=n*L.

Недостатком указанного 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 повреждения на воздушных линиях электропередачи [Технология векторной регистрации параметров и ее применение для управления режимами ЕЭС России, Электро, №2, 2011, с. 2-5], в котором необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин устраняется. В этом способе предварительно измеряют угол между токами по концам линии, что выполняют путем использования цифровых каналов связи между концами линии или путем использования спутниковой синхронизации времени. При использовании цифровых каналов связи углы определяют путем выполнения выборок, синхронизированных по времени, или путем постоянного вычисления времени прохождения сигнала между полукомплектами дифференциальной защиты линии. При использовании спутниковой синхронизации времени импульсы синхронизации времени получают от приемников сигнала ГЛОНАСС (GPS). Далее измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям, и, используя полные 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 фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на обоих концах линии, определение вида короткого замыкания, определение угла между токами и напряжениями по концам линии и определение по соотношению измеренных величин расстояния до места короткого замыкания.

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 не требуется полная модель сети, т.е. программы расчета установившихся и аварийных режимов сети. Кроме того, не требуется производить предварительные измерения тока нагрузки, которые используют для компенсации погрешности от влияния нагрузки.

Недостатком способа является необходимость использования сложного оборудования и алгоритмов, например, цифровых каналов связи между концами линии, когда углы определяют путем выполнения выборок, синхронизированных по времени, или путем постоянного вычисления времени прохождения сигнала между полукомплектами дифференциальной защиты линии, или оборудования спутниковой синхронизации времени, когда импульсы синхронизации времени получают от приемников сигнала ГЛОНАСС (GPS).

Указанный недостаток существенно усложняет процедуру определения места повреждения и не везде может использоваться из-за отсутствия необходимого оборудования.

Известен способ [патент RU №2505827, МПК G01R 31/08 (2006.01), дата публикации 27.01.2014], который устраняет указанные недостатки и который принят за прототип как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату.

В прототипе на линии электропередачи, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей Z_1Л, Z_1Л, Z_0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, ʺ - второй конец линии) не синхронизированные по углам комплексные фазные токи , и напряжения , основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, определяют любыми известными средствами относительное значение расстояния до места короткого замыкания n, определяют значения сопротивлений Z'_1Л, Z'_1Л, Z'_0Л от первого конца линии до места повреждения и сопротивления Zʺ_1Л, Zʺ_1Л, Zʺ_0Л от второго конца линии до места повреждения, 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 значение угла между напряжениями нулевой последовательности по концам линии по выражению

для замыканий на землю,

и при необходимости уточняют расстояние до места повреждения, для чего изменяют на втором конце линии углы векторов напряжения и тока нулевой последовательности на величину ϕ₀, и определяют в зависимости от вида короткого замыкания расстояния от концов линии до места повреждения по выражениям

; для замыканий на землю, _{уточняют по выражению (1) угол ϕ₀, сравнивают углы с заданной точностью определения углов ϕ, учитывая, что угол стремится к нулю, а далее уточнение проводят итерационно до выполнения условия .}

В прототипе также определяют в зависимости от вида короткого замыкания значение угла между напряжениями обратной последовательности по концам линии по выражению

для двухфазного замыкания, и при необходимости уточняют расстояние до места повреждения, для чего изменяют на втором конце линии углы векторов напряжения и тока обратной последовательности на величину ϕ₂, и определяют в зависимости от вида короткого замыкания расстояния от концов линии до места повреждения по выражениям

уточняют по выражению (3) угол ϕ₀, сравнивают углы с заданной точностью определения углов ϕ, учитывая, что угол стремится к нулю, а далее уточнение проводят итерационно до выполнения условия .

Также в прототипе определяют в зависимости от вида короткого замыкания значение угла между напряжениями прямой последовательности по концам линии по выражению:

или значение угла между фазными напряжениями по концам линии по выражению:

для любых замыканий,

где - компенсированный фазный ток первого конца; - компенсированный фазный ток второго конца; (для одноцепной линии), и при необходимости уточняют расстояние до места повреждения, для чего изменяют на втором конце линии углы векторов напряжения и тока прямой последовательности на величину ϕ₁, векторов фазного напряжения и фазного компенсированного тока на величину ϕ_F, и определяют в зависимости от вида короткого замыкания расстояния от концов линии до места повреждения по выражениям: относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любых замыканий по выражениям

, или

уточняют по выражениям (5, 6) угол ϕ₁, ϕ_F, сравнивают углы с заданной точностью определения углов ϕ, учитывая, что угол стремится к нулю, а далее уточнение проводят итерационно до выполнения условия .

Способ по прототипу позволяет определять место короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов без использования сложного оборудования и цифровых каналов связи между концами линии, необходимого для измерения угла между токами и напряжениями по концам линии.

Недостатками способа по прототипу является необходимость установления вида короткого замыкания и наличие методологической погрешности определения места короткого замыкания, обусловленной использованием метода симметричных составляющих, в котором осуществляют усреднение параметров линии.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа 1. Измеряют с двух концов линии не синхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания.

2. Определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания.

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

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения места повреждения за счет учета фазных параметров линии при итерационной синхронизации измеренных величин токов и напряжений по концам линии, не синхронизированных по углу.

Технический результат достигается тем, что в способе определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух ее концов, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз Z_АА, Z_BB, Z_СС, междуфазные комплексные сопротивления Z_AB, Z_AC, Z_BA, Z_BC, Z_CA, Z_CB, длину L, соединяющей две питающие системы, измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, ʺ - второй конец линии) не синхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, определяют любыми известными средствами относительное значение расстояния до места короткого замыкания n, согласно изобретению формируют расчетные фазные напряжения в месте короткого замыкания

где:

n - относительное расстояние до места короткого замыкания от одного из концов линии;

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

- фазные напряжения, измеренные на шинах по концам линии (В);

Z_AA, Z_BB, Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С линии (Ом);

Z_AB, Z_BC, Z_CA, Z_BA, Z_CB, Z_AC - комплексные между фазные сопротивления линии (Ом),

определяют для любого вида короткого замыкания значение углов между фазными напряжениями по концам линии по выражениям

изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания в поврежденной фазе А по выражению

в поврежденной фазе В по выражению

в поврежденной фазе С по выражению

где

сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i на i-м шаге со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 на предыдущем (i-1) шаге с заданной точностью , если точность не достигнута, то далее уточнение расстояния до места короткого замыкания проводят итерационно, для чего формируют новые значения расчетных фазных напряжений в месте короткого замыкания по выражениям (1), уточняют по выражениям (2) значения углов Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C между фазными напряжениями по концам линии, изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на уточненные величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 и при достижении заданной точности завершают итерации.

Новый подход позволяет найти точное значение угла между фазными напряжениями и токами по концам линии при несинхронизированных замерах с двух ее концов, позволяет повысить точность определения места повреждения, и в то же время дает возможность практической реализации метода благодаря раскрытию довольно простых средств и методов, отсутствию сложного оборудования, громоздких вычислений и сложных математических преобразований, что подтверждает соответствие заявляемых технических решений условию патентоспособности «промышленная применимость». Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого способа.

Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявляемого способа, охарактеризованного в формуле изобретения, что подтверждает соответствие заявляемого способа 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 АВ).

На фиг. 1 показана трехфазная схема замещения линии электропередачи с двухсторонним питанием, длиной L, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С 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 Z'_A, Z'_B, Z'_C, Zʺ_A, Zʺ_B, Zʺ_C, ' - конец линии, ʺ - 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 не синхронизированные по углам комплексные фазные токи , и напряжения , .

На фиг. 3 на линии показано междуфазное 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.

Для пояснения способа рассмотрим 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.

Значение фазных напряжений до места короткого замыкания от первого и второго концов линии можно записать следующим образом:

где: n - относительное расстояние до места КЗ от одного конца линии;

- 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 А, В и С линии (Ом);

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

Для любого вида замыкания можно определить значения разностей аргументов комплексных фазных напряжений в месте короткого замыкания:

Получившиеся значения углов определяют углы, на которые следует изменить измеренные векторы фазных напряжений и токов на другом конце линии, не изменяя векторы токов и напряжений на первом конце линии.

Далее нужно изменить на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C и заново определить относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, если повреждена фаза А, по выражению

если повреждена фаза В, по выражению

если повреждена фаза С, по выражению

где

Получившиеся значения относительных расстояний отличаются от реальных, так как для их определения использовались не синхронизированные измерения по концам линии, поэтому далее следует организовать итерационный процесс, для чего сравнить значение найденного относительного расстояния n_i на i-том шаге со значением ранее определенного относительного расстояния на предыдущем (i-1) шаге с заданной точностью δ по выражению: , если точность не достигнута, то далее уточнение расстояния до места короткого замыкания провести итерационно. Для этого формируют новые значения расчетных фазных напряжений в месте короткого замыкания по выражениям (1), уточняют по выражениям (2) значения углов Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C между фазными напряжениями по концам линии, изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на уточненные величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 и при достижении заданной точности завершают итерации.

Способ реализуют следующим образом. Измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, ʺ - второй конец линии) не синхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, определяют 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, определяют любыми известными средствами относительное значение расстояния до места короткого замыкания n, формируют расчетные фазные напряжения в месте короткого замыкания:

где: n - относительное расстояние до места короткого замыкания от одного из концов линии;

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

- фазные напряжения, измеренные на шинах по концам линии (В);

Z_AA, Z_BB, Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С линии (Ом);

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

определяют для любого вида короткого замыкания значения углов между фазными напряжениями по концам линии по выражениям:

изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания если повреждена фаза А, по выражению

если повреждена фаза В, по выражению

если повреждена фаза, С по выражению

где

Далее сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i на i-м шаге со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 на предыдущем (i-1) шаге с заданной точностью δ по выражению: , если точность не достигнута, то далее уточнение расстояния до места короткого замыкания проводят итерационно, для чего формируют новые значения расчетных фазных напряжений в месте короткого замыкания по выражениям (1). Далее уточняют по выражениям (2) значения углов Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C между фазными напряжениями по концам линии, изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на уточненные величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 и при достижении заданной точности завершают итерации.

Проверка показала высокую точность определения угла и места повреждения. Определение места повреждения, выполненное по предложенной методике для схемы на фиг. 1, 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 системы.

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

Значения угла между напряжениями и токами по концам линии могут быть использованы для других целей, например для анализа режима другой части сети.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений 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, определяют любыми известными средствами относительное значение расстояния до места короткого замыкания n, отличающийся тем, что формируют расчетные фазные напряжения в месте короткого замыкания

где n - относительное расстояние до места короткого замыкания от одного из концов линии;

- фазные токи, измеренные с двух концов линии, А;

- фазные напряжения, измеренные на шинах по концам линии, В;

Z_AA, Z_BB, Z_CC - комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С линии, Ом;

Z_AB, Z_BC, Z_CA, Z_BA, Z_CB, Z_AC - комплексные между фазные сопротивления линии, Ом,

определяют для любого вида короткого замыкания значение угла между фазными напряжениями по концам линии по выражениям

изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на величины Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C, определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, если повреждена фаза А, по выражению

если повреждена фаза В, по выражению

если повреждена фаза С, по выражению

где

сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i на i-м шаге со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 на предыдущем (i-1) шаге с заданной точностью δ по выражению: |n_i-n_i-1|≤δ, если точность не достигнута, то далее уточнение расстояния до места короткого замыкания проводят итерационно, для чего формируют новые значения расчетных фазных напряжений в месте короткого замыкания по выражениям (1), уточняют по выражениям (2) значения углов Δϕ_A, Δϕ_B, Δϕ_C между фазными напряжениями по концам линии, изменяют на другом конце линии значения углов векторов фазных напряжений и токов соответственно на уточненные величины Δϕ_А, Δϕ_B, Δϕ_C, с учетом этого определяют относительное расстояние от одного конца линии до места короткого замыкания, сравнивают значение найденного относительного расстояния n_i со значением ранее определенного относительного расстояния n_i-1 и при достижении заданной точности завершают итерации.

Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги переменного тока на многопутных участках для определения удаленности короткого замыкания в контактной сети при двухстороннем питании.

Способ оптического контроля состояния изолирующей конструкции // 2609823

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для выявления дефектной изолирующей конструкции, например гирлянды изоляторов высоковольтной линии электропередачи, при осуществлении дистанционного контроля.

Способ определения удаленности места повреждения контактной сети (варианты) // 2609727

Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги переменного тока при двухстороннем питании и числе электрифицированных путей два и более для определения удаленности места короткого замыкания.

Способ определения мест повреждения многоцепных воздушных линий электропередачи с учётом наведённого напряжения (варианты) // 2608889

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения мест повреждения (короткого замыкания, обрыва фаз) последовательно на всех поврежденных фазных проводах линии электропередачи по измерениям с двух ее концов значений наведенных токов или напряжений.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии // 2605558

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи с грозозащитным тросом по измерениям с двух ее концов.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии // 2605491

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

Способ определения места короткого замыкания и повреждения контактной сети постоянного и переменного тока и устройство для его осуществления // 2603331

Группа изобретений относится к области техники по определению местоположения электрических повреждений, преимущественно на железнодорожном транспорте. Технический результат: возможность определения конкретного пути, секции, номера пути (и, или группы путей), где произошло короткое замыкание и (или) повреждение как на станции, так и на перегоне, а также возможность определения участка с нарушением проектного положения элементов линии электроснабжения.

Способ определения места повреждения линии электропередачи // 2603247

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения линии электропередачи. Технический результат: повышение точности определения места повреждения линии электропередачи.

Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных изоляторов // 2597962

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного дистанционного контроля рабочего состояния опорных высоковольтных изоляторов.

Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с отпайкой // 2593409

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на длинных воздушных линиях электропередач с отпайкой.

Способ мониторинга воздушных линий электропередач // 2612742

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Технический результат: обнаружение начала гололедообразования с учетом температуры, ветровых нагрузок и атмосферных осадков на распределенных участках неразветвленных и разветвленных воздушных линий. Сущность: генерируют в высоковольтную линию высокочастотный сигнал с измерением температуры провода и устанавливают первое и второе значения частот высокочастотного сигнала при равенстве нулю суммарного тока в начале и конце участка линии при отсутствии и наличии атмосферных осадков соответственно. Определяется квадрат отношения первого ко второму значению частоты, характеризующий объем выпадения осадков. Определяют размах колебаний проводов при ветровой нагрузке по максимальному изменению взаимного сопротивления, определяемого отношением напряжения в конце и током в начале участка при половинном значении второй частоты. 3 ил.

Способ определения места замыкания в электрической системе // 2613158

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей способа. Согласно способу выделяют две подсистемы, соприкасающиеся в месте замыкания. Для первой подсистемы составляют преобразовательную модель, а для второй - имитационную. Входы преобразовательной модели соответствуют входам первой подсистемы, а выход - месту предполагаемого замыкания. Входы имитационной модели подразделены на основные, соответствующие входам второй подсистемы, и дополнительный, соответствующий месту предполагаемого замыкания. Роль преобразовательной модели заключается в формировании напряжений места предполагаемого замыкания из непрерывных напряжений и токов, полученных для входов первой подмодели. Имитационную модель активируют, воздействуя на ее основные входы непрерывными напряжениями входов второй подмодели. На дополнительный вход воздействуют выходными сигналами преобразовательной модели. Реакцию имитационной модели определяют только на основных входах. Это токи, созданные воздействиями на все входы модели. На заключительном этапе определяют разности между непрерывными токами на основных входах, полученными из наблюдаемых токов, и реакцией модели. Уровень разностных токов несет информацию о том, правильно ли сделано предположение о месте повреждения. Нулевой уровень свидетельствует о совпадении реального места с предполагаемым. 1 табл., 7 ил.

Определение направления короткого замыкания на землю для распределительных сетей среднего или высокого напряжения // 2613360

Использование – в области электротехники. Технический результат – расширение арсенала технических средств. Согласно способу a) дискретизируют остаточное напряжение (Vr) трехфазной электрической системы (30) питания и остаточный ток (Ir) в упомянутом измерительном узле для получения дискретизированного сигнала (UN) остаточного напряжения и дискретизированного сигнала (IN) остаточного тока; b) фильтруют, в первом цифровом фильтре (41), дискретизированный сигнал (UN) остаточного напряжения и применяют к нему фазовый сдвиг для выделения сдвинутой по фазе составляющей фильтрованного сигнала с нецелочисленным порядком основной частоты и для получения сдвинутого по фазе фильтрованного сигнала (UNH) напряжения; c) фильтруют дискретизированный сигнал (IN) остаточного тока во втором цифровом фильтре для выделения составляющей фильтрованного сигнала с нецелочисленным порядком основной частоты для получения фильтрованного сигнала (INH) тока; d) используют фильтрованный сигнал (INH) и сдвинутый по фазе фильтрованный сигнал (UNH) для вычисления переходной реактивной мощности (QR), протекающей через упомянутый измерительный узел; e) определяют направление короткого замыкания в зависимости от знака вычисленной переходной реактивной мощности (QR). 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами // 2615150

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на длинных многоцепных воздушных линиях электропередачи с распределенными параметрами напряжения 110 кВ и выше с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, на основе измерения параметров аварийного режима с двух концов линии. Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами по замерам с двух ее концов, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи цепей и напряжения фаз цепей основной частоты в момент короткого замыкания, расчетным путем определяют значение расстояния до места короткого замыкания, при этом предварительно формируют модель линии в виде значений продольных и поперечных параметров участков схемы замещения N-цепной линии с тросами в трехфазном виде. Далее из значений комплексных фазных напряжений цепей выделяют модули, по которым строят графики с двумя осями зависимости модулей фазных напряжений от номера участка, точка пересечения графиков соответствует точке короткого замыкания, а фаза цепи, в которой напряжение в точке пересечения графиков минимальное, считается поврежденной. Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения места короткого замыкания за счет полного учета продольных и поперечных параметров многопроводной линии электропередачи с тросами, заземленными на анкерных опорах, при использовании несинхронизированных измерений по концам линии. 1 з.п. ф-лы.

Способ определения удаленности короткого замыкания контактной сети электрического транспорта (варианты) // 2619625

Группа изобретение относится к линиям электроснабжения транспортных средств на электротяге. Способ определения удаленности короткого замыкания контактной сети заключается в том, что в момент короткого замыкания измеряют на смежных подстанциях значение токов (), напряжений () и фазовых углов () между ними. Определяют дополнительные фазовые углы (), используя параметры напряжения холостого хода () и сопротивлений (). Путем реализации вычислительных алгоритмов находят дополнительные модули () и аргументы () сопротивлений схемы замещения, модуль тока () и аргумент тока () в месте короткого замыкания. Затем определяют расстояния от подстанции А до места короткого замыкания. Технический результат заключается в повышении точности и упрощении способа определения удаленности короткого замыкания 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами // 2620193

Изобретение относится к измерениям в электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на длинных воздушных линиях электропередачи с распределенными параметрами напряжением 220 кВ и выше на основе измерения параметров аварийного режима с двух концов линии. Технический результат: снижение трудоемкости и повышение точности при определении места короткого замыкания за счет более полного учета параметров линий. Сущность изобретения: на предварительной стадии формируют полную модель линии в трехфазном виде с учетом взаимоиндуктивных и емкостных связей между проводами линий. При возникновении короткого замыкания измеряют и регистрируют значения комплексных фазных напряжений на шинах и фазных токов в линии. Далее разбивают модель линии на равные участки, например от опоры до опоры, формируют напряжения в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии, формируют токи в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии, регистрируют модули фазных напряжений в конце каждого участка в каждой фазе, начиная от шин с одного и другого концов линии. По модулям напряжений строят графики с осями с двух сторон зависимости модулей напряжений от номера участка (от расстояния). Точка пересечения графиков с одного и другого концов линии соответствует точке короткого замыкания. Предложенный способ также позволяет определять место короткого замыкания при других видах замыкания: двухфазном, двухфазном на землю, трехфазном, позволяет учесть транспозицию линии. При этом не нужно выполнять синхронизацию замеров по концам линии.

Способ автоматической диагностики нагрузок в сети электроснабжения // 2623108

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение автоматической локализации неисправных светильников без их отключения и сокращение времени на проведение диагностики. 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 и принимаются приемниками команд, каждый из приемников имеет один уникальный и несколько групповых адресов, принимает и выполняет команды, направленные в один из его адресов. При этом нагрузки подключаются к линии электроснабжения через управляемый переключатель мощности, список возможных кодов команд, кроме команд подключения и отключения нагрузки к линии электроснабжения, содержит команды переключения мощности, потребляемой нагрузкой, для локализации неисправных нагрузок, сначала передают команды переключения всех нагрузок в один из режимов мощности, после чего измеряют потребляемый линией ток, затем в адрес очередной нагрузки передают команду переключения в другой режим мощности и измеряют потребляемый линией ток, если ток в линии не изменится на заданную величину, нагрузку считают неисправной, далее процесс повторяют для следующей нагрузки до тех пор, пока все нагрузки не будут проверены. 1 ил.

Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами // 2623180

Изобретение относится к измерениям в электротехнике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на длинных многоцепных воздушных линиях электропередачи с распределенными параметрами напряжением 220 кВ и выше. Технический результат: повышение точности определения места короткого замыкания за счет полного учета продольных и поперечных параметров многопроводной линии электропередачи с тросами при использовании несинхронизированных измерений по концам линии. Сущность: на предварительной стадии формируют полную модель многоцепной с тросами длинной линии в трехфазном виде с учетом взаимоиндуктивных и емкостных связей между проводами линий. При возникновении короткого замыкания измеряют и регистрируют значения комплексных фазных напряжений на шинах и фазных токов в линии. Измеряют и регистрируют значения комплексных напряжений тросов на шинах и токов в тросах линии. Далее разбивают модель линии на равные участки, например от опоры до опоры, формируют поочередно напряжения в конце каждого участка в каждой фазе и тросе, начиная от шин с одного и другого концов линии, формируют при этом токи в конце каждого участка в каждой фазе и тросе, выделяют модули фазных напряжений в конце каждого участка, начиная от шин с одного и другого концов линии. По модулям напряжений строят графики с осями с двух сторон зависимости модулей напряжений от номера участка (от расстояния от своего конца линии). Точка пересечения графиков с одного и другого концов линии соответствует точке короткого замыкания.

Способ и устройство контроля исправности жил кабеля рельсовых цепей // 2623363

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля рельсовых цепей. Способ основан на создании замкнутого через потенциал «Земля» электрического контура постоянного тока, в который включены пары жил кабеля рельсовых цепей, в контуре формируют постоянный ток определенной величины и осуществляют контроль за уменьшением величины тока, протекающего через элементы, соединяющие пары жил кабеля или пару жил кабеля и потенциал «Земля» ниже допустимого значения. Причем нарушение изоляции в кабеле выявляют путем сравнения величин токов на входах пар жил кабеля с токами на их выходах, сопротивление изоляции между парами жил кабеля или парой жил кабеля и потенциалом «Земля» определяют по току утечки, разница величины тока на входе и выходе пары жил кабеля, и суммарному сопротивлению элементов контура, расположенных между парами жил кабеля с поврежденной изоляцией. Устройство, реализующее способ, включает в себя схему контроля, узел формирования контрольного тока, узел имитации тока утечки и блок сравнения. Достигается непрерывность контроля исправности жил кабеля рельсовых цепей на начальном этапе нарушения изоляции проводов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения расстояния до места короткого замыкания контактной сети переменного тока (варианты) // 2629734

Группа изобретений относится к линиям электроснабжения транспортных средств на электротяге. Способ определения расстояния до места короткого замыкания контактной сети заключается в том, что в момент короткого замыкания измеряют на смежных подстанциях значение токов (), напряжений () и фазовых углов () между ними. Определяют фазовые углы () сдвига между напряжением холостого хода и соответственно напряжениями (). Дополнительно определяют расстояние () между тяговыми подстанциями. Путем реализации вычислительных алгоритмов находят модуль () и аргумент () сопротивлений схемы замещения, модуль тока () и аргумент тока () в месте короткого замыкания. Затем определяют расстояние от подстанции А до места короткого замыкания. Технический результат заключается в повышении точности и упрощении способа определения удаленности короткого замыкания. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.