Способ определения места несимметричного короткого замыкания на линии электропередачи

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности применения архитектуры электрической сети, контролируемой системой мониторинга переходных режимов, для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи. Способ определения места короткого замыкания на линии электропередачи осуществляется следующими операциями: в системе мониторинга переходных режимов создается и отслеживается схема замещения обратной последовательности контролируемой электрической сети; при возникновении короткого замыкания уточняется схема замещения обратной последовательности в части сопротивлений обратной последовательности источников ЭДС и нагрузок через отношения напряжений обратной последовательности к токам соответственно источников ЭДС и нагрузок; выполняется серия расчетов токов обратной последовательности с обеих сторон линии при изменении места короткого замыкания на линии; сравнивается измеренное отношение токов обратной последовательности с двух сторон линии со всеми рассчитанными; место короткого замыкания определится в точке, где измеренное отношение токов с обеих сторон линии совпадет с рассчитанным. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях переменного тока 110 кВ и выше для контроля нормальных и аварийных режимов и для управления этими режимами микропроцессорами.

Известен способ определения места короткого замыкания, основанный на двухстороннем измерении токов и напряжений нулевой и обратной последовательностей. Обеспечивается метод расчетом напряжений нулевой и обратной последовательностей вдоль линии электропередачи с обеих ее сторон. Место короткого замыкания находится там, где в схеме замещения линии модули напряжений при определении их с обеих сторон совпадут.(Аналог. Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М. III. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 2003.271 с). Недостаток метода определяется необходимостью использовать в расчетах напряжения, что снижает точность выполнения задачи.

Известна система мониторинга переходных режимов, отличающаяся тем, что процесс эксплуатации объекта отслеживается и заносится в оперативную память управляющего вычислительного комплекса. Применительно к энергетическим сетям это режимы сетей, архитектуры их построения и характеристики ее элементов, необходимых как для наиболее полного использования возможностей существующей системы, так и для определения актуальных направлений сетей. (Прототип. Иванов Ю.В.. Черепов А.С, Дубинин Д.М. Системный анализ архитектуры построения и свойств компонентов системы мониторинга переходных режимов // Оперативное управление в электроэнергетике, №6, 2015, с. 49-58.) Настоящее предполагаемое изобретение применяет только часть системы мониторинга переходных режимов - архитектуру построения электрических сетей и характеристики ее составляющих. Применительно к контролируемой электрической сети это сопротивления и проводимости элементов схемы замещения обратной последовательности.

Недостатком прототипа является приблизительные значения сопротивлений обратной последовательности генераторов и нагрузок в процессе короткого замыкания. Сопротивления нагрузок в схеме обратной последовательности вообще не используются.

Целью настоящего предложения является применимость архитектуры электрической сети, контролируемой системой мониторинга переходных режимов для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором приведена схема замещения электрической сети с линией, на которой произошло однофазное короткое замыкание.

I_1(E1), I_1(E2), ^_ токи прямой последовательности с обеих сторон линии, I_К1 - ток короткого замыкания прямой последовательности,

I_2(E1), I_2(E2), ^_ токи обратной последовательности с обеих сторон линии, I_К2 - ток короткого замыкания обратной последовательности,

I_0(E1), I_0(E2), - токи нулевой последовательности с обеих сторон линии, 1«о -ток короткого замыкания нулевой последовательности.

Как правило, однофазные короткие замыкания происходят через переходное сопротивление, обусловленное сопротивлением между проводом и землей либо сопротивлением заземления опоры, если короткое замыкание произошло замыканием провода на опору. Поэтому в схему замещения вводится R_З - переходное сопротивление на землю в месте короткого замыкания.

Аналогичные схемы замещения существуют при двухфазном и двухфазном на землю коротких замыканиях.

Из общей схемы замещения электрической сети можно выделить схему замещения обратной последовательности, из которой следует, что при любом токе короткого замыкания обратной последовательности в схеме замещения однофазного короткого замыкания отношение токов с обеих сторон линии будет одинаковым при коротком замыкании в конкретном месте линии электропередачи независимо от поврежденной фазы и переходного сопротивления на землю. Не зависит отношение токов обратной последовательности и от величин и фаз ЭДС генераторов и от их мощности.

Алгоритм предлагаемого способа определения места короткого замыкания можно предложить в следующей последовательности:

- в системе мониторинга переходных режимов создается и отслеживается схема замещения обратной последовательности контролируемой электрической сети;

- при возникновении короткого замыкания уточняется схема замещения обратной последовательности в части сопротивлений обратной последовательности источников ЭДС и нагрузок через отношения напряжений обратной последовательности к токам соответственно источников ЭДС и нагрузок;

- выполняется серия расчетов токов обратной последовательности с обеих сторон линии при изменении места короткого замыкания на линии;

- сравнивается измеренное отношение токов обратной последовательности с двух сторон линии со всеми рассчитанными;

- место короткого замыкания определится в точке, где измеренное отношение токов с обеих сторон линии совпадет с рассчитанным.

Способ определения места короткого замыкания на линии электропередачи при несимметричных коротких замыканиях, осуществляемый сравниванием вычисленного отношения токов обратной последовательности по ее концам с рассчитанными, отличающийся тем, что для расчетов токов обратной последовательности, вызванных коротким замыканием, составляют схему замещения электрической системы, содержащей искомую линию, уточняют в процессе короткого замыкания сопротивления обратной последовательности концевых элементов (генераторов, нагрузок) отношением напряжений обратной последовательности к токам обратной последовательности на этих элементах, в полученной схеме рассчитывают токи по концам линии, где определяется место короткого замыкания, при подключении источники тока произвольной величины при изменении точки подключения источника тока вдоль схемы замещения искомой линии, сравнивают отношения рассчитанных токов с отношением токов, измеренным в процессе короткого замыкания, точка короткого замыкания определяется там, где расчетное отношение токов совпадает с измеренным.