Способ определения расстояния до местазамыкания фазы ha землю b электрическойсети c изолированной нейтралью

 

(i i) 828I27

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к агт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.78 (21) 2591803/24-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М.К .

G 01R 31/08

Государственный комитет по делам изобретений н юткрытнй (53) УДК 621.317.333. .4 (088.8) Д р1,; „, ф . /

r Белтткев,,,," г7 ;."; енного (72) Авторы изобретения Л. П. Савков, В. И. Сукманов, А. И. Селивахин, И.

А. В. Луковников и А. П. Кузнецов

Московский институт инженеров сельскохозяйст производства им. В. П. Горячкина

7 л (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА

ЗАМЫКАНИЯ ФАЗЫ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

L„=

2

4 т.Ч.оС

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электрических сетях с изолированной нейтралью для дистанционного определения расстояния до места однофазного замыкания электрической сети на землю.

Известны способы, включающие воздействие на электрическую сеть высокочастотного сигнала и определение расстояния до места повреждения путем измерения интер- 10 вала времени прохождения высокочастотного сигнала до места повреждения и обратно (1). Недостаток известных способов заключается в низкой достоверности определения мест повреждения в электрических 1 сетях с ответвлениями.

Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ определения расстояния до места замыкания фазы на землю в электрической сети с изоли- 20 рованной нейтралью, включающий воздействие на электрическую сеть контрольным напряжением, измерение электрических параметров электрической сети после срабатывания релейной защиты и определение расстояния до места замыкания по формуле где L,. — расстояние до места замыкания, М;

f — измеряемая частота гармонических колебаний в электрической сети, Гц;

Lo — удельная индуктивность линии, Г/М;

С вЂ” постоянная емкость, Ф (2).

Цель изобретения — повышение точности.

Достигается это тем, что в известном способе, включающем воздействие основным контрольным напряжением и измерение электрических параметров электрической сети после срабатывания релейной защиты, воздействуют дополнительным контрольным напряжением, частота которого отличается от частоты основного контрольного напряжения более, чем в полтора раза, а их действующие значения обратно пропорциональны частотам, выделяют контуры с эквивалентной емкостью электрической сети, изменяют индуктивности этих контуров до установления резонанса напряжений на частотах основного и дополнительного контрольного напряжения и выбирают в качестве измеряемых электрических параметров электрической сети величины индуктивностей и действующих значений токов указанных частот, при этом расстояния до места

828127 (6) х, =2-f L,;

1 х СЭ2 =(8) х,=2-..f L„

jX, 1,,=

)х (12) 45

Хсэд 1 дд

Хсэ — Х (4) замыкания фазы на землю рассчитывают по формуле

FILI u1 — U2+ 4r (L2f2 l2 - — А1) II)

2 2, 2 2 2 2 2 2 2 бдс о )2 11 где l — расстояние до места замыкания, М;

1.1, L2 — фиксируемые индуктивности контуров, 1 ;

LII — удельная индуктивность линии, Г/М;

11, /2 — частоты контрольных напряжений, Гц;

U1, U2 — действующие значения контрольных напряжений, В;

11, 12 — действующие значения токов, Л.

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления данного способа; на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая сущность способа.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит генераторы 1 и

2, контакт релейной защиты 3, резистор 4, катушки индуктивности 5 и 6, ключ 7.

Согласно фиг. 1 можем для токов 1„и

I„,, протекающих через индуктивные

Хдд IIIl», ХЛ2

1 UI(— 1»сэ1) з,—

Jxc3l)xI 1-(J»IIIpl»+)до »-д ) и) (JxI — xc3I) ()2 ()»С32)

I3

jxc3I )»2+ (1»дд2о »" )до »+ Rn) (1»2 — )»сэu) где Х„1, Х„2 — эквивалентные емкостные сопротивления линии 8 токам от генераторов 1 и 2 соответственно;

Х1, Х2 — индуктивные сопротивления катушек индуктивности 5 и 6 соответственно.

Из уравнений (1) и (2) видно, что токи

I31 и 1,2 не зависят от изменения параметров (jx„„l +Р,l»+R„) и (/х„,l»+Rl +R,) при соотношениях а этого можно добиться при резонансе напряжений в нормальном режиме работы электросети изменением индуктивностей

L1, L2 катушек индуктивности 5 и 6, так как х„, =— (5)

2дс fIÑ3 х„,: 2 1,l„- (9)

xII2о — 2 .12L„ (10) где C =C L — эквивалентная емкость линии 8 при Со — удельной емкости одного километра линии 8 в фарадах и L — суммарной протяженности ли15 нии 8, км;

L1 12 — индуктивности катушек индуктивности 5 и 6 соответственно, Г;

f1, f2 — частоты контрольных напряжений генераторов 1 и 2 соответственно, Гц;

L, — удельная индуктивность линии 8, Г/М.

Резонанс напряжений в нормальном режиме работы электросети следует рассматривать, имея в виду, что R>=, контакт релейной защиты d разомкнут. Величина тока, протекающего в этом режиме 110 контурам, образованным катушками индуктивности 5 и 6 эквивалентной емкостью линии

8 и генераторами 1 и 2 с контрольными напряжениями UI, U2, ограничивается резистором 4.

15 режиме замыкания фазы на землю резистор 4 шунтируется замкнутым контактом релейной защиты 3, и уравнения (1) и (2) для токов замыкания 13, и 1,, протекающих от генераторов 1 и 2, можем записать с учетом уравнений (3) и (4) в следующем виде:

Из выражений (11) и (12) с учетом выражений (3) — (8) вытекает, что токи, текущие в место замыкания фазы на землю от генераторов 1 и 2, равны, а именно

I,,=I, =l, при (14) с)2 УД

Учитывая выражение (13), можем записать следующее выражение:

I,, Я,l »+ RÄ) =-1,, Я,1» - ) „) =- l(R,l + R„).

Имея в виду выражения (13), (14) и (15), построим векторную диаграмму (см. фиг. 2).

Из векторной диаграммы вытекает, что (U, — l3x „u1») + lç (Rо1»+ 7 ) =1 х (161 ()5 (1,х„,1„U,) + I, (R,l»+ R.) =- 12 2 (17) 828127

15 (19) 1р

Решаем систему уравнений (16), (17) относительно l„(например, вычитая из уравнения (16)-го уравнение (17)-е), имея ввиду, что

2У lзхл о1х — 2Узlзхлао1х (18) согласно уравнениям (9), (10) и (14).

Выражая также хп x2, x., <0, х20 согласно уравнениям (6), (8) — (10) через частоты контрольных напряжений и величины соответствующих индуктивностей, 1 записываем в виде

И-i Ui — U2+ 4-,". - (L2 f2 12 4 f Ч

2 2 > 2 2 2 2 2 2 и,г, f — f

Способ обладает повышенной точностью, так как измерение расстояния до места замыкания фазы на землю в электрической 20 сети с изолированной нейтралью не зависит от активного сопротивления проводов и активного переходного сопротивления в месте замыкания фазы на землю.. 5

Формула изобретения

Способ определения расстояния до места замыкания фазы на землю в электрической сети с изолированной нейтралью, включающий воздействие основным конт- 30 рольным напряжением и измерение электрических параметров электрической сети после срабатывания релейной защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, воздействуют дополнительным 35 контрольным напряжением, частота которого отличается от частоты основного контрольного напряжения более, чем в полтора раза, а их действующие значения обратно пропорциональны частотам, выделяют контуры с эквивалентной емкостью электрической сети, изменяют индуктивность этих контуров до установления резонанса напряжений на частотах основного и дополнительного контрольного напряжения и выбирают в качестве измеряемых электрических параметров электрической сети величины индуктивностей и действующих значений токов указанных частот, при этом расстояние до места замыкания фазы на землю рассчитывают по формуле

f,1., У вЂ” Ц 4к2(Е 1 1., — 1., 1, 1,)

2 2 2 2 2 2 2 2 2 - — U„L

-12 11 где l,,- — расстояние до места замыкания, М;

1.ь 1.2 — фиксируемые индуктивности контуров, Г;

Lo — удельная индуктивность линии, Г/М;

t, f2 — частоты контрольных напряжений, Гц;

U>, U2 — действующие значения контрольных напряжений, В;

1,, 12 — действующие значения токов, A.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дементьев В. С. и др. Определение места повреждения силовых кабельных лини.1, ГЭИ, — М., 1962, с. 34.

2. Авторское свидетельство СССР № 550597, кл. G 01R 31/08, 15.03.75 (прототип).

828127

1 Хх у х

77(4 6г Ю

gf 2

Составитель С. Бычков

Редактор Е. Гончар

Текред И. Заболотнова

Корректоры: О. Тюрина и Е. Осипова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 923/9 Изд. № 342 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5