Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи

Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи по параметрам аварийного режима , в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Цель Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Целью изобретения является повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих изобретения - повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих электромагнитную связь между . собой на части трассы,, Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи состоит в том, что производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности, формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности , формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения. Дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности4 неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также измеряют полярности реактивной составляющей второго напряжения. 2 ил. электромагнитную связь между собой на части трассы, при однофазных коротких замыканиях путем вычисления численного значения величины расстояния до места повреждения по выражению, в котором используются мнимые величины напряжений, сформированных из соотношений компенсированного фазного тока, фазного напряжения , тока нулевой последовательности поврежденной линии и дополнительного учета мнимой составляющей напряжения, IS VI Ю СП СЛ (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 31/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ОО 1Ц2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4695146/21 (22) 22.05.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Производственное объединение по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союэтехэнерго" (72) А.И.Айэенфельд, А.-С.С.Саухвтас и

В.Н;Аронсон (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 315133, кл. G 01 8 31/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 1661687, кл. G 01 R 31/08, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

ЭЛ Е КТРОПЕРЕДАЧИ . (57) Изобретение может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи по параметрам аварийного режима, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Цель

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы.

Целью изобретения является повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих

„„.. Ж„, 1721555 А1 изобретения — повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы. Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи состоит в том, что производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фаэного напряжения к току нулевой последовательности, формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения. Дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также измеряют полярности реактивной составляющей второго напряжения. 2 ил. электромагнитную связь между собой на части трассы, при однофазных коротких замыканиях путем вычисления численного значения величины расстояния до места повреждения по выражению, в котором используются мнимые величины напряжений, сформированных из соотношений компенсированного фазного тока, фазного напряжения, тока нулевой последовательности поврежденной линии и дополнительного учета мнимой составляющей напряжения, 1721555 сформированного из соотношей тока нулевой последовательности поврежденной линии и тока нулевой последовательности неповрежденной линии, имеющей электромагнитную связь с поврежденной линией, а также учетом поуррности реактивной составляющей эрго ;дополнительного напряжения.

На фиг.1 показана схема воздушных линий электропередачи, имеющих электромагнитную связь на части трассы, с однофазным коротким замыканием на одной из них (И/!); на фиг.2 приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: Оф, !ф — фазные соответственно напряжение и ток поврежденной фазы; !о, !оц— токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линий; ТН вЂ” трансформатор напряжения;

ТТ! — трансформаторы тока поврежденной .линйи; ТТц — трансформаторы тока неповрежденной линии; L12 — длина участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией; L! — полная длина поврежденной линии (Я!); Rn — переходное сопротивление в месте повреждения; 4 — ток короткого замыкания там же.

Сущность способа заключается в том, что при определении мест повреждения при однофазных коротких замыканиях производят формирование компенсированного фазного тока, производят формирование сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношеwe компенсированного фазного тока к току нулевой последовател.- ости поврежденной линии, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения, дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы, а также измеряют полярность реактивной составляющей второго напряжения, исходя иэ полученных значений производят расчет расстояния до места повреждения.

Устройство содержит блок 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, блок 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, блок 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, орган 4 направления

5 мощности нулевой последовательности (полярности), три 5-7 блока деления, сумматоры -вычитатели 8, 9,. компаратор 10, умножитель 11, мультиплексор 12, логический элемент HE 13 и выходной блок 14.

10 При этом фазное напряжение поврежденной фазы (Оф) подается на первый вход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, фазный ток поврежденной фазы (!ф) подается на первый

15 вход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, ток нулевой последовательности поврежденной линии (Io!) подается на второй вход блока формирования реактивной составляющей

20 первого напряжения, второй вход блока 1 формировании реактивной составляющей .сопротивления и первый вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, ток нулевой последовательно25 сти неповрежденной линии подается на второй вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения и второй вход органа 4 направления мощности нулевой последовательности, на первый

30 вход этого блока подается напряжение нулевой последовательности U<, измеряемое на стороне подстанции А (ПС А), Выход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения подключен

35 соответственно к второму входу блока 5 деления и первому входу блока 6 деления, выход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления подключен к первому входу блока 5 деления, выход блока

40 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения подключен к второму входу блока 6 деления, выход органа направления мощности нулевой последовательности подключен соответственно к

45 второму входу сумматора-вычитателя 8 и через логический элемент НЕ 13 к третьему входу сумматора-вычитателя 9, выход блока

6 деления подключен соответственно к первому входу сумматора-вычитателя 8 и перво50 му входу умножителя 11. выход блока 5 деления подключен к первым входам соответственно блока 7 деления и сумматоравычитателя 9, второй вход которого подключен к выходу умножителя 11. Второй

55 вход блока 7 деления подключен к выходу сумматора-вычитателя 8, выход блока 7 деления подключен к первым входам компаратора 10 и мультиплексора 12, второй вход которого подключен к выходу компаратора

10, а третий — к выходу сумматора-вычитате1721555

Оф - Гуд122ф + (ZyaO ZyAI)tlOI + Гуд120211+ЗЕп(к. (1) которое после деления левой и правой его частей на величину lol преобразовывается в выражение (2). При обратном направлении тока нулевой последовательности !оц неповрежденной линии М/и меняется знак в знаменателе выражения (2) на противоположный

-() Im 2 1 +l4lol Iol

I(Z I ll (2) Z î Z 1

2уд1

2удо — удельное полное сопротивление нулевой последовательности ВЛ, Ом/км;

2уд1, Еуд1г — удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции, Ом/км;

Ко — коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии.

При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии Wl без взаимоиндукции уравнение (1) принимает вид

Оф уддф+(2 удо с -уд1)Ь+2уд12Ь2 0и+ 3RnIK (3) которое преобразовыаается в выражение (4). При изменении направления тока loll в неповрежденной линии Щ перед вторым членом выражения (2) знак меняется на противоположный

222Ю nly

Е-- Ф = Ф . (4) ъ, Ь, !в ля 9, выход мультиплексора 12 подключен к выходному блоку 14, на третий вход сумматора-вычитателя 8, на вторые входы умножителя 11 и компаратора 10 подаются соответственно напряжения, пропорциональные следующим величинам Ы и.

Структурная схема устройства, реализующего способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, име)ющих электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы обеспечивает выполнение расчетов расстояния исходя из выражений. полученных на основании следующих рассуждений.

При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии WI, имеющей взаимоиндукцию с неповрежденной линией Wll (фиг.1), с учетом принятого направления токов получают;

22212 1011

Цз

Ol

° (7)

Im (2уд1 (lg + Ko Ipl ) lol )

На выходе блока 3 выдается напряжение U4. пропорциональное величине !

О!

«- Im(— J °

Iol

На выходе делителя 6 появляется напряжение Ug, пропорциональное величине ZI 2 1011

m (8) Us40 в(- ) Ol которое с учетом направления тока нулевой последовательности Ioll неповрежденной линии (оно определяется органом 4 направ45 ления мощности) подается на входы сумматора-вычитателя 8 и умножителя 11. На выходе сумматора-вычитателя 8 появляется . напряжение 0о, пропорциональное величине, равной знаменателю выражения (2), ко50 торое вместо с напряжением 0з подается на вход делителя 7.

Напряжение U7 на выходе умножителя

11, пропорциональное величине, равной числителю второго члена выражения (4), вместе с напряжением U3 и сигналом органа

4 направления мощности с учетом работы логического элемента НЕ 13 подается на вход сумматора-вычитателя 9.

Напряжение Ua на выходе делителя 7, соответствующее величи::.е (согласно выраУстройство, реализующее предлагаемый способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, работает следующим образом. ,5 Блоки формирования реактивной составляющей сопротивления 1 и реактивной составляющей первого напряжения 2, реактивной составляющей второго напряжения

3 производят преобразование входных си10 нусоидальных величин в цифровую форму, т.е. в виде двух величин, пропорциональных ортогональным составляющим синусоидальной величины.

На выходе блока 1 появляется напряже15 ние U1, пропорциональное величине

U1- Iå (I) (5) а на выходе блока 2 — напряжение Uz, пропорциональное величине

+К о ) (б)

101

Далее с помощью делителя 5 определяется их отношение. В результате на выходе блока деления 5 появляется напряжение 0з, пропорциональное величине

1721555 жению (2), подается на мультиплексор 12 и компаратор 10, и напряжение Ug на выходе сумматора-вычитателя 9, соответствующее величине согласно выражению (4), подается на мультиплексор 12. Далее в зависимо- 5 сти от работы компаратора 10, который определяет на каком из участков поврежденной линии (с взаимоиндукцией или без нее) произошло короткое замыкание, мультиплексор 12 подает на вход выходного бло- 10 ка 14 соответствующее напряжение (либо !.!з, либо Ug). На выходе блошку 14 выдается действительное расстояние-1, до места повреждения.

Формула изобретения 15

Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, при котором производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем со- 20 противление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, про- 25 порциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности поврежденной линии, формируют отношение реактивной составляющей сопротивления к реактивной со- 30 ставляющей первого напряжения, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью повышения точности при однофазных коротких замыканиях, дополнительно формируют реактивную составляющую второго .напря>кения, 35 пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с непов- 40 режденной линией на части трассы, а также определяют полярность реактивной составляющей второго напряжения, а расстояние до места повреждения при однофазном коротком замыкании опреде- 45 ляют по формуле! + l! а если полученное расстояние окажется больше длины участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией, то действительное расстояние до места повре>кдения определяется по формуле где f- расстояние от подстанции, принятой за начало отсчета, до места повреждения, км; ! п — реактивная составляющая комплексной величины;

Uq>, !ф — фазные напряжения и ток поврежденной фазы; ! а! и !ои — токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линии; дауд!, Еуди — удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции взаимодействующих воздушных линий, Ом/км;

Ко- коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии

Z î-Z 1, Zva!

Худо — удельное полное сопротивление нулевой последовательности поврежденной линии, Ом/км;

Ln — длина участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией.

1721555

Редактор А. Мотыль

Заказ 951 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Uy 01

Хф ay

Iy

1дл

0у

ling

Составитель В. Коваленко

Техред M.Моргентал Корректор С. Шевкун