Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи

Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к электроэнергетическим системам и может быть использовано для определения расстояния до места однофазного замыкания на землю линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью.

Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности способа.

Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью состоит в том, что перед испытанием отключают поврежденную линию от рабочего источника и соединяют между собой фазы поврежденной линии на приемном конце, затем подают испытательное напряжение U относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения испытательных токов I₁ и I₂ в целой и поврежденной фазах линии, после чего находят величину сопротивления R₂ от питающего конца линии до места повреждения

R 2 = R 1 − U ( I 2 − I 1 ) 2 ⋅ I 2 ⋅ I 1 ,

по которому определяют расстояние l от точки приложения испытательного напряжения до места однофазного замыкания

l = R 2 R 1 ⋅ L ,

где R₁ - сопротивление целой фазы линии, L - длина линии.

Точность замеров повышается, если перед началом испытаний измерить фактическое значение сопротивления целой фазы линии электропередачи из зависимости R₁=0,5 U/I, для чего подключают испытательный источник к двум фазам поврежденной линии и измеряют испытательный ток I, а также, если использовать постоянное испытательное напряжение.

Изобретение относится к электроэнергетическим системам и может быть использовано для определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью.

Известен способ определения места повреждения при однофазном замыкании на землю в сети с заземленной нейтралью, согласно которому при поданном на линию рабочем напряжении измеряют ток и напряжение нулевой последовательности в режиме КЗ и по их соотношению вычисляют сопротивление х от питающей подстанции до места повреждения, после чего находят расстояние l до места повреждения по формуле l=L*x/X, где L - полная длина линии. Х - сопротивление линии [Автоматика электроэнергетических систем / Под ред. В.П.Козиса и Н.И.Овчаренко. - М.: Энергоиздат. - 1981. - С.452-453].

Основной недостаток способа - погрешность, вызванная неучетом переходного сопротивления в месте повреждения. Кроме того, способ не может использоваться в сетях с изолированной нейтралью из-за малой величины токов однофазного замыкания на землю и большого разброса их значений в зависимости от конфигурации сети в момент аварии, что ограничивает его область применения.

Наиболее близким к предложенному по технической сути является способ определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи в сети с изолированной нейтралью, согласно которому при поданном на линию рабочем напряжении сети дополнительно прикладывают ко всем фазам сети относительно земли испытательное напряжение с частотой 100 Гц, измеряют сумму испытательных токов 3I₀ всех фаз каждой линии, отходящей от питающей подстанции, сравнивают измеренные значения между собой и определяют поврежденную линию по наибольшему значению испытательного тока в ней [Сигнализация замыканий на землю в компенсированных сетях. - М. - Л.: ГЭИ. - 1962. - С.67].

Функциональные возможности способа ограничены, а точность отыскания места повреждения низка, поскольку он позволяет лишь выявить поврежденную линию, но не дает возможности определить расстояние до места однофазного замыкания на ней. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности способа.

Технический результат достигается тем, что в способе определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью, согласно которому подают испытательное напряжение относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения испытательных токов в фазах линии, дополнительно перед испытанием отключают поврежденную линию от рабочего источника и соединяют между собой фазы поврежденной линии на приемном конце, затем подают испытательное напряжение U относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения испытательных токов I₁ и I₂ в целой и поврежденной фазах линии, после чего находят величину сопротивления R₂ от питающего конца линии до места повреждения

R 2 = R 1 − U ( I 2 − I 1 ) 2 ⋅ I 2 ⋅ I 1 ,

используемого для определения расстояния l от точки приложения испытательного напряжения до места однофазного замыкания

l = R 2 R 1 ⋅ L ,

где R₁ - сопротивление целой фазы линии, L - длина линии.

Кроме того, перед началом испытаний подключают испытательный источник к двум фазам поврежденной линии, измеряют испытательный ток I и находят сопротивление целой фазы линии электропередачи из зависимости R₁=0,5 U/I.

А также используют для испытания постоянное напряжение.

Фиг.1 отображает схему замещения поврежденной линии.

На чертеже обозначены питающая А и приемная Б подстанции, сопротивление целой фазы поврежденной линии 1, сопротивления поврежденной фазы 2 и 3, переходное сопротивление в точке повреждения 4, сопротивление грунта 5 и источник испытательного напряжения 6. Линия подключена к подстанции А через выключатель 7, на приемном конце Б предусмотрена закорачивающая перемычка 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед испытанием отключают линию от рабочего источника А выключателем 7 и соединяют фазы поврежденной линии на противоположном конце Б перемычкой 8. Затем от источника 6 подают испытательное напряжение U относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения токов I₁ и I₂ в целой и поврежденной фазах линии соответственно. После этого находят величину сопротивления R₂ от питающего конца линии А до места повреждения из зависимости

R 2 = R 1 − U ( I 2 − I 1 ) 2 ⋅ I 2 ⋅ I 1 ,                   (1)

полученной путем совместного решения двух уравнении

U = I 1 ( R 1 + R 3 ) + I 1 ( R 4 + R 5 ) ,             (2)

U = I 2 R 2 + I 2 ( R 4 + R 5 ) ,                  (3)

где значение R₁ (сопротивление целой фазы) задается до испытания. По величине сопротивления поврежденного участка находят расстояние от питающего конца линии до места повреждения l=R₂L/R₁, где R₁ - сопротивление целой фазы линии, L - длина линии.

Подстановкой значения (R₄+R₅) из формулы (2) в формулу (3) получена зависимость (1), в которой исключено влияние переходного сопротивления в месте повреждения и сопротивления грунта на результат испытаний, что повышает точность способа. Величина R₁ определяется расчетным путем или измерением перед включением линии в эксплуатацию. Учитывая возможность ее изменения в зависимости от колебаний температуры или других факторов, для повышения точности способа после того как отключают линию от рабочего источника и соединяют фазы поврежденной линии на противоположном конце перемычкой 8, дополнительно подключают испытательный источник 6 к любым двум фазам линии, измеряют испытательный ток I в них и находят фактическую величину сопротивления целой фазы R₁ на момент испытаний из зависимости R₁=0,5 U/I.

При использовании источника 6 переменного напряжения часть тока ответвляется через емкость фаз линии относительно земли. Для повышения точности способа путем исключения этой составляющей погрешности в качестве испытательного используют источник 6 постоянного напряжения.

По сравнению с прототипом расширяются функциональные возможности способа, поскольку он может применяться для определения места повреждения на линии, что позволяет оперативному персоналу быстро найти и устранить неисправность. По сравнению с другими известными решениями в этой области техники точность способа выше за счет того, что, в отличие от других способов одностороннего измерения, он позволяет исключить погрешность, вызванную неизвестными значениями переходного сопротивления в месте повреждения и сопротивления грунта. Дополнительное повышение точности измерений обеспечивается использованием для испытаний постоянного напряжения и определением полного сопротивления одной фазы линии непосредственно перед началом испытаний.

1. Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на линии электропередачи в сети переменного тока с изолированной нейтралью, согласно которому подают испытательное напряжение относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения испытательных токов в фазах линии, отличающийся тем, что перед испытанием отключают поврежденную линию от рабочего источника напряжения и соединяют между собой фазы поврежденной линии на приемном конце, затем подают испытательное напряжение U относительно земли на поврежденную линию и измеряют значения испытательных токов I₁ и I₂ в целой и поврежденной фазах линии, после чего находят величину сопротивления R₂ от питающего конца линии до места повреждения по формуле: R 2 = R 1 − U ( I 2 − I 1 ) 2 ⋅ I 2 ⋅ I 1 , используемого для определения расстояния от точки приложения испытательного напряжения до места однофазного замыкания по формуле: l = R 2 R 1 ⋅ L , где R₁ - сопротивление целой фазы линии,L - длина линии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом испытаний подключают испытательный источник к двум фазам поврежденной линии, измеряют испытательный ток I и находят сопротивление целой фазы линии электропередачи из зависимости R₁=0,5 U/I

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют постоянное испытательное напряжение.