FR2819053A1

FR2819053A1 - Systemes et procedes pour la localisation de defauts sur une ligne de transmission a charge branchee unique

Info

Publication number: FR2819053A1
Application number: FR0116132A
Authority: FR
Inventors: Yi Hu; David Lubkeman; Reto Buettner; David Hart
Original assignee: ABB Power Automation AG
Current assignee: ABB Power Automation AG
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2002-07-05
Also published as: DE10163408A1; GB2373586B; JP2002243789A; AU9743401A; NO20016195D0; US6466030B2; NO20016195L; SE519964C2; US20020121903A1; GB0129198D0; SE0104169D0; GB2373586A; SE0104169L; DE10163408B4

Abstract

On détermine la position d'un défaut dans une ligne de transmission (10) par obtention de paramètres de circuit mesurés incluant des valeurs d'intensité et de tension mesurées avant défaut et en défaut aux extrémités d'émission et de réception. On peut calculer la différence d'angle de phase due à des mesures non synchronisées, par utilisation des valeurs d'intensité et de tension mesurées avant défaut. On calcule l'impédance de charge de la charge branchée. On calcule respectivement une première et une seconde position de défaut en supposant que le défaut est situé respectivement du côté origine (11) ou du côté destination (12) du noeud de branchement. On choisit la position du défaut à une des première et deuxième positions de défaut, par sélection de la position de défaut ayant une valeur dans une plage prédéterminée représentant une distance totale entre deux noeuds.

Description

SYSTEMES ET PROCEDES POUR LA LOCALISATION DE

DEFAUTS SUR UNE LIGNE DE TRANSMISSION A CHARGE BRANCHEE UNIQUE

La présente demande est liée à la demande de brevet US en attente et de la même demanderesse, N de série 09/752892, déposée le 29 Décembre 2000, intitulée "Systems and Methods for Locating Faults on a Transmission Line with Multiple Tapped Loads".10 Domaine de I'invention La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour localiser des défauts dans un système de transmission d'énergie, plus particulièrement un système de transmission d'énergie ayant une charge branchée unique.15 Arrière-Plan de l'invention Les lignes de transmission d'énergie transportent un courant de sources génératrices à des utilisateurs d'énergie électrique. Les lignes de transmission d'énergie sont typiquement des lignes à haute tension et elles comportent habituellement des transformateurs d'abaissement à une tension plus basse, prévus à une sous-station, avant la distribution de l'énergie à des utilisateurs d'énergie électrique individuels (par exemple des immeubles d'habitation et de bureaux). Dans de nombreuses sous-stations, des relais de protection sont inclus25 et remplissent les fonctions suivantes en relation avec le système de transmission: (A) une commande de sous- station et une acquisition de données, et (B) une protection. De façon typique, l'acquisition de données contient les fonctionnalités de

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(a) surveillance du système, qui vérifie si celui-ci est dans un état normal ou un état anormal; (b) mesure, qui comporte la mesure de certaines quantités électriques pour la commande du fonctionnement; et (c) alarme, qui fournit un avertissement d'un 5 problème imminent. De façon typique, la protection comporte le déclenchement rapide d'un disjoncteur en réponse à la détection d'une situation de court-circuit (un défaut), normalement dans la limite de quelques cycles électriques après l'apparition du défaut.10 La détection d'un défaut dans une fonction de protection comprend la mesure de paramètres critiques du système et, lorsqu'un défaut se produit, I'exécution rapide d'une estimation grossière de la position du défaut et de certaines caractéristiques du défaut, de sorte qu'on peut isoler la ligne en15 défaut du réseau de transport d'énergie aussi vite que possible. Un défaut se produit lorsqu'une ligne de transmission, généralement pour des raisons extérieures, détourne la circulation de courant électrique de son chemin normal le long de la ligne de transmission.20 Les types et motifs principaux de défauts sont des défauts d'isolation, dus à des défauts de conception, des défauts de fabrication, une installation incorrecte et une isolation vieillissante des défauts électriques, dus à des impacts de foudre, des à-coups de commutation et des surtensions25 dynamiques des défauts mécaniques, dus au vent, à la neige, à la glace, à la pollution, aux arbres et aux animaux; et des défauts thermiques, dus à des conditions de surintensité et de surtension. De façon typique, une ligne de transmission comprend trois lignes de phase. Toutefois, une ligne de transmission peut également comprendre une seule phase, ou un autre nombre quelconque de phases. Avec une ligne de transmission triphasée, il y a plusieurs types de défauts possibles. Un défaut sur une seule phase est un défaut apparaissant entre une seule35 phase et la terre (par exemple la phase a à la terre). Un défaut

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de phase à phase est un défaut entre une phase et une autre phase (par exemple de la phase a à la phase 0. Un défaut de phase à phase et à la terre est un défaut qui concerne deux phases et la terre (par exemple, la phase a et la phase b à la5 terre). Un défaut triphasé est un défaut qui concerne les trois phases et peut ou non concerner la terre (par exemple la phase a, la phase b et la phase c à la terre). En plus des fonctions de protection, des enregistreurs de défaut numériques ou d'autres processeurs peuvent être inclus, à une sous-station ou à un site distant, pour calculer les positions des défauts. La localisation d'un défaut n'a pas besoin d'être aussi rapide que la fonction de protection et elle peut être calculée après traitement du défaut par la fonction de protection, mais elle doit estimer la position réelle du défaut de façon plus précise qu'une fonction de protection. La localisation précise du défaut facilite la détermination et l'isolement rapides d'une partie de ligne de transmission endommagée et le rétablissement rapide du service aux clients du réseau après réparation de la ligne en défaut.20 En plus de la fourniture d'énergie à un utilisateur électrique par l'intermédiaire d'une sous-station comportant des relais de protection, les réseaux électriques peuvent également fournir de l'énergie à des utilisateurs électriques par l'intermédiaire d'un branchement, appelé noeud de branchement.25 Le branchement est un point de connexion à une phase ou à des phases du système de transmission d'énergie. Le branchement est connecté à une dérivation latérale qui est elle-même connectée à une charge, appelée charge branchée, et fournit l'énergie à cette dernière. Il peut y avoir plus d'une charge30 branchée sur une dérivation latérale. De façon typique, une charge branchée ne possède pas de relais de protection et, par conséquent, elle n'a habituellement pas de données d'intensité et de tension mesurées/ enregistrées. Il existe beaucoup de systèmes de calcul de position de défaut pour déterminer la position d'un défaut sur une ligne de

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transmission d'énergie. Dans ces systèmes, on mesure la tension et l'intensité du courant à une extrémité ou aux deux extrémités d'un segment de la ligne de transmission. Dans certains systèmes, les mesures de tension et d'intensité aux5 deux extrémités d'un segment sont synchronisées. Dans un système synchronisé, les horloges des lectures de tension et d'interisité doivent être synchronisées. Dans certains systèmes, les données acquises avant l'état de défaut sont utilisées dans le calcul. Certains calculs antérieurs de position de défaut sont10 imprécis pour les lignes de transmission à charge branchée, car ils ont été conçus pour une utilisation sur des lignes de

transmission sans charge branchée. Certains calculs de position de défaut sont seulement applicables à certains types de défauts et il faut donc choisir un type de défaut avant ou15 pendant le calcul, et la précision de ces systèmes peut être affectée par le choix du type de défaut.

L'art antérieur ne traite pas le calcul des positions de défaut sur une ligne de transmission d'énergie à charge branchée unique, par utilisation de données synchronisées ou20 non synchronisées provenant des deux extrémités (par exemple, deux relais de protection fournissant des indications d'intensité et de tension). Dans une ligne de transmission d'énergie à charge branchée, les calculs utilisés jusque là donnent des estimations moins précises de la position d'un défaut. Le calcul25 de position de défaut sur des lignes de transmission à charge branchée unique doit résoudre les problèmes principaux dus à

l'absence de mesures au noeud de branchement, au fait que les mesures aux deux extrémités d'une ligne branchée peuvent ou non être synchronisées, et au fait que chaque charge branchée30 n'est normalement pas une charge fixe mais une charge variable.

Par conséquent, il existe un besoin pour un système et un procédé de calcul d'une position de défaut dans une ligne de transmission à charge branchée unique, par utilisation de données mesurées, synchronisées ou non, provenant des deux extrémités. La présente invention répond à ce besoin. Résumé de la Présente Invention La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour le calcul d'une position de défaut dans une ligne de transmission à charge branchée, qui utilisent des données mesurées, synchronisées ou non synchronisées, provenant des deux extrémités. Conformément à un aspect de l'invention, on localise un défaut dans une ligne de transmission ayant une extrémité d'origine ou d'émission, une extrémité de destination ou de réception et une charge branchée connectée à la ligne de transmission à l'endroit d'un noeud de branchement. Le noeud de branchement divise la ligne de transmission en un côté origine15 ou émission et un côté destination ou réception. L'extrémité d'émission et l'extrémité de réception comprennent chacune un dispositif de mesure. On détermine la position du défaut par obtention de paramètres de circuit mesurés incluant des valeurs d'intensité et de tension avant défaut et en défaut mesurées à20 I'extrémité d'émission et à l'extrémité de réception de la ligne de transmission. La différence d'angle de phase due à une mesure non synchronisée peut être calculée en utilisant les valeurs d'intensité mesurées avant défaut et de tension mesurées avant défaut. On calcule l'impédance de charge de la25 charge branchée. On calcule une première position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté émission ou origine du noeud de branchement. On calcule une deuxième position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté destination ou réception du noeud de branchement. On choisit la position du30 défaut à une des première et deuxième positions de défaut, par sélection de la position de défaut ayant une valeur dans une

plage prédéterminée représentant une distance totale entre deux noeuds. Conformément à un autre aspect de l'invention, on peut calculer35 une position de défaut pour de nombreux types de défauts.

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Conformément à un autre aspect de l'invention, on peut calculer une position de défaut à la fois pour des lignes de transmission à phase unique et à trois phases. Conformément à un autre aspect de l'invention, les données mesurées peuvent être synchronisées ou non synchronisées.

Ces aspects de la présente invention ainsi que d'autres sont décrits plus complètement dans ce qui suit.

Brève Description des Dessins10 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après, avec référence à la pluralité de

dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs de modes de réalisation illustratifs de la présente invention, les éléments semblables dans les diverses vues des dessins étant désignés par les mêmes repères, et dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe d'une ligne de transmission illustrative à charge branchée unique; la figure 2 est un schéma de principe de la ligne de transmission illustrative de la figure 1, représentant un exemple de conditions avant défaut; la figure 3a est un schéma de principe de la ligne de transmission illustrative de la figure 1, représentant un exemple de conditions de défaut; la figure 3b est un schéma de principe de la ligne de transmission illustrative de la figure 1, représentant un exemple de conditions de défaut, avec des valeurs de séquence positive; la figure 4 est un schéma de principe d'un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 5 est un organigramme illustrant des détails d'un

mode de réalisation de la présente invention. Description Détaillée des Modes Préférés de Réalisation

La présente invention concerne des systèmes et des procédés pour calculer une position de défaut dans une ligne de transmission à charge branchée unique, par utilisation de

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données mesurées synchronisées ou non synchronisées provenant des deux extrémités. La figure 1 représente une ligne de transmission illustrative à charge branchée unique. Comme représenté sur la figure 1, la ligne de transmission 10 comprend une extrémité d'origine ou d'émission S, une extrémité de destination ou de réception R et un branchement T1, également appelé ici noeud de branchement T1, entre l'extrémité d'émission S et l'extrémité de réception R. Un noeud de charge L1 est connecté au noeud de10 branchement T1 par l'intermédiaire d'une dérivation latérale. Une charge est connectée au noeud de charge L1. Le noeud de branchement TI divise la ligne de transmission en un côté origine 11il et un côté destination 12. Pour décrire l'invention, on utilise les conventions de désignation ci-après. Les lettres majuscules qui n'ont ni indice ni exposant désignent une valeur physique conformément au Tableau 1. Les valeurs peuvent être des valeurs mesurées, des valeurs connues ou des valeurs calculées. TABLEAU 120 V - Tension, valeur complexe i - Intensité, valeur complexe Z - Impédance, valeur complexe R - Résistance, valeur réelle, qui est la partie réelle de l'impédance Z X - Réactance, valeur réelle, qui est la partie imaginaire de l'impédance Z. Une lettre minuscule à la suite d'une valeur physique indique si la valeur est une valeur avant défaut ou une valeur en défaut, conformément au Tableau 2. La distance au défaut30 dans un segment de ligne de transmission est désignée par m. Tableau 2

p - Avant défaut aucun - En défaut (pendant le défaut) m - Distance au défaut dans le segment, en unité, valeur35 réelle.

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De façon typique, on distingue trois phases d'un défaut, dans l'analyse des défauts, à savoir avant défaut, en défaut et

après défaut. La phase avant défaut est avant l'instant d'apparition du défaut, la phase en défaut va de l'instant du 5 défaut à l'activation de la protection du circuit et la phase après défaut est après l'activation de la protection du circuit.

Un indice désigne la phase ou les composants de séquence symétrique comme indiqué dans le Tableau 3.

Tableau 310 a - Phase a b - Phase b c - Phase c 0 - Séquence zero 1 Séquence positive 2 -Séquence négative Un indice désigne le noeud conformément au Tableau 4. Lorsque deux indices sont séparés par une virgule, les indices désignent le noeud "de provenance" et le noeud "de destination", respectivement. Par exemple, I'indice S, T1 désigne un segment20 allant de l'extrémité d'origine ou d'émission S au noeud de branchement T1. Lorsqu'un seul noeud est désigné, il indique le noeud "de provenance", et le noeud "à destination" est la terre. Par exemple, I'indice T1 signifie du noeud de branchement T1 à la terre. En variante, le noeud "à destination" peut être désigné25 par 0 pour la terre. Tableau 4

S - Extrémité d'émission de la ligne de transmission R - Extrémité de réception de ligne de transmission Tx - Noeud de branchement x30 Lx Noeud de charge x F - Point de défaut, noeud en défaut ou position de défaut.

Les exemples ci-après illustrent la convention de désignation. VaTl ou VaTl,O représente une valeur complexe en défaut de la tension, pendant un défaut de la phase a, entre le35 noeud de branchement TI et la terre. 1POT4,R représente une

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valeur complexe avant défaut de séquence zéro de l'intensité allant du noeud de branchement T4 à l'extrémité de réception R. Comme représenté sur la figure 1, I'impédance entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1 est ZS, T. L'impédance entre le noeud de branchement T1 et l'extrémité de réception R est Z TI,R. L'impédance entre le noeud

de branchement T1 et le noeud de charge L1 est ZT,,Ll. L'impédance de la charge est ZLI. L'impédance entre le noeud de branchement T1 et la terre est ZTI, qui inclut l'impédance de10 ZT1, L1 et ZL1.

La figure 2 illustre un exemple de conditions avant défaut sur la ligne de transmission de la figure 1. Comme représenté sur la figure 2, Vp's est une tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission S et la terre.15 IP1S, T est une intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission S et le nceud de branchement T1. Z1S,TI est une impédance complexe de séquence positive entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1. VP1T, est une tension complexe avant défaut20 de séquence positive entre le noeud de branchement T1 et la terre. IPIT1 est une intensité complexe avant défaut de

séquence positive entre le noeud de branchement Tl et la terre. Z1Tl est une impédance complexe de séquence positive entre le nceud de branchement T1 et la terre (incluant l'impédance de25 charge ZLI). VP1R est une tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception R et la terre.

IP1R,Tl est une intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception R et le noeud de branchement T1. Z1Tl,R est une impédance complexe de30 séquence positive entre le noeud de branchement T1 et l'extrémité de réception R. Les valeurs.Vp1S,!p1s, T, Vp1R et Ip1R, Tl sont des valeurs mesurées. Les valeurs Z1S,Tl et Z1Tl,R sont des valeurs connues qu'on peut calculer à partir de la distance du segment de ligne

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de transmission et des caractéristiques de la ligne de transmission, par des méthodes usuelles bien connues. La figure 3a illustre un exemple de conditions de défaut sur la ligne de transmission de la figure 1, avec un défaut à la terre illustratif. Comme représenté sur la figure 3a, un noeud de défaut F est situé sur la ligne de transmission 10. Le noeud de défaut F se trouve entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1. Par suite, le défaut crée un chemin à la terre, ayant une impédance ZF.10 Comme représenté sur la figure 3a, le noeud de branchement T1 divise la ligne de transmission en un côté origine 11 et un côté destination 12. Le côté émission 11 a une impédance ZS,T1. Le côté destination 12 a une impédance Z Tl,R. Le noeud de défaut F divise l'impédance entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1 en deux impédances. La première impédance est (m*Zs, T) et la deuxième impédance est ((1-m)*Zs,TI). Dans un mode de réalisation, pour une distance égale à l'unité entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1, le noeud de défaut20 F se trouve à une distance m de l'extrémité d'émission S et à une distance (l-m) du noeud de branchement Ti. Par exemple,

si m est de 0,4 et la distance entre l'extrémité d'émission S et le noeud de branchement T1 est de 10 km, alors la distance de l'extrémité d'émission S au noeud de défaut F est de 425 kilomètres, et la distance du noeud de défaut F au nceud de branchement T1 est de six kilomètres.

Plus généralement, le noeud de défaut F se trouve à une fraction m entre un noeud h et un noeud i, représentée par mh,i.

Comme représenté sur la figure 3b, V's est une tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission S et la terre. V'R est une tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception R et la terre. IS, T1 est une intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission S et le noeud de35 branchement T1. IRTI est une intensité complexe en défaut de

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séquence positive entre l'extrémité de réception R et le noeud de branchement T1. Z1TI est une impédance complexe de séquence positive entre le noeud de branchement T1 et la terre (incluant l'impédance de charge de branchement ZL1). Les valeurs VYs, 11S,T1, V1R et I1R,TI sont des valeurs mesurées. Z1F est une impédance de défaut de séquence positive équivalente entre le noeud de défaut F et la terre, dans le réseau de séquence positive de la ligne. On fait les hypothèses suivantes: la charge branchée est

une impédance de séquence positive qui ne change pas pendant le défaut; et il y a un seul défaut sur la ligne de transmission.

La présente invention peut utiliser des mesures avant défaut pour déterminer la différence de temps (ou la différence d'angle de phase) des signaux de tension et d'intensité15 provenant des deux extrémités d'une ligne de transmission d'énergie, pour synchroniser les signaux mesurés. Si les données sont déjà synchronisées, I'angle de phase est nul. Par utilisation des données avant défaut, le système détermine également l'impédance de charge équivalente de la charge branchée. On utilise les données en défaut synchronisées et l'impédance de charge branchée calculée, pour effectuer l'estimation initiale de position de défaut. Un calcul est exécuté en supposant que le défaut est du côté origine 11 du noeud de branchement T1. Un deuxième calcul est exécuté en supposant25 que le défaut est du côté destination 12 du noeud de branchement T1. La position de défaut correcte est choisie parmi les deux calculs. On utilise des quantités de réseau de séquence positive pour trouver la distance du défaut. La figure 4 est un schéma de principe d'un mode de réalisation illustratif d'un système conforme à la présente invention. Comme représenté sur la figure 4, le système

comprend un processeur 100, une mémoire 110, un dispositif de mesure d'extrémité d'origine ou d'émission 120 et un dispositif de mesure d'extrémité de destination ou de réception 130.

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Le processeur 100 peut être tout processeur convenant pour l'exécution de calculs et la réception de données d'entrée provenant de dispositifs de mesure. Par exemple, le processeur 100 peut être un relais de protection avec saisie oscillographique des données, ou un enregistreur de défaut numérique. On peut utiliser la mémoire 110 pour stocker les données reçues en provenance du dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 et du dispositif de mesure d'extrémité de réception 130.10 Le dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 mesure la tension et l'intensité, incluant à la fois des mesures avant défaut et en défaut, à l'extrémité d'émission S de la ligne de transmission 10. Le dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 peut comprendre une mémoire 115 pour stocker les mesures effectuées avant défaut. Le dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 peut comprendre un capteur de tension 121 et un capteur d'intensité 122. Le capteur de tension 121 et le capteur d'intensité 122 peuvent fournir un signal analogique. Le dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 peut convertir le signal analogique en un signal numérique par des techniques connues de conversion analogique I numérique, avant transmission sur une liaison de données 135. Le dispositif de mesure d'extrémité d'émission 120 peut en outre convertir le signal numérique en vecteurs représentant l'intensité et la25 tension, Vp1s, IP1S,T1, V1s et 11S,T1, à l'extrémité d'émission S. Le dispositif de mesure d'extrémité de réception 130 mesure la tension et l'intensité, incluant à la fois des mesures avant défaut et en défaut, à l'extrémité de réception R de la ligne de transmission 10. Le dispositif de mesure d'extrémité de30 réception 130 peut comprendre une mémoire 115 pour stocker des mesures effectuées avant défaut. Le dispositif de mesure d'extrémité de réception 130 peut comprendre un capteur de tension 121 et un capteur d'intensité 122. Le capteur de tension et le capteur d'intensité peuvent fournir un signal analogique.35 Le dispositif de mesure d'extrémité de réception 130 peut

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convertir le signal analogique en un signal numérique par des techniques connues de conversion analogique / numérique, avant transmission sur la liaison de données 135. Le dispositif de mesure d'extrémité de réception 130 peut en outre convertir 5 le signal numérique en vecteurs représentant l'intensité et la tension, VP1R, IPlR,T1, V1R et 11R, T1 à l'extrémité de réception R. Les dispositifs de mesure 120, 130 sont connectés au processeur 100 via la liaison de données 135. La liaison de

données 135 peut être un modem, un réseau local ou toute10 liaison de données appropriée.

La figure 5 est un organigramme indiquant d'autres détails du fonctionnement du système de la figure 5 et d'un procédé conforme à la présente invention. Comme représenté sur la figure 5, à une étape 200, on obtient les valeurs15 mesurées. Les valeurs mesurées avant défaut sont Vp1s, IP1s, T, Vp1R et IP1R,TI. Les valeurs mesurées en défaut sont V1s, /S,T1, V R et IR, Trl. A une étape 210, la différence d'angle de phase, ô, est calculée comme un vecteur e 6 si les données ne sont pas synchronisées, par utilisation des données avant défaut conformément à l'équation suivante. Si les données sont

synchronisées, la différence d'angle de phase est nulle.

Vp ' 1P -z Z I IPT E q uat i on 1 1- ZRIRr A une étape 220, on calcule l'impédance de charge du noeud de branchement T1 par utilisation des données avant défaut et de la différence d'angle de phase conformément à l'équation suivante.30 1 Vps -Z 1I1 Equation 2 zl VPTI _YS SI TIAPS FI uation2 I'PSTl +e IPRTI óPSTI + e I PR Ti A une étape 230, on calcule une première position de défaut mS,Tl en supposant que le noeud de défaut F est situé du côté origine 11. On calcule la première position de défaut par

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l'équation 3. On utilise un réseau universel pour les calculs de position de défaut de tous les types de défaut dans la ligne de transmission triphasée. L'impédance de défaut, et le réseau de séquence zéroinégative qui existe pour le type d'un défaut, est représentée dans le réseau de séquence positive de la ligne branchée par un réseau d'impédance de défaut triphasé équilibré équivalent connecté à la position de défaut pour former le réseau universel. De cette manière, on peut calculer

une position de défaut pour tout type de défaut.

Equation 3 V i6Vl +zl}^Il 8l ( jàI- ej VR-Z',Tle:R,T1

--SRT - R R,TI '4 R,T1 R,TI 1

m = rl.

ITIST1T

V3', ilZ jI +Z îIleVR-Z'-l ejVIR - ' e SS TI s.TI + RTS -R,I RTI A une étape 240, on calcule une deuxième position de défaut mR,T1 en supposant que le noeud de défaut F est situé sur le côté destination 12. La deuxième position de défaut est

calculée par l'équation 4.

( l, Equation 4 + ei6Vl--Zs' I' +Z' Il _VS-s,TIISJI

e R sTI S',T + ZRTIs'rl Zl.

Mt'I VST Zi T m - ZI ej +s LZTII1s' R,TI RTI RTI SITi Z A une étape 250, on choisit la solution finale. Lorsqu'on

fait une hypothèse correcte, l'estimation de position de défaut résultante est toujours à l'intérieur d'une plage prédéterminée.

Sinon, le résultat serait en dehors de la plage prédéterminée. On utilise ce critère pour choisir le résultat exact de position de défaut parmi les deux estimations. La plage prédéterminée est30 une plage choisie pour représenter la distance totale entre deux noeuds. Dans le présent mode de réalisation, la plage prédéterminée va de zéro à 1,0, ce qui représente la distance entre le noeud d'émission S et le noeud de branchement équivalent T1 lorsqu'on suppose que le défaut se trouve entre le

noeud d'émission S et le noeud de branchement équivalent TI.

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Un résultat en dehors de la plage prédéterminée ne peut pas être correct, puisqu'il correspondrait à un point en dehors de la distance entre les deux noeuds. Par exemple, lorsqu'on utilise une valeur unitaire prédéterminée de m, la plage de 0,0 à 1,05 représentant la distance entre deux noeuds, si on calcule que msT est de 2,4 à I'étape 230 et si on calcule que mR,TI est de 0,4 à l'étape 240, alors on choisit mRTI, et on a donc m=0,4, et le noeud de défaut F est du côté destination 12. Le choix de 2,4

serait contraire à l'hypothèse que le défaut se trouve du côté10 origine 11.

Dans un autre mode de réalisation, la ligne de transmission est une ligne de transmission monophasée et les équations sont les mêmes sauf que les références à l'impédance de séquence positive sont supprimées, etl'impédance de défaut

équivalente est l'impédance de défaut effective.

On voit que le système et le procédé décrits ci-dessus répondent au besoin indiqué plus haut pour des systèmes et des

procédés de calcul d'une position de défaut dans une ligne de transmission à charge branchée unique, par utilisation de20 données mesurées synchronisées ou non synchronisées provenant des deux extrémités.

Bien que cela ne soit pas nécessaire, la présente invention peut être mise en ceuvre sous la forme d'un code de programme (c'est-à-dire d'instructions) stocké sur un support25 lisible par ordinateur, tel qu'un support de stockage magnétique, électrique ou optique incluant sans limitation une disquette, un CD-ROM, un CD-RW, un DVD-ROM, un DVD-RAM, une bande magnétique, une mémoire flash, un disque dur ou tout autre support de stockage lisible par machine, dans lequel,30 lorsque le code de programme est chargé dans une machine et exécuté par celle-ci, par exemple un ordinateur, la machine devient un appareil pour la mise en ceuvre de l'invention. La présente invention peut également être mise en oeuvre sous la forme d'un code de programme qui est transmis sur un support35 de transmission, tel qu'un câblage électrique, par

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l'intermédiaire de fibres optiques, sur un réseau y compris Internet ou un Intranet, ou via toute autre forme de transmission, dans lequel, lorsque le code de programme est reçu et chargé dans une machine et exécuté par celle-ci, par5 exemple un ordinateur, la machine devient un appareil pour la mise en oeuvre de l'invention. Lorsqu'il est exécuté sur un processeur d'usage général, le code de programme se combine au processeur pour constituer un appareil unique qui fonctionne de façon analogue à des circuits logiques spécifiques.10 Il est entendu que les exemples cidessus ont été fournis simplement dans un but d'explication et ils ne doivent

pas être considérés comme limitant la présente invention. Lorsque l'invention a été décrite avec référence à des modes de réalisation, il est entendu que les termes qui ont été utilisés15 sont des termes de description et d'illustration et non des termes de limitation. En outre, bien que l'invention ait été

décrite ici avec référence à une structure, à des matières et/ou à des modes de réalisation particuliers, il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits ici. Au contraire, l'invention s'étend à toutes les structures, méthodes et utilisations fonctionnellement équivalentes, qui entrent dans le

cadre des revendications annexées. Les hommes de l'art, qui bénéficient des enseignements du présent document, peuvent effectuer de nombreuses modifications et des changements25 peuvent être apportés sans sortir du cadre et de l'esprit de l'invention dans ses aspects.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour localiser un défaut dans une ligne de transmission (10), la ligne de transmission comprenant une extrémité d'origine ou d'émission (S) et une extrémité de destination ou de réception (R), une charge branchée connectée à la ligne de transmission à un noeud de branchement (T1), le noeud de branchement divisant la ligne de transmission en un côté origine (11) et un côté destination (12), I'extrémité10 d'émission comprenant un dispositif de mesure, I'extrémité de réception comprenant un dispositif de mesure, le procédé comprenant: l'obtention de paramètres de circuit mesurés, incluant des valeurs mesurées d'intensité et de tension, à l'extrémité d'émission et à l'extrémité de réception de la ligne de transmission; le calcul d'une impédance de charge de la charge branchée; le calcul d'une première position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté origine du noeud de branchement; le calcul d'une deuxième position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté destination du noeud de branchement; et25 la sélection de la position de défaut calculée, à une de la première position de défaut et de la deuxième position de

défaut, par sélection de la position de défaut ayant une valeur dans une plage prédéterminée.

2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le calcul d'une différence d'angle de phase (6) due à des

mesures non synchronisées, par utilisation des valeurs mesurées d'intensité avant défaut et des valeurs mesurées de tension avant défaut.

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3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'obtention des paramètres de circuit mesurés comprend en

outre l'obtention de paramètres de circuit mesurés provenant du dispositif de mesure d'extrémité d'émission et du dispositif de5 mesure d'extrémité de réception.

4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'obtention des paramètres de circuit mesurés comprend en outre l'obtention des valeurs Vpls,!p1s,ri, Vp1R, Ip1R,T1, V1S,10 ISTI, V'R et I'R, TI, O : Vp1s est la tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et la terre, Ip1S,TI est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de15 branchement, VP1R est la tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et la terre, Ip1RTI est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement, V1s est la tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et la terre, IlS, TI est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de branchement,25 V1R est la tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et la terre, et

ilR,Ti est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement, et la ligne de transmission est une ligne de transmission30 triphasée.

5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le calcul d'un angle de phase comprend en outre le calcul de l'angle de phase, ô, conformément à l'équation suivante35

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e6 _- V - ZsTlIpst, D VP -ZTuIPTl o OUf: Z1s,TI est l'impédance complexe de séquence positive entre I'extrémité d'émission et le noeud de branchement, et Z1RTl est l'impédance complexe de séquence positive entre

l'extrémité de réception et le noeud de branchement.

6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les données mesurées sont synchronisées et l'angle de phase, 6,

est zéro.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le calcul d'une impédance de charge de la charge branchée comprend le calcul de l'impédance de charge de la charge branchée conformément à l'équation suivante - VP -Zs, TIPS,Tl T PI T1 + e IPRTI IP s,TI + R O,T, O Z1ri est l'impédance complexe de séquence positive du

noeud de branchement.

8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le calcul d'une première position de défaut comprend le calcul d'une

première position de défaut conformément à l'équation suivante:25 Ie j,' -

VST1VR +Z' Tlej il S i e6j]l -Z R ZR1IT e ' IR.I VSr IR]j RI + çaT R - RT I R.I Z 1

Z T I I T I - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __T

7 1 S1 7 t,T ms'T1 i,I 1_ 7 1 oe,'l" ZsT,Tl s,Tl +ZsJe zl,

o ms, 7r est la première position de défaut calculée.

9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le calcul d'une deuxième position de défaut comprend le calcul d'une deuxième position de défaut conformément à l'équation suivante:35

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,,, v --zs,,I,T

e VI-S - + sTI ZsrT] s +TI ZI STIIST-

mR,Tl V-Z I Zi e jsjl+ZI il s S'TIIS- Zsllsr

R,TI'RTI +,T S T Z I 1

o mR,Tr est la deuxième position de défaut calculée.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la sélection de la position de défaut calculée comprend la sélection de la position de défaut calculée à une de ms, r- et mR,TI par sélection de celle qui a une valeur dans une plage prédéterminée représentant une distance totale entre deux noeuds.15

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la plage prédéterminée va de zéro à un.

12. Système de localisation d'un défaut dans une ligne de transmission (10) ayant une extrémité d'émission (S) et une extrémité de réception (R), et une charge branchée connectée à la ligne de transmission à un noeud de branchement, le noeud de branchement divisant la ligne de transmission en un côté origine (11) et un côté destination (12), le système comprenant:25 un processeur (100) pour calculer une position de défaut dans la ligne de transmission; un dispositif de mesure d'extrémité d'émission (120) connecté au processeur pour prendre des mesures, avant défaut et en défaut, de l'extrémité d'émission de la ligne de30 transmission; un dispositif de mesure d'extrémité de réception (130) connecté au processeur pour prendre des mesures, avant défaut et en défaut, de l'extrémité de réception de la ligne de transmission; et

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dans lequel le processeur est agencé pour obtenir des paramètres de circuit mesurés incluant des valeurs mesurées d'intensité et de tension, provenant du dispositif de mesure d'extrémité d'émission et du dispositif de mesure d'extrémité de5 réception, calculer une impédance de charge de la charge branchée, calculer une première position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté origine du noeud de branchement, calculer une deuxième position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté destination du noeud10 de branchement, et choisir la position de défaut calculée à une de la première position de défaut et de la deuxième position de

'13. Système selon la revendication 12, dans lequel le processeur est en outre prévu pour calculer une différence d'angle de phase due à des mesures non synchronisées, par utilisation des valeurs d'intensité avant défaut mesurées et des valeurs de tension avant défaut mesurées.20

14. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité d'émission comprend un

capteur de tension (121).

15. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité d'émission comprend un

capteur d'intensité (122).

16. Système selon la revendication 13, dans lequel le

dispositif de mesure d'extrémité de réception comprend un capteur de tension (121).

17. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité de réception comprend un

capteur d'intensité (122).

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18. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité d'émission est connecté au

processeur par une liaison de données (135).

19. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité de réception est connecté au

processeur par une liaison de données (135).

20. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité d'émission comprend une

mémoire (115) pour stocker les mesures effectuées avant défaut.

21. Système selon la revendication 13, dans lequel le dispositif de mesure d'extrémité de réception comprend une

mémoire (115) pour stocker les mesures effectuées avant défaut.

22. Système selon la revendication 13, dans lequel le processeur est agencé pour obtenir les valeurs Vp1s, IP1s,rT, Vp1R, IP R,T1, VS, IIS,T1, VfR et I1RTI, O : Vp1s est la tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et la terre,25 Ip1S,Tl est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de branchement, VP1R est la tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et la terre,30 Ip1R,TI est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement, V1s est la tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et la terre,

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11S,TI est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de branchement, VIR est la tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et la terre, et /lR, T est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement, et la ligne de transmission est une ligne de transmission triphasée. 23. Système selon la revendication 22, dans lequel le processeur est agencé pour calculer l'angle de phase, 6, conformément à l'équation suivante V1 Zsl IpT

VP -ZR RTI PRT1

o: Z1s,rT est l'impédance complexe de séquence positive entre

l'extrémité d'émission et le noeud de branchement, et 7z1R,T est l'impédance complexe de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement.

24. Système selon la revendication 22, dans lequel les données mesurées sont synchronisées et l'angle de phase, 6,

est zéro.

25. Système selon la revendication 23, dans lequel le processeur est agencé pour calculer une première position de défaut conformément à l'équation suivante: V g -e8V ZRT ee I3ri Z [ e ej J VR' 7ZTIejIRTlt [s --ej V,' Z,,e"I,, Z,, e4-I 71 T>l S lZI, Z aI y R-R TIRe ZIRTA

ms,r1 -

ZTII il S.TI C e V' ZTI e

o mST est la première position de défaut calculée.

Zs,TI s,Ti +s,Ti = R,rl 1I

oO MS,Trl est la première position de défaut calculée.

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26. Système selon la revendication 25, dans lequel le processeur est agencé pour calculer une deuxième position de défaut conformément à l'équation suivante: - ZsI Isr ejaV,} - V + Z IlsIT + Zl (Isl V -- ZSrIS T

IR,T1 I Z T

71j S STI S.T I S,1) Z1 1 -Rr IRr1 + ZRr1 CIsr -EZ

o mR,TI est la deuxième position de défaut calculée.

27. Système selon la revendication 26, dans lequel le processeur (100) est agencé pour choisir la position de défaut

calculée à une de msTI et mR,TI par sélection de celle qui a une valeur dans une plage prédéterminée représentant une15 distance totale entre deux noeuds.

28. Système selon la revendication 27, dans lequel la plage prédéterminée est de zéro à un.

29. Système selon la revendication 12, dans lequel la ligne de transmission (10) est une ligne de transmission à

phase unique.

30. Support lisible par ordinateur, sur lequel sont stockées des instructions pour localiser un défaut dans une ligne de transmission (10), la ligne de transmission comprenant une extrémité d'émission (S) et une extrémité de réception (R), une charge branchée connectée à la ligne de transmission à un noeud de branchement, le noeud de branchement divisant la30 ligne de transmission en un côté origine (11) et un côté destination (12), l'extrémité d'émission comprenant un dispositif de mesure (120), I'extrémité de réception comprenant un dispositif de mesure (130), et les instructions, lorsqu'elles sont exécutées sur un processeur, commandant le processeur pour35 exécuter les opérations suivantes

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obtention de paramètres de circuit mesurés incluant des valeurs mesurées d'intensité et de tension avant défaut et en défaut à l'extrémité d'émission et à l'extrémité de réception de la ligne de transmission; calcul d'une impédance de charge de la charge branchée calcul d'une première position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté origine du nceud de branchement; calcul d'une deuxième position de défaut en supposant que le défaut est situé du côté destination du noeud de branchement; et sélection de la position de défaut calculée à une de la première position de défaut et de la deuxième position de défaut, par sélection de la position de défaut ayant une valeur dans une plage prédéterminée.15

31. Support lisible par ordinateur selon la revendication , comprenant en outre le calcul d'une différence d'angle de phase due à des mesures non synchronisées, par utilisation des

valeurs mesurées d'intensité avant défaut et des valeurs20 mesurées de tension avant défaut.

32. Support lisible par ordinateur selon la revendication , dans lequel l'obtention de paramètres de circuit mesurés comprend en outre l'obtention de paramètres de circuit mesurés

à partir du dispositif de mesure d'extrémité d'émission (120) et du dispositif de mesure d'extrémité de réception (130).

33. Support lisible par ordinateur selon la revendication 31, dans lequel l'obtention de paramètres de circuit mesurés comprend en outre l'obtention des valeurs Vp1s, IP1s,TI, VP1R, IP1R,Ti, VlS, IS,T1, VIR et IRJT, O: Vp1s est la tension complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et la terre,

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1P1S, TI est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de branchement, VP1R est la tension complexe avant défaut de séquence positive5 entre l'extrémité de réception et la terre, IP1R,TI est l'intensité complexe avant défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement équivalent, VIs est la tension complexe en défaut de séquence positive10 entre l'extrémité d'émission et la terre, INSTa est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le nceud de branchement, V1R est la tension complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et la terre, et15 I1RTI est l'intensité complexe en défaut de séquence positive entre l'extrémité de réception et le noeud de branchement,

et la ligne de transmission est une ligne de transmission triphasée.

34. Support lisible par ordinateur selon la revendication 33, dans lequel le calcul d'un angle de phase comprend en outre te calcul de l'angle de phase, o, conformément à l'équation suivante: ej VPS - ZS, TIPSTI VP} -ZR TI PRTI o:

Z1S,rT est l'impédance complexe de séquence positive entre l'extrémité d'émission et le noeud de branchement, et Z1R, TI est l'impédance complexe de séquence positive entre30 I'extrémité de réception et le noeud de branchement.

35. Support lisible par ordinateur selon la revendication

33, dans lequel les données mesurées sont synchronisées et l'angle de phase, b, est zéro.

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36. Support lisible par ordinateur selon la revendication 34, dans lequel le calcul d'une impédance de charge de la charge branchée comprend le calcul de l'impédance de charge de la charge branchée conformément à l'équation suivante ,z VP. s-ZsTIPS.TI ] IPS,Ti + e IPRTl o ZIT, est l'impédance complexe de séquence positive du

noeud de branchement.

37. Support lisible par ordinateur selon la revendication 36, dans lequel le calcul d'une première position de défaut comprend le calcul d'une première position de défaut conformément à l'équation suivante V-ei6V -7 frle1 +Zs,T!reJI. ejV IR3,r]e 1I T, s -e VRT] + Zv e jII -zVR eZI'Tle IRT)

++ Z6 R,T R

RTleS. Tl éT T e6' e VR D Tle RJ zl

38. Support lisible par ordinateur selon la revendication 37, dans lequel le calcul d'une deuxième position de défaut conformément à l'équation suivante: ej6Vl-V +z6 I] I(I V-srlr mRT]S I RT S1ZT1 il 1 Zjjrl e.J V V -ZS',TIIS,TI[ R.TI RTI sl + ZsTI r Z %T-

o ms r est la prdeuxieème position de défaut calculée.

39. Support lisible par ordinateur selon la revendication 38, dans lequel la sélectionul d'une ladeuxime position de défaut calculée comprend la sélectionul d'ue la deuxime position dde dédfaut calculée à une d conformSmT1 et mRTi par sélec'quation sude celle qui a une vavante:s

deux noeuds.

m&RJls --li Z 1 e- ig 11 +ZI il SJZs.rl s,r] -R.rI RT] +R.TI Is,T] z

off MR, r est la deuxième position de défaut calculée.

39. Support lisible par ordinateur selon la revendication 38, dans lequel la sélection de la position de défaut calculée comprend la sélection de la position de défaut calculée à une de MSJT et MR,Trl par sélection de celle qui a une valeur dans une plage prédéterminée représentant une distance totale entre

deux noeuds.

40. Support lisible par ordinateur selon la revendication

39, dans lequel la plage prédéterminée est de zéro à un.

41. Support lisible par ordinateur selon la revendication 30, dans lequel la ligne de transmission (10) est une ligne de

transmission monophasée.