LT5337B

LT5337B - Įžemėjimo trifaziame elektros tinkle identifikavimo ir vietos nustatymo būdas

Info

Publication number: LT5337B
Application number: LT2005067A
Authority: LT
Inventors: Andronis Linas MARKEVIČIUS; Saulius GUDŽIUS; Alfonsas MORKVĖNAS; Linas MARKEVIČIUS
Original assignee: Uab "Energijos Srautas"
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-04-25
Also published as: WO2007011196B1; RU2008105543A; WO2007011196A1; LT2005067A; EP1904862A1

Abstract

Išradimas skirtas elektros energetikos sričiai irgali būti pritaikytas permanentinio ar trumpalaikio gedimo trifaziame elektros skirstomajame tinkleidentifikavimo ir atstumo iki gedimo vietos nustatymo būdui. Geresnis įžemėjimo vietos nustatymo tikslumas pasiekiamas tuo, kad registracijos atliekamos ne ilgiau kaip 100 µs ir mažesniais nei 100 nslaiko intervalais, tuo sumažinant triukšmų, kurių dažniai mažesni nei 10kHz, įtaką. Atstumas nuo maitinimo linijos atkarpos pradžios iki įžemėjimo vietos nustatomas, minimizuojant tikslo funkciją f2, kuri yra skirtumo tarp užregistruotojo ir imituojamojo procesų funkcija.

Description

Išradimas skirtas elektros energetikos sričiai ir gali būti pritaikytas [žemėjimo trifaziame elektros skirstomajame tinkle identifikavimo ir vietos nustatymo būdui.

Pagrindiniai elektros skirstomųjų tinklų gedimai yra laidų nutrūkimai ir/arba [žemėjimai. Yra žinomi gedimų elektros skirstomuose tinkluose nustatymo būdai, aprašyti SU 1762279 ir SU 1698849 patentuose. SU 1762279 patente gedimo vietos nustatymas pagrįstas naudingo atspindžio iš gedimo vietos signalo atpažinimu ir jo panaudojimu gedimo vietos nustatymui. SU 1698848 patente aprašytas fazės [žemėjimo vietos nustatymo būdas, kuriame fiksuoja iškrovos srovės trumpojo jungimo vietoje pirmąją pusbangę, išmatuoja iškrovos srovės pusbangės spektro dviejų sudedamųjų amplitudės ir pagal atitinkamą formulę suranda atstumą iki [žemėjimo vietos.

Abiejų išradimų trūkumas - palyginti sudėtingas ir nelabai tikslus [žemėjimo vietos nustatymas. Be to, nei vienas iš išradimų nefiksuoja trumpalaikių pranykstančių [žemėjimų.

Šiame išradime pateiktas naujas [žemėjimo trifaziame elektros tinkle vietos nustatymo būdas. Nuo žinomų jis skiriasi tuo, kad užregistruoja ne tik permanentinius, bet ir trumpalaikius savaime pranykstančius [žemėjimus ir tiksliau nustato buvusio ar esamo [žemėjimo tarp fazės ir įžeminto objekto vietą vienoje trifazės maitinimo linijos atkarpoje, prijungtoje prie maitinimo pastotės šynų sekcijos. Tai leidžia elektros tinklų priežiūros tarnyboms efektyviai pašalinti įvykusį [žemėjimą ir/arba užkirsti kelią galimam gedimui, kur dėl kažkokių priežasčių (žaibo išlydžio, medžio šakų prisilietimo ar pan.) atsiranda trumpalaikiai [žemėjimai.

Būdas pasižymi tuo, kad registruoja pradinius po [žemėjimo nulinės sekos srovės ir įtampos kitimo procesus, registruojamus prie šynų sekcijos prijungtame įtampos transformatoriuje ir maitinimo linijos nulinės sekos srovės transformatoriuje. Geresnis [žemėjimo vietos nustatymo tikslumas pasiekiamas tuo, kad registracijos atliekamos ne ilgiau kaip 100 ps ir mažesniais nei 100 ns laiko intervalais, tuo sumažinant triukšmų, kurių dažniai žemesni nei 10 kHz, įtaką, specialia algebra išskiriant kitose maitinimo linijose vykstančius procesus ir juos įkeliant į modelį, kuriame imituojamas procesas yra lyginamas su užregistruotu, [žemėjimo vieta ir modelio elementų parametrai surandami, minimizuojant tikslo funkciją, kuri yra skirtumo tarp užregistruotojo ir imituojamojo procesų funkcija.

Toliau išradimas bus aprašytas išsamiau su nuoroda į pridedamus brėžinius, kuriuose:

Fig.1 pateikta šio būdo realizavimui naudojamo prietaiso blokinė schema;

Fig.2 pateikta aukšto dažnio srovės proceso masteliavimo filtro schema.

Šio išradimo įžemėjimo vietos nustatymui naudojamas prietaisas, schematiškai pavaizduotas 1 pav., susidedantis iš nulinės sekos srovės proceso identifikavimo ir atskyrimo analoginės grandies bloko 1, nulinės sekos įtampos proceso identifikavimo ir atskyrimo analoginės grandies bloko 2, analogo kodo keitiklių ir atminties bloko 3, keičiančio matuojamus įžemėjimo metu analoginius nulinės sekos srovės ir įtampos procesus į skaitmeninius ir užrašančio užregistruotus procesus į buferinę atmintį, valdiklių bloko 4, koordinuojančio registruoto proceso atpažinimą, atliekančio jo analizę, modeliavimą, parametrų optimizavimą, gedimo vietos identifikavimą ir palaikančio ryšį su išorinėmis sistemomis, ir sąsajų bei indikacijos bloko 5, parodančio apskaičiuotą atstumą iki įžemėjimo vietos.

Pagal šį išradimą įžemėjimo tarp fazės ir įžeminto objekto vienoje trifazės maitinimo linijoje, prijungtoje prie maitinančios pastotės šynų sekcijos, vieta nustatoma, registruojant analoginiu būdu pradinius po įžemėjimo nulinės sekos srovės lo ir įtampos Uo kitimo procesus atitinkamose blokuose 1 ir 2, gaunamus iš prie šynų sekcijos prijungto įtampos transformatoriaus ir iš maitinimo linijos nulinės sekos aukšto dažnio srovės masteliavimo filtro 6 (fig.2), įrengto bloke 1. Aukšto dažnio srovės proceso masteliavimo filtro 6 parametrai priklauso nuo maitinimo linijos atkarpos ir konfigūracijos. Masteliavimo filtro 6 panaudojimas leidžia tiksliau registruoti pradinius po įžemėjimo nulinės sekos aukšto dažnio srovės procesus ir tiksliau nustatyti gedimo vietą. Taip pat geresnis įžemėjimo vietos nustatymo tikslumas pagal šį išradimą pasiekiamas tuo, kad gedimus registruoja ne ilgiau kaip 100 ps ir mažesniais nei 100 ns laiko intervalais, tuo sumažinant triukšmų, kurių dažniai mažesni nei'10 kHz, įtaką. Užregistruotąjį analoginį signalą blokas 3 konvertuoja į skaitmeninį. Bloke 4 specialia algebra išskiriami kitose maitinimo linijų atkarpose vykstantys procesai ir įkeliami į modelį, kuriame imituojamas procesas yra lyginamas su užregistruotu. Įžemėjimo vieta ir modelio elementų parametrai, t.y. modelyje imituojamų įtampos ir srovės transformatoriaus pereinamosios charakteristikos bei maitinimo linijų banginiai parametrai ir mazginiai talpiai, surandami, minimizuojant tikslo funkciją, kuri yra skirtumo tarp užregistruotojo ir imituojamojo procesų funkcija.

Šio išradimo būdą sudaro algoritmas, kuriuo procesorius, esantis valdiklių bloke 4, nustato įžemėjimo vietą maitinimo linijų atkarpose šiais etapais:

1) Pirmajame etape patikrina, ar prietaiso maitinimo linijoje įvyko įžemėjimas. [žemėjimas laikomas įvykusiu prietaiso maitinimo linijoje, jeigu teigiamą ženklą turi skaičius (I):

i ρ = Σ'Α (D y=i čia ij - srovės j-oji registracija; Uj - įtampos vertės j-oji registracija; n-\ - srovės verčių dalies iš visų N registracijų skaičius: n^<N.

2) Jeigu pirmasis etapas patvirtina įžemėjimo maitinimo linijoje atsiradimą, t.y. jei skaičius (I) yra teigiamas, - vykdo antrąjį etapą, kurio metu nustato srovės ir įtampos matavimo transformatorių pereinamųjų charakteristikų parametrus, minimizuojant tikslo funkciją ή:

/,=ΣΙ rem(F_},derem(l - derem(l_},\3 + deremil^lJ = min (II)

7=1 čia I, - vektorius: I, =[zį,z'₂,...,z_n2], U, - vektorius: V, =[u₁,u₂,...,u_n2], F, apibrėžtos formos impulsinės funkcijos n₂ verčių (n₂<N) vektorius, 1 = [l,l,...,l]_n2; rem ir derem - algebros veiksmai vienodo gabarito vektoriams, apibrėžiami formulėmis:

(zj„ =rew((%J„,(yJ„) (III) n

² k = TJ^xj(yM-j~^dyk^-jPP^dykl,^z=[⁽⁾’yvy2’-^yn-^ (>v) = 1 (^xk )„ = derem((z_k )„, (y_k )„) (V)

3) Trečiajame etape nustato maitinimo linijos atkarpą, kurioje įvyko įžemėjimas, ir atstumą iki įžemėjimo vietos metrais nuo atkarpos pradžios, minimizuojant tikslo funkciją /,:

/₂ =^lrem(F₂,S_A)-re»i(F₂,sJ = min (VI) k=\ čia F₂ - apibrėžtos formos impulsinės funkcijos M verčių (N = LM, L>1) vektorius, L - sveikas natūrinis skaičius, S ir Š - vektoriai, gauti iš registracijų ir rasti modelyje, yra apskaičiuojami, naudojant tokias formules:

c _i . ί_Λ Ik Į Į a 11 ......

^ak ^{— e} ||⁵Λ/(λ-1)+||’ΡΛ/(*-1)+2|’···>|⁵Λ/(λ-1)+Λ/|) \^VI1/ ^ak ^M(k-\)+j ~^M(k-\)+j ~^W^M(k-\)+j (VIII) čia m ir / — įtampos ir srovės vertės gautos registracijose arba apskaičiuotos modelyje; w - neneigiamas racionalus skaičius. Išvestiniai rezultatai atvaizduojami indikacijų bloke 5, kuriame be atstumo nuo atkarpos pradžios iki [žemėjimo vietos dar nurodomas atkarpos, kurioje įvyko [žemėjimas, numeris ir atpažinimo patikimumas.

Claims

IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

1. [žemėjimo tarp fazės ir įžeminto objekto vietos izoliuotoje nuo žemės vienoje trifazės linijos maitinimo linijos atkarpoje nustatymo būdas prietaisu, susidedančiu iš nulinės sekos srovės proceso identifikavimo ir atskyrimo analoginės grandies bloko (1), nulinės sekos įtampos proceso identifikavimo ir atskyrimo analoginės grandies bloko (2), analogo kodo keitiklių bloko (3), valdiklių bloko (4) ir sąsajų bei indikacijos bloko (5), besiskiriantis tuo, kad:

- registruoja pradinius po [žemėjimo nulinės sekos srovės lo ir įtampos U_okitimo procesus blokuose (1) ir (2), gaunamus iš prie šynų sekcijos prijungto įtampos transformatoriaus ir maitinimo linijos nulinės sekos aukšto dažnio srovės masteliavimo filtro (6), įrengto bloke (1);

- patikrina, ar maitinimo linijoje įvyko [žemėjimas, kurio buvimą parodo teigiamas skaičiaus (I) ženklas:

čia ij - srovės j-oji registracija, uj - įtampos vertės j-oji registracija, n1 srovės verčių dalies iš visų N registracijų skaičius: η1<Λ/;

- jei skaičius (I) yra teigiamas, - nustato srovės ir įtampos matavimo transformatorių pereinamųjų charakteristikų parametrus, minimizuojant tikslo funkciją fj:

čia I, - vektorius: I, = [zj,z₂, U, - vektorius: U, =[μ,,μ₂,...,μ_λ2],

Ę -apibrėžtos formos impulsinės funkcijos n₂ verčių (n₂<N) vektorius, 1 = [l, 1,...,l]„₂; rem ir derem - algebros veiksmai vienodo gabarito vektoriams, apibrėžiami formulėmis:

(zj,, =γΜ<Λ)«,(λ),,) (¹¹¹) (x, )„ = derem((z_k )_n,(y_k)_n)\ (V)

- nustato maitinimo linijos atkarpą, kurioje įvyko [žemėjimas, ir apskaičiuoja atstumą metrais nuo maitinimo linijos atkarpos pradžios iki [žemėjimo vietos, minimizuojant tikslo funkciją f₂:

/₂ =^kw(F₂,sJ-rem(F₂,sJ = min (VI) *=1 čia F₂ - apibrėžtos formos impulsinės funkcijos M verčią (N = LM , L > 1) vektorius, L - sveikas natūrinis skaičius, S ir Š - vektoriai, gauti iš registracijų ir rasti modelyje, yra apskaičiuojami, naudojant tokias formules:

A IL IK |[ ......

^ak > ^ūk ^e |j^{4 5}A/(j(:-l)+l|>|⁵M(t-l)+2Į>-)|⁵iW(i-l)+A/|j V^VI1/ ^ak ^M(k-\)+j ⁼^M(k-\)+j —^WiM(k-V)+j (VIN) čia ū ir i- įtampos ir srovės vertės, gautos registracijose arba apskaičiuotos modelyje; w- neneigiamas racionalus skaičius.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad registruoja pradinius [žemėjimo nulinės sekos srovės ir įtampos kitimo procesus ne ilgiau kaip 100 ųs ir mažesniais nei 100 ns laiko intervalais, tuo sumažinant triukšmų, kurių dažniai žemesni nei 10 kHz, įtaką.
3. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad registruoja trumpalaikius pranykstančius [žemėjimus.
4. Būdas pagal bet kurį ankstesnį punktą, besiskiriantis tuo, kad užregistruoja vieno pramoninio dažnio pusperiodžio ir ilgesnės trukmės [žemėjimus.