RU2071075C1 - Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks - Google Patents
Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071075C1 RU2071075C1 RU93051868A RU93051868A RU2071075C1 RU 2071075 C1 RU2071075 C1 RU 2071075C1 RU 93051868 A RU93051868 A RU 93051868A RU 93051868 A RU93051868 A RU 93051868A RU 2071075 C1 RU2071075 C1 RU 2071075C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distance
- orthogonal components
- difference
- emergency
- products
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения расстояния до места короткого замыкания в высоковольтных воздушных сетях. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to measure the distance to the short circuit in high voltage air networks.
Известен способ измерения расстояния, на основе которого функционирует устройство [1] заключающийся в том, что измеряют реактивную составляющую линейного напряжения и поделив которую на действующее значение разности токов поврежденных фаз, определяют расстояние до места короткого замыкания, причем из этой разности токов предварительно вычитается действующее значение разности токов нормального режима. Недостатком способа является наличие погрешности, обусловленная тем, что при одном и том же расстоянии до места короткого замыкания расчетное его значение может меняться в зависимости от тока нагрузки доаварийного режима. There is a known method of measuring the distance, on the basis of which the device [1] functions, namely, that the reactive component of the linear voltage is measured and dividing it by the effective value of the difference in currents of the damaged phases, the distance to the short circuit is determined, and the actual value is previously subtracted from this current difference differences of currents of the normal mode. The disadvantage of this method is the presence of an error due to the fact that at the same distance to the short circuit, its calculated value may vary depending on the load current of the pre-emergency mode.
Цель изобретения повышение точности измерения расстояния до места короткого замыкания. Для этого измеряют разность мгновенных значений токов и линейного напряжения любых двух одноименных фаз послеаварийного режима и разность мгновенных значений токов и линейное напряжение поврежденных фаз. Формируют первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую ортогональные составляющие разностей фазных токов и линейных напряжений послеаварийного и аварийного режимов соответственно; получают первую, вторую, третью, четвертую суммы как сумму произведений четвертой и шестой, первой и седьмой, с разностью произведений третьей и пятой, второй и восьмой ортогональных составляющих, сумму произведений пятой и восьмой, шестой и седьмой ортогональных составляющих; сумму произведений третьей и шестой, четвертой и пятой, с разностью произведений второй и восьмой, второй и седьмой ортогональных составляющих; разностью произведений шестой и восьмой, пятой и седьмой ортогональных составляющих соответственно, причем поделив разность произведений первой и второй, третьей и четвертой сумм на сумму квадратов первой и третьей сумм получают расстояние до места короткого замыкания. The purpose of the invention is improving the accuracy of measuring the distance to the short circuit. To do this, measure the difference in the instantaneous values of currents and line voltage of any two phases of the same name after the emergency mode and the difference in the instantaneous values of currents and the linear voltage of damaged phases. Form the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth orthogonal components of the differences in phase currents and line voltages of the post-emergency and emergency modes, respectively; receive the first, second, third, fourth sums as the sum of the products of the fourth and sixth, first and seventh, with the difference of the products of the third and fifth, second and eighth orthogonal components, the sum of the products of the fifth and eighth, sixth and seventh orthogonal components; the sum of the works of the third and sixth, fourth and fifth, with the difference of the works of the second and eighth, second and seventh orthogonal components; the difference of the products of the sixth and eighth, fifth and seventh orthogonal components, respectively, and by dividing the difference of the products of the first and second, third and fourth sums by the sum of the squares of the first and third sums, they get the distance to the short circuit location.
Предложенный способ позволяет снизить погрешности измерения расстояния до места короткого замыкания при различных значениях токов фаз доаварийного режима. The proposed method allows to reduce the error of measuring the distance to the short circuit at different values of the currents of the phases of the pre-emergency mode.
В просмотренных источниках информации нами не обнаружены указанные отличительные признаки. Следовательно, предложенное решение отвечает критерию существенности отличий. In the reviewed sources of information, we did not find the indicated distinguishing features. Therefore, the proposed solution meets the criterion of materiality of differences.
Структурная схема устройства, реализующего предложенный способ приведена на фиг.1 и 2, функционирующая следующим образом. The structural diagram of a device that implements the proposed method is shown in figures 1 and 2, which operates as follows.
Сигналы фазных токов iA, iC и линейных напряжений UAB, UBC, UCA поступают на блок выбора поврежденных фаз (БВПФ I) [1] который выбирает токи поврежденных фаз и одноименное линейное напряжение, подаваемые на его выходную цепь. Входные фазные токи iA, iC, поступают на вход сумматора (СУМ 2), а с выхода БВПФ I токи поврежденных фаз (например iA и iB поступают на вход СУМ 3, на выходах которых появляются сигналы токов iC iA и iA - iB соответственно. Разности токов iC iA, iA - iB и напряжения UCA, UАB поступают на входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) АЦП 4, АЦП 5, АЦП 6, АЦП 7 соответственно, на другие входы которых поступает тактовый сигнал с периодом, равным четверти периода промышленного тока с выхода тактового генератора (Г 8) и поэтому появляющиеся на выходах АЦП 4 АЦП 7 два соседних значения являются ортогональными составляющими синусоидального сигнала. Сигналы с выходов АЦП 4 АЦП 7 поступают на информационные входы регистров (RG) RG 9, RG 10; RG 11, RG 12; RG 13, RG 14; RG 15, RG 16 соответственно. Сигналы с выхода Г 8 также поступает на информационный вход демультиплексора (DM 18) и счетчика (Сч 18). Сигнал с выхода Сч 18 поступает на адресный вход DM 17 и в зависимости от номера сигнала на одном из выходов DM 17 появляется сигнал, который записывает или в регистрах RG 9, RG 13, RG 11, RG 15 или в регистрах RG 10, RG 14, RG 12, RG 16 сигналы, поступающие с выходов АЦП, причем сигнал на синхровходы RG 9, RG 13; RG 11, RG 15; RG 10, RG 14; RG 12, RG 16 поступает через элементы И 19, И 20, И 21, И 22 соответственно. На другие входы элементов И 19, И 21 поступает сигнал логического 0 или 1 от внешнего устройства (например, релейной защиты) через элемент задержки (ЭЗ 23) на возврат, а на входы элементов И 20, И 22 этот сигнал поступает через элемент задержки на срабатывание ЭЗ 24. В доаварийном режиме от внешнего устройства на входы элементов ЭЗ 23, ЭЗ 24 поступает сигнал логического 0 и запись сигналов в RG 9 RG 16 не происходит. В момент наступления аварийного режима на входы ЭЗ 23, ЭЗ 24 поступает сигнал логической 1 и начинается запись ортогональных составляющих токов и напряжений в вышеперечисленных регистрах. Элемент задержки на срабатывание ЭЗ 24 выдает сигнал логической 1 после завершения переходных процессов в электрической сети, где произошло короткое замыкание и запись сигналов аварийного режима происходит в RG 11, RG 12, RG 15, RG 16 и после подачи сигнала логического 0 на вход ЭЗ 24 запись сигналов аварийного режима в этих регистрах прекращается. На выходе элемента задержки на возврат ЭЗ 23 сигнал логической 1 еще сохраняется и продолжается запись сигналов в регистрах RG 9, RG 10, RG 13, RG 14 и в нормальном (послеаварийном) режиме, наступившем после отключения поврежденной линии, но с сохранением в работе остальных фидеров. Сигналы с выходов RG 9 RG 16 поступают на входы умножителей У25, У26, У27, У28; У29, У30, У31, У32; У28, У29; У33, У34; У35, У36; У27, У30, У33, У36; У26, У31, У35, У34 cоответственно. С выходов умножителей У25, У29, У33, У35; У28, У32, У34, У36 сигналы поступают на входы сумматоров СУМ 37, СУМ 38, с выходов которых сигналы поступают на входы умножителей У39, У40, У41, У42 соответственно. Сигналы с выходов умножителей У26, У30, У27, У31 поступают на входы сумматоров СУМ 43, СУМ 44, выходные сигналы которых поступают на вторые входы У40, У41 соответственно. Выходные сигналы У40, У41; У39, У42 поступают на входы СУМ 45, СУМ 46, сигналы с выходов которых поступают на входы устройства деления 47 соответственно. При поступлении сигнала логической 1 с выхода 2 DM17 и с выхода ЭЗ 23 на входы элемента И 48 на его выходе появляется сигнал логической 1, поступающий на вход ЭЗ 49. С выхода ЭЗ 49 с задержкой обусловленной переходными процессами в сумматорах, умножителях, устройстве деления сигнал логической 1 поступает на вход RG 50, в котором записывается значение напряжения, пропорциональное расстоянию до места короткого замыкания. Запись значений в RG 50 прекращается после установления на выходе ЭЗ 23 сигнала логического 0 и записанное значение в RG 50 сохраняется до наступления следующего аварийного режима.The signals of the phase currents i A , i C and the line voltages U AB , U BC , U CA go to the faulty phase selection unit (FFT I) [1] which selects the fault phase currents and the line voltage of the same name supplied to its output circuit. The input phase currents i A , i C , are fed to the input of the adder (SUM 2), and from the output of the IWF I I the currents of the damaged phases (for example, i A and i B are fed to the input of
Предлагаемый способ измерения расстояния до места короткого замыкания основан на следующем. Представляется вся нагрузка в виде схемы эквивалентной звезды, кроме поврежденного фидера, схема которого представляется в виде двух последовательно подключенных сопротивлений, пропорциональных длине линии до места короткого замыкания и по которым пpотекают фазные токи аварийного режима. Фазы поврежденного фидера в аварийном режиме подключены к соответствующим фазам схемы эквивалентной звезды неповрежденных фидеров. Составляя уравнения по законам Кирхгофа в аварийном и послеаварийном режимах, можно найти сопротивление до места короткого замыкания поврежденного фидера. При этом в послеаварийном режиме поврежденный фидер отключается и рассматривается только вышеуказанная эквивалентная схема звезды неповрежденных фидеров. The proposed method for measuring the distance to the short circuit is based on the following. The entire load is presented in the form of an equivalent star circuit, except for a damaged feeder, the circuit of which is represented in the form of two series-connected resistances proportional to the line length to the place of a short circuit and through which emergency phase currents flow. The phases of the damaged feeder in emergency mode are connected to the corresponding phases of the equivalent star circuit of intact feeders. Composing equations according to Kirchhoff's laws in emergency and post-emergency conditions, you can find the resistance to the place of short circuit of the damaged feeder. Moreover, in the post-emergency mode, the damaged feeder is turned off and only the above equivalent circuit of the star of intact feeders is considered.
Решением системы уравнений можно получить комплексное сопротивление одной фазы (расстояние) до места короткого замыкания согласно формуле:
откуда мнимая часть комплексного сопротивления поврежденной фазы, пропорциональная реактивной составляющей сопротивления до места короткого замыкания равна
где линейные напряжения и одноименные разности токов фаз послеаварийного и аварийного режимов;
Bн, Aн; Ba, Aa; Cн, Dн; Ca, Da ортогональные составляющие линейных напряжений и одноименных разностей токов фаз послеаварийного и аварийного режимов;
K BнCa AнDa BaCн + AaDн,
F BнDa + AнCa BaDн - AaCн
Переходное сопротивление дуги в месте короткого замыкания активное и нахождение расстояния до места короткого замыкания по реактивной составляющей сопротивления исключает погрешности, обусловленные сопротивлением дуги.By solving the system of equations, one can obtain the complex resistance of one phase (distance) to the place of a short circuit according to the formula:
whence the imaginary part of the complex resistance of the damaged phase, proportional to the reactive component of the resistance to the point of short circuit, is
Where line voltages and phase differences of the same name after the emergency and emergency modes;
B n , A n ; B a , A a ; C n , D n ; C a , D a the orthogonal components of the line voltages and the same phase differences of the currents of the post-emergency and emergency modes;
KB n C a A n D a B a C n + A a D n ,
FB n D a + A n C a B a D n - A a C n
The transition resistance of the arc in the place of a short circuit is active and finding the distance to the place of a short circuit in the reactive component of the resistance eliminates errors caused by the resistance of the arc.
Для определения погрешностей при расчете известным способом (1) и по предлагаемому методу предварительно произведен расчет для линейных комплексных значений напряжений нормального режима
и при коротком замыкании между фазами А и В напряжение аварийного режима
Сопротивление фазы до места короткого замыкания равно 30 + j 12 Ом, а сопротивление эквивалентной звезды неповрежденных фидеров 121 + j 59 Ом. По приведенным значениям рассчитываются токи, которые подставляются в формулы, заложенные в известный способ (1) и предлагаемый. В данном случае для известного способа получается погрешность 24 а по предлагаемому способу она не превышает 1To determine the errors in the calculation in a known manner (1) and according to the proposed method, a preliminary calculation was made for linear complex values of normal mode stresses
and with a short circuit between phases A and B, the emergency mode voltage
The phase resistance to the point of short circuit is 30 + j 12 ohms, and the resistance of the equivalent star is intact feeders 121 + j 59 ohms. According to the given values, the currents are calculated, which are substituted in the formulas embedded in the known method (1) and the proposed one. In this case, for the known method, an error of 24 is obtained, and according to the proposed method, it does not exceed 1
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93051868A RU2071075C1 (en) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93051868A RU2071075C1 (en) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93051868A RU93051868A (en) | 1996-08-10 |
RU2071075C1 true RU2071075C1 (en) | 1996-12-27 |
Family
ID=20149230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93051868A RU2071075C1 (en) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2071075C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468378C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Method of measurement of distance to fault location |
-
1993
- 1993-11-12 RU RU93051868A patent/RU2071075C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Стасенко Р.Ф., Фещенко П.П. Автоматизация сельских электрических сетей.-Киев: Техника, 1982. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468378C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Method of measurement of distance to fault location |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5773980A (en) | One-terminal fault location system that corrects for fault resistance effects | |
CA1063174A (en) | Method and apparatus for locating a fault on a line | |
US4314199A (en) | Method for locating a fault point on a transmission line | |
US4868704A (en) | Apparatus for providing distance protection and distance measurement for a high voltage transmission line | |
GB2334635A (en) | System for locating faults and estimating fault resistance in distribution networks with tapped loads | |
SE410925B (en) | DIRECTED GUARD DETECTOR | |
US4261038A (en) | Protection of electrical power supply systems | |
Saha et al. | Fault location method for MV cable network | |
US4956739A (en) | Device for locating internal faults in a high-voltage capacitor battery | |
FI86782B (en) | DIGITAL IMPEDANSRELAE. | |
US6989977B2 (en) | Digital directional relay | |
EP1383219A2 (en) | Distance relay apparatus | |
RU2071075C1 (en) | Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks | |
CA1134912A (en) | Method and apparatus for fault and/or fault direction detection | |
EP1074849A3 (en) | Fault detection in electrical transmission lines | |
US5399974A (en) | Fault current filter | |
US5710542A (en) | Method of measuring the A.C. current in a conductor in an A.C. power transmission network | |
RU2358369C1 (en) | Device for protecting generator stator winding against fault to ground | |
JPS6343520A (en) | Electronic overcurrent tripper | |
JP3628143B2 (en) | Ground fault distance relay | |
JP2001251754A (en) | Direction discriminating method | |
JPH0373825B2 (en) | ||
RU2685746C1 (en) | METHOD OF DETERMINING POINT AND DISTANCE TO SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN 6-35 kV ELECTRIC NETWORKS WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT | |
US4755903A (en) | Distance measuring relay for line faults | |
JPS6357739B2 (en) |