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 PDF

Info

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
Application number
RU93051868A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93051868A (en
Inventor
Г.Р. Гаджибабаев
Original Assignee
Дагестанский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дагестанский Политехнический Институт filed Critical Дагестанский Политехнический Институт
Priority to RU93051868A priority Critical patent/RU2071075C1/en
Publication of RU93051868A publication Critical patent/RU93051868A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071075C1 publication Critical patent/RU2071075C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electric measuring technology. SUBSTANCE: orthogonal components of differences of phase currents and line voltages under emergency and after-emergency modes are measured according to method of measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks. Performance of multiplication, division, addition and subtraction operations with orthogonal components results in determination of distance to short-circuit point. EFFECT: improved authenticity of method. 2 dwg

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 SUM 3, at the outputs of which current signals i C i A and i A - i B, respectively.The differences of currents i C i A , i A - i B and voltage U CA , U AB are supplied to the inputs of analog-to-digital converters (ADC) ADC 4, ADC 5, ADC 6, ADC 7, respectively, the other inputs of which receive a clock signal with a period equal to a quarter of the industrial current period from the output of the clock generator (G 8) and therefore appearing at the outputs of the ADC 4 ADC 7 for two the neighboring values are the orthogonal components of the sinusoidal signal.The signals from the outputs of the ADC 4 ADC 7 are fed to the information inputs of the registers (RG) RG 9, RG 10; RG 11, RG 12; RG 13, RG 14; RG 15, RG 16, respectively. output Г 8 is also fed to the information input of the demultiplexer (DM 18) and counter (Sch 18). The signal from the output Sch 18 is fed to the address input of DM 17 and, depending on the signal number, a signal appears on one of the outputs of DM 17 or registers RG 9, RG 13, RG 11, RG 15 or in the registers RG 10, RG 14, RG 12, RG 16 signals coming from the outputs of the ADC, moreover, the signal to the clock inputs RG 9, RG 13; RG 11, RG 15; RG 10, RG 14; RG 12, RG 16 enters through the elements And 19, And 20, And 21, And 22, respectively. To the other inputs of the elements And 19, And 21 receives a logical 0 or 1 signal from an external device (for example, relay protection) through the delay element (EZ 23) to return, and to the inputs of the elements And 20, And 22 this signal enters through the delay element to triggering of the EZ 24. In the pre-emergency mode from the external device to the inputs of the elements EZ 23, EZ 24 receives a logical 0 signal and the recording of signals in RG 9 RG 16 does not occur. At the time of emergency, the inputs of the EZ 23, EZ 24 receive a logical 1 signal and recording of the orthogonal components of currents and voltages in the above registers begins. The delay element for the operation of the EZ 24 produces a logical 1 signal after the completion of transients in the electric network, where a short circuit has occurred and emergency signals are recorded in RG 11, RG 12, RG 15, RG 16 and after the logical 0 signal is input to the input of EZ 24 recording of emergency signals in these registers is terminated. At the output of the delay element for the return of the EZ 23, the logical 1 signal is still stored and the recording of the signals continues in the registers RG 9, RG 10, RG 13, RG 14 and in the normal (post-emergency) mode that occurred after disconnecting the damaged line, but with the remaining ones preserved feeders. The signals from the outputs of RG 9 RG 16 are fed to the inputs of the multipliers U25, U26, U27, U28; U29, U30, U31, U32; U28, U29; U33, U34; U35, U36; U27, U30, U33, U36; U26, U31, U35, U34, respectively. From the outputs of the multipliers U25, U29, U33, U35; U28, U32, U34, U36 signals are fed to the inputs of the adders SUM 37, SUM 38, the outputs of which the signals are fed to the inputs of the multipliers U39, U40, U41, U42, respectively. The signals from the outputs of the multipliers U26, U30, U27, U31 are fed to the inputs of the adders SUM 43, SUM 44, the output signals of which are fed to the second inputs U40, U41, respectively. Output signals U40, U41; U39, U42 arrive at the inputs of the SUM 45, SUM 46, the signals from the outputs of which are fed to the inputs of the division device 47, respectively. When a logical 1 signal is received from the output 2 of DM17 and from the output of the EZ 23 to the inputs of the And 48 element, a logical 1 signal arrives at the output of the EZ 49. From the output of the EZ 49 with a delay due to transients in the adders, multipliers, signal divider logical 1 is fed to the input RG 50, which records the voltage value proportional to the distance to the place of short circuit. The recording of values in the RG 50 stops after the logical 0 signal is established at the output of the EZ 23 and the recorded value in the RG 50 is stored until the next emergency mode.

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:

Figure 00000002

откуда мнимая часть комплексного сопротивления поврежденной фазы, пропорциональная реактивной составляющей сопротивления до места короткого замыкания равна
Figure 00000003

где
Figure 00000004
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:
Figure 00000002

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
Figure 00000003

Where
Figure 00000004
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

Figure 00000005

и при коротком замыкании между фазами А и В напряжение аварийного режима
Figure 00000006

Сопротивление фазы до места короткого замыкания равно
Figure 00000007
30 + j 12 Ом, а сопротивление эквивалентной звезды неповрежденных фидеров
Figure 00000008
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
Figure 00000005

and with a short circuit between phases A and B, the emergency mode voltage
Figure 00000006

The phase resistance to the point of short circuit is
Figure 00000007
30 + j 12 ohms, and the resistance of the equivalent star is intact feeders
Figure 00000008
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)

Способ измерения расстояния до места короткого замыкания в воздушных распределительных сетях, включающий измерение одноименных мгновенных значений линейного напряжения и разности двух фазных токов в аварийном режиме электрической сети, отличающийся тем, что дополнительно измеряют одноименные мгновенные значения разности фазных токов и линейного напряжения послеаварийного режима и формируют первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую, восьмую ортогональные составляющие разностей фазных токов и линейного напряжения 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 первой и восьмой, второй и седьмой ортогональных составляющих, разность 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. A method for measuring the distance to a short circuit in air distribution networks, including measuring the instantaneous values of the linear voltage of the same name and the difference between the two phase currents in the emergency mode of the electrical network, characterized in that they also measure the instantaneous values of the difference of the phase currents and the line voltage of the post-accident mode and form the first , second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth orthogonal components of the differences of phase currents and line voltage leavarial 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 products of the first 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 place of the short circuit.
RU93051868A 1993-11-12 1993-11-12 Method for measurement of distance to short-circuit point in aerial power distribution networks RU2071075C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Стасенко Р.Ф., Фещенко П.П. Автоматизация сельских электрических сетей.-Киев: Техника, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)