RU2088947C1 - Способ измерения параметров электрической сети относительно земли - Google Patents

Способ измерения параметров электрической сети относительно земли Download PDF

Info

Publication number
RU2088947C1
RU2088947C1 RU95118450A RU95118450A RU2088947C1 RU 2088947 C1 RU2088947 C1 RU 2088947C1 RU 95118450 A RU95118450 A RU 95118450A RU 95118450 A RU95118450 A RU 95118450A RU 2088947 C1 RU2088947 C1 RU 2088947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
network
neutral
line
harmonic
Prior art date
Application number
RU95118450A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95118450A (ru
Inventor
О.А. Петров
Original Assignee
Челябинский государственный технический университет
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 Челябинский государственный технический университет filed Critical Челябинский государственный технический университет
Priority to RU95118450A priority Critical patent/RU2088947C1/ru
Publication of RU95118450A publication Critical patent/RU95118450A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2088947C1 publication Critical patent/RU2088947C1/ru

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Способ относится к области электротехники, в частности, к электрическим сетям, и предназначен для измерения параметров относительно земли электрических сетей с изолированной нейтралью. Способ позволяет существенно повысить точность измерения параметров электрической сети относительно земли при простоте схемы измерений и безопасности производства их и определить два основных параметра: емкость относительно земли и коэффициент успокоения сети с изолированной нейтралью. Сущность изобретения заключается в одновременном измерении и фиксации формы кривых напряжений линейного и естественной несимметрии сети (напряжение нейтрали), выделении первой гармоники напряжения естественной несимметрии сети, определении вещественной и мнимой составляющих ее по отношению к линейному напряжению сети, делении последних на линейное напряжение сети, подключении между одной из фаз сети и землей конденсатора емкостью С, одновременном измерении и фиксации формы кривых напряжений линейного и нейтрали сети, выделении первой гармоники напряжения нейтрали, определении вещественной и мнимой составляющих первой гармоники напряжения нейтрали по отношению к линейному напряжению сети, делению последних на линейное напряжение сети и нахождении по полученным результатам емкости сети относительно земли и коэффициента успокоения сети с изолированной нейтралью. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям переменного тока и предназначено для определения параметров по отношению к земле электрических сетей с изолированной нейтралью.
Известен способ определения параметров относительно земли электрических сетей с изолированной нейтралью с помощью измеренных величин (в частности, токов замыкания) при металлическом замыкании одной из фаз на землю [1] Недостатком данного способа является его опасность для изоляции сети, измерительных приборов и эксплуатационного персонала при пробое изоляции второй фазы на землю.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения параметров электрической сети относительно земли, при котором в нормальном режиме сети одновременно измеряют линейное напряжение и напряжение одной из фаз сети по отношению к земле, подключают между указанной фазой сети и землей конденсатор (дополнительную емкость ΔC), одновременно измеряют линейное напряжение и напряжение той же фазы относительно земли и по полученным данным рассчитывают емкость сети относительно земли CΣ (емкостной ток сети Iс) [2]
К недостаткам данного способа относятся относительно большая дополнительная емкость DC≈20-30% CΣ и невозможность определения коэффициента успокоения d сети с изолированной нейтралью.
В основу изобретения положена задача разработать такой способ измерения параметров электрической сети относительно земли, который при уменьшении дополнительной емкости, подключаемой между одной из фаз сети и землей, обеспечивает повышение точности измерения, количества измеряемых параметров и безопасность проведения измерений.
Поставленная задача решается тем, что в способе измерения параметров электрической сети относительно, при котором в нормальном режиме электрической сети одновременно измеряют линейное напряжение Uл1 и напряжение электрической сети относительно земли Uc1, между одной из фаз сети и землей подключают конденсатор (дополнительную емкость DC, измеряют одновременно линейное напряжение Uл2 и напряжение сети относительно земли Uс2, и по измеренным данным рассчитывают емкость сети относительно земли CΣ, согласно изобретению в качестве напряжения сети относительно земли используют напряжение нейтрали сети Uo(Uнс), одновременно фиксируют формы кривых напряжения естественной несимметрии сети Uнс (напряжение нейтрали) и линейного напряжения сети Uл1, выделяют первую гармонику Uнс1 напряжения естественной несимметрии сети, определяют угол v1 между этой первой гармоникой и линейным напряжением Uл1, находят вещественную Uнсв и мнимую Uнсм составляющие первой гармоники напряжения естественной несимметрии сети.
Uнсв= Uнс1cosΦ1 и Uнсм= Uнс1sinΦ1,
делят эти составляющие на линейное напряжение сети Uл1
Figure 00000002

после подключения к одной из фаз сети конденсатора емкостью ΔC одновременно фиксируют формы кривых напряжения нейтрали Uo2 и линейного напряжения сети Uл2, выделяют первую гармонику Uo21 напряжения нейтрали, определяют угол Φ2 между этой первой гармоникой и линейным напряжением Uл2, находят вещественную Uо2в и мнимую Uо2м составляющие первой гармоники напряжения нейтрали
U02в= U021cosΦ2 и U02м= U021sinΦ2,
делят эти составляющие на линейное напряжение сети Uл2
Figure 00000003

и рассчитывают емкость сети относительно земли по соотношению:
Figure 00000004

дополнительно раcсчитывают коэффициент успокоения электрической сети с изолированной нейтралью по выражению
Figure 00000005

при этом дополнительную емкость выбирают ΔC ≈ 5...10% CΣп,
где
CΣп емкость сети относительно земли, оцениваемая ориентировочно по зависимости
Figure 00000006
где
Figure 00000007
круговая частота напряжения сети;
lвΣ суммарная длина воздушных линий эл.сети, км;
lкΣ суммарная длина кабельных линий эл.сети, км.
Использование напряжения нейтрали Uo в качестве напряжения сети позволяет существенно повысить точность измерения параметров электрической сети относительно земли, т.к. относительное изменение Uo при подключении дополнительной емкости DC к фазе сети в 10-100 раз больше, чем соответствующее изменение напряжения фазы сети Uc, к которой подключается емкость ΔC (как в прототипе). Выделение вещественной (А1, А2) и мнимой (В1, В2) составляющих напряжения Uo также позволяет повысить точность оценки параметров сети относительно земли и дополнительно определить второй параметр коэффициент успокоения сети с изолированной нейтралью d. При этом обеспечивается безопасность при простоте схемы измерения.
Сущность изобретения можно пояснить, используя схему замещения электрической сети с изолированной нейтралью, приведенную на чертеже, где
Т питающий электрическую сеть трансформатор;
Q разъединитель;
C1, C2, C3 емкости фаз сети относительно земли;
ΔC конденсатор емкостью ΔC, подключаемый между одной из фаз сети и землей;
r1, r2, r3 активные сопротивления утечек изоляции фаз сети относительно земли;
U1, U2, U3 фазные напряжения трехфазного трансформатора Т;
Uнс напряжение естественной несимметрии сети (до подключения к фазе 1 сети конденсатора емкостью ΔC);
Uo напряжение нейтрали при подключении к фазе 1 сети конденсатора емкостью ΔC
t земля.
При отключенном конденсаторе емкостью ΔC на нейтрали сети имеем напряжение напряжение естественной несимметрии сети (первая гармоника)[3]
Figure 00000008
.
Измеряют напряжение
Figure 00000009
по отношению к напряжению
Figure 00000010

Figure 00000011
где
Uф1 и Uл1 фазное и линейное напряжения эл. сети (первое измерение);
Figure 00000012
напряжения фаз питающего трансформатора Т;
Figure 00000013
фазный множитель;
Figure 00000014
коэффициент успокоения сети с изолированной нейтралью;
Figure 00000015
(суммарная) емкость сети относительно земли;
А1 и B1 вещественная и мнимая составляющие напряжения
Figure 00000016
относительно линейного напряжения сети
Figure 00000017

Одновременно фиксируют формы кривых напряжений естественной несимметрии Uнс и линейного Uл1, выделяют первую гармонику
Figure 00000018
напряжения естественной несимметрии сети. Определяют ее фазу Φ1 относительно напряжения
Figure 00000019
Находят вещественную Uнсв и мнимую Uнсм составляющие первой гармоники
Uнсв= Uнс1cosΦ1 и Uнсм= Hнс1sinΦ1.
Делят эти составляющие на линейное напряжение сети Uл1
Figure 00000020

Например, к фазе А (фазе 1) подключают конденсатор емкостью ΔC. Одновременно фиксируют формы кривых напряжений сети: нейтрали Uo2 и линейного Uл2 (между фазами А и В, т.е. между фазами 2 и 3, см. чертеж).
Выделяют первую гармонику
Figure 00000021
напряжения нейтрали. Определяют ее фазу Φ2 относительно напряжения
Figure 00000022
. Находят вещественную и мнимую составляющие первой гармоники соответственно
U02в= U021cosΦ2 и U02м= U021sinΦ2,
эти составляющие делят на линейное напряжения сети Uл2
Figure 00000023

Первая гармоника напряжения нейтрали определяется выражением
Figure 00000024

Измеряют напряжение
Figure 00000025
по отношению к напряжению
Figure 00000026

Figure 00000027

Используя формулы (4)-(7), находят соотношения для расчета емкости относительно земли CΣ и коэффициента успокоения сети с изолированной нейтралью d см. формулы (1) и (2). Можно найти также и емкостный ток электрической сети
Ic= Uф.срωCΣ , где
Figure 00000028
среднее фазное напряжение электрической сети.
Таким образом, применение предложенного способа измерения параметров эл. сети относительно земли позволит сравнительно просто и безопасно выполнить измерения в высоковольтной сети с изолированной нейтралью, существенно повысить точность этих измерений (до 1-2%) и увеличить число измеряемых параметров. Все это обеспечит положительные экономический и социальный эффекты.
Область применения данного способа измерения электрические сети напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью. Это сети промышленных предприятий, городов и сельских районов.

Claims (1)

  1. Способ измерения параметров электрической сети относительно земли, при котором в нормальном режиме электрической сети одновременно измеряют линейное напряжение Uл 1 и напряжение электрической земли Uс 1 между одной из фаз сети и землей, подключают конденсатор (дополнительную емкость ΔC), измеряют одновременно линейное напряжение Uл 2 и напряжение сети относительно земли Uс 2 и по измеренным данным рассчитывают емкость сети относительно земли CΣ, отличающийся тем, что в качестве напряжения сети относительно земли используют напряжение нейтрали сети U0 (Uн с), одновременно фиксируют формы кривых напряжений естественной несимметрии сети Uн с (напряжение нейтрали) и линейного напряжения сети Uл 1, выделяют первую гармонику Uн с 1 напряжения естественной несимметрии сети, определяют угол v1 между этой первой гармоникой и линейным напряжением Uл 1, находят вещественную Uн с в и мнимую Uн с м составляющие первой гармоники напряжения естественной несимметрии сети
    Uнсв= Uнс1cosΦ1,
    Uнсм= Uнс1sinΦ1,
    делят эти составляющие на линейное напряжение сети Uл 1
    A1 Uнсв / Uл1 и B1 Uнсм / Uл1,
    после подключения к одной из фаз сети конденсатора емкостью ΔC одновременно фиксируют формы кривых напряжения нейтрали U0 2 и линейного напряжения сети Uл 2, выделяют первую гармонику U0 2 1 напряжения нейтрали, определяют угол Φ2 между этой первой гармоникой и линейным напряжением сети Uл 2, находят вещественную U0 2 в и мнимую U0 2 м составляющие первой гармоники напряжения нейтрали
    U02в= U021cosΦ2 и U02м= U021sinΦ2,
    делят эти составляющие на линейные напряжение сети Uл 2
    Figure 00000029

    рассчитывают емкость сети относительно земли по соотношению
    Figure 00000030

    и дополнительно рассчитывают коэффициент успокоения электрической сети с изолированной нейтралью по выражению
    Figure 00000031

    при этом дополнительную емкость выбирают ΔC ≈ 5...10% CΣп, где CΣп - емкость сети относительно земли, оценивается ориентировочно по зависимости
    Figure 00000032

    где
    Figure 00000033
    круговая частота напряжения сети;
    lвΣ - суммарная длина воздушных линий электрической сети, км;
    lкΣ - суммарная длина кабельных линий электрической сети, км.
RU95118450A 1995-10-31 1995-10-31 Способ измерения параметров электрической сети относительно земли RU2088947C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95118450A RU2088947C1 (ru) 1995-10-31 1995-10-31 Способ измерения параметров электрической сети относительно земли

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95118450A RU2088947C1 (ru) 1995-10-31 1995-10-31 Способ измерения параметров электрической сети относительно земли

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95118450A RU95118450A (ru) 1996-11-20
RU2088947C1 true RU2088947C1 (ru) 1997-08-27

Family

ID=20173300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95118450A RU2088947C1 (ru) 1995-10-31 1995-10-31 Способ измерения параметров электрической сети относительно земли

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088947C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107085148A (zh) * 2017-03-20 2017-08-22 国网江苏省电力公司无锡供电公司 一种并联电容器组的在线容限预警方法及装置
RU2780348C1 (ru) * 2021-12-19 2022-09-21 Ярослав Кириллович Соломенцев Способ измерения вещественной и мнимой составляющих переменного напряжения

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Маврицын А.М., Петров О.А. Электроснабжение угольных разрезов. - М.: Недра, 1977, с. 149. 2. Петров О.А., Сидоров А.И. и др. Измерение емкостного тока однофазного замыкания на землю в воздушных сетях 6.10 кВ. - Электрические станции, N 4, 1987, с. 75 и 76. 3. Петров О.А., Ершов А.М. Режимы нейтрали электрических сетей систем электроснабжения промышленных предприятий. - Челябинск, ЧПИ, 1990, с. 12 и 13. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107085148A (zh) * 2017-03-20 2017-08-22 国网江苏省电力公司无锡供电公司 一种并联电容器组的在线容限预警方法及装置
RU2780348C1 (ru) * 2021-12-19 2022-09-21 Ярослав Кириллович Соломенцев Способ измерения вещественной и мнимой составляющих переменного напряжения

Also Published As

Publication number Publication date
RU95118450A (ru) 1996-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105425109B (zh) 一种能够提高准确率的小电流接地系统单相接地选线方法
RU2637378C1 (ru) Способ дистанционного определения места однофазного замыкания на землю
Martinez-Velasco et al. Overhead lines
Wu et al. On-site voltage measurement with capacitive sensors on high voltage systems
CN108490379B (zh) 一种基于自激振荡波的变压器绕组波过程校验方法
DE602004020198D1 (de) Unterbrecherschalters auf einer hochspannungsleitung
RU2088947C1 (ru) Способ измерения параметров электрической сети относительно земли
JP3041207B2 (ja) 油入変圧器の絶縁診断装置
Kelen Critical examination of the dissipation factor tip-up as a measure of partial discharge intensity
RU2305293C1 (ru) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЯ 6( 10 ) - 35 кВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
Tesche et al. The HEMP response of an overhead power distribution line
Elkalashy et al. DWT-based investigation of phase currents for detecting high impedance faults due to leaning trees in unearthed MV networks
Bak et al. Analysis and simulation of switching surge generation when disconnecting a combined 400 kV cable/overhead line with shunt reactor
Nikander et al. Applications of transient phenomena during earth-faults in electricity distribution networks
Bogdashova et al. Parametric on-line fault location methods for distribution MV networks
JPH09311146A (ja) 電圧測定具およびこれを用いた電圧測定方法
RU60225U1 (ru) Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических сетей
Stucken et al. Risk of ferroresonance in isolated neutral networks and remedies
RU2577557C1 (ru) Способ определения места несанкционированного подключения нагрузки к линии электропередачи
RU2262116C2 (ru) Способ определения максимального емкостного тока однофазного замыкания на землю в трехфазной кабельной электрической сети с заземляющим дугогасящим плавнорегулируемым реактором
KR102495562B1 (ko) 3상4선식 전기설비 주회로에서 각상별 활선상태 절연저항과 정전용량의 측정장치 및 측정방법
RU2798941C1 (ru) Способ определения места однофазного замыкания на землю воздушных линий электропередачи в электрических сетях с изолированной нейтралью
SU917127A1 (ru) Способ определени параметров изол ции трехфазных электрических сетей с изолированной нейтралью напр жением выше 1000в
SU1737364A1 (ru) Способ определени места снижени сопротивлени изол ции в электрической цепи посто нного тока
Sabot Transient recovery voltage behind transformer: Calculation and measurement