RU2116654C1 - Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply - Google Patents

Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2116654C1
RU2116654C1 RU95117914A RU95117914A RU2116654C1 RU 2116654 C1 RU2116654 C1 RU 2116654C1 RU 95117914 A RU95117914 A RU 95117914A RU 95117914 A RU95117914 A RU 95117914A RU 2116654 C1 RU2116654 C1 RU 2116654C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
damage
model
elementary
line
models
Prior art date
Application number
RU95117914A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95117914A (en
Inventor
В.А. Ильин
Ю.Я. Лямец
Н.В. Подшивалин
В.А. Ефремов
А.П. Арсентьев
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
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 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to RU95117914A priority Critical patent/RU2116654C1/en
Publication of RU95117914A publication Critical patent/RU95117914A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2116654C1 publication Critical patent/RU2116654C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electric power transmission lines. SUBSTANCE: method involves detection of damage moment, measuring voltage and current of main harmonic frequency of fault mode in the beginning of line, converting them to voltage and current of expected damage point and line end using model of power transmission line by means of detection of intrinsic and relative characteristics of transmission line with respect to two groups of terminals in the beginning of line and expected damage point, generation of four elementary models with corresponding intrinsic and relative characteristics, generation of partial models from different pairs of models, running measured voltage levels of fault mode through first elementary model, subtraction of output from currents of fault mode, passing these differences through second elementary model in order to generated output values of first partial model, passing measured voltage levels of fault mode through third elementary model, passing through fourth model output of first partial model, adding output of third and fourth elementary models with opposite signs in order to generate output of second partial model. EFFECT: increased speed of damage point detection, increased precision. 2 cl, 2 tbl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электрических систем, и предназначено для послеаварийной диагностики состояния линий электропередачи с односторонним питанием. The invention relates to electrical engineering, namely to relay protection and automation of electrical systems, and is intended for post-emergency diagnosis of the state of power lines with one-way power supply.

Известны способы одностороннего определения места повреждения линии электропередачи с использованием ее модели [1]. Согласно этим способам фиксируют момент повреждения, измеряют напряжения и токи аварийного режима на одной (наблюдаемой) стороне линии, преобразуют их во входные сопротивления, по соотношению которых определяют расстояние до места повреждения [1]. Указанным способом присуща методическая погрешность, в частности результата от переходного сопротивления короткого замыкания. Known methods for one-sided determination of the location of damage to a power line using its model [1]. According to these methods, the moment of damage is recorded, voltage and emergency currents are measured on one (observed) side of the line, they are converted into input resistances, the ratio of which determines the distance to the place of damage [1]. The specified method is inherent in the methodological error, in particular the result from the transition resistance of the short circuit.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ определения места повреждения линии с односторонним питанием, в котором фиксируют момент повреждения, измеряют напряжения и токи основной гармоники аварийного режима в начале линии, преобразуют измеренные величины в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения, формируют реактивный параметр мест предполагаемого повреждения, например суммарную реактивную мощность, потребляемую в этих местах, и определяют место повреждения по нулевому значению указанного реактивного параметра [2]. Closest to the claimed technical essence is a method for determining the location of damage to a one-way power line, in which the moment of damage is recorded, the voltage and currents of the fundamental harmonic of the emergency mode at the beginning of the line are measured, the measured values are converted to the voltage and currents of the places of the alleged damage, and the reactive parameter of the places the alleged damage, for example, the total reactive power consumed in these places, and determine the location of the damage by the zero value of the specified p active parameter [2].

По сути дела в прототипе формируются частичные модели двух типов, позволяющих преобразовать измеренные напряжения и токи начала линии в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения, из которых затем формируется реактивный параметр мест предполагаемого повреждения. В первых частичных моделях преобразуют измеренные напряжения и токи аварийного режима в напряжения мест предполагаемого повреждения, во вторых частичных моделях преобразуют измеренные токи и выходные напряжения первой модели (напряжения мест предполагаемого повреждения) в токи мест предполагаемого повреждения. Преобразования во всех моделях производят специфически подают на их входы измеренные напряжения основной гармоники аварийного режима и уравновешивают токи основной гармоники моделей и измеренных токов путем подключения и регулирования комплексной нагрузки в месте предполагаемого повреждения. In fact, two types of partial models are formed in the prototype, which make it possible to convert the measured voltages and currents of the beginning of the line to the voltages and currents of the places of the alleged damage, from which the reactive parameter of the places of the alleged damage is then formed. In the first partial models, the measured voltages and emergency currents are converted to the voltage of the locations of the alleged damage, in the second partial models, the measured currents and output voltages of the first model (the voltage of the locations of the alleged damage) are converted to the currents of the locations of the alleged damage. Transformations in all models produce specifically applied to their inputs the measured voltage of the fundamental harmonic of the emergency mode and balance the currents of the fundamental harmonic of the models and the measured currents by connecting and regulating the complex load at the site of the alleged damage.

Недостатком такого способа является чрезмерно большое время, необходимое для определения места повреждения после фиксации момента повреждения. Как следует из вышеописанного, формирование реактивного параметра мест предполагаемого повреждения принципиально возможно только после фиксации момента повреждения и измерения токов и напряжений аварийного режима в начале линии, так как только тогда появляется возможность сравнения токов модели и измеренных токов. Кроме того, сложность преобразования измеренных величин в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения, связанная с использованием полной модели линии электропередачи, учитывающей влияние тросов, параллельных линий, отпаек, обходных путей, лишь усугубляет указанный недостаток. The disadvantage of this method is the excessively long time required to determine the place of damage after fixing the moment of damage. As follows from the above, the formation of a reactive parameter of the places of alleged damage is fundamentally possible only after fixing the moment of damage and measuring the currents and voltages of the emergency mode at the beginning of the line, since only then it becomes possible to compare the model currents and measured currents. In addition, the complexity of converting the measured values into voltages and currents of the places of the alleged damage associated with the use of a complete model of a power line, taking into account the influence of cables, parallel lines, solders, bypasses, only exacerbates this drawback.

В предлагаемом способе определения места повреждения линии электропередачи с односторонним питанием фиксируют момент повреждения, измеряют напряжения и токи основной гармоники аварийного режима в начале линии, преобразуют их с использованием моделей линии в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения и конца линии, для чего определяют собственные и взаимные параметры модели линии электропередачи относительно двух групп зажимов: начала линии и мест предполагаемого повреждения, образуют четыре элементарные модели с соответствующими собственными и взаимными параметрами, составляют частичные модели из разных пар элементарных моделей, причем первую частичную модель - из первых и вторых элементарных моделей, вторую - из третьих и четвертых, причем первую элементарную модель образуют из собственных и взаимных проводимостей входов начала линии, вторую - из взаимных проводимостей между началом линии и местами предполагаемого повреждения, пропускают через первую элементарную модель измеренные напряжения аварийного режима, их выходные величины вычитают из токов аварийного режима, а разностные величины пропускают в обратном направлении через вторую элементарную модель, получая выходные величины первой частичной модели; третью элементарную модель образуют из взаимных проводимостей между местами предполагаемого повреждения и началом линии, четвертую - из собственных и взаимных проводимостей зажимов мест предполагаемого повреждения, пропускают через третью элементарную модель измеренные напряжения аварийного режима, через четвертую - выходные величины первой частичной модели, суммируют выходные величины третьих и четвертых элементарных моделей с противоположными знаками, получая выходные величины второй частичной модели;
третью элементарную модель можно образовать из собственных и взаимных сопротивлений входов начала линии, четвертую - из взаимных сопротивлений между началом линии и местами предполагаемого повреждения, пропускают через третью элементарную модель измеренные токи аварийного режима, из их выходных величин вычитают измеренные напряжения аварийного режима, а разностные величины пропускают в обратном направлении через четвертую элементарную модель, получая выходные величины второй частичной модели.In the proposed method for determining the place of damage of a power line with one-way power supply, the moment of damage is recorded, the voltage and currents of the fundamental harmonic of the emergency mode are measured at the beginning of the line, they are converted using line models to the voltage and currents of the places of the alleged damage and the end of the line, for which they determine their own and mutual parameters of the model of the power line with respect to two groups of clamps: the beginning of the line and the places of the alleged damage, form four elementary models with the corresponding with their own and mutual parameters, they make up partial models from different pairs of elementary models, the first partial model from the first and second elementary models, the second from the third and fourth, and the first elementary model formed from the intrinsic and mutual conductivities of the inputs of the beginning of the line, the second from the mutual conductivities between the beginning of the line and the places of the alleged damage, the measured emergency voltages are passed through the first elementary model, their output values are subtracted from the currents a ariynogo mode and the difference value is passed in the reverse direction through the second elementary model to obtain the output values of the first partial pattern; the third elementary model is formed from the mutual conductivities between the places of the alleged damage and the beginning of the line, the fourth - from the intrinsic and mutual conductivities of the clamps of the places of the supposed damage, the measured emergency voltages are passed through the third elementary model, through the fourth - the output values of the first partial model, summarize the output values of the third and fourth elementary models with opposite signs, obtaining output values of the second partial model;
the third elementary model can be formed from the intrinsic and mutual resistances of the inputs of the beginning of the line, the fourth from the mutual resistances between the beginning of the line and the places of the alleged damage, the measured emergency currents are passed through the third elementary model, the measured emergency voltage is subtracted from their output values, and the difference values pass in the opposite direction through the fourth elementary model, obtaining the output values of the second partial model.

Прототип в итоге дополняется рядом операций, позволяющих сократить время, затрачиваемое на определения места повреждения после фиксации аварии, так как по-новому решается проблема преобразования измеренных в начале линии величин в токи и напряжения места предполагаемого повреждения: так, что наиболее сложные операции могут быть выполнены заблаговременно, еще до возникновения повреждения. Если же способ реализуется на многопроцессорном контроллере, то операции могут выполняться параллельно, не увеличивая общего времени обработки информации о состоянии линии электропередачи. К таким операциям относится определение собственных и взаимных параметров места наблюдения и мест предполагаемого повреждения, образование частичных моделей с указанными собственными и взаимными параметрами, попарная группировка частичных моделей. После возникновения короткого замыкания выполняется лишь некоторое ограниченное число операций: подача измеренных напряжений и токов на входы соответствующих частичных моделей напряжений и токов мест предполагаемого повреждения, формирование реактивного параметра, поиск места повреждения по нулевому значению последнего. As a result, the prototype is supplemented by a series of operations that reduce the time spent on determining the location of the damage after fixing the accident, since the problem of converting the values measured at the beginning of the line into currents and voltages of the location of the alleged damage is solved in a new way: so that the most complex operations can be performed in advance, even before damage occurs. If the method is implemented on a multiprocessor controller, then operations can be performed in parallel, without increasing the total processing time of information about the status of the power line. Such operations include determining the intrinsic and reciprocal parameters of the site of observation and the sites of the alleged damage, the formation of partial models with the specified intrinsic and reciprocal parameters, pairwise grouping of partial models. After a short circuit occurs, only a limited number of operations are performed: supplying the measured voltages and currents to the inputs of the corresponding partial voltage and current models of the locations of the alleged damage, generating a reactive parameter, searching for the location of the damage by the zero value of the latter.

Способ сокращает время определения места повреждения. Точность определения места повреждения благодаря тому, что при составлении модели линии не делается никаких ограничений на учет ее особенностей, остается высокой. The method reduces the time to determine the location of the damage. The accuracy of determining the location of damage due to the fact that when drawing up a line model does not make any restrictions on the consideration of its features, remains high.

На фиг. 1 изображена функциональная схема линии электропередачи; на фиг. 2 - полная модель этой линии, на фиг. 3-8 - схемы операций с моделью для определения собственных и взаимных проводимостей, на фиг 9-11 - то же, но для определения сопротивлений; на фиг. 12 и 13 - две структуры частичных моделей, формируемых из элементарных моделей. В табл. 1 приведена сводка операций, выполняемых в частичных моделях, в табл. 2 приведен состав входных и выходных величин частичных моделей, составляющие их пара элементарных моделей, применительно к структурам частичных моделей фиг. 12 и 13. In FIG. 1 shows a functional diagram of a power line; in FIG. 2 is a complete model of this line, in FIG. 3-8 are diagrams of operations with the model for determining intrinsic and mutual conductivities, Figs. 9-11 are the same, but for determining resistances; in FIG. 12 and 13 are two structures of partial models formed from elementary models. In the table. 1 summarizes the operations performed in partial models in table. 2 shows the composition of the input and output values of partial models, their constituent pair of elementary models, as applied to the structures of partial models of FIG. 12 and 13.

Место наблюдения линии (фиг.1), отмеченное входными зажимами 1, 2, 3, считается ее началом, и от него ведется отсчет расстояния х. В предлагаемом способе это расстояние истолковывается еще и как место предполагаемого повреждения, отмеченное зажимами 4, 5, 6. Еще одной группой зажимов 7,8,9 отмечена трехпроводная часть ненаблюдаемой стороны электропередачи (конец линии). The observation point of the line (Fig. 1), marked by the input terminals 1, 2, 3, is considered to be its beginning, and the distance x is counted from it. In the proposed method, this distance is also interpreted as the place of the alleged damage, marked by clamps 4, 5, 6. Another group of clamps 7,8,9 marked three-wire part of the unobservable side of the power transmission (end of line).

Помимо фазных проводов линии 10, схема электропередачи содержит грозозащитный трос 11, отпайки 12, одну или несколько, параллельную цепь и обходные связи, показанные в виде объединенной цепи 13, участки сближения с другими линиями, например 14. Кроме того, в нее входит нагрузка 15 и повреждение как объект 16, создавший аварийный режим. In addition to the phase conductors of line 10, the power transmission circuit includes a lightning protection cable 11, solderings 12, one or more, a parallel circuit and bypass connections, shown in the form of an integrated circuit 13, areas of convergence with other lines, for example 14. In addition, it includes a load 15 and damage as the object 16 that created the emergency mode.

Электропередача в доаварийном режиме характеризуется моделью 17, состоящей из модели линии 18 и модели нагрузки 15. Pre-emergency power transmission is characterized by model 17, consisting of a line model 18 and a load model 15.

При определении собственных и взаимных проводимостей для каждого места предполагаемого повреждения выполняют максимум шесть подключений модели (фиг. 3-8) одним из шести зажимов к единичному источнику напряжения 19, при этом все прочие пять зажимов замыкаются на общую шину. Если же определяются собственные и взаимные сопротивления, то используют три подключения одного их входных зажимов модели (фиг. 9-10) к единичному источнику тока 20. При этом все прочие зажимы разомкнуты. When determining the intrinsic and mutual conductivities for each location of the alleged damage, a maximum of six model connections (Fig. 3-8) are made using one of the six terminals to a single voltage source 19, while all the other five terminals are closed on a common bus. If the intrinsic and mutual resistances are determined, then three connections of one of the input terminals of the model (Fig. 9-10) to a single current source 20 are used. Moreover, all other terminals are open.

По собственным и взаимным параметрам полной модели 17 формируют различные элементарные модели 21, 22, из которых затем составляют с использованием операции суммирования 23 частичные модели 24, 25 (фиг.3). According to the intrinsic and mutual parameters of the complete model 17, various elementary models 21, 22 are formed, of which then partial models 24, 25 are composed using the summation operation 23 (Fig. 3).

Далее используются следующие обозначения и понятия:
I.

Figure 00000002
- вектор фазных напряжений,
Figure 00000003
- вектор фазных токов,
где т - индекс транспортирования.Further, the following notation and concepts are used:
I.
Figure 00000002
is the vector of phase voltages,
Figure 00000003
- vector of phase currents,
where t is the transportation index.

Для краткости

Figure 00000004
назовем просто напряжением в месте предполагаемого повреждения х,
Figure 00000005
- измеренным напряжением в начале линии
Figure 00000006
- измеренным током в начале линии,
Figure 00000007
- током в предполагаемом повреждении. Речь везде идет о величинах основной гармоники.To be short
Figure 00000004
simply called the voltage at the site of the alleged damage x,
Figure 00000005
- measured voltage at the beginning of the line
Figure 00000006
- measured current at the beginning of the line,
Figure 00000007
- current in alleged damage. We are talking everywhere about the magnitudes of the fundamental harmonic.

II. Матрицы:

Figure 00000008
- собственных и взаимных проводимостей (параметров), определенных в предположении, что в месте с координатой х произошло трехфазное металлическое короткое замыкание: зажимы 4-6 соединены с землей; блоки матрицы есть элементарные модели
Figure 00000009
Figure 00000010

Figure 00000011

Figure 00000012
- собственных и взаимных сопротивлений (параметров), определенных в предположении, что повреждение в месте х ликвидировано: зажимы 4-6 отключены от земли; блоки матрицы есть элементарные модели
Figure 00000013

Figure 00000014

III. Элементарные модели:
Figure 00000015
- первая,
Figure 00000016
- третья; составлены из собственных и взаимных проводимостей (сопротивлений) входов места наблюдения (зажимы 1-3); заметим, что модель
Figure 00000017
от координаты х не зависит;
Figure 00000018
- вторая
Figure 00000019
- четвертая; составлены из взаимных проводимостей (сопротивлений) между местом наблюдения и местом предполагаемого повреждения (зажимы 1-3 и 4-6);
Figure 00000020
- четвертая; составлена из собственных и взаимных проводимостей места предполагаемого повреждения (зажимы 4-6);
Figure 00000021
- третья; составлена из взаимных проводимостей между местом предполагаемого повреждения и местом наблюдения (зажимы 4-6 и 1-3).II. Matrices:
Figure 00000008
- intrinsic and mutual conductivities (parameters), determined under the assumption that a three-phase metallic short circuit occurred at a location with coordinate x: terminals 4-6 are connected to ground; matrix blocks are elementary models
Figure 00000009
Figure 00000010

Figure 00000011

Figure 00000012
- intrinsic and mutual resistances (parameters), determined under the assumption that the damage at location x has been repaired: clamps 4-6 are disconnected from the ground; matrix blocks are elementary models
Figure 00000013

Figure 00000014

III. Elementary models:
Figure 00000015
- first,
Figure 00000016
- the third; made up of intrinsic and mutual conductivities (resistances) of the inputs of the observation site (clamps 1-3); note that the model
Figure 00000017
does not depend on the x coordinate;
Figure 00000018
- second
Figure 00000019
- fourth; made up of mutual conductivities (resistances) between the site of observation and the site of the alleged damage (clamps 1-3 and 4-6);
Figure 00000020
- fourth; composed of intrinsic and mutual conductivities of the site of the alleged damage (clamps 4-6);
Figure 00000021
- the third; made up of the mutual conductivities between the site of the alleged damage and the site of observation (clamps 4-6 and 1-3).

Другие обозначения:

Figure 00000022
- модель
Figure 00000023
, включенная в обратном (инверсном) направлении.Other designations:
Figure 00000022
- model
Figure 00000023
included in the reverse (inverse) direction.

IV. Полная пассивная модель электропередачи 17, рассматриваемая относительно зажимов места наблюдения 1-3, зажимов места предполагаемого повреждения 4-6 и двух земляных зажимов, соединенных с общей шиной, представляет собой 2х4-полюсник. Известно, что токи и напряжения на зажимах при этом связаны соотношением [3]:

Figure 00000024

B режиме короткого замыкания различие сопротивлений прямой и обратной последовательности электрических машин обычно незначительно, и тогда выполняется свойство взаимности для собственных и взаимных параметров (проводимостей или сопротивлений)
Figure 00000025

Если выполняется свойство (2), то матрица
Figure 00000026
- симметрическая, и из 36 ее элементов независимых остается только двадцать один.IV. The complete passive power transmission model 17, considered with respect to the clamps of the observation site 1-3, the clamps of the location of the alleged damage 4-6 and two earth clamps connected to a common bus, is a 2x4 pole. It is known that the currents and voltages at the terminals in this case are related by the relation [3]:
Figure 00000024

In the short-circuit mode, the difference in the resistance of the forward and reverse sequence of electrical machines is usually insignificant, and then the reciprocity property is satisfied for the intrinsic and mutual parameters (conductivities or resistances)
Figure 00000025

If property (2) holds, then the matrix
Figure 00000026
- symmetric, and out of 36 of its independent elements, only twenty-one remain.

Уравнение (1) может быть преобразовано к двум матричным уравнениям, связывающим ток наблюдения и ток повреждения с напряжениями

Figure 00000027

Рассматривая зажимы наблюдения 1-3 как входные зажимы восьмиполюсника, а 4-6 - как выходные, можно преобразовать уравнение (3) к форме обратной передачи, выразив выходное напряжение через входные напряжение и ток
Figure 00000028

Уравнения в форме
Figure 00000029
аналогичны (1)
а матрица
Figure 00000030
и ее блоки отличаются от
Figure 00000031
только обозначениями:
Figure 00000032

Для выходного тока из (6) следует выражение, аналогичное (5)
Figure 00000033

Для предлагаемого способа принципиально важно, что собственные и взаимные проводимости, как и сопротивления, не зависят ни от вида короткого замыкания, ни от величин переходных сопротивлений, и определяются заранее, до обнаружения повреждения, к тому же во многом независимо друг от друга. Использование же проводимостей или сопротивлений связано лишь с тем, в какой степени это способствует ускорению преобразования входных величин.Equation (1) can be converted to two matrix equations connecting the observation current and the fault current with voltages
Figure 00000027

Considering observation clamps 1–3 as input terminals of an eight-terminal device, and 4–6 as output terminals, it is possible to transform equation (3) into a form of reverse gear, expressing the output voltage through the input voltage and current
Figure 00000028

Equations in the form
Figure 00000029
similar (1)
and the matrix
Figure 00000030
and its blocks are different from
Figure 00000031
only designations:
Figure 00000032

For the output current from (6) follows an expression similar to (5)
Figure 00000033

For the proposed method, it is fundamentally important that the intrinsic and mutual conductivities, as well as the resistances, depend neither on the type of short circuit, nor on the values of the transient resistances, and are determined in advance, before the detection of damage, moreover, they are largely independent of each other. The use of conductivities or resistances is connected only with the extent to which this helps to accelerate the conversion of input quantities.

Предлагаемый способ определения места повреждения линии электропередачи с односторонним питанием заключается в следующем:
1. Фиксируют момент повреждения, разделяя доаварийный и аварийный режимы, для чего применяют пусковые органы, например [4].The proposed method for determining the location of damage to a power line with one-way power supply is as follows:
1. The moment of damage is recorded, separating the pre-emergency and emergency modes, for which starting bodies are used, for example [4].

2. Измеряют напряжения и токи основной гармоники

Figure 00000034
аварийного режима в начале линии.2. Measure the voltage and currents of the fundamental
Figure 00000034
emergency mode at the beginning of the line.

3. Преобразуют измеренные напряжения и токи с использованием моделей в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения с учетом приведенных выше определений, понятий, для чего:
3.1. Определяют и собственные параметры (проводимости и сопротивления) модели линии электропередачи относительно двух групп зажимов: начала линии и мест предполагаемого повреждения.3. Convert measured voltages and currents using models into voltages and currents of places of alleged damage, taking into account the above definitions, concepts, for which:
3.1. The own parameters (conductivity and resistance) of the power line model are also determined with respect to two groups of clamps: the beginning of the line and the places of the alleged damage.

Отметим, что операции составляющие данный подпункт связаны с испытаниями модели линии 17, которое может быть произведено в любое время независимо от текущего состояния линии и ее нагрузки. Note that the operations that make up this subparagraph are associated with testing the model of line 17, which can be performed at any time, regardless of the current state of the line and its load.

Чтобы определить все проводимости, необходимо провести шесть включений полной пассивной модели электропередачи 17 (фиг. 3-8). При каждом включении на один из шести зажимов электропередачи 1-6 подают единичное напряжение от источника 19. Все остальные пять зажимов при этом закорачивают на общую шину. Измеряя токи, втекающие в зажимы, получают соответствующие проводимости. Свойство взаимности (2), дает возможность сократить число измеряемых токов: при первом включении (фиг. 3) измеряют шесть из них, при втором - пять, и при каждом последующем - на единицу меньше. Всего же в шести включениях полной модели измеряется максимум 21 ток. Каждое включение независимо от пяти других, т.е. шесть относительных моделей 17 могут быть включены независимо друг от друга в одно и то же время. To determine all the conductivities, it is necessary to conduct six inclusions of the full passive power transmission model 17 (Fig. 3-8). Each time, one of the six terminals of power transmission 1-6 is supplied with a unit voltage from the source 19. All the other five terminals are shorted to a common bus. By measuring the currents flowing into the clamps, the corresponding conductivities are obtained. The reciprocity property (2) makes it possible to reduce the number of measured currents: at the first switching on (Fig. 3) six of them are measured, at the second - five, and with each subsequent one less. A total of six inclusions of the full model measures a maximum of 21 currents. Each inclusion is independent of five others, i.e. six relative models 17 may be included independently of one another at the same time.

Собственные и взаимные сопротивления определяются с тем лишь отличием (фиг. 9-1), что зажимы модели 17 остаются разомкнутыми, на один из зажимов подается единичный ток от источника 20, а на других измеряют напряжения. The intrinsic and mutual resistances are determined with the only difference (Fig. 9-1) that the clamps of the model 17 remain open, one of the clamps is supplied with a single current from the source 20, and voltage is measured on the others.

Испытания модели 17 в соответствии со схемами фиг. 3-11 проводят для заданного числа мест предполагаемого замыкания х с целью формирования для каждого из них матриц

Figure 00000035
.Tests of model 17 in accordance with the diagrams of FIG. 3-11 are carried out for a given number of places of the alleged closure x in order to form matrices for each of them
Figure 00000035
.

3.2. Образуют четыре элементарные модели с соответствующими собственными и взаимными параметрами (см. пункт III. Элементарные модели). 3.2. Four elementary models are formed with the corresponding intrinsic and mutual parameters (see point III. Elementary models).

3.3. Составляют первые и вторые частичные модели из разных пар элементарных моделей, причем первую частичную модель - из первых и вторых элементарных моделей, вторую - из третьих и четвертых. 3.3. The first and second partial models are composed of different pairs of elementary models, the first partial model of the first and second elementary models, the second of the third and fourth.

Первую элементарную модель образуют на собственных и взаимных проводимостей входов начала линии, вторую - из взаимных проводимостей между началом линии и местом предполагаемого повреждения. The first elementary model is formed on the intrinsic and mutual conductivities of the inputs of the beginning of the line, the second - from the mutual conductivities between the beginning of the line and the place of the alleged damage.

Существует два варианта образования третьей и четвертых элементарных моделей:
В соответствии с первым, третью элементарную модель образуют из взаимных проводимостей между местами предполагаемого повреждения и началом линии, четвертую - из собственных и взаимных проводимостей зажимов мест предполагаемого повреждения;
в соответствии с вторым, третью элементарную модель образуют из собственных и взаимных сопротивлений входов начала линии, четвертую - из взаимных сопротивлений между началом линии и местами предполагаемого повреждения.There are two options for the formation of the third and fourth elementary models:
In accordance with the first, the third elementary model is formed from the mutual conductivities between the places of the alleged damage and the beginning of the line, the fourth - from the intrinsic and mutual conductivities of the clamps of the places of the alleged damage;
in accordance with the second, the third elementary model is formed from the intrinsic and mutual resistances of the inputs of the beginning of the line, the fourth from the mutual resistances between the beginning of the line and the places of the alleged damage.

Из элементарных моделей составляются частичные модели двух типов, осуществляющие преобразования входных величин

Figure 00000036
в выходную
Figure 00000037
(фиг. 12, 13)
Figure 00000038

они охватывают все операции (3) -(7), если параметры
Figure 00000039
и входные величины задаются согласно табл.1. Полное описание всех применяемых в данном способе частичных моделей видно из табл. 2.Partial models of two types are compiled from elementary models, transforming input quantities
Figure 00000036
on the weekend
Figure 00000037
(Fig. 12, 13)
Figure 00000038

they cover all operations (3) - (7) if the parameters
Figure 00000039
and input values are set according to table 1. A full description of all the partial models used in this method can be seen from the table. 2.

Частичные модели целесообразно выполнять на элементах цифровой техники, записывая матрицы

Figure 00000040
в памяти микропроцессорного контроллера.Partial models are advisable to perform on the elements of digital technology, recording the matrix
Figure 00000040
in the memory of the microprocessor controller.

Еще раз подчеркнем, что пункты 3.1-3.3 являются подготовительными и выполняется на полной модели 18 ( фиг. 2) заранее, до возникновения аварии. We emphasize once again that paragraphs 3.1-3.3 are preparatory and are performed on the full model 18 (Fig. 2) in advance, before the accident.

После фиксации момента аварии и измерения напряжений и токов основной гармоники

Figure 00000041
аварийного режима в начале линии, начинается непосредственное преобразование измеренных напряжений и токов с использованием моделей в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения.After fixing the moment of the accident and measuring the voltages and currents of the fundamental
Figure 00000041
emergency mode at the beginning of the line, the direct conversion of the measured voltages and currents using models into the voltages and currents of the places of the alleged damage begins.

3.4. Напряжения

Figure 00000042
в местах предполагаемого повреждения формируются в частичных моделях только типа (8), реализующих операцию (5) (табл. 2). А формирование токов
Figure 00000043
производят по одному из двух возможных вариантов. В первом варианте частичная модель реализует операцию (4), а во втором - операцию (7).3.4. Stress
Figure 00000042
in the places of the alleged damage, they are formed in partial models of only type (8) that implement operation (5) (Table 2). And the formation of currents
Figure 00000043
produce one of two possible options. In the first version, the partial model implements operation (4), and in the second, operation (7).

2. После формирования напряжений и токов формируют реактивный параметр каждого места предполагаемого повреждения, например реактивную мощность, потребляемую повреждением как своеобразной нагрузкой 16:

Figure 00000044

5. Определяют то место линии электропередачи, в котором реактивный параметр Q(x) проходит через нулевое значение. Оно и является местом истинного повреждения Xf
Q(Xf)=0, (15)
что вытекает из резистивной природы повреждения [5].2. After the formation of voltages and currents, the reactive parameter of each place of the alleged damage is formed, for example, the reactive power consumed by the damage as a kind of load 16:
Figure 00000044

5. Determine the location of the power line in which the reactive parameter Q (x) passes through a zero value. It is the place of true damage X f
Q (X f ) = 0, (15)
which follows from the resistive nature of the damage [5].

Таким образом, наиболее трудоемкие операции, связанные с определением места повреждения линии электропередачи, в предлагаемом способе выполняются до повреждения линии: определение собственных и взаимных параметров модели самой линии 18, составление частичных моделей, привязанных к местам предполагаемых повреждений. На послеаварийное время остается значительно менее трудоемкая часть преобразований: формирование величин

Figure 00000045
в уже готовых частичных модулях, определение реактивного параметра (14) и операции (15) определения места, в котором этот параметр изменяет свой знак, переходя через нулевое значение.Thus, the most time-consuming operations associated with determining the location of damage to the power line, in the proposed method, are performed before the damage to the line: determination of the intrinsic and mutual parameters of the model of the line 18 itself, preparation of partial models attached to the places of the alleged damage. In the post-accident period, the much less laborious part of the transformations remains: the formation of quantities
Figure 00000045
in ready-made partial modules, determination of the reactive parameter (14) and operation (15) of determining the place where this parameter changes its sign, passing through the zero value.

Способ, таким образом, сокращает время определения места повреждения. Повышается и точность благодаря тому, что при составлении модели линии не делается никаких ограничений на учет ее особенностей. The method, thus, reduces the time to determine the location of the damage. The accuracy is also increased due to the fact that when drawing up a line model, no restrictions are made on taking into account its features.

Claims (2)

1. Способ определения места повреждения линии электропередачи с односторонним питанием путем фиксации момента повреждения, измерения напряжений и токов основной гармоники аварийного режима в начале линии, их преобразования с использованием образованных моделей линии в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения, формирования реактивного параметра мест предполагаемого повреждения и определения места повреждения по нулевому значению указанного параметра, отличающийся тем, что определяют собственные и взаимные параметры модели линии электропередачи относительно зажимов начала линии и мест предполагаемого повреждения, образуют четыре элементарные модели с соответствующими собственными и взаимными параметрами, составляют частичные модели из разных пар элементарных моделей, причем первую частичную модель - из первый и вторых элементарных моделей, вторую - из третьих и четвертых, при этом первую элементарную модель образуют из собственных и взаимных проводимостей входов начала линии, вторую - из взаимных проводимостей между началом линии и местами предполагаемого повреждения, пропускают через первую элементарную модель измеренные напряжения аварийного режима, их выходные величины вычитают из токов аварийного режима, а разностные величины пропускают в обратном направлении через вторую элементарную модель, получая выходные величины первой частичной модели, третью элементарную модель образуют из взаимных проводимостей между местами предполагаемого повреждения и началом линии, четвертую - из собственных и взаимных проводимостей зажимов мест предполагаемого повреждения, пропускают через третью элементарную модель измеренные напряжения аварийного режима, через четвертую - выходные величины первой частичной модели, суммируют выходные величины третьих и четвертых элементарных моделей с противоположными знаками, получая выходные величины второй частичной модели. 1. A method for determining the place of damage of a power line with one-way power supply by fixing the moment of damage, measuring the voltages and currents of the fundamental harmonic of the emergency mode at the beginning of the line, converting them using the formed line models into voltages and currents of the places of the alleged damage, forming a reactive parameter of the places of the alleged damage and determining the location of damage by the zero value of the specified parameter, characterized in that they determine their own and mutual parameters of the mode and power lines relative to the clamps of the beginning of the line and the places of the alleged damage, form four elementary models with corresponding own and mutual parameters, make up partial models from different pairs of elementary models, the first partial model from the first and second elementary models, the second from the third and fourth , while the first elementary model is formed from the intrinsic and mutual conductivities of the inputs of the beginning of the line, the second from the mutual conductivities between the beginning of the line and the places of the assumption permanent damage, the measured emergency voltage is passed through the first elementary model, their output values are subtracted from the emergency currents, and difference values are passed in the opposite direction through the second elementary model, receiving the output values of the first partial model, the third elementary model is formed from the mutual conductivities between places the alleged damage and the beginning of the line, the fourth - from the intrinsic and mutual conductivities of the clamps of the places of the alleged damage, is passed through retyu elemental model measured voltage failure mode, through the fourth - the output values of the first partial pattern, summing output values of third and fourth elementary models with opposite signs, yielding output values of the second partial pattern. 2. Способ определения места повреждения линии электропередачи с односторонним питанием путем фиксации момента повреждения, измерения напряжений и токов основной гармоники аварийного режима в начале линии, их преобразования с использованием образованных моделей линии в напряжения и токи мест предполагаемого повреждения, формирования реактивного параметра мест предполагаемого повреждения и определения места повреждения по нулевому значению указанного параметра, отличающийся тем, что определяют собственные и взаимные параметры модели линии электропередачи относительно зажимов начала линии и мест предполагаемого повреждения, образуют четыре элементарные модели с соответствующими собственными и взаимными параметрами, составляют частичные модели из разных пар элементарных моделей, причем первую частичную модель - из первых и вторых элементарных моделей, вторую - из третьих и четвертых, при этом первую элементарную модель образуют из собственных и взаимных проводимостей входов начала линии, вторую - из взаимных проводимостей между началом линии и местами предполагаемого повреждения, пропускают через первую элементарную модель измеренные напряжения аварийного режима, их выходные величины вычитают из токов аварийного режима, а разностные величины пропускают в обратном направлении через вторую элементарную модель, получая выходные величины первой частичной модели, третью элементарную модель образуют из собственных и взаимных сопротивлений входов начала линии, четвертую - из взаимных сопротивлений между началом линии и местами предполагаемого повреждения, пропускают через третью элементарную модель измеренные токи аварийного режима, из их выходных величин вычитают измеренные напряжения аварийного режима, а разностные величины пропускают в обратном направлении через четвертую элементарную модель для получения выходных величин второй частичной модели. 2. A method for determining the place of damage of a power line with one-way power supply by fixing the moment of damage, measuring the voltages and currents of the fundamental harmonic of the emergency mode at the beginning of the line, converting them using the formed line models into voltages and currents of the places of the alleged damage, forming a reactive parameter of the places of the alleged damage and determining the location of damage by the zero value of the specified parameter, characterized in that they determine their own and mutual parameters of the mode and power lines relative to the clamps of the beginning of the line and the places of the alleged damage, form four elementary models with corresponding own and mutual parameters, make up partial models from different pairs of elementary models, the first partial model from the first and second elementary models, the second from the third and fourth , while the first elementary model is formed from the intrinsic and mutual conductivities of the inputs of the beginning of the line, the second from the mutual conductivities between the beginning of the line and the places of the assumption permanent damage, the measured emergency voltage is passed through the first elementary model, their output values are subtracted from the emergency currents, and difference values are passed in the opposite direction through the second elementary model, receiving the output values of the first partial model, the third elementary model is formed from intrinsic and mutual resistances the inputs of the beginning of the line, the fourth - from the mutual resistances between the beginning of the line and the places of the alleged damage, pass through the third elementary del measured emergency currents, the measured emergency voltage is subtracted from their output values, and difference values are passed in the opposite direction through the fourth elementary model to obtain output values of the second partial model.
RU95117914A 1995-10-23 1995-10-23 Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply RU2116654C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117914A RU2116654C1 (en) 1995-10-23 1995-10-23 Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117914A RU2116654C1 (en) 1995-10-23 1995-10-23 Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95117914A RU95117914A (en) 1998-02-27
RU2116654C1 true RU2116654C1 (en) 1998-07-27

Family

ID=20173088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95117914A RU2116654C1 (en) 1995-10-23 1995-10-23 Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2116654C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492493C2 (en) * 2011-11-23 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of multi-wire electric power network with two-way observation
RU2586082C1 (en) * 2015-02-10 2016-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining points of ground faults in different phases of feeder
RU2790790C1 (en) * 2022-06-14 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for unilateral determining the location of damage to a transmission line using its models

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Айзенфельд А.И., Шалыг Г.М. Определение мест короткого замыкания на ли ниях с ответвлениями. - М.: Энергоатомиздат, 1988. 2. RU, патент, 2033622, G 01 R 31/11, H 02 H 3/28, 1989. 3. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретичес кие основы электротехники. - Л.: Энергоиздат, 1981, т.I. 4. RU, патент, 20 12971, H 02 H 3/38, H 01 H 83/20, 1994. 5. Лямец Ю.Я., Ильин В.А. Электрот ехника. 1994, N 1, с. 36 - 47. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492493C2 (en) * 2011-11-23 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of multi-wire electric power network with two-way observation
RU2586082C1 (en) * 2015-02-10 2016-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining points of ground faults in different phases of feeder
RU2790790C1 (en) * 2022-06-14 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for unilateral determining the location of damage to a transmission line using its models
RU2813460C1 (en) * 2023-12-04 2024-02-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method for one-sided determination of point of damage of power transmission line
RU2824723C1 (en) * 2024-05-21 2024-08-13 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method of one-way wave determination of point of damage of power transmission line with bypass communication

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dandeno et al. Effects of synchronous machine modeling in large scale system studies
Hammons et al. Comparisons of synchronous-machine models in the study of the transient behaviour of electrical power systems
RU2107304C1 (en) Method of determination of damaged place in power line with two-way supply
Tu et al. Modeling and real-time simulation of internal faults in synchronous generators with parallel-connected windings
Megahed et al. Synchronous generator internal fault computation and experimental verification
RU2505825C2 (en) Method of determining points of double short-circuit in multiwire power grid
Scheibe et al. Real time co-simulation of electromechanical and electromagnetic power system models
Yalçın et al. A study of symmetrical and unsymmetrical short circuit fault analyses in power systems
Iracheta-Cortez et al. Developing automated Hardware-In-the-Loop tests with RTDS for verifying the protective relay performance
Smith et al. Induction-motor reswitching transients
RU2116654C1 (en) Method for detection of damage of electric power transmission line with single-side power supply
RU95119532A (en) METHOD FOR DETERMINING A PLACE OF DAMAGE TO A BACKED POWER SUPPLY LINE
Bissig et al. Modelling and identification of synchronous machines, a new approach with an extended frequency range
JP5414666B2 (en) Method and apparatus for obtaining parameter set describing electric parameters of route section of magnetic levitation railway, and magnetic levitation railway
Parise The method of “Characteristic” currents and countercurrents for short circuits diagnosis
Wang et al. Analysis of a stand-alone three-phase self-excited induction generator with unbalanced loads using a two-port network model
Demerdash et al. Electric machinery parameters and torques by current and energy perturbations from field computations. II. Applications and results
Undrill et al. Advanced power system fault analysis method
RU2457593C1 (en) Method for building remote protection of double-end line and detection of short-circuit fault therein
Makram et al. A generalized computer technique for the development of the three-phase impedance matrix for unbalanced power systems
Agrawal et al. Apparent impedance measuring systems (aims)
US3775603A (en) Power system simulators
Singh et al. Efficient identification of synchronous machine parameters through the finite elements method
Shackshaft et al. Effect of clearing time on synchronous machine transient stability
Hartman The application of Fortescue’s transformation to describe power states in multi-phase circuits with non-sinusoidal voltage and currents