RU2149489C1 - Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи - Google Patents

Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU2149489C1
RU2149489C1 RU99101976/09A RU99101976A RU2149489C1 RU 2149489 C1 RU2149489 C1 RU 2149489C1 RU 99101976/09 A RU99101976/09 A RU 99101976/09A RU 99101976 A RU99101976 A RU 99101976A RU 2149489 C1 RU2149489 C1 RU 2149489C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
damage
loads
phases
phase
Prior art date
Application number
RU99101976/09A
Other languages
English (en)
Inventor
мец Ю.Я. Л
Ю.Я. Лямец
Г.С. Нудельман
В.А. Ефремов
Original Assignee
Нудельман Года Семенович
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 Нудельман Года Семенович filed Critical Нудельман Года Семенович
Priority to RU99101976/09A priority Critical patent/RU2149489C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2149489C1 publication Critical patent/RU2149489C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических систем и повышает адаптируемость дистанционной защиты и локаторов повреждений к нагрузочному режиму линии электропередачи, предшествовавшему короткому замыканию. Эффект достигается благодаря дополнительному использованию информации о состоянии неповрежденной фазы. Способ предполагает применение моделей электропередачи, на входы которых подают измеряемые напряжения. В месте предполагаемого повреждения (оно произвольно) к модели подключают комплексные нагрузки. Устанавливают их такими, чтобы токи на входе модели совпадали с измеренными. Из ряда нагрузок выбирают резистивные, по которым и судят о месте повреждения линии. В отличие от прототипа нагрузки выполняют автономными для предположительно поврежденных и неповрежденных фаз линии. Вводят уставки по активному сопротивлению резистивных нагрузок предположительно поврежденных фаз и полному сопротивлению предположительно неповрежденных фаз. Отбирают места, где первая уставка выше замера, а вторая - ниже. Если это единственное место, то оно и принимается за место повреждения линии. В противном случае из ряда мест отбирается наиболее достоверное. 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к релейной защите и системной автоматике, и может быть использовано для выполнения дистанционной защиты локаторов повреждения, а также устройство, совмещающих эти функции.
Известен способ дистанционной защиты линии электропередачи путем преобразования выделенных в месте наблюдения линии основных гармоник напряжений и токов в реактивный параметр предполагаемого повреждения и анализа значений этого параметра в начале и конце зоны [1]. Известен и более общий способ определения места и характера повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей, в котором выделенные напряжения подают на входы моделей, измеряют токи на указанных входах и сравнивают их с выделенными токами, подключают к моделям комплексные нагрузки в местах предполагаемого повреждения, устанавливают комплексные нагрузки такими, чтобы токи на входах модели совпадали с токами линии, выбирают нагрузки, оказавшиеся резистивными, и принимают, что место и характер повреждения соответствуют месту подключения указанной нагрузки и величинам ее активных параметров [2].
Недостатком упомянутых способов оказался неучет граничных условий в месте предполагаемого повреждения, в силу чего для их функционирования непременно необходима информация о режиме, предшествовавшем короткому замыканию.
Известен дистанционный способ защиты и автоматики линии электропередачи, свободный от данного недостатка. Здесь разграничивают междуфазные и земляные замыкания, преобразуют измеренные напряжения и токи с учетом особенностей модели линии, и в месте каждого предполагаемого повреждения принимают ток прямой последовательности равным заданной комбинации токов обратной и нулевой последовательности: при однофазном замыкании - равным току обратной последовательности, а при двухфазном замыкании на землю - противоположным в особой фазе сумме токов обратной и нулевой последовательности.
В указанном способе место повреждения линии определяют как ближайшее к началу линии место предполагаемого замыкания, в котором реактивный параметр принимает нулевое значение. Между тем, исследования и испытания на моделях линий электропередачи показали, что при наблюдении с приемной стороны линии реактивный параметр проходит через нулевые значения дважды вдоль длины линии, причем истинное место повреждения может приходиться как на первый, так и на второй нуль. На второй даже с большей вероятностью, так как ему отвечает меньшее переходное сопротивление короткого замыкания в линии электропередачи, чем в первом нуле. Таким образом, в режимах обратной передачи мощности нагрузочного режима, обсуждаемый способ, как и любой другой способ одностороннего наблюдения линии электропередачи, не гарантирует селективной работы дистанционной защиты или же однозначного распознавания места повреждения. Еще один его недостаток обусловлен неопределенностью знака реактивного параметра при металлическом коротком замыкании вблизи места установки защиты, когда в зависимости от погрешности измерения существует вероятность как неселективного срабатывания при замыкании за "спиной", так и отказа при замыкании в линии.
Цель изобретения - устранение второго недостатка при всех видах коротких замыканий, а первого - при несимметричных земляных замыканиях.
Поставленная цель достигается тем, что в известный способ дистанционной защиты и определения места замыкания линии электропередачи с использованием ее моделей вводятся новые операции, придающие ему новое качество. Как и в известном способе, выделяют напряжения и токи основных гармоник, подают напряжения основных гармоник на входы моделей, подключают к моделям в местах предполагаемого повреждения поперечные комплексные нагрузки, устанавливают последние такими, чтобы токи на входах модели и выделенные токи линии совпали, определяют сопротивления указанных нагрузок, выбирают из их множества те, что оказались резистивными, и судят по ним о зоне и месте повреждения линии. Однако в отличие от известного способа поперечные комплексные нагрузки подбирают отдельно для каждого вида повреждения, притом в общем случае еще и отдельно для предположительно поврежденной (поврежденных) и неповрежденных (неповрежденной) фаз. Для поврежденной и неповрежденной фаз задают уставки по разным сопротивлениям, соответственно по активному (первая уставка) и по полному (вторая уставка). В местах с резистивной нагрузкой предполагаемого повреждения, которых, как указывалось, может оказаться более одного, определяют полное сопротивление поперечных нагрузок неповрежденных фаз, сравнивают сопротивления поперечных нагрузок с соответствующими уставками, фиксируют места линии, в которых активное сопротивление уступает первой уставке, а полное сопротивление превосходит вторую уставку, затем перебирают возможные варианты. Если место с резистивной поперечной нагрузкой единственное, то именно его и полагают местом повреждения линии. Если таких мест окажется несколько, то местом повреждения считают то из них, где полное сопротивление поперечной нагрузки неповрежденных фаз максимально. Наконец, таких мест может не оказаться вовсе, что может означать одно из двух: или линия не повреждена, или имеет место металлическое короткое замыкание вблизи пункта наблюдения. В последнем случае поперечная нагрузка поврежденных фаз будет близка к нулю в начале линии, а нулевое сопротивление из-за неизбежных погрешностей измерения и преобразования входных величин может сместиться не только вправо, но и влево от координаты начала линии. Критерием повреждения в такой ситуации явится минимальное реактивное сопротивление поперечной нагрузки предположительно поврежденных фаз, приходящихся на начало линии, а помимо этого еще и достаточно высокое полное поперечное сопротивление неповрежденных фаз, превышающее вторую уставку. Местом повреждения в данномм случае признается начало линии.
Дополнительно предлагается конкретное выполнение поперечной комплексной нагрузки, решающее задачу идентификации двухфазного замыкания на землю: нагрузки двух предположительно поврежденных фаз выполняют в виде трехлучевой звезды с одинаковыми фазными лучами, нагрузку неповрежденной фазы выполняют в виде отдельного элемента, а эквивалентное сопротивление поврежденных фаз определяют как отношение суммы фазных напряжений к сумме поперечных токов предположительно поврежденных фаз в месте предполагаемого повреждения.
Рассматриваемое предложение в теоретическом плане может быть отнесено к технической диагностике - разделу автоматического управления и регулирования в электроэнергетических системах. Однако методы распознавания аварийных ситуаций в линиях электропередачи специфичны (Лямец Ю.Я., Ильин В.А., Подшивалин Н. В. Программный комплекс анализа аварийных процессов и определения места повреждения линии электропередачи. Электричество. 1996. N 12. С. 2-7), поэтому все ближайшие аналоги находятся в области электроэнергетики, а возможные применения относятся к защите и локации повреждений линий электропередачи.
На фиг. 1 изображена модель линии электропередачи с подключенными к ней поперечными комплексными нагрузками для распознавания однофазных коротких замыканий, на фиг. 2 - та же модель, но с другим подключением поперечных комплексных нагрузок для распознавания двухфазных замыканий на землю, на фиг. 3 - структурная схема, реализующая предлагаемый способ при однофазном замыкании, на фиг 4 - схема действия способа при двухфазном замыкании на землю, на фиг. 5 - схема распознавания однофазного замыкания в начале контролируемой зоны, на фиг. 6 - схема того же назначения, но для двухфазного замыкания на землю, на фиг. 7 показаны варианты зависимости реактивного сопротивления комплексной нагрузки поврежденных фаз от координаты предполагаемого повреждения; зависимости различаются числом и местонахождением нулей; на фиг. 8 показана примерная характеристика срабатывания измерительного органа сопротивления, предназначенного для выявления замыкания в начале зоны; на фиг. 9-11 приведена модель электропередачи соответственно в предшествующем режиме, текущем режиме короткого замыкания и чисто аварийном режиме; на фиг. 12 - векторная диаграмма, иллюстрирующая ситуацию в двухпроводной линии, не поддающуюся распознаванию; на фиг. 13 - линия нераспознаваемости на плоскости аварийных параметров; на фиг. 14 - график сопротивлений комплексных нагрузок при однофазном замыкании (фаза А).
Модель линии электропередачи имитирует систему, параметры которой распределены вдоль координаты x. Наблюдаемые напряжения
Figure 00000002
подаются на отводы 1; там же контролируются и токи, регулируемые вплоть до совпадения с наблюдаемыми токами
Figure 00000003
Поперечные комплексные нагрузки подключаются к модели в месте предполагаемого повреждения 2 с координатой xf. Для распознавания однофазных замыканий к каждой фазе модели подключаются одиночные комплексные нагрузки 3-5 - сопротивления
Figure 00000004
V = A,B,C - обозначение фаз. Модели электропередачи составляются для отдельных ее участков и включают в себя подмодели 6-7 участка до и после места предполагаемого повреждения, а также подмоделей 8-10 частей электропередачи; до контролируемого участка 8, после него 9 и обходной части 10, куда входят и все провода, связанные электромагнитным полем с основной линией. Для распознавания двухфазных замыканий на землю к предположительно поврежденным фазам подключается звезда сопротивлений 11-13, а к остающейся фазе - одиночное сопротивление 14.
При распознавании однофазного замыкания операции настройки моделей и определения пофазных поперечных комплексных сопротивлений
Figure 00000005
для разных мест xf предполагаемого повреждения выполняются в трех блоках 15-17 отдельно для каждой фазы. Каждый блок в свою очередь выполнен с тремя выходами: выходы 18-20 реактивных сопротивлений
Figure 00000006

выходы 21-23 активных сопротивлений
Figure 00000007

и выходы 24-26 полных сопротивлений
Figure 00000008

Выходные сигналы поступают на пороговые элементы 27-29 реактивных сопротивлений, 30-32 активных сопротивлений и 33-35 полных сопротивлений. Первые представляют собой нуль-индикаторы, срабатывающие при переходе реактивного сопротивления через нулевое значение и фиксирующие тем самым координату места повреждения
Figure 00000009
Далее соответствующая операция обозначается как
Figure 00000010

Вторые пороговые элементы срабатывают при условии, что активное сопротивление не выше уставки
Figure 00000011

третьи- если полное сопротивление не ниже уставки
Figure 00000012

Состояние пороговых элементов контролируют четырехвходовые элементы И 36-38. Оконечный элемент И канала фазы v срабатывает при следующем сочетании условий
Figure 00000013

где V∓1 - обозначение отстающей и опережающей фазы.
Распознавание двухфазного замыкания на землю проводится в форме проверки предположения о повреждении фаз V∓1. Проверяются три возможных варианта. Каждому из них соответствует своя операция настройки моделей линии электропередачи, выполняемая блоком 39. Результатом этой операции явятся два комплексных сопротивления: эквивалентное сопротивление предположительно поврежденных фаз
Figure 00000014

и сопротивление неповрежденной фазы
Figure 00000015

где указаны напряжения и токи в поперечных комплексных нагрузках 11-14. Выходы 40-42 блока комплексных сопротивлений соответственно передают следующие параметры: реактивное и активное сопротивление двух предположительно поврежденных фаз V∓1
Figure 00000016

Figure 00000017

и полное сопротивление остающейся неповрежденной фазы v, определяемое операцией (3). Условия срабатывания канала распознавания короткого замыкания фаз V∓1
Figure 00000018

реализуется пороговыми элементами 27, 30, 33 и трехвходовым элементом И43.
Гипотеза о коротком замыкании в начале линии, не фиксируемом операциями (7) или (12), проверяется измерительным органом сопротивления (реле сопротивления) 44, на входы которого подаются сопротивления нагрузки, соответствующей входам моделей (координата xf=0)
Figure 00000019

или
Figure 00000020

для разных видов замыканий.
Дистанционный принцип релейной защиты сталкивается со специфической проблемой распознаваемости ситуации в линии электропередачи, наблюдаемой с приемной станции. Ситуация в поврежденной линии иллюстрируется зависимостью распознаваемого реактивного переходного сопротивления Xv от координаты переходного сопротивления: простая ситуация, характеризуемая зависимостью 45 с одним нулем, и сложные ситуации 46-48 с двумя и с тремя нулями 46, 47 и вообще без нулей 48. Именно для последнего случая и применяется измерительный орган сопротивления с характеристикой срабатывания, охватывающей на комплексной плоскости
Figure 00000021
начало координат и вытянутой вдоль оси вещественных Rv (участки 49, 50).
Причины возникновения труднораспознаваемых ситуаций рассматриваются на примере двухпроводной линии 51. Наблюдение ведется со стороны системы 52; вторая система 53 не наблюдается, т.е. информация о ее состоянии в место наблюдения 54 не передается. Объединяются результаты наблюдения линии в двух режимах
Figure 00000022
величины предшествующего режима (линия не повреждена),
Figure 00000023
величины текущего режима, когда в линии происходит короткое замыкание. Координата истинного замыкания обозначена xff в отличие от места предполагаемого повреждения xf. Замыкание происходит через переходное сопротивление Rf. Представляет интерес еще и разностный, чисто аварийный режим с величинами
Figure 00000024
единственный источник которого действует в месте замыкания; при этом из активных систем 52, 53 устраняются источники и системы становятся пассивными блоками 55, 56.
Труднораспознаваемые ситуации складываются при наблюдении линии с приемной стороны. Поясним существо проблемы, пренебрегая для простоты второстепенными резистивными параметрами электропередачи. Предполагается также очевидным, что при металлическом коротком замыкании в линии без потерь входное сопротивление в месте наблюдения носит чисто реактивный характер
Figure 00000025

Figure 00000026

Наблюдаемые величины связаны с напряжением
Figure 00000027
в месте замыкания линейными зависимостями
Figure 00000028

Figure 00000029

где K - вещественный коэффициент передачи по напряжению из места повреждения в место наблюдения, Bsf - передаточная реактивная проводимость от напряжения повреждения к току наблюдения.
Напряжение
Figure 00000030
в месте будущего повреждения опережало напряжение
Figure 00000031
приемной системы 52 (фиг. 12). При коротком замыкании через переходное сопротивление Rf (фиг. 10) в нем возникает ток
Figure 00000032
и совпадающее с ним по фазе напряжение
Figure 00000033
Вектор этого напряжения при изменении Rf от бесконечности до нуля описывает годограф в форме полуокружности, опирающейся на вектор
Figure 00000034
как на диаметр и обращенной вправо от него. Особая ситуация складывается при совпадении по фазе векторов
Figure 00000035
с вектором
Figure 00000036
и, как следует из (16), также с вектором
Figure 00000037
Именно этот случай и отражен на фиг. 12. Из (17) оказывается, что при этом ток
Figure 00000038
ортогонален четырем предыдущим векторам.
В системе без потерь чисто аварийные токи в любом месте линии совпадают по фазе с током
Figure 00000039
(фиг. 11), а чисто аварийные напряжения ортогональны с ним. Приходим к выводу, что три тока и три напряжения
Figure 00000040

образуют прямоугольные треугольники с взаимно параллельными катетами
Figure 00000041
и
Figure 00000042
а их гипотенузы образованы величинами предшествующего режима. Независимо от того, в каком месте произошло короткое замыкание, величины текущего режима оказываются в данной ситуации инвариантами, зависящими только от параметров предшествующего режима
Figure 00000043

Figure 00000044

Figure 00000045

φ пд S = π+α-γ,
где
Figure 00000046
комплексные сопротивления замеров в двух режимах α и γ - углы предшествующих напряжения и тока относительно направления напряжения при металлическом коротком замыкании
Figure 00000047
(фиг. 12). Учитывая еще и непосредственную связь между сопротивлениями чисто аварийного и предшествующего режимов
Figure 00000048

Figure 00000049

можно убедиться в том, что рассматриваемая ситуация характеризуется единственным значением сопротивления текущего режима для каждой конкретной нагрузки линии электропередачи
Figure 00000050

и данное критическое значение сохраняется вне зависимости от места замыкания. Но, разумеется, оно достигается при вполне определенных критических значениях переходных сопротивлений Rfкр, своих для каждого места xff. Иначе говоря, в условиях передачи мощности нагрузки от системы 53 к системе 52 в любом месте линии с координатой xff может произойти замыкание через такое сопротивление Rfкр(aff), что входное сопротивление линии окажется инвариантной величиной (18);
Figure 00000051

где Ki - коэффициент передачи по току из места повреждения в место наблюдения
Figure 00000052
первичные параметры линии.
В частном случае при работе линии с системами бесконечной мощности, напряжения которых равны по модулю, и в пренебрежении емкостью Co
Figure 00000053

где l -длина линии, δ - угол передачи.
На плоскости аварийных параметров xff и Rf имеется, таким образом, кривая нераспознаваемости коротких замыканий в двухпроводной линии при δ < 0 (фиг. 13) - геометрическое место аварийных ситуаций, не различимых по результатам наблюдения только этих проводов. Физически данное явление объясняется своеобразным "активным резонансом", когда положительное сопротивление Rfкр компенсирует отрицательное активное сопротивление передающей стороны линии, противоположной месту наблюдения.
В отличие от трехфазных и междуфазных замыканий при замыканиях на землю проблема распознавания аварийных ситуаций имеет решение благодаря той дополнительной информации, которая может быть получена в этих ситуациях из неповрежденных фаз. На фиг. 14 приведены зависимости различных параметров комплексных нагрузок при однофазном коротком замыкании. Моделировалась конкретная линия 500 кВ "Елец-Новобрянск" протяженностью 313,5 км. Короткое замыкание в фазе А через переходное сопротивление Rff =20 Ом производилось в месте с координатой xff = 300 км. Зависимость реактивного сопротивления комплексной нагрузки поврежденной фазы от места предполагаемого повреждения XA(xf) обнаруживает два нуля - в точках
Figure 00000054
≈ 273 км и
Figure 00000055
≈ 300 км. Неточность последнего значения объясняется погрешностями, возникающими при настройке модели электропередачи по заданным напряжениям и токам на ее входах. Не прибегая к информации о состоянии неповрежденных фаз, невозможно определить, в какой из двух точек xf1, xf2 произошло замыкание. Дополнительная информация заключается, как показано на фиг. 14, в уровне полного сопротивления комплексной нагрузки неповрежденной фазы B. В ложном нуле xf1 этот уровень относительно низок и умньшается монотонно, между тем как в истинном нуле xf2, оно на порядок выше и проходит там через максимум.
Рассмотрим работу дистанционной защиты и определителя места повреждения линии электропередачи, действующих по предлагаемому способу. Предположим, что в контролируемой линии в месте xff произошло замыкание фазы А на землю через переходное сопротивление Rf. Задача локации повреждения будет решена, если удастся получить оценки аварийных параметров
Figure 00000056
достаточно близкие к истинным значениям xff и Rf.
Напряжения и токи на входе линии будут зафиксированы во всех фазах и двух режимах: предшествующем и текущем:
Figure 00000057
Напряжения
Figure 00000058
подаются на входы 1 модели электропередачи (фиг. 1), после чего с помощью источников подмодели 9 вся модель в целом подстраивается к токам
Figure 00000059
После смены режима на те же входы подаются напряжения
Figure 00000060
К некоторой точке модели линии 2, допустим xf = 0, подключаются комплексные нагрузки 3-5
Figure 00000061
и устанавливаются из условия подстройки к токам
Figure 00000062
Данная операция повторяется затем для других точек линии 2, куда нагрузки переводятся из предыдущей точки. Процедура повторяется с заданным шагом Δx или в иной последовательности, но с таким расчетом, чтобы зависимость
Figure 00000063
приняла очевидный характер. Величины сопротивлений (1)-(3) преобразуются в три сигнала, подвергающиеся дальнейшей обработке. Нуль-индикаторы 27-29 выполняют операцию (4) определения координат
Figure 00000064
тех мест линии, где может иметь место короткое замыкание. Допустим, что зависимость Xv(xf) носит наиболее простой характер, изменяя свой знак в единственном месте
Figure 00000065
(кривая 45). Тогда операции (5) и (6), совершаемые с остающимися двумя сигналами Rv(xf) и Zv(xf), играют подчиненную роль. Они
подтверждают, что имеет место реальное короткое замыкание, а не какой-то иной случайный процесс, и что модель электропередачи адекватна реальному объекту при данном типе повреждения. Дистанционная защита срабатывает по каналу фазы А с выходным элементом 36, если выполняются условия (7) для этой фазы:
Figure 00000066

Figure 00000067

Figure 00000068

Figure 00000069

притом, что
Figure 00000070
где lз - длина защищаемой зоны. Что же касается локатора повреждений, то он выдает информацию о том, что повреждена фаза А в месте
Figure 00000071
и через сопротивление
Figure 00000072

Если условие (19) выполняется, а какие-либо из условий (20)-(21) нет, то срабатывание защиты по каналу фазы А не производится. Отрабатываются иные версии. Параллельно с проверкой однофазного замыкания или вслед за ней рассматривается версия двухфазного замыкания на землю. Если и она не подтверждается, то дальнейшие действия зависят от того, какие из условий запрещают срабатывание защиты. Когда не выполняется одно только условие (20), делается заключение, что линия не повреждена. Когда же не выполняются только условия (21), (22), одно или сразу оба, делается заключение о том, что необходимо продолжить поиск мест изменения знака реактивного сопротивления XA(xf) и, если никаких иных, корме первого значения
Figure 00000073
не окажется, принять решение о повреждении линии в месте
Figure 00000074
Вместе с тем констатируется, что модель электропередачи определила заниженные оценки сопротивлений поперечных сопротивлений неповрежденных фаз и принимаются меры к повышению степени ее адекватности реальному объекту.
Далее предположим, что случившееся в линии электропередачи короткое замыкание относится к разряду особых, трудно распознаваемых ситуаций. Предположим, что зависимость XA(xf) обнаруживает несколько нулей, как на фиг. 7, б, в и на фиг. 14. Тогда условия (19)-(20) выберут из нескольких значений
Figure 00000075
истинное значение
Figure 00000076
Если же встретится случай, когда эти условия выполняются в двух точках
Figure 00000077
то в качестве истинной координаты повреждения будет выбрано то значение, где полное сопротивление неповрежденных фаз максимально
Figure 00000078

Вследствие погрешностей преобразования входных величин зависимость реактивного сопротивления комплексной нагрузки от координаты места предполагаемого повреждения может сместиться таким образом, что нуль зависимости Xv(xf) выйдет за начало линии xf = 0 (фиг. 7,г). В подобной ситуации, возможно, при замыкании в начале линии повреждение определяется по замеру комплексного сопротивления
Figure 00000079
повреждения, предполагаемого в начале линии. Если выбрать характеристику измерительного органа сопротивления в виде кривой, охватывающей начало координат и часть оси вещественных (фиг. 8), то этого будет достаточно для надежного срабатывания при замыкании в начале контролируемой зоны и несрабатывания при замыкании "за спиной". Характеристика обладает тремя уставками: по величине полного сопротивления Zmin и по величинам активного и реактивного сопротивления Rmin и Xmin. Замер сопротивления
Figure 00000080
при коротком замыкании "за спиной" не может попасть в очерченную зону, так как контролируемая линия в этом случае не повреждена и, следовательно, комплексное сопротивление нагрузки всех фаз в идеальном случае устремляется в бесконечность, а в реальном его модуль на несколько порядков превышает значения уставок характеристики измерительного органа сопротивления комплексной нагрузки в начале линии (фиг. 8).
Таким образом, при всех возможных ситуациях изложенный способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи действует без методической погрешности. Привлечение дополнительной информации из неповрежденной фазы позволяет избежать ошибки в определении места повреждения даже в наиболее тяжелом случае удаленного замыкания при наблюдении процесса с приемной стороны электропередачи.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1775787, кл. H 02 H 3/49, 1991.
2. Патент РФ N 2033622, кл. G 01 R 31/11, H 02 H 3/28, 1989.
3. Патент РФ N 2066511, кл. H 02 H 3/40, G 01 R 31/08, 1992.

Claims (2)

1. Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи с использованием ее моделей, согласно которому выделяют напряжения и токи основных гармоник, подают напряжения на входы моделей, подключают нагрузки в заданных местах моделей, устанавливают нагрузки такими, чтобы токи на входах моделей совпали с выделенными токами линии, определяют сопротивления установленных нагрузок, выбирают из них резистивные, фиксируют места подключения последних и судят по ним о месте и зоне повреждения линии, отличающийся тем, что выполняют раздельно нагрузки для предположительно поврежденных и предположительно неповрежденных фаз и для каждого вида повреждения, сравнивают величины активных сопротивлений резистивных нагрузок предположительно поврежденных фаз с первой уставкой, сравнивают полные сопротивления нагрузок предположительно неповрежденных фаз тех же мест линии со второй уставкой, фиксируют места линии, в которых указанное активное сопротивление уступает первой уставке, а указанное полное сопротивление превосходит вторую уставку, и, если такое место окажется единственным, полагают его местом повреждения линии, если же таких мест окажется более одного, сравнивают их полные сопротивления, определяют место с максимальным полным сопротивлением и полагают его местом повреждения линии, а если таких мест вообще не обнаружится, сравнивают комплексные сопротивления нагрузок на входах моделей с характеристикой срабатывания измерительного органа сопротивления и, если указанный орган срабатывает, принимают, что повреждение имеет место в начале линии.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при идентификации двухфазного замыкания на землю поперечные комплексные нагрузки двух предположительно поврежденных фаз выполняют в виде трехлучевой звезды с одинаковыми фазными лучами, поперечную комплексную нагрузку неповрежденной фазы выполняют в виде отдельного элемента, а сопротивление поврежденных фаз определяют как отношение суммы фазных напряжений к сумме поперечных токов предположительно поврежденных фаз в месте предполагаемого повреждения.
RU99101976/09A 1999-02-01 1999-02-01 Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи RU2149489C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101976/09A RU2149489C1 (ru) 1999-02-01 1999-02-01 Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101976/09A RU2149489C1 (ru) 1999-02-01 1999-02-01 Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2149489C1 true RU2149489C1 (ru) 2000-05-20

Family

ID=20215350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99101976/09A RU2149489C1 (ru) 1999-02-01 1999-02-01 Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149489C1 (ru)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450402C2 (ru) * 2010-02-15 2012-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ релейной защиты энергообъекта
RU2457593C1 (ru) * 2011-05-27 2012-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ построения дистанционной защиты двухконцевой линии и обнаружения места короткого замыкания на ней
RU2461110C2 (ru) * 2010-08-31 2012-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ релейной защиты энергообъекта
RU2542745C1 (ru) * 2013-09-17 2015-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ определения места однофазного замыкания фидера на землю
RU2639718C1 (ru) * 2016-07-11 2017-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи
RU2720949C1 (ru) * 2019-11-26 2020-05-15 Михаил Владимирович Мартынов Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи
RU2729197C1 (ru) * 2020-03-25 2020-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") Способ дистанционной защиты и устройство для его осуществления
CN114002544A (zh) * 2021-10-11 2022-02-01 北京四方继保工程技术有限公司 一种多端线路保护故障定位及测距的方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450402C2 (ru) * 2010-02-15 2012-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ релейной защиты энергообъекта
RU2461110C2 (ru) * 2010-08-31 2012-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ релейной защиты энергообъекта
RU2457593C1 (ru) * 2011-05-27 2012-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ построения дистанционной защиты двухконцевой линии и обнаружения места короткого замыкания на ней
RU2542745C1 (ru) * 2013-09-17 2015-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ определения места однофазного замыкания фидера на землю
RU2639718C1 (ru) * 2016-07-11 2017-12-22 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи
RU2720949C1 (ru) * 2019-11-26 2020-05-15 Михаил Владимирович Мартынов Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи
RU2729197C1 (ru) * 2020-03-25 2020-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") Способ дистанционной защиты и устройство для его осуществления
CN114002544A (zh) * 2021-10-11 2022-02-01 北京四方继保工程技术有限公司 一种多端线路保护故障定位及测距的方法
CN114002544B (zh) * 2021-10-11 2024-03-08 北京四方继保工程技术有限公司 一种多端线路保护故障定位及测距的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9476931B2 (en) Method for fault location analysis of ungrounded distribution systems
EP2192416B1 (en) Method and apparatus for detecting a phase-to-earth fault
EP1195874B1 (en) Method for identification of a faulting or faulted sending end or feeder branch in an electrical distribution system
US8866487B2 (en) Directional fault sectionalizing system
US20030085715A1 (en) System and method for locating a fault on ungrounded and high-impedance grounded power systems
RU2631025C2 (ru) Обнаружение направления слабоустойчивого короткого замыкания на землю среднего напряжения с помощью линейной корреляции
US7940054B2 (en) System and method to zero-sequence verify ground return path integrity by comparing measured zero-sequence current in an autotransformer with a second zero-sequence current source
WO1998029752A9 (en) System for locating faults and estimating fault resistance in distribution networks with tapped loads
RU2149489C1 (ru) Способ дистанционной защиты и определения места замыкания на землю линии электропередачи
US11169195B2 (en) Identification of faulty section of power transmission line
CN103444037A (zh) 用于传输线中故障识别的基于电压的方法及其设备
US9316679B2 (en) Method for locating of single-phase-to-ground faults of ungrounded power distribution systems
EP0464662B1 (en) Method and means for fault location in a multi-terminal network
US6034592A (en) Process for producing signals identifying faulty loops in a polyphase electrical power supply network
EP1195875A2 (en) Method for identification of a faulting or faulted sending end or feeder branch in an electrical distribution system such as a compensated network
EP3961836A1 (en) Determining of a power line fault
Mokhlis et al. Voltage sags pattern recognition technique for fault section identification in distribution networks
EP1610431A9 (en) Method and system for identifying faulted phase
EP0843823B1 (en) Detection and location of current leakage paths
Bairwa et al. Phasor measurement unit application-based fault allocation and fault classification
EP3767314B1 (en) Fault location in an hvdc system
Nam et al. Ground-fault location algorithm for ungrounded radial distribution systems
Idris et al. Two-terminal fault detection and location for hybrid transmission circuit
Döring et al. Analytical calculation of the neutral point displacement voltage for high impedance earth faults in resonant earthed neutral systems
Burkhardt et al. The" Short-term Compensation Change" to Detect Earth Faults in Compensated Networks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050202