RU2153179C1 - Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи - Google Patents
Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2153179C1 RU2153179C1 RU99118870A RU99118870A RU2153179C1 RU 2153179 C1 RU2153179 C1 RU 2153179C1 RU 99118870 A RU99118870 A RU 99118870A RU 99118870 A RU99118870 A RU 99118870A RU 2153179 C1 RU2153179 C1 RU 2153179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- line
- rectifier
- frequency
- short circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для дистанционного определения расстояния до места повреждения - короткого замыкания - на землю на линии электропередачи, выведенной из работы, например, при плавке гололеда постоянным током на воздушной линии электропередачи. Способ заключается в определении реактивного сопротивления X петли замыкания на землю на частоте f и расчете искомого расстояния L как отношения X к патентному реактивному сопротивлению Y линии на частоте f. Согласно предлагаемому способу дополнительно определяют комплексное сопротивление Z петли замыкания на землю на частоте f и активное сопротивление Rd петли постоянному току, а реактивное сопротивление Х определяют путем расчета по рекуррентной формуле:
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе. Технический результат заключается в возможности определить расстояние до места замыкания на землю независимо от наличия обрыва линии. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе. Технический результат заключается в возможности определить расстояние до места замыкания на землю независимо от наличия обрыва линии. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного определения расстояния до места повреждения - короткого замыкания - на землю линии электропередачи, выведенной из работы, например, при плавке гололеда постоянным током.
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного определения расстояния до места повреждения - короткого замыкания - на землю линии электропередачи, выведенной из работы, например, при плавке гололеда постоянным током.
Предшествующий уровень техники
Известен локационный способ определения расстояния до места повреждения любого вида: замыкание, обрыв, обрыв с замыканием, в том числе с замыканием через большое переходное сопротивление [1]. Согласно способу [1] измеряют интервалы времени между посылкой в линию специально генерируемого зондирующего импульса и приходом отраженного импульса от места повреждения и, используя известную скорость пробега импульса вдоль линии электропередачи, определяют расстояние до места повреждения.
Известен локационный способ определения расстояния до места повреждения любого вида: замыкание, обрыв, обрыв с замыканием, в том числе с замыканием через большое переходное сопротивление [1]. Согласно способу [1] измеряют интервалы времени между посылкой в линию специально генерируемого зондирующего импульса и приходом отраженного импульса от места повреждения и, используя известную скорость пробега импульса вдоль линии электропередачи, определяют расстояние до места повреждения.
Недостатком способа [1] является низкая достоверность результатов при наличии гололедообразований на линии, что связано с увеличением затухания зондирующих импульсов на проводах, покрытых гололедом, и отражениями импульсов от неоднородностей, создаваемых гололедными муфтами.
Известен способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, включающий подсоединение источника постоянного тока между поврежденной линией и землей и определение активного сопротивления линии до места замыкания на землю [2]. Согласно способу [2] источник постоянного напряжения и переходное сопротивление замыкания на землю, образующие последовательную цепь, включают в диагональ уравновешенного моста, плечи которого образуют фазные провода, соединяемые на дальнем конце линии электропередачи и два переменных резистора. По значениям сопротивлений переменных резисторов, соответствующим уравновешенному состоянию моста, рассчитывают относительное расстояние от концов линии электропередачи до места замыкания. Переходное сопротивление замыкания на землю, поскольку оно включено в диагональ уравновешенного моста, на определение искомого расстояния практически не влияет.
Недостаток способа [2] заключается в том, что его нельзя применить при таком виде повреждения, как замыкание на землю с обрывом провода, которое характерно, например, при плавке гололеда постоянным током на линии электропередачи.
Известен выбранный в качестве прототипа способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, заключающийся в том, что определяют реактивное сопротивление X петли замыкания на землю и находят искомое расстояние L как отношение X к погонному реактивному сопротивлению Y линии [3].
Согласно способу [3] реактивное сопротивление X определяют по фиксируемым в момент возникновения повреждения параметрам аварийного режима линии электропередачи. Переходное сопротивление в месте замыкания входит в петлю короткого замыкания, но поскольку оно имеет активный характер, то практически не оказывает влияния на определяемое расстояние.
Недостатком способа [3] является его непригодность для определения расстояния до места замыкания, возникшего на выведенной из работы линии электропередачи, например, во время плавки гололеда на линии постоянным током. В этом случае ток короткого замыкания ограничен активным сопротивлением линии и активным переходным сопротивлением замыкания, которые не поддаются разделению указанным способом.
Задача изобретения - создание способа определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, которая выведена из работы, например, при плавке гололеда на линии постоянным током, независимо от наличия обрыва линии или гололедной муфты на ней.
Раскрытие существа изобретения
Предметом изобретения является способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, заключающийся в том, что определяют реактивное сопротивление X петли замыкания на землю и находят искомое расстояние L как отношение X к погонному реактивному сопротивлению Y линии, отличающийся, согласно изобретению, тем, что дополнительно определяют комплексное сопротивление Z петли замыкания на землю и активное сопротивление Rd петли постоянному току, а реактивное сопротивление X определяют путем последовательного расчета его приближенных значений Xn и Xn+1 по формуле
до тех пор пока разность Xn+1 и Xn не станет меньше требуемой точности расчета, где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля по отношению к его значению на постоянном токе.
Предметом изобретения является способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, заключающийся в том, что определяют реактивное сопротивление X петли замыкания на землю и находят искомое расстояние L как отношение X к погонному реактивному сопротивлению Y линии, отличающийся, согласно изобретению, тем, что дополнительно определяют комплексное сопротивление Z петли замыкания на землю и активное сопротивление Rd петли постоянному току, а реактивное сопротивление X определяют путем последовательного расчета его приближенных значений Xn и Xn+1 по формуле
до тех пор пока разность Xn+1 и Xn не станет меньше требуемой точности расчета, где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля по отношению к его значению на постоянном токе.
Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что подключают между линией и землей выпрямитель, а сопротивления Z и Rd рассчитывают по выходным токам, напряжениям выпрямителя на частоте основной гармоники пульсаций и на постоянной составляющей соответственно.
Это позволяет уменьшить объем дополнительного оборудования, необходимого для определения расстояния до места замыкания,
Изобретение имеет следующее развитие, которое состоит в том, что значения выходного напряжения выпрямителя на частоте основной гармоники пульсаций, выходного постоянного напряжения и выходного постоянного тока выпрямителя определяют путем расчета по измеренным значениям питающих выпрямитель напряжения и тока.
Изобретение имеет следующее развитие, которое состоит в том, что значения выходного напряжения выпрямителя на частоте основной гармоники пульсаций, выходного постоянного напряжения и выходного постоянного тока выпрямителя определяют путем расчета по измеренным значениям питающих выпрямитель напряжения и тока.
Это позволяет уменьшить объем измерительного оборудования для определения сопротивлений Z и Rd петли замыкания.
Осуществление изобретения
Осуществление предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором приведена схема измерений параметров поврежденной линии электропередачи при реализации предлагаемого способа с учетом его развития.
Осуществление предлагаемого способа поясняется чертежом, на котором приведена схема измерений параметров поврежденной линии электропередачи при реализации предлагаемого способа с учетом его развития.
На чертеже обозначено: 1 - выпрямитель; 2 - поврежденная линия или фаза линии электропередачи; 3 - место замыкания линии 2 на землю; 4 - заземляющее устройство, к которому подключен один из выходных выводов выпрямителя 1; 5 - регистрирующий прибор, обеспечивающий измерение электрических параметров и фиксацию (запоминание) измеренных значений; 6 - компьютер, обеспечивающий выполнение необходимых для реализации предлагаемого способа вычислений; 7 - первичный измерительный преобразователь пульсаций выпрямленного тока; 8 - измерительный трансформатор напряжения; 9 - измерительный трансформатор тока; 10 - энергосистема; 11 - силовой трансформатор; 12 - полосовой фильтр основной гармоники.
Кроме того, на чертеже обозначено:
Uл и Iф - питающие выпрямитель напряжение и ток, соответственно измеренные прибором 5 с помощью измерительных трансформаторов 8 и 9;
Ud и Id - постоянные составляющие выпрямленных напряжения и тока соответственно;
Udf и Idf - составляющие основной гармоники выпрямленных напряжения и тока соответственно.
Uл и Iф - питающие выпрямитель напряжение и ток, соответственно измеренные прибором 5 с помощью измерительных трансформаторов 8 и 9;
Ud и Id - постоянные составляющие выпрямленных напряжения и тока соответственно;
Udf и Idf - составляющие основной гармоники выпрямленных напряжения и тока соответственно.
Предлагаемый способ реализуется с учетом его развития следующим образом.
После обнаружения замыкания на землю одной из фаз выведенной из работы линии электропередачи между повременной фазой линии 2 и заземляющим устройством 4 включают выпрямитель 1. (В случае обнаружения замыкания линии в процессе плавки гололеда постоянным током целесообразно в качестве выпрямителя 1 использовать силовую выпрямительную установку для плавки гололеда.)
Сопротивления провода линии 2, переходное сопротивление замыкания в месте 3, сопротивление земли между местом 3 замыкания и заземляющим устройством 4 образуют петлю замыкания, подключенную к выходу выпрямителя 1, используя тот факт, что сопротивления всех составляющих петли замыкания, кроме провода линии, практически имеют чисто активный характер, искомое расстояние L определяют как отношение реактивного сопротивления петли X к известному погонному реактивному сопротивлению Y линии на частоте f.
Сопротивления провода линии 2, переходное сопротивление замыкания в месте 3, сопротивление земли между местом 3 замыкания и заземляющим устройством 4 образуют петлю замыкания, подключенную к выходу выпрямителя 1, используя тот факт, что сопротивления всех составляющих петли замыкания, кроме провода линии, практически имеют чисто активный характер, искомое расстояние L определяют как отношение реактивного сопротивления петли X к известному погонному реактивному сопротивлению Y линии на частоте f.
Необходимое для определения расстояния L значение реактивного сопротивления X петли замыкания представляет собой геометрическую разность комплексного сопротивления Z и активного сопротивления Rf петли замыкания на частоте f:
Активное сопротивление Rf превышает сопротивление Rd на величину, зависящую от расстояния L до места замыкания на землю, и представляет собой сумму
Rf=Rd+rf•L,
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе, вызванное эффектом вытеснения тока в земле и в проводе переменным магнитным полем. Значение rf может быть предварительно получено экспериментально или рассчитано, согласно [4], по формуле rf= π2f•10-4 Ом/км.
Для осуществления предлагаемого способа определяют активное сопротивление Rd, представляющее собой отношение напряжения Ud к току Id, и комплексное сопротивление Z, представляющее собой отношение напряжения Udf к току Idf. Затем, используя полученные значения Rd и Z, находят приближенные значения реактивного сопротивления Xn+1 путем итерационного расчета по рекуррентной формуле
Расчет продолжают до тех пор, пока разность значений Xn+1 и Xn на последней и предпоследней итерациях не станет меньше требуемой точности расчета. Начальное приближение X0 может быть принято, например, равным нулю.
Активное сопротивление Rf превышает сопротивление Rd на величину, зависящую от расстояния L до места замыкания на землю, и представляет собой сумму
Rf=Rd+rf•L,
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе, вызванное эффектом вытеснения тока в земле и в проводе переменным магнитным полем. Значение rf может быть предварительно получено экспериментально или рассчитано, согласно [4], по формуле rf= π2f•10-4 Ом/км.
Для осуществления предлагаемого способа определяют активное сопротивление Rd, представляющее собой отношение напряжения Ud к току Id, и комплексное сопротивление Z, представляющее собой отношение напряжения Udf к току Idf. Затем, используя полученные значения Rd и Z, находят приближенные значения реактивного сопротивления Xn+1 путем итерационного расчета по рекуррентной формуле
Расчет продолжают до тех пор, пока разность значений Xn+1 и Xn на последней и предпоследней итерациях не станет меньше требуемой точности расчета. Начальное приближение X0 может быть принято, например, равным нулю.
Сопротивление Z определяется, согласно развитию предлагаемого способа, на частоте основной гармоники пульсации на выходе выпрямителя 1. Например, в случае выполнения выпрямителя 1, по схеме трехфазного моста, основной гармоникой пульсаций будет шестая гармоника частоты питания выпрямителя.
Использование, согласно развитию предлагаемого способа, выпрямителя с определением по его выходным параметрам как активного сопротивления Rd постоянному току, так и комплексного сопротивления Z, позволяет уменьшить объем оборудования, необходимого для осуществления способа.
Ток основной гармоники Idf, протекающий наряду с постоянной составляющей тока Id, по петле замыкания, измеряется прибором 5, подключенным через измерительный преобразователь 7 тока, установленный в выходной цепи выпрямителя 1, и полосовой фильтр 12. Основная гармоника выпрямленного напряжения Udf также наряду с постоянным напряжением Ud присутствует на выходе выпрямителя 1 и может быть выделена и измерена соответствующим оборудованием.
Для уменьшения объема измерительного оборудования, требуемого при определении Z и Rd, значения Udf, Ud и Id могут быть найдены, согласно дальнейшему развитию предлагаемого способа, путем расчета по значениям питающего выпрямитель 1 напряжения Uл и тока Iф, измеряемым прибором 5 с помощью трансформаторов 8 и 9.
Расчет основной гармоники напряжения Udf, так же как и постоянных составляющих напряжения Ud и тока Id, по измеренным значениям Uл и Iф может быть выполнен программно компьютером 6 с помощью известной, например из [5], аналитической модели выпрямителя.
Предлагаемый способ позволяет определить расстояние до места замыкания на землю выведенной из работы линии электропередачи, независимо от наличия обрыва линии. Он особенно эффективен, с учетом предложенного развития, при отыскании повреждений на линии электропередачи в ходе выполнения плавки гололеда постоянным током с использованием высоковольтной выпрямительной установки.
Проверка способа выполнена на двух ЛЭП 330 кВ и 500 кВ Северокавказского региона.
Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1688205, МПК G 01 R 31/08,1988.
1. Авт. свид. СССР N 1688205, МПК G 01 R 31/08,1988.
2. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. Энергоиздат, 1982, стр.25-27.
3. Арцишевский Я.Л. Определение мест повреждения линий электропередачи с изолированной нейтралью. Высшая школа, 1989, стр. 63-67.
4. Марголин Н.Ф. Токи в земле. Госэнергоиздат, 1947, стр. 136-153, п.25 "Сопротивление воздушной линии провод-земля".
5. Поссе А.В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока. Энергия, 1973, стр. 18-40.
Claims (3)
1. Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи, заключающийся в том, что определяют реактивное сопротивление Х петли замыкания на землю и находят искомое расстояние L как отношение Х к погонному реактивному сопротивлению Y линии, отличающийся тем, что дополнительно определяют комплексное сопротивление Z петли замыкания на землю и активное сопротивление Rd петли постоянному току, а реактивное сопротивление Х определяют путем последовательного расчета его приближенных значений Xn и Xn+1 по формуле
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе,
до тех пор, пока разность Xn и Xn+1 не станет меньше требуемой точности расчета.
где rf - приращение погонного активного сопротивления линии провод-земля на частоте f по отношению к его значению на постоянном токе,
до тех пор, пока разность Xn и Xn+1 не станет меньше требуемой точности расчета.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подключают между линией и землей выпрямитель, а сопротивление Z и Rd рассчитывают по выходному току и напряжению выпрямителя на частоте основной гармоники пульсаций и на постоянной составляющей соответственно.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что значения выходного напряжения выпрямителя на частоте основной гармоники пульсаций, выходного постоянного напряжения и выходного постоянного тока выпрямителя определяют путем расчета по измеренным значениям питающих выпрямитель напряжения и тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118870A RU2153179C1 (ru) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99118870A RU2153179C1 (ru) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2153179C1 true RU2153179C1 (ru) | 2000-07-20 |
Family
ID=20224533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99118870A RU2153179C1 (ru) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2153179C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498330C1 (ru) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС") | Способ определения места повреждения при коротких замыканиях на линии электропередачи переменного тока |
-
1999
- 1999-08-31 RU RU99118870A patent/RU2153179C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АРЦИШЕВСКИЙ Я.Л. Определение места повреждения линий электропередачи с заземленной нейтралью. - М.: Высшая школа, 1988, с.55-59. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498330C1 (ru) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Единой энергетической системы" (ОАО "НТЦ ЕЭС") | Способ определения места повреждения при коротких замыканиях на линии электропередачи переменного тока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2416804C2 (ru) | Устройство и способ для определения места аварийного заземления | |
US4438389A (en) | Method for utilizing three-dimensional radiated magnetic field gradients for detecting serving faults in buried cables | |
CN103487727A (zh) | 一种高压电力电缆外护套故障在线定位方法 | |
RU2153179C1 (ru) | Способ определения расстояния до места замыкания на землю линии электропередачи | |
RU2305292C1 (ru) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЯ 6( 10 ) - 35 кВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ | |
JP2000206162A (ja) | 接地抵抗測定方法及び接地抵抗測定システム | |
RU2305293C1 (ru) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЯ 6( 10 ) - 35 кВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ | |
JP2009186334A (ja) | 電力ケーブルの劣化位置標定方法及びその装置 | |
RU2631121C2 (ru) | Способ селективного определения отходящей линии с однофазным замыканием на землю в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ | |
GB2057147A (en) | Detecting Faults in Buried Cables | |
EP3767314A1 (en) | Fault location in an hvdc system | |
GB2219665A (en) | Method and device for determination of the condition of the insulation of an object made of an electrically conducting material, coated with an electrical | |
JPH08248092A (ja) | 高圧架空配電線地絡故障点標定システムと送信機 | |
JPH0729477U (ja) | 絶縁性漏洩電流測定装置 | |
RU2025740C1 (ru) | Способ определения места повреждения на линиях электропередачи и устройство для его осуществления | |
JPH1090337A (ja) | ケーブルの劣化測定方法 | |
RU2160673C2 (ru) | Определитель места повреждения контактной сети | |
CN117031357B (zh) | 单端接地的单芯电缆金属护套的接地缺陷定位方法及装置 | |
JPH01110267A (ja) | 絶縁劣化診断装置 | |
JPH07294573A (ja) | 交流4電圧測定による活線ケーブル絶縁劣化診断方法および装置 | |
RU2258233C1 (ru) | Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрической сети | |
JPH0473755B2 (ru) | ||
JP3010367B2 (ja) | 活線下ケーブルシースの絶縁抵抗測定方法 | |
JP2895994B2 (ja) | 3相ケーブルの事故点標定方法 | |
JP2003057288A (ja) | 分岐ケーブル線路の事故点特定方法 |