RU2261453C2 - Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) - Google Patents
Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261453C2 RU2261453C2 RU2003129102/28A RU2003129102A RU2261453C2 RU 2261453 C2 RU2261453 C2 RU 2261453C2 RU 2003129102/28 A RU2003129102/28 A RU 2003129102/28A RU 2003129102 A RU2003129102 A RU 2003129102A RU 2261453 C2 RU2261453 C2 RU 2261453C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- output
- adders
- power line
- input
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим сетям, а именно трехфазным линиям электропередачи с изолированной или компенсированной нейтралью, и может использоваться, например, для определения удаленности однофазного замыкания на землю в трехфазных линиях электропередачи для электроснабжения автоблокировки на железных дорогах.The invention relates to electrical networks, namely, three-phase power lines with isolated or compensated neutral, and can be used, for example, to determine the distance of a single-phase earth fault in three-phase power lines to power auto-lock on railways.
Особенности выполнения и эксплуатации высоковольтных (6-10 кВ) линий электропередачи для электроснабжения автоблокировки на железных дорогах описаны в /1/.Features of the implementation and operation of high-voltage (6-10 kV) power lines for powering auto-blocking on railways are described in / 1 /.
Первой особенностью трехфазных линий электропередачи для электроснабжения автоблокировки железных дорог является существенная несимметрия загрузки ее фаз (до 10-30%). Такая несимметрия обусловлена подключением к ней через каждые 1-3 км однофазных нагрузок. На всем протяжении линии электропередачи (20-40 км) однофазные нагрузки, подключаемые к ней в разных точках линии, хотя и присоединяются к разным фазам, однако, в том числе из-за разной мощности нагрузок и неодинакового их изменения по часам суток, полной симметрии не достигается.The first feature of three-phase power lines for powering auto-blocking railways is a significant asymmetry in the loading of its phases (up to 10-30%). This asymmetry is due to the connection of single-phase loads to it every 1-3 km. Throughout the length of the power line (20-40 km), single-phase loads connected to it at different points of the line, although they connect to different phases, however, including due to different power loads and their uneven changes in the hours of the day, full symmetry not achieved.
Второй особенностью являются малые различия значений токов удаленных коротких замыканий от тока нагрузки, особенно при наличии переходного сопротивления в месте повреждения.The second feature is the small differences in the values of the remote short circuit currents from the load current, especially in the presence of a transition resistance at the fault location.
Третьей особенностью является значительная величина токов поперечной емкостной проводимости. При этом значение такого тока между фазами линии электропередачи с поврежденной и неповрежденной изоляцией оказывается соизмеримым с током удаленного короткого замыкания.The third feature is a significant amount of transverse capacitive conductance currents. In this case, the value of such a current between the phases of a power line with damaged and undamaged insulation is comparable with the current of a remote short circuit.
Четвертой особенностью является то, что однофазные замыкания на землю сопровождаются большим переходным сопротивлением, достигающим тысяч ом.The fourth feature is that single-phase earth faults are accompanied by a large transition resistance, reaching thousands of ohms.
Пятой особенностью является то, что на электрифицированных железных дорогах однофазного переменного тока линия электропередачи для электроснабжения проходит близко от контактной сети, а иногда и на опорах последней. Однофазная контактная сеть оказывает сильное электромагнитное влияние на линию электропередачи, наводя в каждом из ее проводов значительные ЭДС, соизмеримые по абсолютному значению с напряжением источника питания упомянутой линии.The fifth feature is that on electrified railways of single-phase alternating current, the power line for power supply passes close to the contact network, and sometimes on the supports of the latter. A single-phase contact network has a strong electromagnetic effect on the power line, inducing significant EMF in each of its wires, comparable in absolute value with the voltage of the power source of the mentioned line.
Все эти особенности существенно отличают трехфазную линию электропередачи для электроснабжения автоблокировки от трехфазных линий электропередачи другого назначения и очень сильно влияют на точность определения расстояния до места однофазного замыкания на землю по параметрам аварийного режима. К параметрам аварийного режима относят токи, напряжения, фазовые углы, другие электрические величины, которые измеряют на питающем конце линии электропередачи при возникновении нарушения изоляции в каком-либо месте на ее протяжении. При этом известно, что в сети с изолированной нейтралью параметры аварийного режима при замыкании одной фазы трехфазной линии электропередачи на землю не несут никакой информации об удаленности места повреждения. Поэтому на время осуществления измерений параметров аварийного режима трехфазную линию электропередачи с однофазным замыканием на землю переводят в режим однофазного короткого замыкания путем соединения нулевой точки питающего эту линию трансформатора с землей /1/ либо в режим двухфазного короткого замыкания на землю путем соединения у питающего трансформатора с землей другой фазы с неповрежденной изоляцией /2/.All these features significantly distinguish a three-phase power line for power supply of automatic blocking from three-phase power lines for other purposes and very strongly affect the accuracy of determining the distance to the place of a single-phase earth fault by emergency mode parameters. The emergency mode parameters include currents, voltages, phase angles, and other electrical quantities that are measured at the supply end of the power line when an insulation violation occurs in any place along its length. It is also known that in a network with an isolated neutral, the emergency mode parameters when one phase of a three-phase power line is closed to ground do not carry any information about the distance to the place of damage. Therefore, during the measurement of emergency mode parameters, a three-phase power line with a single-phase earth fault is switched to a single-phase short circuit by connecting the zero point of the transformer supplying this line to the ground / 1 / or to a two-phase earth fault by connecting at the supply transformer to the earth another phase with intact insulation / 2 /.
Сущность устройства 1 поясняется на фиг.1, сущность устройства 2 - на фиг.2.The essence of the
Устройство 1
Известно устройство АОП-1 определения удаленности места повреждения изоляции одной фазы трехфазной линии электропередачи, подключенной к питающему трансформатору и снабженной измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее однофазный коммутационный аппарат, первый вывод которого подключен к земле, а второй - к нулевой точке питающего трансформатора, и измерительный модуль, включающий делитель, подключенный к измерительным трансформаторам тока и напряжения /1, с.121 и 122/. В момент замыкания однофазного коммутационного аппарата измерительный модуль подключают к трансформатору тока поврежденной фазы, этот модуль фиксирует фазовые напряжения U1 и ток I1 провода (фазы) с поврежденной изоляцией, а делитель осуществляет операциюA device AOP-1 is known for determining the distance of the location of the insulation damage of one phase of a three-phase power line connected to a supply transformer and equipped with current and voltage measuring transformers, containing a single-phase switching device, the first terminal of which is connected to ground, and the second to the zero point of the supply transformer, and measuring module, including a divider connected to measuring current and voltage transformers / 1, p.121 and 122 /. When a single-phase switching device is closed, the measuring module is connected to the current transformer of the damaged phase, this module records the phase voltages U 1 and current I 1 of the wire (phase) with damaged insulation, and the divider performs the operation
где Zn-з - сопротивление единицы длины контура провод-земля;where Z n-s is the resistance of a unit length of the wire-to-ground loop;
lk - расстояние от питающего конца линии электропередачи до места повреждения.l k is the distance from the supply end of the power line to the place of damage.
Известно устройство для определения удаленности места повреждения изоляции одной фазы трехфазной линии электропередачи, подключенной к питающему трансформатору и снабженной измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее два однофазных коммутационных аппарата, одни выводы которых присоединены к земле, а другие - к разным фазам линии электропередачи на ее питающем конце, избиратель неповрежденной фазы и измерительный модуль, включающий делитель, подключаемые к измерительным трансформаторам тока и напряжения /2, 3/. При замыкании одной фазы трехфазной линии электропередачи на землю избиратель неповрежденной фазы включает один из однофазных коммутационных аппаратов, который замыкает неповрежденную фазу на землю, создавая режим двухфазного короткого замыкания на землю. Измерительный блок фиксирует линейное напряжение U12 между фазой с поврежденной изоляцией и неповрежденной фазой, искусственно замкнутой на землю, а также ток I1 фазы с поврежденной изоляцией. При этом делитель осуществляет операциюA device is known for determining the distance to the place of insulation damage of one phase of a three-phase power line connected to a supply transformer and equipped with current and voltage measuring transformers, containing two single-phase switching devices, some of which are connected to the ground, and others to different phases of the power line on its supply the end, the intact phase selector and the measuring module, including a divider, connected to the measuring current and voltage transformers / 2, 3 /. When one phase of a three-phase power line is shorted to ground, the intact phase selector turns on one of the single-phase switching devices, which closes the undamaged phase to ground, creating a two-phase short circuit to ground. The measuring unit detects the linear voltage U 12 between the phase with damaged insulation and the intact phase, artificially closed to earth, as well as the current I 1 of the phase with damaged insulation. In this case, the divider performs the operation
Недостатком этих устройств является крайне низкая точность. Соответствие между значением lk и расстоянием до места повреждения имеет место только в том случае, когда отсутствуют все пять особенностей, характерных для трехфазных линий электропередачи для электроснабжения автоблокировки и перечисленных выше. Особенно большую погрешность вызывают такие особенности, как несимметричная загрузка фаз, большое переходное сопротивление и электромагнитное влияние контактной сети железных дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока. Погрешность становится настолько большой, что «не обеспечивает требуемой точности и надежности измерений» /1, с.123/.The disadvantage of these devices is the extremely low accuracy. The correspondence between the value of l k and the distance to the place of damage takes place only when all five features characteristic of three-phase power lines for power supply of self-locking and listed above are absent. Particularly large errors are caused by such features as asymmetric loading of phases, high transition resistance and electromagnetic influence of the contact network of railways electrified by a single-phase alternating current system. The error becomes so large that "does not provide the required accuracy and reliability of measurements" / 1, p.123 /.
Известно устройство для определения удаленности однофазного замыкания в трехфазной линии электропередачи, подключенной через трехфазный коммутационный аппарат к источнику питания упомянутой линии, содержащее первый однофазный коммутационный аппарат, соединяющий нулевую точку или одну из неповрежденных фаз источника питания с землей, второй, третий и четвертый однофазные коммутационные аппараты с индивидуальными приводами, три перемычки и измерительный модуль, включающий сумматор, образованный двумя согласующими трансформаторами, и делитель /4/, принятые в качестве прототипа.A device for determining the distance of a single-phase circuit in a three-phase power line connected through a three-phase switching device to the power source of the mentioned line, containing the first single-phase switching device connecting the zero point or one of the undamaged phases of the power source to the ground, the second, third and fourth single-phase switching devices with individual drives, three jumpers and a measuring module including an adder formed by two matching transformers , and the divider / 4 /, adopted as a prototype.
При замыкании одной фазы линии электропередачи на землю определяют поврежденную фазу, затем отключают трехфазный коммутационный аппарат, устанавливают одну перемычку на питающем конце линии электропередач и две перемычки на противоположном ее конце, отключают второй, третий или четвертый однофазный коммутационный аппарат, измерительный модуль подключают к измерительным трансформаторам тока и напряжения соответствующих фаз, после чего включают первый однофазный коммутационный аппарат, а затем и трехфазный коммутационный аппарат. При этом измерительный модуль фиксирует комплексные значения линейного напряжения 
где L - длина линии электропередачи,where L is the length of the power line,
В этом устройстве исключено (при симметричной загрузке фаз) влияние переходного сопротивления на погрешность определения удаленности места повреждения и снижено влияние всех остальных особенностей (дестабилизирующих факторов). Устройство /4/ имеет следующие недостатки:In this device, the influence of transition resistance on the error in determining the distance of the damage site is eliminated (with a symmetrical loading of phases) and the influence of all other features (destabilizing factors) is reduced. The device / 4 / has the following disadvantages:
- для работы устройства необходимо предварительно определить фазу с поврежденной изоляцией. Это осуществляется, например, с помощью трех вольтметров, измеряющих фазовое напряжение каждого из проводов линии электропередачи относительно земли /1, с.105/. Напряжение фазы с поврежденной изоляцией в пределе снижается до нуля, а напряжение двух других фаз в пределе возрастает в 
- измерительный модуль осуществляет операции с комплексными числами, т.е. с фиксацией фазовых углов между величинами U12, I1, I2 и аргумента Z. При больших переходных сопротивлениях фазовые углы становятся незначительными, а если эти углы измеряются неточно, то возникает большая погрешность при определении значения lk.- the measuring module performs operations with complex numbers, i.e. with fixing the phase angles between the values of U 12 , I 1 , I 2 and the argument Z. At large transition resistances, the phase angles become insignificant, and if these angles are not measured accurately, then a large error occurs when determining the value of l k .
Источниками неточного измерения фазовых углов является, как известно, так называемая угловая погрешность трансформаторов тока и согласующих трансформаторов /6, с.118/, используемых в устройстве /4/;Sources of inaccurate measurement of phase angles is, as is known, the so-called angular error of current transformers and matching transformers / 6, p.118 / used in the device / 4 /;
- в устройстве /4/ снижено электромагнитное влияние контактной сети, однако оно не исключено полностью, что вызывает значительную погрешность при определении lk;- in the device / 4 / the electromagnetic influence of the contact network is reduced, however it is not completely excluded, which causes a significant error in determining l k ;
- применение устройства /4/ требует большого числа операций в высоковольтной линии электропередачи (определение фазы с поврежденной изоляцией, переключение многих коммутационных аппаратов, установка перемычек).- the use of the device / 4 / requires a large number of operations in a high-voltage power line (phase determination with damaged insulation, switching of many switching devices, installation of jumpers).
Перечисленные недостатки усложняют устройство и снижают его точность.These shortcomings complicate the device and reduce its accuracy.
Техническим результатом предложенного решения является упрощение и повышение точности определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в трехфазной линии электропередачи.The technical result of the proposed solution is to simplify and improve the accuracy of determining the distance to the place of a single-phase earth fault in a three-phase power line.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее коммутационный аппарат, первый вывод которого соединен с землей, и измерительный модуль, включающий первый сумматор и делитель, дополнительно включены первый и второй трехфазные коммутационные аппараты, первый, второй и третий датчики тока, испытательный источник питания, а в измерительном модуле - второй, третий и четвертый сумматоры, миниселектор, задатчик постоянной величины, умножитель и масштабирующий элемент, при этом одна из фаз или нулевой вывод испытательного источника питания подключены ко второму выводу коммутационного аппарата, а другая фаза упомянутого испытательного источника питания подключена к общей точке первого, второго и третьего датчиков тока, включенных в звезду, лучи которой присоединены к первым выводам первого трехфазного коммутационного аппарата, вторые выводы которого подключены к соответствующим фазам трехфазной линии электропередачи в ее начале на питающем конце, на противоположном конце которой к тем же фазам упомянутой линии присоединены вторые выводы второго трехфазного коммутационного аппарата, первые выводы которого замкнуты между собой накоротко, в измерительном модуле вывод первого датчика тока подключен к первым входам второго, третьего и четвертого сумматоров, вывод второго датчика тока подключен соответственно к первому входу первого и вторым входам третьего и четвертого сумматоров, вывод третьего датчика тока подключен соответственно ко вторым входам первого и второго сумматоров и третьему входу четвертого сумматора, выходы первого, второго и третьего сумматоров присоединены соответственно к первому, второму и третьему входам миниселектора, выход которого подключен ко второму входу делителя, первый вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, а выход подключен ко второму входу умножителя, первый вход которого соединен с задатчиком постоянной величины, а выход присоединен к масштабирующему элементу, причем коэффициент передачи масштабирующего элемента равен или пропорционален обратной величине произведения коэффициентов передачи умножителя, делителя, миниселектора и задатчика постоянной величины.The essence of the invention lies in the fact that in the device containing the switching device, the first output of which is connected to the ground, and the measuring module, including the first adder and divider, additionally included are the first and second three-phase switching devices, the first, second and third current sensors, a test source power supply, and in the measuring module - the second, third and fourth adders, a mini selector, a constant value adjuster, a multiplier and a scaling element, while one of the phases or the zero output of the test the power sources are connected to the second terminal of the switching apparatus, and the other phase of the said test power source is connected to a common point of the first, second and third current sensors included in the star, the rays of which are connected to the first terminals of the first three-phase switching device, the second terminals of which are connected to the corresponding phases a three-phase power line at its beginning at the supply end, at the opposite end of which the second terminals of the second three-phase are connected to the same phases of the said line a large switching device, the first conclusions of which are short-circuited, in the measuring module the output of the first current sensor is connected to the first inputs of the second, third and fourth adders, the output of the second current sensor is connected to the first input of the first and second inputs of the third and fourth adders, the output of the third the current sensor is connected respectively to the second inputs of the first and second adders and the third input of the fourth adder, the outputs of the first, second and third adders are connected respectively to the first, second, and third inputs of the mini selector, the output of which is connected to the second input of the divider, the first input of which is connected to the output of the fourth adder, and the output is connected to the second input of the multiplier, the first input of which is connected to a constant value setter, and the output is connected to the scaling element moreover, the transmission coefficient of the scaling element is equal to or proportional to the reciprocal of the product of the transmission coefficients of the multiplier, divider, mini selector, and constant adjuster.
Кроме того, в качестве испытательного источника питания может использоваться источник питания трехфазной линии электропередачи, а в качестве первого и второго трехфазных коммутационных аппаратов - съемные перемычки.In addition, a three-phase power line power source can be used as a test power source, and removable jumpers as the first and second three-phase switching devices.
Сущность изобретения поясняется схемой, приведенной на фиг.1, где приняты следующие обозначения:The invention is illustrated by the circuit shown in figure 1, where the following notation:
1, 2, 3 - провода (фазы) трехфазной линии электропередачи;1, 2, 3 - wires (phases) of a three-phase power line;
4 - источник питания трехфазной линии электропередачи;4 - power source of a three-phase power line;
5 - отключающий элемент (выключатель, разъединитель);5 - disconnecting element (switch, disconnector);
6, 7, 8 - трансформаторы тока;6, 7, 8 - current transformers;
9 - коммутационный аппарат;9 - switching device;
10 - испытательный источник питания;10 - test power source;
11 - первый трехфазный коммутационный аппарат;11 - the first three-phase switching device;
12, 13, 14 - первый, второй и третий датчики тока;12, 13, 14 - the first, second and third current sensors;
15 - второй трехфазный коммутационный аппарат;15 - second three-phase switching device;
16, 17, 18, 19 - первый, второй, третий и четвертый сумматоры;16, 17, 18, 19 - the first, second, third and fourth adders;
20 - миниселектор;20 - mini selector;
21 - делитель;21 - a divider;
22 - задатчик постоянной величины;22 - constant value adjuster;
23 - умножитель;23 - multiplier;
24 - масштабирующий элемент;24 - scaling element;
25 - измерительный модуль;25 - measuring module;
К - место однофазного замыкания на землю линии электропередачи;To - the place of a single-phase earth fault power lines;
L - длина линии электропередачи;L is the length of the power line;
lk - расстояние до места однофазного замыкания.l k is the distance to the place of a single-phase circuit.
Элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 известны и не относятся к самому предмету изобретения, а являются обычными атрибутами того объекта, для которого предназначено рассматриваемое устройство /1, с.29, рис.14/. Остальные элементы схемы, приведенные на фиг. 1, относятся к предмету изобретения. Элементы 9, 16 и 21 известны из прототипа и аналогов. Элементы 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24 и связи между ними являются новыми.
Трехфазная линия электропередачи с проводами (фазами) 1, 2, 3 подключена к источнику питания 4 через отключающий элемент 5. В начале линии электропередачи на ее питающем конце к проводам 1, 2, 3 соответствующими (первыми) выводами присоединен первый трехфазный коммутационный аппарат 11. К выводам противоположной стороны (вторым) трехфазного коммутационного аппарата 11 присоединены по одному в каждую фазу первый 12, второй 13 и третий 14 датчики тока, соединенные в звезду. Общая точка звезды подключена к одной из фаз испытательного источника питания 10. Другая фаза испытательного источника питания 10 или его нулевой вывод присоединены ко второму выводу коммутационного аппарата 9, первый вывод которого соединен с землей. На противоположном конце линии электропередачи к ее проводам 1, 2, 3 подключен второй трехфазный коммутационный аппарат 15, выводы другой стороны которого замкнуты между собой накоротко.The three-phase power line with wires (phases) 1, 2, 3 is connected to the power source 4 through the disconnecting
В измерительном модуле вывод первого датчика тока 12 подключен к первым входам второго 17, третьего 18 и четвертого 19 сумматоров. Вывод второго датчика тока 13 подключен к первому входу первого 16 и вторым входам третьего 18 и четвертого 19 сумматоров. Вывод третьего датчика тока 14 подключен ко вторым входам первого 16 и второго 17, а также к третьему входу четвертого 19 сумматоров. Выходы первого 16, второго 17 и третьего 18 сумматоров присоединены соответственно к первому, второму и третьему входам миниселектора 20, выход которого подключен ко второму входу делителя 21. Первый вход делителя 21 соединен с выходом четвертого сумматора 19, а выход делителя 21 подключен ко второму входу умножителя 23, первый вход которого соединен с выходом задатчика постоянной величины 22. Выход умножителя 23 соединен с масштабирующим элементом 24.In the measuring module, the output of the first
В качестве испытательного источника питания 10 может быть использован однофазный или многофазный генератор или трансформатор с напряжением как совпадающим, так и не совпадающим по величине с напряжением источника питания 4 линии электропередачи. При более высоком напряжении испытательного источника питания 10 устройство можно использовать для дополнительной функции - выявления мест в линии электропередачи со слабой изоляцией. При более низком напряжении испытательного источника питания 10 улучшаются условия электробезопасности при обслуживании устройства. В качестве испытательного источника питания 10 может использоваться также и источник питания 4. Соответствующие подключения при этом показаны пунктиром.As a
В качестве первого и второго трехфазных коммутационных аппаратов 11 и 15 могут быть использованы типовые выключатели, контакторы или разъединители, а также съемные перемычки.As the first and second three-
В качестве датчиков тока 12, 13, 14 могут быть использованы измерительные трансформаторы тока. Все элементы измерительного модуля 25 могут быть выполнены с помощью типовых блоков аналоговой, цифровой или микропроцессорной техники.As
При разомкнутом отключающем элементе 5 и включенных коммутационных аппаратах 9, 11 и 15 на выходе датчиков тока 12, 13 и 14 сигналы равны соответственно:With an
где I1, I2, I3 - токи в проводах соответственно 1, 2, 3 линии электропередачи на ее питающем конце;where I 1 , I 2 , I 3 - currents in the wires, respectively, 1, 2, 3 power lines at its supply end;
КТ - коэффициент передачи датчиков тока.K T - transfer coefficient of current sensors.
На выходе первого 16, второго 17, третьего 18 и четвертого 19 сумматоров сигналы соответственно равны:At the output of the first 16, second 17, third 18 and fourth 19 adders, the signals are respectively equal:
где IC=I1+I2+I3 - сумма токов трех фаз линии электропередачи на ее питающем конце;where I C = I 1 + I 2 + I 3 - the sum of the currents of the three phases of the power line at its supply end;
сC - коэффициент передачи сумматоров.with C is the transfer coefficient of the adders.
Через миниселектор 20 пройдет тот из сигналов А16, А17 или А18, который имеет наименьшее значение. Поскольку провода 1, 2, 3 линии электропередачи между собой замкнуты накоротко на питающем конце трехфазным коммутационным аппаратом 11, а на противоположном конце этой линии - трехфазным коммутационным аппаратом 15, то на питающем конце значение тока в проводе, замкнувшемся на землю, будет больше, чем значения тока в других проводах. Поэтому при замыкании на землю провода 1 наименьшим будет сигнал А16, при замыкании на землю провода 2 наименьшим будет сигнал А17, при замыкании на землю провода 3 наименьшее значение будет иметь сигнал А18.Through the mini-selector 20 will pass that of the signals A 16 , A 17 or A 18 , which is of the least importance. Since the
В схеме, показанной на фиг.1, на землю замкнут провод 1. Для этого случая сигнал на выходе миниселектора равен:In the circuit shown in FIG. 1,
A20=cMC·A16=cMC·cC·KТ·(I2+I3),A 20 = c MC · A 16 = c MC · c C · K T · (I 2 + I 3 ),
где сMC - коэффициент передачи миниселектора. Сигнал на выходе делителя 21 равен:where with MC is the mini selector gain. The signal at the output of the
где с∂ - коэффициент передачи делителя.where c ∂ is the transfer coefficient of the divider.
Сигнал на выходе задатчика постоянной величины 22 равен:The signal at the output of the
A22=сз·1.5·L,A 22 = s s · 1.5 · L,
где L - длина линии электропередачи.where L is the length of the power line.
Сигнал на выходе умножителя 23 равен:The output signal of the
где су - коэффициент передачи умножителя.where c y is the transmission coefficient of the multiplier.
Сигнал на выходе масштабирующего элемента 24 равен:The output signal of the scaling
A24=cМЭ·A23,A 24 = c ME · A 23 ,
где сМЭ - коэффициент передачи масштабирующего элемента.where with ME is the transfer coefficient of the scaling element.
Масштабирующий элемент 24 выполнен с коэффициентом передачи, равным или пропорциональным обратной величине произведения коэффициентов передачи умножителя 23, делителя 21, миниселектора 20 и задатчика постоянной величины 22:The scaling
где n - коэффициент пропорциональности.where n is the coefficient of proportionality.
При этом сигнал на выходе масштабирующего элемента равен:The signal at the output of the scaling element is equal to:
где lk - расстояние до места замыкания линии электропередачи на землю.where l k is the distance to the point of closure of the power line to the ground.
Если n=1, единицы измерения значений L и lk одинаковы. В том случае, если необходимо измерять L и lk в разных единицах, например L в км, а lk в метрах, то коэффициент пропорциональности n принимается равным отношению используемых единиц расстояний.If n = 1, the units of measure for L and l k are the same. In the event that it is necessary to measure L and l k in different units, for example, L in km and l k in meters, then the proportionality coefficient n is taken equal to the ratio of the used distance units.
При замыкании на землю провода 2 линии электропередачи сигнал на выходе элемента 24 будет равен:When the
а при замыкании на землю провода 3 линии электропередачи этот сигнал равен:and when the
Устройство работает следующим образом. При замыкании на землю любого из проводов 1, 2, 3 линии электропередачи отключают отключающий элемент 5 и включают первый 11 и второй 15 трехфазные коммутационные аппараты, а затем и коммутационный аппарат 9. После этого фиксируют показание lk масштабирующего элемента 24 измерительного модуля 25. Это показание пропорционально расстоянию от источника питания до места замыкания на землю любого из проводов линии электропередачи.The device operates as follows. When any of the
Технический результат в виде упрощения и повышения точности определяется следующими факторами:The technical result in the form of simplification and increased accuracy is determined by the following factors:
- не требуется предварительное определение той фазы, которая замкнулась на землю;- no preliminary determination of the phase that is locked to the ground is required;
- не требуется изменять схему подключения устройства к датчикам тока в зависимости от того, какая из фаз линии электропередачи замкнулась на землю;- no need to change the connection diagram of the device to current sensors depending on which of the phases of the power line is shorted to ground;
- не требуется подключение устройства к измерительному трансформатору напряжения;- it is not required to connect the device to a voltage measuring transformer;
- отсутствует влияние на показания устройства такого дестабилизирующего фактора, как индуктивное влияние контактной сети электрических железных дорог однофазного переменного тока (по принципу действия), поскольку наведенные в каждом из проводов 1, 2, 3 линии электропередачи ЭДС в предложенной схеме измерения взаимно компенсируются;- there is no influence on the device indications of such a destabilizing factor as the inductive effect of the contact network of electric railways of single-phase alternating current (according to the principle of operation), since the EMF transmission lines induced in each
- отсутствует зависимость показаний устройства от угловых погрешностей датчиков тока, поскольку для вычисления lk используются модули токов, а не их комплексные значения;- there is no dependence of the readings of the device on the angular errors of the current sensors, since current modules are used for calculating l k , and not their complex values;
- снижено влияние распределенных однофазных нагрузок и токов поперечной емкостной проводимости линии электропередачи, поскольку трехфазные коммутационные аппараты 11 и 15 замыкают накоротко все три фазы 1, 2, 3 линии электропередачи как на питающем, так и на ее противоположном концах.- the influence of distributed single-phase loads and transverse capacitive conductance currents of the power line is reduced, since three-
Кроме того, устройство не реагирует по принципу действия на величину сопротивления дуги или переходного сопротивления в месте замыкания на землю.In addition, the device does not respond according to the principle of action to the value of the arc resistance or transition resistance at the point of earth fault.
Устройство 2
Известно устройство АОП-1 определения удаленности места повреждения изоляции одной фазы трехфазной линии электропередачи, подключенной к питающему трансформатору и снабженной измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее однофазный коммутационный аппарат, первый вывод которого подключен к земле, а второй - к нулевой точке питающего трансформатора, и измерительный модуль, включающий делитель, подключенный к измерительным трансформаторам тока и напряжения /1, с.121 и 122/. В момент замыкания однофазного коммутационного аппарата измерительный модуль подключают к трансформатору тока поврежденной фазы, этот модуль фиксирует фазовые напряжения U1 и ток I1 провода (фазы) с поврежденной изоляцией, а делитель осуществляет операциюA device AOP-1 is known for determining the distance of the location of the insulation damage of one phase of a three-phase power line connected to a supply transformer and equipped with current and voltage measuring transformers, containing a single-phase switching device, the first terminal of which is connected to ground, and the second to the zero point of the supply transformer, and measuring module, including a divider connected to measuring current and voltage transformers / 1, p.121 and 122 /. When a single-phase switching device is closed, the measuring module is connected to the current transformer of the damaged phase, this module records the phase voltages U 1 and current I 1 of the wire (phase) with damaged insulation, and the divider performs the operation
где Zn-з - сопротивление единицы длины контура провод-земля;where Z n-s is the resistance of a unit length of the wire-to-ground loop;
lk - расстояние от питающего конца линии электропередачи до места повреждения.l k is the distance from the supply end of the power line to the place of damage.
Известно устройство для определения удаленности места повреждения изоляции одной фазы трехфазной линии электропередачи, подключенной к питающему трансформатору и снабженной измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее два однофазных коммутационных аппарата, одни выводы которых присоединены к земле, а другие - к разным фазам линии электропередачи на ее питающем конце, избиратель неповрежденной фазы и измерительный модуль, включающий делитель, подключаемые к измерительным трансформаторам тока и напряжения /2, 3/. При замыкании одной фазы трехфазной линии электропередачи на землю, избиратель неповрежденной фазы включает один из однофазных коммутационных аппаратов, который замыкает неповрежденную фазу на землю, создавая режим двухфазного короткого замыкания на землю. Измерительный блок фиксирует линейное напряжение U12 между фазой с поврежденной изоляцией и неповрежденной фазой, искусственно замкнутой на землю, а также ток I1 фазы с поврежденной изоляцией. При этом делитель осуществляет операциюA device is known for determining the distance to the place of insulation damage of one phase of a three-phase power line connected to a supply transformer and equipped with current and voltage measuring transformers, containing two single-phase switching devices, some of which are connected to the ground, and others to different phases of the power line on its supply the end, the intact phase selector and the measuring module, including a divider, connected to the measuring current and voltage transformers / 2, 3 /. When one phase of a three-phase power line is shorted to ground, the intact phase selector turns on one of the single-phase switching devices, which closes the undamaged phase to ground, creating a two-phase short circuit to ground. The measuring unit detects the linear voltage U 12 between the phase with damaged insulation and the intact phase, artificially closed to earth, as well as the current I 1 of the phase with damaged insulation. In this case, the divider performs the operation
Недостатком этих устройств является крайне низкая точность. Соответствие между значением lk и расстоянием до места повреждения имеет место только в том случае, когда отсутствуют все пять особенностей, характерных для трехфазных линий электропередачи для электроснабжения автоблокировки и перечисленных выше. Особенно большую погрешность вызывают такие особенности, как несимметричная загрузка фаз, большое переходное сопротивление и электромагнитное влияние контактной сети железных дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока. Погрешность становится настолько большой, что «не обеспечивает требуемой точности и надежности измерений» /1, с.123/.The disadvantage of these devices is the extremely low accuracy. The correspondence between the value of l k and the distance to the place of damage takes place only when all five features characteristic of three-phase power lines for power supply of self-locking and listed above are absent. Particularly large errors are caused by such features as asymmetric loading of phases, high transition resistance and electromagnetic influence of the contact network of railways electrified by a single-phase alternating current system. The error becomes so large that "does not provide the required accuracy and reliability of measurements" / 1, p.123 /.
Известно устройство для определения удаленности однофазного замыкания в трехфазной линии электропередачи, подключенной через трехфазный коммутационный аппарат к источнику питания упомянутой линии, содержащее первый однофазный коммутационный аппарат, соединяющий нулевую точку или одну из неповрежденных фаз источника питания с землей, третий и четвертый однофазные коммутационные аппараты с индивидуальными приводами, три перемычки и измерительный модуль, включающий сумматор, образованный двумя согласующими трансформаторами, и делитель /4/, принятые в качестве прототипа.A device for determining the distance of a single-phase circuit in a three-phase power line connected through a three-phase switching device to the power source of the mentioned line, containing the first single-phase switching device connecting the zero point or one of the undamaged phases of the power source to the ground, the third and fourth single-phase switching devices with individual drives, three jumpers and a measuring module, including an adder formed by two matching transformers, and delhi fir / 4 /, taken as a prototype.
При замыкании одной фазы линии электропередачи на землю определяют поврежденную фазу, затем отключают трехфазный коммутационный аппарат, устанавливают одну перемычку на питающем конце линии электропередач и две перемычки на противоположном ее конце, отключают второй, третий или четвертый однофазный коммутационный аппарат, измерительный модуль подключают к измерительным трансформаторам тока и напряжения соответствующих фаз, после чего включают первый однофазный коммутационный аппарат, а затем и трехфазный коммутационный аппарат. При этом измерительный модуль фиксирует комплексные значения линейного напряжения
где L - длина линии электропередачи,where L is the length of the power line,
В этом устройстве исключено (при симметричной загрузке фаз) влияние переходного сопротивления на погрешность определения удаленности места повреждения и снижено влияние всех остальных особенностей (дестабилизирующих факторов). Устройство /4/ имеет следующие недостатки:In this device, the influence of transition resistance on the error in determining the distance of the damage site is eliminated (with a symmetrical loading of phases) and the influence of all other features (destabilizing factors) is reduced. The device / 4 / has the following disadvantages:
- для работы устройства необходимо предварительно определить фазу с поврежденной изоляцией. Это осуществляется, например, с помощью трех вольтметров, измеряющих фазовое напряжение каждого из проводов линии электропередачи относительно земли /1, с.105/. Напряжение фазы с поврежденной изоляцией в пределе снижается до нуля, а напряжение двух других фаз в пределе возрастает в
- измерительный модуль осуществляет операции с комплексными числами, т.е. с фиксацией фазовых углов между величинами U12, I1, I2 и аргумента Z. При больших переходных сопротивлениях фазовые углы становятся незначительными, а если эти углы измеряются неточно, то возникает большая погрешность при определении значения lk.- the measuring module performs operations with complex numbers, i.e. with fixing the phase angles between the values of U 12 , I 1 , I 2 and the argument Z. At large transition resistances, the phase angles become insignificant, and if these angles are not measured accurately, then a large error occurs when determining the value of l k .
Источниками неточного измерения фазовых углов является, как известно, так называемая угловая погрешность трансформаторов тока и согласующих трансформаторов /6, с.118/, используемых в устройстве /4/;Sources of inaccurate measurement of phase angles is, as is known, the so-called angular error of current transformers and matching transformers / 6, p.118 / used in the device / 4 /;
- в устройстве /4/ снижено электромагнитное влияние контактной сети, однако оно не исключено полностью, что вызывает значительную погрешность при определении lk;- in the device / 4 / the electromagnetic influence of the contact network is reduced, however it is not completely excluded, which causes a significant error in determining l k ;
- применение устройства /4/ требует большого числа операций в высоковольтной линии электропередачи (определение фазы с поврежденной изоляцией, переключение многих коммутационных аппаратов, установка перемычек).- the use of the device / 4 / requires a large number of operations in a high-voltage power line (phase determination with damaged insulation, switching of many switching devices, installation of jumpers).
Перечисленные недостатки усложняют устройство и снижают его точность.These shortcomings complicate the device and reduce its accuracy.
Техническим результатом предложенного решения является упрощение и повышение точности определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в трехфазной линии электропередачи.The technical result of the proposed solution is to simplify and improve the accuracy of determining the distance to the place of a single-phase earth fault in a three-phase power line.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее коммутационный аппарат, первый вывод которого соединен с землей, и измерительный модуль, включающий сумматор и делитель, дополнительно включены первый и второй трехфазные коммутационные аппараты, первый, второй, третий и четвертый датчики тока, испытательный источник питания, а в измерительном модуле - второй и третий сумматоры, миниселектор, задатчик постоянной величины, умножитель и масштабирующий элемент, при этом одна из фаз или нулевой вывод испытательного источника питания подключены ко второму выводу коммутационного аппарата, а другая фаза упомянутого испытательного источника питания подключены через четвертый датчик тока к общей точке первого, второго и третьего датчиков тока, включенных в звезду, лучи которой присоединены к первым выводам первого трехфазного коммутационного аппарата, вторые выводы которого подключены к соответствующим фазам трехфазной линии электропередачи в ее начале на питающем конце, на противоположном конце которой к тем же фазам упомянутой линии электропередачи присоединены выводы второго трехфазного коммутационного аппарата, первые выводы которого замкнуты между собой накоротко, в измерительном модуле вывод первого датчика тока подключен соответственно к первым входам второго и третьего сумматоров, вывод второго датчика тока подключен соответственно к первому входу первого и второму входу третьего сумматоров, вывод третьего датчика тока подключен соответственно ко вторым входам первого и второго сумматоров, выходы первого, второго и третьего сумматоров подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам миниселектора, выход которого присоединен к второму входу делителя, первый вход которого подключен к выводу четвертого датчика тока, а выход присоединен ко второму входу умножителя, первый вход которого соединен с задатчиком постоянной величины, а выход присоединен к масштабирующему элементу, причем коэффициент передачи сумматоров равен отношению коэффициента передачи четвертого датчика тока и коэффициенту передачи первого, второго и третьего датчиков тока, а коэффициент передачи масштабирующего элемента равен или пропорционален обратной величине произведения коэффициентов передачи умножителя, делителя, миниселектора и задатчика постоянной величины.The essence of the invention lies in the fact that in the device containing the switching device, the first output of which is connected to ground, and the measuring module, including the adder and divider, additionally included are the first and second three-phase switching devices, the first, second, third and fourth current sensors, test a power source, and in the measuring module, the second and third adders, a mini selector, a constant value adjuster, a multiplier and a scaling element, while one of the phases or the zero output of the test source the power supplies are connected to the second terminal of the switching apparatus, and the other phase of the test power supply is connected through the fourth current sensor to the common point of the first, second and third current sensors included in the star, the rays of which are connected to the first terminals of the first three-phase switching device, the second conclusions of which connected to the corresponding phases of the three-phase power line at its beginning on the supply end, at the opposite end of which to the same phases of the said power line when the outputs of the second three-phase switching device are connected, the first outputs of which are short-circuited, in the measuring module the output of the first current sensor is connected respectively to the first inputs of the second and third adders, the output of the second current sensor is connected respectively to the first input of the first and second input of the third adders, the output of the third the current sensor is connected respectively to the second inputs of the first and second adders, the outputs of the first, second and third adders are connected respectively to the first, the second and third inputs of the mini selector, the output of which is connected to the second input of the divider, the first input of which is connected to the output of the fourth current sensor, and the output is connected to the second input of the multiplier, the first input of which is connected to a constant value generator, and the output is connected to the scaling element, and the coefficient the transmission of the adders is equal to the ratio of the transmission coefficient of the fourth current sensor and the transmission coefficient of the first, second and third current sensors, and the transmission coefficient of the scaling element p aven or is proportional to the reciprocal of the product of the transmission coefficients of the multiplier, divider, mini selector and constant gear.
Кроме того, в качестве испытательного источника питания может использоваться источник питания трехфазной линии электропередачи, а в качестве первого и второго трехфазных коммутационных аппаратов - съемные перемычки.In addition, a three-phase power line power source can be used as a test power source, and removable jumpers as the first and second three-phase switching devices.
Сущность изобретения поясняется схемой, приведенной на фиг.2, где приняты следующие обозначения:The invention is illustrated by the diagram shown in figure 2, where the following notation:
1, 2, 3 - провода (фазы) трехфазной линии электропередачи;1, 2, 3 - wires (phases) of a three-phase power line;
4 - источник питания трехфазной линии электропередачи;4 - power source of a three-phase power line;
5 - отключающий элемент (выключатель, разъединитель);5 - disconnecting element (switch, disconnector);
6, 7, 8 - трансформаторы тока;6, 7, 8 - current transformers;
9 - коммутационный аппарат;9 - switching device;
10 - испытательный источник питания;10 - test power source;
11 - первый трехфазный коммутационный аппарат;11 - the first three-phase switching device;
12, 13, 14 - первый, второй и третий датчики тока;12, 13, 14 - the first, second and third current sensors;
15 - второй трехфазный коммутационный аппарат;15 - second three-phase switching device;
16,17, 18 - первый, второй и третий сумматоры;16,17, 18 - the first, second and third adders;
19 - четвертый датчик тока;19 - the fourth current sensor;
20 - миниселектор;20 - mini selector;
21 - делитель;21 - a divider;
22 - задатчик постоянной величины;22 - constant value adjuster;
23 - умножитель;23 - multiplier;
24 - масштабирующий элемент;24 - scaling element;
25 - измерительный модуль;25 - measuring module;
К - место однофазного замыкания на землю линии электропередачи;To - the place of a single-phase earth fault power lines;
L - длина линии электропередачи;L is the length of the power line;
lk - расстояние до места однофазного замыкания.l k is the distance to the place of a single-phase circuit.
Элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 известны и не относятся к самому предмету изобретения, а являются обычными атрибутами того объекта, для которого предназначено рассматриваемое устройство /1, с.29, рис.14/. Остальные элементы схемы, приведенные на фиг. 2, относятся к предмету изобретения. Элементы 9, 16 и 21 известны из прототипа и аналогов. Элементы 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24 и связи между ними являются новыми.
Трехфазная линия электропередачи с проводами (фазами) 1, 2, 3 подключена к источнику питания 4 через отключающий элемент 5. В начале линии электропередачи на ее питающем конце к проводам 1, 2, 3 соответствующими (первыми) выводами присоединен первый трехфазный коммутационный аппарат 11. К выводам противоположной стороны (вторым) трехфазного коммутационного аппарата 11 присоединены по одному в каждую фазу первый 12, второй 13 и третий 14 датчики тока, соединенные в звезду. Общая точка звезды подключена через четвертый датчик тока 19 к одной из фаз испытательного источника питания 10. Другая фаза испытательного источника питания 10 или его нулевой вывод присоединены ко второму выводу коммутационного аппарата 9, первый вывод которого соединен с землей. На противоположном конце линии электропередачи к ее проводам 1, 2, 3 подключен второй трехфазный коммутационный аппарат 15, выводы другой стороны которого замкнуты между собой накоротко.The three-phase power line with wires (phases) 1, 2, 3 is connected to the power source 4 through the disconnecting
В измерительном модуле вывод первого датчика тока 12 подключен к первым входам второго 17 и третьего 18 сумматоров. Вывод второго датчика тока 13 подключен к первому входу первого 16 и второму входу третьего 18 сумматоров. Вывод третьего датчика тока 14 подключен ко вторым входам первого 16 и второго 17 сумматоров. Выходы первого 16, второго 17 и третьего 18 сумматоров соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами миниселектора 20, выход которого подключен ко второму входу делителя 21. Первый вход делителя 21 соединен с выводом четвертого датчика тока 19, а выход этого делителя подключен ко второму входу умножителя 23, к первому входу которого присоединен задатчик постоянной величины 22, а выход соединен с масштабирующим элементом 24.In the measuring module, the output of the first
В качестве испытательного источника питания 10 может быть использован однофазный или многофазный генератор или трансформатор с напряжением, как совпадающим, так и не совпадающим по величине с напряжением источника питания 4 линии электропередачи. При более высоком напряжении испытательного источника питания 10 устройство можно использовать для дополнительной функции - выявления мест в линии электропередачи со слабой изоляцией. При более низком напряжении испытательного источника питания 10 улучшаются условия электробезопасности при обслуживании устройства. В качестве испытательного источника питания 10 может использоваться также и источник питания 4. Соответствующие подключения при этом показаны пунктиром.As a
В качестве первого и второго трехфазных коммутационных аппаратов 11 и 15 могут быть использованы типовые выключатели, контакторы или разъединители, а также съемные перемычки.As the first and second three-
В качестве датчиков тока 12, 13, 14 могут быть использованы измерительные трансформаторы тока. Все элементы измерительного модуля 25 могут быть выполнены с помощью типовых блоков аналоговой, цифровой или микропроцессорной техники.As
При разомкнутом отключающем элементе 5 и включенных коммутационных аппаратах 9, 11 и 15 на выходе датчиков тока 12, 13 и 14 сигналы равны соответственно:With an
где I1, I2, I3 - токи в проводах соответственно 1, 2, 3 линии электропередачи на ее питающем конце;where I 1 , I 2 , I 3 - currents in the wires, respectively, 1, 2, 3 power lines at its supply end;
КT - коэффициент передачи датчиков тока.To T is the transfer coefficient of current sensors.
На выходе первого 16, второго 17 и третьего 18 сумматоров сигналы соответственно равны:At the output of the first 16, second 17 and third 18 adders, the signals are respectively equal:
где сC - коэффициент передачи сумматоров.where c is the transfer coefficient of the adders.
На выходе четвертого датчика тока 19 сигнал равен:The output of the fourth current sensor 19, the signal is equal to:
где IC=I1+I2+I3 - сумма токов трех фаз линии электропередачи на ее питающем конце;where I C = I 1 + I 2 + I 3 - the sum of the currents of the three phases of the power line at its supply end;
Миниселектор 20 пропускает на свой выход тот из сигналов А16, А17 или А18, который имеет наименьшее значение. Поскольку провода 1, 2, 3 линии электропередачи между собой замкнуты накоротко коммутационным аппаратом 11 на питающем конце и коммутационным аппаратом 15 на противоположном ее конце, то на питающем конце значение тока в проводе, замкнувшемся на землю, будет больше, чем значения тока в других проводах. Поэтому при замыкании на землю провода 1 наименьшим будет сигнал А16, при замыкании на землю провода 2 наименьшим будет сигнал А17, при замыкании на землю провода 3 наименьшее значение будет иметь сигнал A18.The
В схеме, показанной на фиг.2, на землю замкнут провод 1. Для этого случая сигнал на выходе миниселектора 20 равен:In the circuit shown in figure 2,
где сMC - коэффициент передачи миниселектора. Сигнал на выходе делителя 21 равен:where with MC is the mini selector gain. The signal at the output of the
где с∂ - коэффициент передачи делителя.where c ∂ is the transfer coefficient of the divider.
Коэффициент передачи сумматоров принят равным отношению коэффициента передачи четвертого датчика тока к коэффициенту передачи первого, второго и третьего датчиков тока:The transfer coefficient of the adders is taken equal to the ratio of the transmission coefficient of the fourth current sensor to the transmission coefficient of the first, second and third current sensors:
В этом случае сигнал А21 равен:In this case, the signal A 21 is equal to:
Сигнал на выходе задатчика постоянной величины 22 равен:The signal at the output of the
А22=cз·1,5·L,A 22 = c s · 1.5 · L,
где L - длина линии электропередачи;where L is the length of the power line;
cз - коэффициент передачи задатчика постоянной величины 22.c s - gear coefficient of the
Сигнал на выходе умножителя 23 равен:The output signal of the
Сигнал на выходе масштабирующего элемента 24 равен:The output signal of the scaling
A24=cМЭ·A23,A 24 = c ME · A 23 ,
где cМЭ - коэффициент передачи масштабирующего элемента.where c ME is the transfer coefficient of the scaling element.
Коэффициент передачи масштабирующий элемента 24 равен или пропорционален обратной величине произведения коэффициентов передачи умножителя, делителя, миниселектора и задатчика постоянной величины:The transmission coefficient of the scaling
А24=сМЭ·А23,A 24 = with ME · A 23 ,
где n - коэффициент пропорциональности.where n is the coefficient of proportionality.
В этом случае сигнал А24 равен:In this case, the signal A 24 is equal to:
где lk - расстояние до места замыкания линии электропередачи на землю.where l k is the distance to the point of closure of the power line to the ground.
Если n=1, то единицы измерения значений L и lk одинаковы. В том случае, если необходимо измерять L и lk в разных единицах, например L в км, а lk в метрах, то коэффициент пропорциональности n принимается равным отношению используемых единиц расстояний.If n = 1, then the units of measurement of the values of L and l k are the same. In the event that it is necessary to measure L and l k in different units, for example, L in km and l k in meters, then the proportionality coefficient n is taken equal to the ratio of the used distance units.
При замыкании на землю провода 2 линии электропередачи сигнал на выходе элемента 24 будет равен:When the
а при замыкании на землю провода 3 линии электропередачи этот сигнал равен:and when the
Устройство работает следующим образом. При замыкании на землю любого из проводов 1, 2, 3 линии электропередачи отключают отключающий элемент 5 и включают первый 11 и второй 15 трехфазные коммутационные аппараты, а затем и коммутационный аппарат 9. После этого фиксируют показание lk масштабирующего элемента 24 измерительного модуля 25. Это показание пропорционально расстоянию от источника питания до места замыкания на землю любого из проводов линии электропередачи.The device operates as follows. When any of the
Технический результат в виде упрощения и повышения точности определяется следующими факторами:The technical result in the form of simplification and increased accuracy is determined by the following factors:
- не требуется предварительное определение той фазы, которая замкнулась на землю;- no preliminary determination of the phase that is locked to the ground is required;
- не требуется изменять схему подключения устройства к датчикам тока в зависимости от того, какая из фаз линии электропередачи замкнулась на землю;- no need to change the connection diagram of the device to current sensors depending on which of the phases of the power line is shorted to ground;
- не требуется подключение устройства к измерительному трансформатору напряжения;- it is not required to connect the device to a voltage measuring transformer;
- отсутствует влияние на показания устройства такого дестабилизирующего фактора, как индуктивное влияние контактной сети электрических железных дорог однофазного переменного тока (по принципу действия), поскольку наведенные в каждом из проводов 1, 2, 3 линии электропередачи ЭДС в предложенной схеме измерения взаимно компенсируются;- there is no influence on the device indications of such a destabilizing factor as the inductive effect of the contact network of electric railways of single-phase alternating current (according to the principle of operation), since the EMF transmission lines induced in each
- отсутствует зависимость показаний устройства от угловых погрешностей датчиков тока, поскольку для вычисления lk используются модули токов, а не их комплексные значения;- there is no dependence of the readings of the device on the angular errors of the current sensors, since current modules are used for calculating l k , and not their complex values;
- снижено влияние распределенных однофазных нагрузок и токов поперечной емкостной проводимости линии электропередачи, поскольку трехфазные коммутационные аппараты 11 и 15 замыкают накоротко все три фазы 1, 2, 3 линии электропередачи как на питающем, так и на ее противоположном концах.- the influence of distributed single-phase loads and transverse capacitive conductance currents of the power line is reduced, since three-
Кроме того, устройство не реагирует по принципу действия на величину сопротивления дуги или переходного сопротивления в месте замыкания на землю.In addition, the device does not respond according to the principle of action to the value of the arc resistance or transition resistance at the point of earth fault.
Источники информацииSources of information
1. Герман Л.А., Векслер М.И., Шелом И.А. Устройства и линии электроснабжения автоблокировки. - М.: Транспорт, 1987.-192 с.1. German L.A., Veksler M.I., Shelom I.A. Autoblock devices and power supply lines. - M .: Transport, 1987.-192 p.
2. Фигурнов Е.П., Тептиков Н.Р. Определение удаленности замыкания в высоковольтных линиях автоблокировки. В кн.: Релейная защита и автоматика устройств электроснабжения железных дорог. Межвузовский сборник трудов. Ростовский институт инженеров ж.д. транспорта, вып. 144. Ростов-на-Дону, РИИЖТ, 1978, с.81-86.2. Figurnov EP, Teptikov N.R. Determination of remoteness of a circuit in high-voltage self-locking lines. In: Relay protection and automation of railway power supply devices. Interuniversity proceedings. Rostov Institute of Railway Engineers Transport, issue 144. Rostov-on-Don, RIIZhT, 1978, p.81-86.
3. А.С. СССР №920576. Устройство для избирания неповрежденной фазы/ Я.Д.Гуральник, В.А.Манухов, Н.Р.Тептиков, Е.П.Фигурнов, В.М.Эрлих. М.Кл3 G 01 R 31/08. №2965324/24-21, заявл. 01.08.78, опубл. 15.04.82, Бюл. №14.3. A.S. USSR No. 920576. Device for selecting an undamaged phase / Y.D. Guralnik, V.A. Manukhov, N.R.Tepikov, E.P. Figurnov, V.M. Erlikh. M. Cl 3 G 01 R 31/08. No. 2965324 / 24-21, declared 08/01/78, publ. 04/15/82, Bull.
4. Патент RU №2186404. Способы и устройства для определения удаленности однофазного замыкания в трехфазной линии электропередачи (варианты)/ Фигурнов Е.П., Бочев А.С., Бодров П.А. 7 G 01 R 31/06, №2001109805/09, заявл. 11.04.2001, опубл. 27.07.2002, Бюл.№21.4. Patent RU No. 2186404. Methods and devices for determining the distance of a single-phase circuit in a three-phase power line (options) / Figurnov E.P., Bochev A.S., Bodrov P.A. 7 G 01 R 31/06, No. 2001109805/09, claimed 04/11/2001, publ. July 27, 2002, Bull.№21.
5. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защита от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. -М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001.-104 с./ Библиотека электротехника; вып. 11(35)/.5. Shuin V.A., Gusenkov A.V. Earth fault protection in electric networks 6-10 kV. -M.: NTF Energoprogress, 2001.-104 p. / Library of Electrical Engineering; issue 11 (35) /.
6. Электрические измерения/ В.Н.Малиновский, P.M.Демидова-Панферова, Ю.Н.Евланов и др.; Под ред. д-ра техн. Наук В.Н.Малиновского. - М.: Энергоатомиздат, 1985.-416 с.6. Electrical measurements / V.N. Malinovsky, P.M. Demidov-Panferov, Yu.N. Evlanov and others; Ed. Dr. tech. Science V.N. Malinovsky. - M .: Energoatomizdat, 1985.-416 p.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129102/28A RU2261453C2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129102/28A RU2261453C2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003129102A RU2003129102A (en) | 2005-03-27 |
| RU2261453C2 true RU2261453C2 (en) | 2005-09-27 |
Family
ID=35560184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129102/28A RU2261453C2 (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2261453C2 (en) |
-
2003
- 2003-09-29 RU RU2003129102/28A patent/RU2261453C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003129102A (en) | 2005-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2914042T3 (en) | Method and apparatus for commissioning branch circuit voltage sensors and branch circuit current sensors for branch circuit monitoring systems | |
| JP4745000B2 (en) | Fault detection device for fault location device for AC AT feeder circuit | |
| EP3869208B1 (en) | Method and apparatus to commission voltage sensors and branch circuit current sensors for branch circuit monitoring systems | |
| RU2719278C1 (en) | Method of determining the point and distance to single-phase ground fault in 6-35 kv electric networks with isolated or compensated neutral line | |
| EP1306682B1 (en) | Circuit tester | |
| JP3624190B2 (en) | DC insulation monitoring device | |
| RU2261452C2 (en) | Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) | |
| RU2261454C2 (en) | Device for determining distance to point of single-phase ground in three-phase electric power line (versions) | |
| RU2261453C2 (en) | Point of single-phase ground in three-phase electric power line distance indicator(versions) | |
| RU2175138C1 (en) | Method and device for measuring power circuit insulation resistance in live electrical equipment of vehicles | |
| RU2249226C2 (en) | Method of measuring remoteness of single-phase short circuit in three-phase power line | |
| RU2186404C1 (en) | Procedures and gear to determine distance to single-phase short-circuit in three-phase electric power line ( alternatives ) | |
| JPH04220573A (en) | Low-voltage system line wire insulation monitoring method | |
| US1615688A (en) | Metering system | |
| US1535587A (en) | Electrical measuring instrument | |
| Olszowiec | Application of network voltages to insulation monitoring in unearthed AC circuits with rectifiers | |
| RU2028634C1 (en) | Method of and device for insulation resistance measurement in alternating-current lines incorporating static converters | |
| RU116243U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SHORT CIRCUIT TO THE GROUND OF THE AIRLINE LINES WITH A VOLTAGE OVER 1000 V LOCATED ON THE SUPPORTS OF THE AC CONTACT NETWORK | |
| SU1224750A1 (en) | Apparatus for determining range to single-phase earth in electrical mains with grounded neutral | |
| JPH09304468A (en) | Method for locating fault-point of parallel two line system | |
| SU1765785A1 (en) | Device for measuring insulation resistance of alternating current electric network | |
| JPH0473755B2 (en) | ||
| CN115372684A (en) | Current measurement circuit for a converter, converter circuit and converter | |
| SU708257A1 (en) | Arrangement for measuring insulation resistance and capacitance of derivation phase wires of three-phase network with neutral wire | |
| RU2133968C1 (en) | Voltage indicator to test phase coincidence |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050930 |