RU2365013C1

RU2365013C1 - Method of automatic repeated switching-on of power transmission line (ptl)

Info

Publication number: RU2365013C1
Application number: RU2008125576/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Леонидович Куликов (RU); Александр Леонидович Куликов
Original assignee: Александр Леонидович Куликов
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-08-20

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used for power transmission line (PTL). In compliance with this invention, automatic repeated switching-on of PTL is carried out in compliance with the line diagnostics positive result. In compliance with proposed method, PTL state diagnostics is performed by receiving and analysing continuous high-frequency signals at every phase. Aforesaid signals comprise at least one informative indication of PTL serviceability or apparent failure. Note that HF signal reception and analysis are performed on one end of the line. Note also that informative indications are formed proceeding from inherent and condition resistances at various frequencies.

EFFECT: higher probability of successful switching on.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для линий электропередачи (ЛЭП), например, переменного тока.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for power lines (power lines), for example, alternating current.

Известен способ пуска автоматического повторного включения (АПВ) ЛЭП [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9], при котором пуск АПВ производится в момент посылки команды на отключение возникшего к.з. и осуществляется органами, фиксирующими возникновение повреждения, как правило, устройствами релейной защиты, производящими отключение выключателей поврежденной линии.A known method of starting automatic re-enable (AR) of power lines [Bogorad A.M., Nazarov Yu.G. Automatic reclosing in power systems. - M .: "Energy", 1969. p. 9], in which the automatic reclosure is started at the time of sending the command to turn off the fault. and is carried out by the bodies fixing the occurrence of damage, as a rule, by relay protection devices, which trip the circuit breakers of the damaged line.

Недостатком такого способа пуска является то, что он обеспечивает повторное включение только при аварийных отключениях, которые имеют место вследствие действия релейной защиты.The disadvantage of this method of start-up is that it provides repeated switching on only during emergency shutdowns that occur due to the action of relay protection.

От указанного недостатка свободен другой способ, предусматривающий пуск устройства АПВ ЛЭП после аварийного отключения выключателя [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.9].Another method is free from this drawback, which involves starting the automatic power supply device after the emergency shutdown of the circuit breaker [Bogorad A.M., Nazarov Yu.G. Automatic reclosing in power systems. - M .: "Energy", 1969. p. 9].

Недостатком обоих способов пука АПВ ЛЭП является высокая вероятность неуспешных включений.The disadvantage of both methods of a bunch of APL power lines is the high probability of unsuccessful inclusions.

Успешность АПВ воздушных ЛЭП по данным, представленным в [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969. стр.6], составляет: 60-75% при первом повторном включении, 10-15% при втором, 1.5-3% при третьем. В другой литературе [Справочник по релейной защите / Под общей редакцией М.А.Берковича. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. стр.476] успешность АПВ ЛЭП и шин оценивается 75-85%.The success of AR in overhead power lines according to the data presented in [Bogorad A.M., Nazarov Yu.G. Automatic reclosing in power systems. - M .: "Energy", 1969. p.6], is: 60-75% at the first restart, 10-15% at the second, 1.5-3% at the third. In other literature [Handbook of relay protection / Edited by M.A. Berkovich. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1963. p. 476] the success of the AR of power transmission lines and tires is estimated at 75-85%.

Указанного недостатка лишена линия электропередачи сверх - и ультравысокого напряжения [Патент РФ №1072734, МПК6 H02J 3/00, Н02Н 3/06, опубл. 20.03.1995], оборудованная на каждом конце высоковольтным выключателем, блоком автоматического шунтирования фазы (АШВ) линии на землю и содержащая трансформаторы тока и напряжения в каждой фазе линии, к выходам которых подключены входы блока релейной защиты БРЗ, выход которого соединен с входом блока однофазного автоматического повторного включения линии (ОАПВ), отключающий выход которого соединен с выходом блока пофазного управления автоматическим шунтированием фазы (БПУ АФШ) и с отключающим входом блока управления высоковольтным выключателем (БУВ), включающий выход ОАПВ через логический элемент И подключен к включающему входу БУВ, на второй вход элемента И включен фиксирующий отключение выход БПУ АШФ, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности повторного включения линии, она снабжена блоком измерения расстояния до места повреждения (БИР), блоком уставки напряжения (БУ), источником трехфазного напряжения промышленной частоты (ИТН), соединенным с блоком регулирования величины и фазы напряжения промышленной частоты (БР), блоком задержки (БЗ), который включен между отключающим выходом ОАПВ и входом БИР, соединенным с выходом БРЗ, выход БИР соединен с аналогичным входом БУ, выход которого подключен к входу установки БР, включенного в нулевой провод АШФ, таковой вход и вход напряжения БУ присоединены соответственно к выходам трансформаторов тока и напряжения, вход фиксации поврежденной базы БУ присоединен к отключающему выходу ОАПВ, выход отсутствия повреждения БИР подключен к третьему входу элемента И.The specified drawback is deprived of the power line of ultra - and ultra-high voltage [RF Patent No. 1072734, IPC6 H02J 3/00, Н02Н 3/06, publ. 03/20/1995], equipped at each end with a high-voltage switch, an automatic phase shunting unit (ACHV) of the line to ground and containing current and voltage transformers in each phase of the line, the outputs of which are connected to the inputs of the relay protection relay BRZ, the output of which is connected to the input of the single-phase unit automatic line reconnection (OAPV), the disconnecting output of which is connected to the output of the phase-by-phase control unit by automatic phase shunting (БУФ АФШ) and to the disconnecting input of the high-voltage switch control unit with an element (BWL), which includes the output of the OAPV through the logical element And is connected to the switching input of the BWL, the output of the ACF control unit is turned on for the second input of the And element; damage (BIR), the voltage setting unit (BU), the source of the three-phase voltage of the industrial frequency (ITN) connected to the unit for regulating the magnitude and phase of the voltage of the industrial frequency (BR), the delay unit (BZ), which is connected between with the output OAPV input and the BIR input connected to the BRZ output, the BIR output is connected to a similar input of the control unit, the output of which is connected to the input of the BR installation included in the ACF neutral wire, such input and voltage input of the control unit are connected respectively to the outputs of current and voltage transformers, input fixing the damaged base of the control unit is connected to the disconnecting output of the OAPV, the output of the absence of damage to the BIR is connected to the third input of the element I.

Блок измерения расстояния (БИР) до места повреждения линии электропередачи, участвующий в пуске АПВ, выполнен на основе односторонних импульсных методов определения места повреждения (ОМП) [Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. - М.: «Энергия», 1968], например на базе ранее выпускавшихся промышленностью устройств типа ЛИДА.The unit for measuring the distance (BIR) to the place of damage to the power line involved in starting the automatic reclosure is based on unilateral pulse methods for determining the place of damage (WMD) [Shalyt G.M. Determination of places of damage to power lines by pulsed methods. - M .: "Energy", 1968], for example, on the basis of devices previously manufactured by the industry such as LIDA.

Однако недостатком использования импульсных методов является небольшая дальность (ОМП), ограниченная энергией излучаемого в линию сигнала. При этом повышение мощности излучения может приводить к пробоям, нарушению электромагнитной совместимости работающего оборудования и другим последствиям. Повышение длительности излучаемого сигнала ухудшает точностные характеристики импульсных методов, а также увеличивает «слепую зону». «Слепая зона» или зона нечувствительности связана с необходимостью блокирования приемного устройства БИР на момент излучения импульсного сигнала в линию. Поэтому обнаружения повреждений на малых дальностях от места установки БИР не происходит.However, the disadvantage of using pulsed methods is a small range (OMP), limited by the energy of the signal radiated into the line. In this case, an increase in the radiation power can lead to breakdowns, violation of the electromagnetic compatibility of the operating equipment, and other consequences. Increasing the duration of the emitted signal worsens the accuracy characteristics of pulse methods, and also increases the "blind zone". The “blind zone” or deadband is associated with the need to block the BIR receiver at the time of the emission of the pulse signal into the line. Therefore, damage detection at short distances from the BIR installation site does not occur.

Отмеченные недостатки уменьшают область ОМП ЛЭП и в конечном итоге -вероятность успешного АПВ ЛЭП. При этом неуспешное включение приводит к неоправданному увеличению числа к.з. в сети и, как следствие, развитию повреждений оборудования, необходимости восполнения ресурса выключателей за счет ремонтов, особенно при многократных АПВ [Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: «Энергия», 1969., стр.10].The noted shortcomings reduce the region of the OMP of the power transmission line and, ultimately, the likelihood of a successful AR of the power transmission line. Moreover, an unsuccessful inclusion leads to an unjustified increase in the number of short circuit in the network and, as a consequence, the development of equipment damage, the need to replenish the life of the circuit breakers due to repairs, especially with multiple reclosure [Bogorad A.M., Nazarov Yu.G. Automatic reclosing in power systems. - M .: "Energy", 1969., p. 10].

Известно устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи [Свид. СССР №799073, МПК 3 Н02Н 11/00, Н02Н 3/06, опубл. 23.01.1981], в котором предусмотрена возможность генерирования в линию высокочастотных сигналов для проверки наличия-отсутствия повреждения в дальней зоне. Однако в данном случае высокочастотный сигнал характеризуется «слабой» информативностью, являясь, по сути, только элементом синхронизации работы двух полукомплектов, расположенных на разных концах линии.A device is known for checking the health of a disconnected high-voltage power line [Cert. USSR No. 799073, IPC 3 Н02Н 11/00, Н02Н 3/06, publ. 01/23/1981], which provides for the possibility of generating high-frequency signals in a line to check for the presence or absence of damage in the far zone. However, in this case, the high-frequency signal is characterized by "weak" information content, being, in fact, only an element of synchronization of the work of two half-sets located at different ends of the line.

В качестве прототипа выбран способ автоматического повторного включения линии электропередачи [Свид. СССР №943957, МПК 3 Н02Н 3/06, опубл. 15.07.1982], при котором в случае однофазного короткого замыкания отключают поврежденную фазу и повторное включение осуществляют только в случае самоустранения повреждения. Данный способ позволяет увеличить долю успешных автоматических повторных включений, но только при однофазных коротких замыканиях. Между тем, перечень возможных повреждений гораздо шире, например двухфазные (междуфазные), двухфазные на землю, трехфазные на землю и без земли. Опыт эксплуатации воздушных ЛЭП свидетельствует о возможных поэтапных вариантах развития аварий, когда однофазное короткое замыкание переходит в двухфазное, а затем возможен и вариант трехфазного короткого замыкания.As a prototype of the selected method of automatic re-inclusion of the power line [Cert. USSR No. 943957, IPC 3 Н02Н 3/06, publ. 07/15/1982], in which in the case of a single-phase short circuit, the damaged phase is turned off and repeated switching on is carried out only in case of self-repair of the damage. This method allows to increase the share of successful automatic reclosing, but only with single-phase short circuits. Meanwhile, the list of possible damages is much wider, for example, two-phase (interphase), two-phase to earth, three-phase to earth and without earth. The experience of operating overhead power lines indicates possible phased options for the development of accidents, when a single-phase short circuit passes into a two-phase, and then a three-phase short circuit is also possible.

Задача изобретения - повышение вероятности успешного АПВ ЛЭП.The objective of the invention is to increase the likelihood of a successful AR AR of a power transmission line.

Указанная задача решается способом автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи (ЛЭП), при котором АПВ производится в случае положительного результата диагностики состояния ЛЭП, в котором диагностику состояния ЛЭП проводят путем приема и анализа на каждой фазе непрерывных высокочастотных сигналов, содержащих, по меньшей мере, один информативный признак работоспособности ЛЭП или наличия устойчивого повреждения, при этом прием и анализ высокочастотных сигналов осуществляют на одном конце линии, а информативные признаки формируют на основе собственных и взаимных сопротивлений фаз ЛЭП на разных частотах.This problem is solved by a method of automatic reconnection (AR) of a power line (power transmission line), in which automatic power supply is performed in the case of a positive diagnosis of the state of the power line, in which the state of the power line is diagnosed by receiving and analyzing at each phase continuous high-frequency signals containing at least , one informative sign of the performance of power lines or the presence of permanent damage, while the reception and analysis of high-frequency signals is carried out at one end of the line, and informative prize naki form on the basis of the intrinsic and mutual resistances of the phases of power lines at different frequencies.

Методы измерения характеристик ЛЭП, изложенные, например, в литературе [Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих. Применение к анализу несимметричных электрических сетей. - Л-М.: Главная редакция энергетической литературы, 1936], применимы и в полной мере сохраняют свои диагностические свойства на высоких частотах, отличных от значений промышленной частоты (50 Гц). Поэтому,используя ВЧ-присоединение ЛЭП, можно проводить односторонние измерения, например, комплексного сопротивления (сопротивлений) ЛЭП с помощью генерируемого в линию непрерывного гармонического сигнала. Кроме того, измерение характеристик ЛЭП на высоких частотах можно проводить и без излучения в ЛЭП высокочастотных сигналов. Для этого можно использовать высокочастотные шумы, наводимые сторонними источниками электромагнитного излучения. По характеристикам комплексного сопротивления (сопротивлений) на высокой частоте, используя дистанционный принцип релейной защиты [Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение. - Перевод с англ. Под ред. Дьяконова А.Ф. - М.: Энергоиздат.2005], можно судить о наличии повреждения ЛЭП.Methods for measuring the characteristics of power lines, described, for example, in the literature [Wagner KF, Evans RD The method of symmetrical components. Application to the analysis of asymmetric electric networks. - L-M .: The main edition of the energy literature, 1936], are applicable and fully retain their diagnostic properties at high frequencies other than the industrial frequency (50 Hz). Therefore, using the RF connection of the power transmission line, it is possible to carry out one-sided measurements, for example, the complex resistance (s) of the power transmission line using a continuous harmonic signal generated in line. In addition, the measurement of the characteristics of power lines at high frequencies can be carried out without radiation in the power lines of high-frequency signals. To do this, you can use high-frequency noise induced by third-party sources of electromagnetic radiation. According to the characteristics of the complex resistance (s) at high frequency, using the remote principle of relay protection [Ziegler G. Digital distance protection: principles and application. - Translation from English. Ed. Dyakonova A.F. - M .: Energoizdat 2005], it is possible to judge the presence of damage to power lines.

Энергия непрерывного излучения по сравнению с импульсным, при одинаковой амплитуде, определяемая как произведение мощности на длительность излучения, значительно больше, поэтому применение такого способа возможно на больших дальностях. Реализация способа позволяет исключить ранее указанные «слепые зоны», обеспечить комплексную диагностику всей ЛЭП при любых типах повреждений, а также сократить аппаратурные затраты.The energy of continuous radiation compared with pulsed, at the same amplitude, defined as the product of power and radiation duration, is much larger, therefore, the application of this method is possible at long ranges. The implementation of the method allows to exclude the previously mentioned "blind spots", to provide a comprehensive diagnosis of the entire power lines for any type of damage, as well as reduce hardware costs.

Claims

A method for automatically reconnecting (AR) a power line (AC), in which an AR is produced in the case of a positive diagnosis of the state of the power transmission line, characterized in that the diagnosis of the state of the power transmission line is carried out by receiving and analyzing at each phase continuous high-frequency signals containing at least one informative sign of the performance of power lines or the presence of permanent damage, while the reception and analysis of high-frequency signals is carried out at one end of the line, and informative signs form based on equity and mutual impedance transmission line phases at different frequencies.