RU2372624C1 - Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation - Google Patents
Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372624C1 RU2372624C1 RU2008109491/28A RU2008109491A RU2372624C1 RU 2372624 C1 RU2372624 C1 RU 2372624C1 RU 2008109491/28 A RU2008109491/28 A RU 2008109491/28A RU 2008109491 A RU2008109491 A RU 2008109491A RU 2372624 C1 RU2372624 C1 RU 2372624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- voltage
- phase
- microcontroller
- global positioning
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Abstract
Description
Изобретение относится к техническому обслуживанию разветвленной линии электропередач (ЛЭП) устройствами контроля тока и напряжения и может быть использовано для определения места однофазного замыкания на землю в ЛЭП с изолированной нейтралью и междуфазного короткого замыкания в ЛЭП любого класса напряжений.The invention relates to the maintenance of a branched power line (power transmission line) with current and voltage control devices and can be used to determine the location of a single-phase earth fault in a power transmission line with isolated neutral and interphase short circuit in a power transmission line of any voltage class.
Известен способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, основанный на применении активной импульсной локации места повреждения с регистрацией времени прихода отраженных зондирующих импульсов от неоднородности в линии (Аналитический обзор. Методы и аппаратура определения мест повреждений в электросетях. - Казань: ИЦ "Энергопрогресс", филиал ОАО "Татэнерго", 2002. С.40). При его использовании в разветвленной электрической сети сравнивают рефлектограммы аварийной линии с рефлектограммами, полученными при исправной линии электропередач.A known method of determining the location of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with isolated neutral, based on the use of active pulse location of the damage site with recording the time of arrival of the reflected probe pulses from the heterogeneity in the line (Analytical review. Methods and apparatus for determining the location of damage in electrical networks. - Kazan : IC Energoprogress, a branch of OAO Tatenergo, 2002. P.40). When it is used in a branched electric network, the trace of the emergency line is compared with the trace obtained with a working power line.
Недостатком способа является невозможность выделения конкретного ответвления электрической сети, в котором произошло повреждение.The disadvantage of this method is the inability to allocate a specific branch of the electrical network in which the damage occurred.
Известен способ определения мест повреждения линий электропередач распределительных сетей по патенту РФ №2292559, МПК 2007 - прототип, в котором используют зондирующие импульсы с разными частотами заполнения и анализируют время прихода переднего фронта отраженных импульсов. Частоту заполнения импульса (fm) определяют амплитудно-частотными характеристиками k(f) силовых трансформаторов, включенных в каждом ответвлении распределительных сетей, исходя из условийThere is a method of determining the location of damage to power lines of distribution networks according to the patent of the Russian Federation No. 2292559, IPC 2007 - a prototype in which probing pulses with different filling frequencies are used and the arrival time of the leading edge of the reflected pulses is analyzed. The pulse filling frequency (fm) is determined by the amplitude-frequency characteristics k (f) of the power transformers included in each branch of the distribution networks, based on the conditions
km(fm)=0,km (fm) = 0,
ki(fm)≠0 при i=1÷n; i≠m, m=1÷n,ki (fm) ≠ 0 for i = 1 ÷ n; i ≠ m, m = 1 ÷ n,
где n - число ответвлений, а i - номер ответвления, в котором произошло повреждение линии, определяют по наличию во всех рефлектограммах отраженного импульса с одинаковым временем запаздывания и отсутствием отраженного импульса с частотой заполнения (fi) от i-го силового трансформатора, соответствующего i-го ответвления.where n is the number of branches, and i is the number of the branch in which the line was damaged, is determined by the presence in all reflectograms of the reflected pulse with the same delay time and the absence of the reflected pulse with the filling frequency (fi) from the i-th power transformer corresponding to i- th branch.
Недостатком способа является необходимость проведения предварительного исследования силовых трансформаторов, установленных в конце каждого ответвления.The disadvantage of this method is the need for a preliminary study of power transformers installed at the end of each branch.
Общим недостатком рассмотренных локационных способов является то, что их трудно автоматизировать, все они требуют обслуживания квалифицированным персоналом.A common drawback of the considered location methods is that they are difficult to automate, they all require servicing by qualified personnel.
Известен способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью (Кузнецов А.П. Определение мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. - М.: Энергоатомиздат, 1989. С.94), в котором с помощью датчиков электрического и магнитного поля фиксируют аварийный сигнал, содержащий гармонические составляющие. Из аварийного сигнала выделяют одиннадцатую гармонику, гармонические составляющие сигналов напряжения и тока усиливают и подают на фазосравнивающую схему, и в зависимости от того, находятся в противофазе или совпадают сигналы тока и напряжения, стрелка миллиамперметра, с нулем в середине шкалы отклоняется налево или направо, указывая направление к месту замыкания на землю. Гармонические составляющие аварийных сигналов напряжения и тока фиксируют бесконтактным измерением в разных точках, перемещаясь под воздушной ЛЭП вдоль ее ветвей.There is a method of determining the location of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with an isolated neutral (Kuznetsov A.P. Determining the places of damage on overhead power lines. - M .: Energoatomizdat, 1989. P. 94), in which using electric and magnetic sensors Fields record an alarm containing harmonic components. The eleventh harmonic is extracted from the alarm signal, the harmonic components of the voltage and current signals are amplified and fed to the phase-comparing circuit, and depending on whether the current and voltage signals are out of phase or coincide, the milliammeter arrow deviates to the left or right with zero in the middle of the scale, indicating direction to earth fault. The harmonic components of the voltage and current alarms are recorded by non-contact measurement at different points, moving under the overhead power line along its branches.
Недостатком способа является необходимость перемещения аварийной бригады вдоль всех веток воздушной линии электропередачи и невозможность определения места междуфазного короткого замыкания вследствие его кратковременности.The disadvantage of this method is the need to move the emergency crew along all branches of the overhead power line and the inability to determine the location of the interphase short circuit due to its short duration.
Известен способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью по патенту РФ №2248583, МПК G01R 31/08, 2005, который является усовершенствованием предыдущего способа в части сравнительного анализа амплитуд гармоник. Из аварийного сигнала, полученного бесконтактным измерением гармонических составляющих сигналов напряжения и тока мобильным методом в разных точках, перемещаясь под воздушной ЛЭП вдоль ее ветвей, после разложения сигналов в ряд Фурье, выделяют гармонику, у которой суммарная амплитуда электрического и магнитного полей наибольшая относительно нормального режима. Поврежденную ветку определяют по максимальной величине суммарной амплитуды электрического и магнитного полей выделенной гармоники. Место повреждения определяют по смене знака разности фаз электрического и магнитного полей выделенной гармоники.A known method of determining the location of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with isolated neutral according to the patent of the Russian Federation No. 2285883, IPC G01R 31/08, 2005, which is an improvement of the previous method in terms of comparative analysis of harmonic amplitudes. From the alarm signal obtained by non-contact measurement of the harmonic components of voltage and current signals by the mobile method at different points, moving under the overhead power line along its branches, after the signals are expanded in the Fourier series, a harmonic with the total amplitude of the electric and magnetic fields is greatest relative to the normal mode. A damaged branch is determined by the maximum value of the total amplitude of the electric and magnetic fields of the selected harmonic. The place of damage is determined by changing the sign of the phase difference of the electric and magnetic fields of the selected harmonic.
Недостатком способа является необходимость перемещения аварийной бригады вдоль всех веток воздушной линии электропередач и невозможность определения места междуфазного короткого замыкания вследствие его кратковременности.The disadvantage of this method is the need to move the emergency crew along all branches of the overhead power line and the inability to determine the location of the interphase short circuit due to its short duration.
С помощью прибора "Квант" (Техническое описание. - М.: Научно-производственная фирма "Радиус", 2004) осуществляется более простой алгоритм способа определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, выбранного за прототип. Последовательно путем обхода ЛЭП переносным прибором "Квант" во всех точках обхода регистрируют лишь суммарную амплитуду высших гармоник тока вблизи частоты 550 Гц. Используют свойство высших гармоник тока, генерируемых в месте однофазного замыкания на землю, замыкаться на землю через емкость сборных шин подстанции. Таким образом, при последовательном обходе ЛЭП от ее начала до конца поврежденного ответвления место однофазного замыкания на землю определяется как точка, в которой замеренная сумма амплитуд высших гармоник значительно меньше, чем в предыдущих точках.Using the "Quantum" device (Technical description. - M .: Scientific-Production Firm "Radius", 2004) a simpler algorithm is implemented for determining the place of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with isolated neutral selected for the prototype. Consistently, bypassing the power line with the Quantum portable device, at all points of the bypass, only the total amplitude of the higher harmonics of the current near the frequency of 550 Hz is recorded. Use the property of the higher harmonics of the current generated in the place of a single-phase earth fault to close to earth through the capacitance of the substation busbars. Thus, during a sequential bypass of a power transmission line from its beginning to the end of a damaged branch, the place of a single-phase earth fault is defined as the point at which the measured sum of the amplitudes of the higher harmonics is much smaller than at previous points.
Недостатком способа является необходимость перемещения аварийной бригады вдоль воздушной линии электропередач и невозможность определения места междуфазного короткого замыкания вследствие его кратковременности.The disadvantage of this method is the need to move the emergency crew along the overhead power line and the inability to determine the location of the interphase short circuit due to its short duration.
Известно устройство для дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередачи (патент РФ №2222858, МПК H02J 13/00, 2004), которое содержит корпус и размещенные в корпусе блок питания и измерительно-передающий модуль. Варианты изобретения предусматривают введение в измерительно-передающий модуль средства сопряжения с каналом сотовой телефонии общего пользования и/или приемника сигналов глобальной системы позиционирования с определителем его положения в трехмерной системе координат.A device is known for remote monitoring of the state of an overhead power line wire (RF patent No. 2222858, IPC H02J 13/00, 2004), which comprises a housing and a power unit and a measuring and transmitting module located in the housing. Embodiments of the invention include introducing into the measuring and transmitting module a means of interfacing with a public cellular telephony channel and / or a signal receiver of a global positioning system with a determinant of its position in a three-dimensional coordinate system.
Недостатками прототипа являются необходимость использовать платные каналы сотовой телефонии общего пользования, а также использование периодически заменяемых источников электроэнергии в блоке питания.The disadvantages of the prototype are the need to use paid channels of public cellular telephony, as well as the use of periodically replaced power sources in the power supply.
Выбранное в качестве прототипа устройство для контроля электроэнергетических систем (патент РФ №2143165, МПК H02J 13/00, G01R 15/06, 1999) содержит подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока с резисторной нагрузкой и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения. Высоковольтный измерительный модуль дополнительно содержит блок вторичного электропитания на основе периодически заменяемого аккумулятора, включающего в себя выпрямительный мост, стабилитрон и диод, к которому подключены магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения, активный преобразователь сигналов измерительной информации на основе микроконтроллера, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации.The device for monitoring electric power systems selected as a prototype (RF patent No. 2143165, IPC H02J 13/00, G01R 15/06, 1999) contains a high-voltage measuring module connected to a high-voltage network, including a passive network current transducer magnetically coupled to the high-voltage network with a resistor load and / or a passive line voltage converter electrically connected to the high-voltage network. The high-voltage measuring module further comprises a secondary power supply unit based on a periodically replaced battery, including a rectifier bridge, a zener diode and a diode, to which a low-voltage supply current transformer and / or electrically connected to the high-voltage network and connected to the passive circuit are magnetically coupled to the high-voltage network mains voltage converter, low-voltage supply voltage transformer, active measuring information signal converter and based on a microcontroller connected to a passive network current converter and / or a passive network voltage converter and a secondary power supply unit and having radio frequency and / or optical outputs for the converted measurement information signals.
Недостатками устройства являются использование низковольтного питающего трансформатора напряжения с заземленным выводом, что увеличивает стоимость устройства и понижает надежность его функционирования, необходимость создания и эксплуатации системы высокочастотной связи для передачи на пункт сбора измерительной информации, а также использование периодически заменяемых аккумуляторов в блоке питания.The disadvantages of the device are the use of a low-voltage supply voltage transformer with a grounded output, which increases the cost of the device and reduces the reliability of its operation, the need to create and operate a high-frequency communication system for transmission to the collection point of measurement information, as well as the use of periodically replaced batteries in the power supply.
Задачей изобретения является повышение скорости и удобства определения места повреждения в разветвленной воздушной ЛЭП.The objective of the invention is to increase the speed and convenience of determining the location of damage in a branched overhead power line.
Технический результат достигается тем, что в способе определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, по которому фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, в качестве переднего фронта импульса используют скачок фазного напряжения, возникающий в месте повреждения при однофазном замыкании на землю, одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают их в диспетчерский центр для автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку, а для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяет место повреждения на этой ветке.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the location of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with an isolated neutral, by which the arrival time of the leading edge of the pulse is recorded, at the beginning of the power line and at the end of each branch, devices for monitoring current and voltage are installed on the wires of the high voltage power line, the number of which is one more than the number of controlled branches, as the leading edge of the pulse use a phase voltage jump that occurs at the fault location during a single-phase closure and to the ground, simultaneously, with all devices, they record the time of the voltage jump in a single time scale, synchronized from satellite signals of the global positioning system, transfer them to a control center for automatic processing, where for fixed times from each pair of current and voltage control devices in the differential-ranging method determine the damaged branch, and for fixed times from a pair of current and voltage control devices, one of which is on the damaged branch, different the rest-range method determines the location of damage on this branch.
Технический результат достигается тем, что в способе определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной ЛЭП, по которому фиксируют аварийный сигнал в разных точках ЛЭП, место повреждения определяют путем совместной обработки полученных измерений, как наиболее удаленную от начала ЛЭП точку контура протекания аварийного тока, в разных точках ЛЭП устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, а в качестве аварийного сигнала используют амплитуду основной гармоники тока, превысившую установленный порог, и передают номера сработавших устройств в диспетчерский центр для их автоматической обработки.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the location of an interphase short circuit in a branched overhead power line, by which an alarm is recorded at different points of the power line, the damage location is determined by joint processing of the measurements, as the point of the emergency current path that is farthest from the beginning of the power line, in at different points of the power lines, devices for monitoring current and voltage are installed on the wires of the high-voltage power lines, and the amplitude of the main harmonic of the current is used as an alarm signal, pre ysivshuyu set threshold, and sends the number of triggered devices to the control center for their automated processing.
Технический результат достигается тем, что в устройстве контроля тока и напряжения, который содержит подключенный к высоковольтной сети измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью измерительный трансформатор тока с резисторной нагрузкой, и блок вторичного электропитания на основе выпрямительного моста, стабилитрона и диода. К блоку вторичного электропитания подключены магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока, активный преобразователь сигналов измерительной информации на основе микроконтроллера соединен с измерительным трансформатором тока и блоком вторичного электропитания, блок питания дополнительно снабжен ионистором и импульсным стабилизатором, а в устройство дополнительно введены датчик электрического поля, приемник спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования и радиомодем нелицензируемого диапазона частот с режимом ретрансляции, при этом выход питающего трансформатора тока соединен с входом выпрямительного моста, выход которого соединен с катодом стабилитрона и анодом диода, катод которого соединен с положительным выводом ионистора и входом импульсного стабилизатора напряжения, выход импульсного стабилизатора напряжения соединен с входами электропитания микроконтроллера, радио-модема и приемника спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, выход резисторной нагрузки измерительного трансформатора тока соединен с входом аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, датчик электрического поля соединен с аналоговым входом микроконтроллера, микроконтроллер, радио-модем и приемник спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования связаны каналом последовательной асинхронной передачи данных, выход сигналов синхронизации приемника спутниковых сигналов соединен с входом микроконтроллера.The technical result is achieved by the fact that in the current and voltage control device, which contains a measuring module connected to the high voltage network, including a current transformer magnetically connected to the high voltage network with a resistor load, and a secondary power supply unit based on a rectifier bridge, a zener diode and a diode . A low-voltage current transformer magnetically connected to the high-voltage network is connected to the secondary power supply unit, an active transducer of measurement information signals based on a microcontroller is connected to a current measuring transformer and a secondary power supply unit, the power supply unit is additionally equipped with an ionistor and a pulse stabilizer, and an electric sensor is additionally introduced into the device fields, the satellite signal receiver of the global positioning system and the radio modem are unlicensed frequency range with relay mode, while the output of the supply current transformer is connected to the input of the rectifier bridge, the output of which is connected to the cathode of the zener diode and the anode of the diode, the cathode of which is connected to the positive terminal of the ionistor and the input of the pulse voltage regulator, the output of the pulse voltage regulator is connected to the power supply inputs microcontroller, radio modem and satellite receiver of global positioning system, output resistor load measuring transformer a current input connected to the analog-digital converter of the microcontroller, the electric field sensor is connected to the analog input of the microcontroller, a microcontroller, a radio modem and a satellite receiver of global positioning system associated channel asynchronous serial data transmission, satellite signal receiver synchronization signal output connected to an input of the microcontroller.
Кроме того, блок питания заявляемого устройства может быть снабжен средством подзарядки от дополнительно введенной солнечной батареи. Это позволяет дополнительно повысить надежность автономной работы устройства.In addition, the power supply unit of the inventive device can be equipped with a means of recharging from an additionally introduced solar battery. This allows you to further increase the reliability of the battery life of the device.
На чертеже представлена блок-схема устройства контроля тока и напряжения.The drawing shows a block diagram of a device for monitoring current and voltage.
Заявляемое устройство состоит из питающего трансформатора тока 1, первичной обмоткой которого является прямолинейный фазный провод высоковольтной линии электропередач, который вторичной обмоткой соединен с диодным выпрямительным мостом 2, стабилитроном 3, диодом 4 и ионистором 5. Ионистор подключен к входу импульсного стабилизатора 6, выход которого соединен с микроконтроллером 7 и радиомодемом 8. Измерительный трансформатор тока 9 через нагрузочное сопротивление 10 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 7. Датчик электрического поля 11 соединен с аналоговым входом микроконтроллера. Микроконтроллер 7, радиомодем 8 и выход сигналов синхронизации приемника 12 спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования связаны каналом последовательной асинхронной передачи данных.The inventive device consists of a supply current transformer 1, the primary winding of which is a rectilinear phase wire of a high voltage power line, which is connected by a secondary winding to a diode rectifier bridge 2, a zener diode 3, a diode 4, and an ionistor 5. The ionistor is connected to the input of a pulse stabilizer 6, the output of which is connected with a microcontroller 7 and a radio modem 8. A measuring current transformer 9 is connected through the load resistance 10 to the input of the analog-to-digital converter of the microcontroller 7. The electric field sensor 11 is connected to the analog input of the microcontroller. The microcontroller 7, the radio modem 8 and the output of the synchronization signals of the receiver 12 of the satellite signals of the global positioning system are connected by a serial asynchronous data transmission channel.
Использование ионисторов определено тем, что они по удельной мощности занимают промежуточное положение между химическими источниками тока и электролитическими конденсаторами, но в отличие от химических источников тока имеют более широкий температурный диапазон эксплуатации (сохраняют работоспособность при отрицательных температурах) и большее количество циклов в режиме зарядка - разрядка.The use of ionistors is determined by the fact that in terms of specific power they occupy an intermediate position between chemical current sources and electrolytic capacitors, but unlike chemical current sources, they have a wider temperature range of operation (maintain their operability at low temperatures) and a greater number of charge-discharge cycles .
Заявляемые способы осуществляются следующим образом.The inventive methods are as follows.
Установленные в выбранных точках ЛЭП на одноименных фазных проводах или всех фазных проводах устройства контроля тока и напряжения одновременно по факту возникновения или скачка напряжения, или превышения амплитуды основной гармоники фазного тока установленного порога регистрируют или время возникновения скачка напряжения в единой шкале времени, или амплитуду основной гармоники тока. Параметры зарегистрированных сигналов с использованием режима ретрансляции радиомодемов передаются в диспетчерский центр, где автоматически обрабатываются. Место повреждения определяется или по разностно-дальномерному способу или по амплитуде основной гармоники тока.The current and voltage control devices installed at the selected points of the power lines on the same phase wires or all phase wires at the same time upon the occurrence of either a voltage surge or exceeding the amplitude of the main harmonic of the phase current of the set threshold, record either the time of the voltage jump in a single time scale or the amplitude of the main harmonic current. The parameters of the registered signals using the relay mode of the radio modems are transmitted to the dispatch center, where they are automatically processed. The place of damage is determined either by the differential-ranging method or by the amplitude of the fundamental current harmonic.
Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью осуществляется пассивной многосторонней (в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления) локацией аварийного сигнала с применением устройств контроля тока и напряжения, дополненных приемником спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Устройства устанавливают в начале воздушной линии электропередач и в конце каждого ответвления. Измеряют времена прохождения фронта скачка напряжения, генерируемого при однофазном замыкании на землю, через расположение каждого устройства в единой шкале времени, которые передают на диспетчерский пункт, где их совместно обрабатывают по разностно-дальномерному способу. Для любой пары устройств, местоположение которых известно заранее, имеем зарегистрированные времена прохождения фронта скачка напряжения Ti и Tj, на основе которых составляем уравнения Ti=x/c и Tj=(Li+Lj+Pij-x)/c, где с - скорость распространения скачка напряжения по линии электропередач (близка к скорости света), х - расстояние от места повреждения до i-го устройства, Lj - длина j-й ветки, Pij - расстояние между началом i-й и j-й веток по магистральной линии, совместное решение уравнений определяет расстояние до места повреждения или до начала ответвления, где произошло повреждение, как x=(Li+Lj+Pij-c*(Ti-Tj))/2, а перебор всех возможных пар устройств позволяет уменьшить погрешность определения места повреждения.The method for determining the location of a single-phase earth fault in a branched overhead power line with an isolated neutral is carried out by a passive multilateral (at the beginning of the power line and at the end of each branch) location of the alarm signal using current and voltage control devices supplemented by a satellite receiver of global positioning system signals. The devices are installed at the beginning of an overhead power line and at the end of each branch. The transit time of the front of the voltage surge generated during a single-phase earth fault is measured through the location of each device in a single time scale, which is transmitted to the control room, where they are jointly processed by the differential-ranging method. For any pair of devices whose location is known in advance, we have recorded times of the passage of the voltage jump front Ti and Tj, based on which we compose the equations Ti = x / c and Tj = (Li + Lj + Pij-x) / c, where c is the velocity propagation of a voltage jump along a power line (close to the speed of light), x is the distance from the place of damage to the i-th device, Lj is the length of the j-th branch, Pij is the distance between the beginning of the i-th and j-th branches along the trunk line, joint solution of the equations determines the distance to the place of damage or to the start of the branch, where damage occurred, as x = (Li + Lj + Pij-c * (Ti-Tj)) / 2, and enumeration of all possible pairs of devices allows to reduce the error in determining the location of damage.
Способ определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной ЛЭП осуществляется автоматическим определением контура протекания аварийного тока с использованием устройств контроля тока и напряжения в высоковольтном проводе ЛЭП. Устройства контроля тока и напряжения, установленные на фазных проводах в местах разветвления или более часто, работают автоматически по измерению параметров аварийного тока. Сигналом пуска для начала измерений каждого устройства контроля тока и напряжения является фиксация аварийного сигнала, которым для междуфазного короткого замыкания является превышение фазного тока заданного порога. Номер устройства передается в диспетчерский пункт. Собранная в диспетчерском пункте информация от всех датчиков совместно обрабатывается и определяется поврежденная ветка как ветка, на которой зафиксирован фазный ток с амплитудой, превысившей установленный порог, место повреждения ЛЭП определяется как область между соседними датчиками на ветке, которые зафиксировали и не зафиксировали превышение амплитуды фазного тока установленного порога.A method for determining the location of an interphase short circuit in a branched overhead power line is carried out by automatically determining the emergency current flow path using current and voltage control devices in the high voltage power line wire. Current and voltage control devices installed on phase conductors at branch points or more often operate automatically to measure emergency current parameters. The start signal for starting measurements of each current and voltage control device is the fixing of an alarm, which for an interphase short circuit is an excess of the phase current of a predetermined threshold. The device number is transmitted to the control room. The information collected in the control room from all sensors is jointly processed and the damaged branch is determined as a branch on which a phase current with an amplitude exceeding the set threshold is recorded, the location of the power line damage is defined as the area between adjacent sensors on the branch that recorded and did not record the excess of the phase current amplitude set threshold.
Устройство работает следующим образом. При протекании по фазному проводу тока питающий трансформатор тока 1 преобразует его по величине, выпрямительный мост 2 преобразует ток в постоянный и заряжает этим током ионистор 5, энергия которого может расходоваться для кратковременной работы микроконтроллера 7, радиомодема 8 и приемника 12 спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования как в нормальном, так и в аварийном режимах. Стабилитрон 3 защищает ионистор от превышения на нем напряжения выше номинального значения, а диод 4 защищает ионистор 5 от разряда через входные цепи. Импульсный стабилизатор 6 преобразует изменяющееся постоянное напряжение на ионисторе в стабилизированное напряжение, необходимое для работы микроконтроллера 7, радиомодема 8 и приемника 12 спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Измерительный трансформатор тока 9 с помощью нагрузочного сопротивления 10 создает напряжение, пропорциональное величине тока, которое дискретизируется по времени и оцифровывается с помощью таймера и аналого-цифрового преобразователя, входящими в состав микроконтроллера 7. Датчик электрического поля 11, соединенный со входом аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера 7, измеряет напряжение на фазном проводе. Замеренные параметры тока и напряжения по заданному алгоритму пересылаются в радиомодем 8 для передачи на центральный пункт с использованием ретрансляции через радиомодемы соседних устройств контроля тока и напряжения. Приемник 12 спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования принимает сигналы точного времени, по которым микроконтроллер определяет время прохождения скачка напряжения при однофазном замыкании на землю.The device operates as follows. When current flows through the phase conductor, the supply current transformer 1 converts it in magnitude, the rectifier bridge 2 converts the current into direct current and charges the ionistor 5 with this current, the energy of which can be consumed for short-term operation of the microcontroller 7, radio modem 8 and satellite receiver 12 of the global positioning system signals as in normal and emergency modes. Zener diode 3 protects the ionistor from exceeding the voltage on it above the nominal value, and diode 4 protects the ionistor 5 from discharge through the input circuit. The pulse stabilizer 6 converts the changing constant voltage on the ionistor into the stabilized voltage necessary for the operation of the microcontroller 7, the radio modem 8 and the receiver 12 of the satellite signals of the global positioning system. Measuring current transformer 9 using a load resistance 10 creates a voltage proportional to the current value, which is sampled by time and digitized using a timer and an analog-to-digital converter, which are part of the microcontroller 7. An electric field sensor 11 connected to the input of the analog-to-digital converter of the microcontroller 7, measures the voltage on the phase wire. The measured current and voltage parameters are sent to the radio modem 8 for transmission to the central point using relay through the radio modems of neighboring current and voltage control devices. The receiver 12 of the satellite signals of the global positioning system receives accurate time signals, according to which the microcontroller determines the transit time of the voltage jump during a single-phase earth fault.
Одновременная фиксация аварийного сигнала до отключения источника питания ЛЭП устройствами контроля тока и напряжения в проводе воздушной ЛЭП и совместная обработка результатов измерений предлагаемыми способами позволяет быстро и достаточно просто определить место повреждения.Simultaneous fixing of the alarm signal before the power supply is disconnected from the power transmission line by current and voltage control devices in the overhead power transmission line and the joint processing of the measurement results by the proposed methods makes it possible to quickly and easily determine the location of damage.
Использование в устройстве контроля тока новых элементов позволяет повысить надежность функционирования устройства, уменьшить его стоимость за счет исключения трансформатора напряжения и замены его датчиком электрического поля, уменьшить стоимость его обслуживания за счет применения ионистора, радиомодема нелицензируемого диапазона частот с режимом ретрансляции и исключения использования платных каналов радиосвязи и сотовой телефонии, и применить предлагаемые способы определения места повреждения. Заявляемое устройство контроля тока и напряжения позволяет автоматизировать способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной ЛЭП с изолированной нейтралью, основанный на регистрации высших гармоник тока.The use of new elements in the current monitoring device can increase the reliability of the device, reduce its cost by eliminating the voltage transformer and replacing it with an electric field sensor, reduce the cost of its maintenance by using an ionistor, an unlicensed radio frequency mode with a relay mode and eliminating the use of paid radio channels and cellular telephony, and apply the proposed methods for determining the location of damage. The inventive device for monitoring current and voltage allows you to automate the method of determining the location of a single-phase earth fault in a branched power transmission line with an isolated neutral, based on the registration of higher harmonics of the current.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008109491/28A RU2372624C1 (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008109491/28A RU2372624C1 (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008109491A RU2008109491A (en) | 2009-09-20 |
| RU2372624C1 true RU2372624C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41167427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008109491/28A RU2372624C1 (en) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2372624C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2455654C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method for identification of damaged section and nature of damage within electric power grid of ramified topology |
| RU2516299C2 (en) * | 2009-12-10 | 2014-05-20 | Абб Текнолоджи Аг | Line damage detector |
| RU2521790C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Method for determining damaged point of branched power transmission lines |
| RU2532760C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-11-10 | Александр Леонидович Куликов | Method for determining damaged point of branched power transmission line |
| RU2555195C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Power line fault localisation method |
| RU2578726C1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-03-27 | Рустэм Газизович Хузяшев | Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor |
| RU2639715C1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-12-22 | Рустэм Газизович Хузяшев | Method for determining places of damage of branched overhead transmission line in form of ice deposit on cables |
| RU2700294C1 (en) * | 2018-12-19 | 2019-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of determining point of damage of power transmission line and device for its implementation |
| RU2733825C1 (en) * | 2020-03-31 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ» (ООО «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ») | Method of determining fault location of cable and overhead power transmission lines |
| RU2748479C1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof |
| RU2807951C1 (en) * | 2023-07-26 | 2023-11-21 | Анастасия Геннадьевна Семенова | Method for determining the short circuit location on tpl with a branch |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106707098B (en) * | 2016-11-29 | 2023-10-17 | 国网冀北电力有限公司张家口供电公司 | Device and method for online monitoring and accurate positioning of discharge leakage flow of overhead line |
| CN113866561B (en) * | 2021-09-29 | 2023-10-27 | 天津大学 | Single-end distance measuring method suitable for single-phase earth fault of transmission line through transition resistance |
| CN114113840A (en) * | 2021-11-17 | 2022-03-01 | 成都国铁电气设备有限公司 | Automatic detection system of signal module of vehicle-mounted contact network detection system |
-
2008
- 2008-03-12 RU RU2008109491/28A patent/RU2372624C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516299C2 (en) * | 2009-12-10 | 2014-05-20 | Абб Текнолоджи Аг | Line damage detector |
| RU2455654C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Method for identification of damaged section and nature of damage within electric power grid of ramified topology |
| RU2521790C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Method for determining damaged point of branched power transmission lines |
| RU2532760C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-11-10 | Александр Леонидович Куликов | Method for determining damaged point of branched power transmission line |
| RU2555195C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Power line fault localisation method |
| RU2578726C1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-03-27 | Рустэм Газизович Хузяшев | Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor |
| RU2639715C1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-12-22 | Рустэм Газизович Хузяшев | Method for determining places of damage of branched overhead transmission line in form of ice deposit on cables |
| RU2700294C1 (en) * | 2018-12-19 | 2019-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of determining point of damage of power transmission line and device for its implementation |
| RU2748479C1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") | Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof |
| RU2733825C1 (en) * | 2020-03-31 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ» (ООО «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ») | Method of determining fault location of cable and overhead power transmission lines |
| RU2807951C1 (en) * | 2023-07-26 | 2023-11-21 | Анастасия Геннадьевна Семенова | Method for determining the short circuit location on tpl with a branch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008109491A (en) | 2009-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2372624C1 (en) | Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation | |
| CA2587073C (en) | An electrical instrument platform for mounting on and removal from an energized high voltage power conductor | |
| US7518529B2 (en) | Monitoring device for a medium voltage overhead line | |
| CN103293443B (en) | A kind of distribution network overhead line Earth design method | |
| EP2102671B1 (en) | Fault prediction in electric transmission networks | |
| US20080077336A1 (en) | Power line universal monitor | |
| CN110244190A (en) | A kind of feeder line fault on-line monitoring and positioning system | |
| CN102735994B (en) | A kind of input based on capacitance sensing non-contact signal or the method and apparatus detecting | |
| US20220187347A1 (en) | Current and voltage measuring unit | |
| CN102175923A (en) | Transmission line dynamic loss measurement system and method | |
| Harid et al. | A wireless system for monitoring leakage current in electrical substation equipment | |
| Yang et al. | Measurement of lightning-induced overvoltage in power distribution lines using ceramic-capacitor insulator | |
| CN102004213B (en) | Direct-detection type intelligent direct-current system insulation and state diagnosis instrument | |
| CN201402293Y (en) | Distributed wireless insulation live testing system for high-voltage equipment | |
| US20160003874A1 (en) | Measuring system having several sensors and having a central evaluating unit | |
| CN103487725B (en) | A kind of overhead distribution earth fault indicating device based on zero-sequence component method | |
| RU2578726C1 (en) | Method of determining phase voltage, surface resistance and leak current for linear suspended insulator of overhead transmission line and device therefor | |
| RU115582U1 (en) | ELECTRICAL TRANSMISSION REMOTE MONITORING DEVICE | |
| CN202649374U (en) | Inputting or detecting device based on capacitive sensing non-contact signals | |
| CN203587736U (en) | Overhead distributing line ground fault indicating device based on zero-sequence component method | |
| RU2455654C1 (en) | Method for identification of damaged section and nature of damage within electric power grid of ramified topology | |
| RU2701706C1 (en) | System for remote monitoring of underground pipelines state | |
| Zhang et al. | Electrical field based wireless devices for contactless power gird phasor measurement | |
| CN204330953U (en) | Electric distribution network overhead wire singlephase earth fault searches instrument | |
| CN202929145U (en) | Device and system for aerial line grounding fault detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110313 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121110 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130517 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210313 |