RU2394249C1 - Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault - Google Patents

Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault Download PDF

Info

Publication number
RU2394249C1
RU2394249C1 RU2009120743/28A RU2009120743A RU2394249C1 RU 2394249 C1 RU2394249 C1 RU 2394249C1 RU 2009120743/28 A RU2009120743/28 A RU 2009120743/28A RU 2009120743 A RU2009120743 A RU 2009120743A RU 2394249 C1 RU2394249 C1 RU 2394249C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
support
signal
damage
ground
tower
Prior art date
Application number
RU2009120743/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Леонидович Сапунков (RU)
Михаил Леонидович Сапунков
Алексей Михайлович Седунин (RU)
Алексей Михайлович Седунин
Антон Александрович Худяков (RU)
Антон Александрович Худяков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет"
Priority to RU2009120743/28A priority Critical patent/RU2394249C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394249C1 publication Critical patent/RU2394249C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: current Ie flowing through tower to ground and voltage Ue at tower relative to ground are measured simultaneously. Symptoms of faults of two types are revealed at the tower and signal about fault is generated: at Ie>0 and Ue≤Uph signal about single-phase earthing, at Ie=0 and Ue.stand.<Ue≤Uph signal about single-phase tower frame ground connection and earthing circuit fault, where Ue.stand. is normalised voltage at tower relative to ground; Uph is circuit phase voltage. Particular tower fault is locally recorded and be remote means at dispatcher control station. Note here that fault signal is converted into encoded signal that comprises fault type sign and tower registration number. Said signal is transmitted via communication or radio line. Signal is decoded and fault is registered. Measured current and voltage are also used for calculation of actual tower earthing resistance. In case actual earthing resistance exceeds normalised value signal is generated indicating said fact, tower earthing circuit fault is registered locally and by remote means.
EFFECT: higher validity of pinpointing faulty tower with single-phase short circuits and control over actual tower earthing resistance.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью, например, в нефтедобывающей отрасли.The invention relates to the electric power industry and can be used in distribution networks with a voltage of 6-35 kV with isolated or compensated neutral, for example, in the oil industry.

Известен способ определения удаленности места однофазного замыкания в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП), заключающийся в том, что определяют поврежденную линию из всех линий распределительной сети, отключают ее по обоим концам, после этого проводят измерения токов. Используя результаты измерений токов ЛЭП и заданную длину линий, определяют расстояние до места повреждения на воздушных ЛЭП расчетным путем по формуле (см. патент RU №2186404, кл. G01R 31/08, 04.11.2001).There is a method of determining the distance of a single-phase circuit in a three-phase power line (transmission line), which consists in determining the damaged line from all lines of the distribution network, disconnecting it at both ends, and then measuring currents. Using the results of measurements of power line currents and a given line length, determine the distance to the place of damage on overhead power lines by calculation using the formula (see patent RU No. 2186404, class G01R 31/08, 04/04/2001).

Недостатком известного способа является невысокая точность и недостаточная достоверность отыскания места повреждения, так как результаты измерений зависят от многих факторов, в том числе от переходного сопротивления в точке 033. Кроме того, известный способ требует больших затрат времени и труда.The disadvantage of this method is the low accuracy and lack of reliability of finding the place of damage, since the measurement results depend on many factors, including the transition resistance at point 033. In addition, the known method requires a lot of time and labor.

Известен способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях, основанный на регистрации электрической величины в аварийном режиме 033, а именно, регистрации напряжения на поврежденной фазе в начале линии в переходном процессе замыкания на землю и выделении частоты собственных колебаний линии, по которой определяют расстояние до места замыкания (см. патент RU №2216749, кл. G01R 31/08, 27.03.2001).There is a method of determining the distance to the place of a single-phase earth fault in distribution networks, based on the registration of an electrical quantity in emergency mode 033, namely, registration of voltage on the damaged phase at the beginning of the line in the transition process of earth fault and the allocation of the natural frequency of the line along which determine the distance to the circuit (see patent RU No. 2216749, CL G01R 31/08, 03/27/2001).

Недостатком известного способа является невысокая достоверность отыскания места повреждения, так как регистрируемая электрическая величина и выделяемая частота существенно зависят от параметров линий, особенно от изменяющейся емкости фаз воздушной ЛЭП.The disadvantage of this method is the low reliability of finding the place of damage, since the recorded electrical quantity and the allocated frequency significantly depend on the parameters of the lines, especially on the changing phase capacity of the overhead power line.

Известен способ отыскания опоры воздушной ЛЭП с замыканием на землю, основанный на регистрации вблизи воздушной ЛЭП параметра аварийного режима в виде напряженности электромагнитного поля, обусловленной высшими гармоническими составляющими тока нулевой последовательности, т.е. тока однофазного замыкания на землю. Этот способ применяется на практике. На его основе разработаны приборы различного типа, например «Поиск-1», «Волна», «Зонд», «Спектр» и др., используемые в сетях 6-35 кВ для отыскания мест ОЗЗ. Опора с повреждением отыскивается путем обхода вдоль воздушной ЛЭП. У опоры с повреждением изоляции показания прибора в несколько раз больше, чем у других опор с нормальным состоянием изоляторов и крепления проводов (см. Кузнецов А.П. Определение мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. - М.: Энергоатомиздат, 1989). Этот способ сравнительно простой.There is a method of finding the support of an overhead power line with a ground fault, based on the registration of an emergency mode parameter near the overhead power line in the form of electromagnetic field strength due to higher harmonic components of the zero sequence current, i.e. single-phase earth fault current. This method is applied in practice. Based on it, devices of various types have been developed, for example, “Search-1”, “Wave”, “Probe”, “Spectrum”, etc., used in 6-35 kV networks to find OZZ places. A support with damage is found by walking along an overhead power line. The poles with insulation damage readings are several times greater than other poles with the normal condition of insulators and wire fasteners (see AP Kuznetsov. Determination of places of damage on overhead power lines. - M.: Energoatomizdat, 1989). This method is relatively simple.

Недостатком известного способа является низкая достоверность определения опоры с повреждением изоляции, вследствие зависимости измеряемых и контролируемых величин от нестабильного значения переходного сопротивления в точке однофазного замыкания, от изменяющейся емкости фаз воздушной ЛЭП, от случайного характера ряда факторов, влияющих на гармонические составляющие тока однофазного замыкания. В ряде случаев бывает трудно и даже невозможно определить место повреждения. Так, если от подстанции отходят всего две линии, примерно одинаковой длины, то при замыкании на землю на одной из них токи нулевой последовательности в начале обеих линий будут практически равны между собой. Следовательно, по приборам, основанным на способе контроля высших гармонических составляющих этих токов, определить поврежденную линию и опору будет практически невозможно. Аналогичная ситуация будет и при большем числе отходящих линий, если две из них имеют длины, превышающие суммарную протяженность остальных линий. Кроме того, известный способ требует больших затрат по времени, особенно на длинных ЛЭП. Для ускорения поиска требуется несколько бригад персонала, одновременно работающих на участках линии.The disadvantage of this method is the low reliability of determining the support with insulation damage, due to the dependence of the measured and controlled values on the unstable value of the transition resistance at the point of a single-phase circuit, on the changing phase capacitance of the overhead power line, on the random nature of a number of factors affecting the harmonic components of the current of the single-phase circuit. In some cases, it is difficult and even impossible to determine the place of damage. So, if only two lines of approximately the same length leave the substation, then when a ground fault occurs on one of them, zero sequence currents at the beginning of both lines will be almost equal to each other. Therefore, using instruments based on the method of controlling the higher harmonic components of these currents, it will be practically impossible to determine the damaged line and support. A similar situation will be with a larger number of outgoing lines, if two of them have lengths exceeding the total length of the remaining lines. In addition, the known method is time consuming, especially on long power lines. To speed up the search requires several teams of personnel simultaneously working on sections of the line.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ для определения опоры ЛЭП с поврежденной изоляцией, основанный на контроле параметра аварийного режима в виде тока через опору на землю (см. Кузнецов А.П. Определение мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. - М.: Энергоатомиздат, 1989). Этот ток контролируют с помощью трансформатора тока с разъемным сердечником. Магнитопровод состоит из двух половин, которые обхватывают несущую конструкцию железобетонной опоры или несущий уголок металлической опоры, т.е. токоведущая арматура опоры используется в качестве первичной обмотки трансформатора тока. К вторичной обмотке этого трансформатора подсоединяют сигнальный элемент, например, в виде пиропатрона и связанного с ним фиксирующего сигнального флажка. Такой способ реализован в применяемых на практике устройствах типа УПИ-1 (указатель опор с поврежденной изоляцией). Данный способ принят в качестве прототипа.The closest method of the same purpose to the claimed invention by the totality of features is a method for determining the support of power lines with damaged insulation, based on the control of the emergency mode parameter in the form of current through the support to the ground (see A. Kuznetsov. Determination of places of damage on overhead power lines . - M .: Energoatomizdat, 1989). This current is controlled by a split-core current transformer. The magnetic core consists of two halves that surround the supporting structure of the reinforced concrete support or the supporting corner of the metal support, i.e. The current-carrying armature of the support is used as the primary winding of a current transformer. A signal element is connected to the secondary winding of this transformer, for example, in the form of a squib and an associated fixing signal flag. This method is implemented in UPI-1 devices used in practice (pointer poles with damaged insulation). This method is adopted as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения - контролируют ток через опору на землю при исправном заземлении опоры, производят местную фиксацию повреждения.Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the claimed invention - control the current through the support to the ground with a good grounding of the support, make local damage fixation.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая достоверность определения опоры с повреждением изоляции, вследствие того, что известный способ основан на контроле только лишь тока через опору на землю. Однако отсутствие тока через опору или очень малая его величина (в пределах нечувствительности средств контроля) не означает, что на опоре нет повреждения изоляции. При поврежденном изоляторе ток будет равен нулю из-за обрыва в цепи заземления арматуры изолятора. Ток может быть близок к нулю из-за недопустимо большого сопротивления заземления опоры вследствие высыхания или оплавления грунта. Кроме того, применяемым в качестве датчика тока трансформатором тока с разъемным «твердым» магнитопроводом при сложной форме несущей конструкции опоры трудно проконтролировать все токоведущие элементы опоры на землю. Именно по этой причине применяемые устройства типа УПИ-1 и аналогичные достоверно работают только при токах повреждения 200-300 А и более и нашли применение только на ЛЭП напряжением 110 кВ и более.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the low reliability of determining supports with insulation damage, due to the fact that the known method is based on monitoring only the current through the support to the ground. However, the absence of current through the support or its very small value (within the insensitivity of the control means) does not mean that there is no insulation damage on the support. If the insulator is damaged, the current will be zero due to a break in the ground circuit of the insulator fittings. The current may be close to zero due to unacceptably high ground resistance of the support due to drying or melting of the soil. In addition, using a current transformer with a detachable "solid" magnetic circuit with a complex form of the bearing structure of the support, it is difficult to control all current-carrying support elements to the ground. It is for this reason that the used devices of the UPI-1 type and similar reliably work only at damage currents of 200-300 A and more and have found application only on power lines with voltage of 110 kV and more.

В сетях 6-35 кВ этот известный способ определения опоры с повреждением изоляции может быть использован только при двойных (двухместных) замыканиях на землю, но тоже только при условии исправности заземления опор.In networks of 6-35 kV, this well-known method for determining supports with insulation damage can be used only with double (double) earth faults, but also only if the supports are well-grounded.

Сложность задачи определения опоры с повреждением изоляции и однофазным замыканием на землю в сетях 6-35 кВ состоит в следующем:The complexity of the task of determining the support with insulation damage and a single-phase earth fault in 6-35 kV networks is as follows:

- эти сети работают с изолированной или компенсированной нейтралью, ток замыкания на землю невелик и может иметь значения около 1-10 А в зависимости от протяженности ЛЭП и режима нейтрали;- these networks operate with isolated or compensated neutral, the earth fault current is small and can have values of about 1-10 A, depending on the length of the power transmission line and the neutral mode;

- режим 033 может быть длительным по причине несрабатывания защиты на подстанции или по требованиям бесперебойности питания потребителей;- 033 mode can be long due to failure of protection at the substation or due to uninterrupted power supply requirements of consumers;

- из-за длительного протекания тока через опору на землю возможно высыхание грунта и существенное увеличение переходного сопротивления заземления опоры, особенно железобетонной опоры;- due to the prolonged flow of current through the support to the ground, drying of the soil and a significant increase in the transition resistance of the grounding of the support, especially of the reinforced concrete support, are possible;

- возможно нарушение целостности проводников заземления арматуры крепления изоляторов, в результате чего повреждение изолятора вызовет не замыкание на землю, а замыкание на арматуру опоры, что обусловит (создаст) высокий потенциал на опоре относительно земли и опасность электротравм у опоры.- there may be a violation of the integrity of the grounding conductors of the insulator mounting reinforcement, as a result of which damage to the insulator will not cause a short to ground, but a short to the support reinforcement, which will (create) a high potential on the support relative to the ground and the risk of electrical injuries at the support.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение достоверности определения опоры ЛЭП с повреждением изоляции и возникающими при этом однофазными замыканиями двух видов (замыкание на заземленную арматуру опоры и замыкание на арматуру опоры при неисправности заземления), и контроль превышения величины фактического сопротивления заземления опоры над нормируемой величиной.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the reliability of determining power transmission towers with insulation damage and resulting in two types of single-phase faults (short circuit to the grounded armature of the support and shorting to the armature of the support in the event of grounding failure), and monitoring the excess of the value of the actual grounding resistance of the support over the normalized value.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе определения опоры воздушной линии электропередачи с однофазным замыканием и неисправностью заземления, основанном на контроле тока через опору на землю при исправном заземлении опоры и местной фиксации повреждений, одновременно контролируют ток через опору на землю IЗ и напряжение на опоре относительно земли UЗ, используют величины тока и напряжения для анализа аварийной ситуации, который проводят по заданному алгоритму, по результатам анализа логическим путем выявляют признаки повреждений на опоре двух видов и формируют сигнал о повреждении соответственно: при IЗ>0 и UЗ≤UЗ.НОРМ. - сигнал об однофазном замыкании на землю; или при IЗ=0 и UЗ.НОРМ.<UЗ≤UФ - сигнал об однофазном замыкании на арматуру опоры и неисправности цепи заземления, где UЗ.НОРМ. - нормируемая величина напряжения на опоре относительно земли; UФ - фазное напряжение сети, используя сформированный сигнал о повреждении, проводят одновременно местную фиксацию факта повреждения конкретного вида у опоры с повреждением и дистанционную в пункте диспетчерского контроля, для чего сигнал о виде повреждения преобразуют в кодированный сигнал, содержащий в коде признак вида повреждения и регистрационный номер опоры, передают его по линии связи или по радиоканалу на расстояние, где проводят декодирование сигнала и фиксацию поврежденния; и кроме того, измеренные ток и напряжение одновременно используют для вычисления величины фактического сопротивления заземления опоры, сравнивают полученный результат с нормируемой величиной сопротивления заземления, и по наличию превышения фактического сопротивления заземления над нормируемой величиной формируют еще и сигнал о превышении сопротивления заземления и проводят местную и дистанционную фиксацию факта неисправности заземления опоры.The problem was solved due to the fact that in the known method for determining the support of an overhead power line with a single-phase circuit and a ground fault, based on the control of the current through the support to the ground with the support being properly grounded and local damage is fixed, the current through the support to the ground is simultaneously monitored I З and the voltage on the support with respect to ground U W use current and voltage values for the analysis of an emergency, which is performed by a predetermined algorithm, according to the analysis by the logical neck of lyayut signs of damage to the support and is formed of two kinds of damage signal respectively when W I> 0 W and U ≤U Z.NORM. - signal of a single-phase earth fault; or at I З = 0 and U З. НОРМ. <U З ≤U Ф - signal about a single-phase short circuit to the armature of the support and the malfunction of the ground circuit, where U Z. NORM. - the normalized voltage value on the support relative to the ground; U Ф - phase voltage of the network, using the generated signal of damage, simultaneously localize the fact of damage of a specific type at the support with damage and remote in the dispatch control point, for which the signal about the type of damage is converted into a coded signal containing a sign of the type of damage and registration number of the support, transmit it over the communication line or over the air to a distance where the signal is decoded and the damage is recorded; and in addition, the measured current and voltage are simultaneously used to calculate the actual grounding resistance of the support, the result is compared with the normalized grounding resistance, and if there is an excess of the actual grounding resistance over the normalized value, they also generate a signal about the excess of grounding resistance and conduct local and remote fixing the fact of a grounding failure of the support.

Признаки заявляемого способа, отличительные от способа по прототипу, - одновременно контролируют ток через опору на землю IЗ и напряжение на опоре относительно земли UЗ; контролируемые величины тока и напряжения используют для анализа аварийной ситуации на опоре, который проводят по заданному алгоритму; по результатам анализа логическим путем выявляют признаки повреждения на опоре двух видов и формируют сигнал о повреждении, соответственно: при IЗ>0 и UЗ≤UЗ.НОРМ. - сигнал об однофазном замыкании на землю; или при IЗ=0 и UЗ.норм.<UЗ≤UФ (где UЗ.НОРМ.. - нормируемая величина напряжения на опоре относительно земли; UФ - фазное напряжение сети) - сигнал об однофазном замыкании на арматуру опоры и неисправности цепи заземления; осуществляют, используя сформированный сигнал о повреждении, одновременно местную фиксацию факта повреждения конкретного вида у опоры с повреждением и дистанционную в пункте диспетчерского контроля, для чего сигнал о виде повреждения преобразуют в кодированный сигнал, содержащий в коде признак вида повреждения и регистрационный номер опоры; передают сигнал по линии связи или по радиоканалу на расстояние, где проводят декодирование сигнала и фиксацию повреждения; измеренные ток и напряжение одновременно используют для вычисления величины фактического сопротивления заземления опоры; полученный результат сравнивают с нормируемой величиной сопротивления заземления, и по наличию превышения фактического сопротивления заземления над нормируемой величиной формируют сигнал о превышении сопротивления заземления и проводят местную и дистанционную фиксацию факта неисправности заземления опоры.Signs of the proposed method, distinctive from the method of the prototype, at the same time control the current through the support to the ground I Z and the voltage on the support relative to the ground U З ; controlled values of current and voltage are used to analyze the emergency situation on the support, which is carried out according to a given algorithm; according to the results of the analysis, the signs of damage on the support of two types are logically detected and a signal about the damage is generated, respectively: for I З > 0 and U З ≤U З. НОРМ. - signal of a single-phase earth fault; or at I З = 0 and U З.norm. <U З ≤U Ф (where U З. НОРМ. - normalized voltage value on the support relative to the ground; U Ф - phase voltage of the network) - a signal about a single-phase short circuit to the support arm and ground circuit malfunctions; carry out, using the generated signal of damage, simultaneously local recording the fact of damage of a particular type at the support with damage and remote at the control center, for which the signal about the type of damage is converted into a coded signal containing the sign of the type of damage and the registration number of the support in the code; transmit a signal over a communication line or over a radio channel to a distance where they decode the signal and fix the damage; the measured current and voltage are simultaneously used to calculate the value of the actual grounding resistance of the support; the result obtained is compared with the normalized value of the grounding resistance, and by the presence of an excess of the actual grounding resistance over the normalized value, a signal is generated about the excess of the grounding resistance and local and remote fixation of the fact of a grounding failure of the support is carried out.

При анализе известных технических решений заявителем не выявлена совокупность признаков, отличающих заявляемое техническое решение от прототипа, приводящая к повышению достоверности выявления опоры ЛЭП с повреждениями в электрической сети. Также не выявлено использование для целей определения опоры ЛЭП с повреждениями одновременно и тока через опору на землю и напряжения на опоре относительно земли. Следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».When analyzing the known technical solutions, the applicant did not reveal a set of features that distinguish the claimed technical solution from the prototype, leading to an increase in the reliability of identifying power transmission towers with damage to the electrical network. Also, the use for the purpose of determining the support of power lines with damage at the same time as the current through the support to the ground and the voltage on the support relative to the ground was not revealed. Therefore, we can conclude that the claimed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Предлагаемый способ определения опоры воздушной ЛЭП с повреждениями поясняется функциональной блок-схемой, представленной на чертеже. На схеме показаны:The proposed method for determining the support of an overhead power line with damage is illustrated by the functional block diagram shown in the drawing. The diagram shows:

1 - опора воздушной ЛЭП, на которой контролируют повреждения в виде однофазных замыканий двух видов, а также возможную неисправность заземления опоры;1 - the support of an overhead power line, on which damage in the form of single-phase faults of two types is monitored, as well as a possible grounding failure of the support;

2 - гибкий датчик тока, которым опоясывают опору и контролируют ток через опору на землю;2 - a flexible current sensor, which surrounds the support and control the current through the support to the ground;

3 - измерительный электрод, который помещают в грунт около опоры на расстоянии 15-20 м и используют его с применением изолированного проводника для контроля напряжения на опоре относительно земли;3 - measuring electrode, which is placed in the ground near the support at a distance of 15-20 m and use it using an insulated conductor to control the voltage on the support relative to the ground;

4 - измерительный изолированный проводник, который прокладывают от арматуры крепления изоляторов и используют для контроля напряжения на опоре;4 - measuring insulated conductor, which is laid from the reinforcement of the insulators and is used to control the voltage on the support;

5 - измерительно-логический модуль, где с использованием контролируемых величин тока и напряжения по заданному алгоритму проводят анализ аварийной ситуации, выявляют признаки и делают логическое заключение о виде повреждения на опоре двух видов и соответственно формируют сигналы для фиксации фактов повреждения конкретного вида;5 - measurement and logic module, where, using controlled current and voltage values, an emergency analysis is carried out, signs are identified and a logical conclusion is made about the type of damage on the support of two types and, accordingly, signals are generated to fix the facts of damage to a specific type;

6 - блок деления, где вычисляют величину фактического сопротивления заземления опоры;6 - division block, where the value of the actual grounding resistance of the support is calculated;

7 - элемент, где сравнивают фактическое сопротивление заземления опоры с нормируемой величиной и при условии RЗ.ФАКТ.>RЗ.НОРМ.. норм, формируют на выходе сигнал о неисправности заземления опоры;7 - an element where the actual grounding resistance of the support is compared with a standardized value and subject to R Z. FACT. > R Z. NORM. . norms, form at the output a signal about a failure of grounding of the support;

8 - блок местной фиксации фактов повреждений на опоре, где сигналы о повреждениях преобразуют в световые или иные сигналы для персонала;8 is a block for local recording of facts of damage on a support, where damage signals are converted into light or other signals for personnel;

9 - блок, где сигналы о повреждениях на опоре преобразуют в кодированный телеметрический или радиосигнал, содержащий в коде признаки повреждений и регистрационный номер опоры;9 is a block where damage signals on a support are converted into an encoded telemetric or radio signal containing signs of damage in the code and the registration number of the support;

10 - линия связи, по которой передают кодированный сигнал в виде проводной, оптоволоконной линии или радиоканал;10 is a communication line through which an encoded signal is transmitted in the form of a wired, fiber optic line or radio channel;

11 - блок дистанционной фиксации фактов повреждений на опорах линий распределительной сети, где декодируют поступающие по всем линиям связи сигналы и преобразуют их для централизованного диспетчерского контроля.11 is a block for remote recording of facts of damage on the supports of the distribution network lines, where the signals coming through all communication lines are decoded and converted for centralized dispatch control.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На каждой опоре 1 ЛЭП одновременно контролируют параметры аварийного режима: ток через опору 1 на землю IЗ и напряжение на опоре 1 относительно земли UЗ. Для контроля тока сравнительно небольшой величины, например 1-30 А, что характерно для сетей 6-35 кВ с воздушными ЛЭП, используют гибкий датчик тока 2, которым опоясывают с минимальными просветами несущую конструкцию опоры 1 любой формы. Для контроля напряжения на опоре 1 применяют измерительный электрод 3, который помещают в грунт на расстоянии 15-20 м от опоры 1 и используют его в измерениях как точку нулевого потенциала земли. Второй точкой для измерений напряжения является: на железобетонных опорах - место соединения арматуры крепления изоляторов с заземляющим проводником опоры; на металлических опорах - любая точка несущей конструкции. Контролируемые электрические величины IЗ и UЗ подают на входы модуля 5 и входы блока 6. В модуле 5 с использованием величин тока IЗ и напряжения UЗ по заданному алгоритму проводят анализ аварийной ситуации, выявляют признаки повреждения на опоре двух видов:On each support 1 of the power transmission line, the emergency mode parameters are simultaneously monitored: current through the support 1 to the ground I З and the voltage on the support 1 relative to the ground U З. To control a relatively small current, for example, 1-30 A, which is typical for 6-35 kV networks with overhead power lines, a flexible current sensor 2 is used, which surrounds the bearing structure of the support 1 of any shape with minimal gaps. To control the voltage at the support 1, a measuring electrode 3 is used, which is placed in the soil at a distance of 15-20 m from the support 1 and is used in measurements as a point of zero ground potential. The second point for voltage measurements is: on reinforced concrete supports - the place of connection of the reinforcement fasteners of insulators with the grounding conductor of the support; on metal supports - any point of the supporting structure. Controlled electrical quantities I З and U З are supplied to the inputs of module 5 and the inputs of block 6. In module 5, using the values of current I З and voltage U З , an emergency analysis is carried out according to a given algorithm, and signs of damage are identified on the support of two types:

1) если через опору на землю протекает ток некоторой величины IЗ>0 и одновременно напряжение на опоре относительно земли будет небольшой величины, например не превышает UЗ≤UЗ.НОРМ.=10-300 В (где UЗ.НОРМ. - нормируемая величина напряжения на опоре относительно земли), то совпадение условий IЗ>0 и UЗ≤UЗ.НОРМ. - это признак повреждения на опоре первого вида, а именно, однофазное замыкание на землю;1) if a current of a certain value I З > 0 flows through the support to the ground and at the same time the voltage across the support relative to the ground is small, for example, does not exceed U З ≤U З. НОРМ. = 10-300 V (where U Z. NORM. Is the normalized voltage value on the support relative to the ground), then the coincidence of conditions I З > 0 and U З ≤U З. НОРМ. - this is a sign of damage to the support of the first type, namely, a single-phase earth fault;

2) если ток через опору отсутствует (или его величина мала в пределах чувствительности датчика тока), т.е. IЗ=0 и одновременно величина напряжения на опоре большая и находится в пределах UЗ.НОРМ.<UЗ≤UФ (где UФ - фазное напряжение сети), то совпадение условий IЗ=0 и UЗ.НОРМ.<UЗ≤UФ - это признак повреждения на опоре второго вида, а именно однофазное замыкание на арматуру опоры при неисправности заземления.2) if there is no current through the support (or its value is small within the sensitivity of the current sensor), i.e. I З = 0 and at the same time the voltage value on the support is large and is within U З. НОРМ. <U З ≤U Ф (where U Ф is the phase voltage of the network), then the coincidence of conditions I З = 0 and U З. НОРМ. <U З ≤U Ф - this is a sign of damage to the support of the second type, namely, a single-phase short circuit to the support armature in the event of a ground fault.

По выявленному признаку делают логическое заключение о виде повреждения на опоре 1 и соответственно формируют сигнал о конкретном повреждении на первом или на втором выходах модуля 5. Например, в случае, если ток через опору IЗ=1÷10 А и одновременно напряжение на опоре будет UЗ=10÷100 В, то тогда при условии, что RЗ.НОРМ.=0 м (возможны и другие значения RЗ.норм. и соответственно UЗ), следует логическое заключение о первом виде повреждения: на опоре 1 повреждена изоляция (в виде перекрытия или разрушения изолятора или иное), возникло однофазное замыкание на землю через арматуру опоры 1 с исправным заземлением. Сигнал о первом виде повреждения появится только на первом выходе модуля 5.Based on the revealed characteristic, a logical conclusion is made about the type of damage on the support 1 and, accordingly, a signal is generated about the specific damage at the first or second outputs of module 5. For example, if the current through the support is I З = 1 ÷ 10 A and at the same time the voltage on the support will be U З = 10 ÷ 100 V, then under the condition that R З. НОРМ. = 0 m (other values of R З.norm. And, accordingly, U З are possible), a logical conclusion follows about the first type of damage: on the support 1 the insulation is damaged (in the form of overlap or destruction of the insulator or otherwise), a single-phase earth fault through the valve supports 1 with good grounding. The signal of the first type of damage appears only at the first output of module 5.

В другом случае, если ток через опору IЗ=0 или имеет пренебрежимо малую величину и одновременно напряжение на опоре будет UЗ.НОРМ.<UЗ≤UФ, т.е. по величине может быть близко к фазному напряжению сети, то тогда следует логическое заключение о втором виде повреждения: на опоре 1 повреждена изоляция, возникло однофазное замыкание на арматуру, имеющую контакт с опорой, однако, в цепи заземления арматуры изолятора имеется обрыв или сопротивление заземления опоры недопустимо велико. В этом случае сигнал о втором виде повреждения появится только на втором выходе модуля 5.In another case, if the current through the support I З = 0 or has a negligible value and at the same time the voltage across the support will be U З. НОРМ. <U З ≤U Ф , i.e. in magnitude can be close to the phase voltage of the network, then a logical conclusion follows about the second type of damage: on the support 1, the insulation is damaged, a single-phase short circuit occurs on the fittings that are in contact with the support, however, in the ground circuit of the insulator reinforcement there is an open or ground resistance of the support unacceptably large. In this case, the signal of the second type of damage appears only on the second output of module 5.

Сигнал с первого выхода модуля 5 поступает на первый вход блока 8 и соответственно блока 9.The signal from the first output of module 5 is fed to the first input of block 8 and, accordingly, of block 9.

В блоке 8 этот сигнал преобразуют в световой сигнал или в сигнал смены цвета или положения блинкера, или в иной сигнал и тем самым осуществляют местную индикацию и фиксацию повреждения на опоре в виде однофазного замыкания на землю. В блоке 9 этот же сигнал преобразуют в кодированный телеметрический или радиосигнал. Затем кодированный сигнал передают по линии связи или по радиоканалу на пункт централизованного диспетчерского контроля 11. Здесь поступивший сигнал декодируют и дистанционно фиксируют повреждение на опоре в виде однофазного замыкания на землю и регистрационный номер этой опоры 1.In block 8, this signal is converted into a light signal or into a signal for changing the color or position of the blinker, or into another signal, and thereby local indication and fixing of damage on the support is carried out in the form of a single-phase earth fault. In block 9, the same signal is converted into an encoded telemetric or radio signal. Then the encoded signal is transmitted via a communication line or radio channel to the centralized control station 11. Here, the received signal is decoded and the damage is remotely recorded on the pole in the form of a single-phase earth fault and the registration number of this pole 1.

Аналогично сигнал со второго выхода модуля 5 поступает на второй вход блока 8 и соответственно блока 9.Similarly, the signal from the second output of module 5 is fed to the second input of block 8 and, accordingly, of block 9.

Это соответствует второму виду повреждения на опоре 1. Все операции в блоке 8 и в блоке 9 происходят аналогично, как и при первом виде повреждения. Однако при этом и в блоке 8 и в пункте диспетчерского контроля 11 фиксируют второй вид повреждения на опоре 1, а именно однофазное замыкание на арматуру опоры 1 при неисправности заземления.This corresponds to the second type of damage on the support 1. All operations in block 8 and in block 9 occur in the same way as in the first type of damage. However, in this case both in block 8 and in the point of supervisory control 11, the second type of damage is fixed on the support 1, namely, a single-phase circuit to the armature of the support 1 in case of ground failure.

В блоке 6 проводят вычисление величины фактического сопротивления заземления опоры 1 путем деления величины входных сигналов, т.е. получают значение RЗ.ФАКТ.=UЗ/IЗ (Ом). В элементе 7 сравнивают фактическое сопротивление заземления опоры с нормируемой величиной и только при условии RЗ.ФАКТ.>RЗ.НОРМ. формируют на выходе элемента 7 сигнал о неисправности заземления опоры 1.In block 6, the magnitude of the actual grounding resistance of the support 1 is calculated by dividing the magnitude of the input signals, i.e. get the value of R Z. FACT. = U З / I З (Ohm). In element 7, the actual grounding resistance of the support is compared with a standardized value and only if R З. FACT. > R Z. NORM. form at the output of element 7 a signal about a grounding failure of the support 1.

Этот сигнал подают на третий вход блока 8 и соответственно блока 9.This signal is fed to the third input of block 8 and, accordingly, block 9.

В блоке 8 этот сигнал преобразуют в световой или иной сигнал и таким путем осуществляют местную индикацию и фиксацию неисправности заземления опоры 1. В блоке 9 этот же сигнал преобразуют в дополнительный признак кодированного сигнала о повреждениях на опоре 1. Затем передают кодированный сигнал в пункт централизованного диспетчерского контроля 11. Здесь после декодирования сигнала дистанционно фиксируют одновременно и повреждение на опоре 1 в виде однофазного замыкания и неисправность заземления опоры 1.In block 8, this signal is converted into a light or other signal and in this way local indication and fixing of the grounding failure of the support 1 is carried out. In block 9, this same signal is converted into an additional sign of the encoded signal of damage on the support 1. Then, the encoded signal is transmitted to the central control room control 11. Here, after decoding the signal, they simultaneously remotely record both damage on the support 1 in the form of a single-phase circuit and a grounding failure of the support 1.

Для практического осуществления предлагаемого способа определения опоры воздушной ЛЭП с повреждениями могут быть использованы известные функциональные элементы и устройства. В качестве датчика тока 2 через опору 1 можно использовать трансформатор тока с гибким магнитопроводом или применить гибкий датчик тока, например, в виде тора Роговского. В функциональном модуле 5 можно применить аналоговые или цифровые измерительные и логические элементы. В блоке 6 для операции деления тоже можно использовать аналоговые или цифровые элементы. В блоке 8 для светового отображения контролируемых повреждений целесообразно применить маломощные неоновые или аналогичные индикаторы. Для преобразования сигналов о повреждениях на опоре и неисправности заземления опоры, кодирования и декодирования сигналов также могут быть использованы известные функциональные элементы и устройства.For the practical implementation of the proposed method for determining the support of an overhead power line with damage, known functional elements and devices can be used. As a current sensor 2 through the support 1, you can use a current transformer with a flexible magnetic circuit or apply a flexible current sensor, for example, in the form of a Rogowski torus. In function module 5, analog or digital measurement and logic elements can be used. In block 6, for the division operation, you can also use analog or digital elements. In block 8, it is advisable to use low-power neon or similar indicators for the light display of controlled damage. Known functional elements and devices can also be used to convert signals about damage to the support and grounding failure of the support, encoding and decoding of signals.

Преимущество изобретения состоит в том, что из большого числа опор воздушных ЛЭП распределительной сети 6-35 кВ можно быстро и достоверно определить конкретную опору, на которой произошло однофазное замыкание, причем замыкание двух видов. При первом виде однофазного замыкания способ одновременно обеспечивает контроль превышения фактического сопротивления заземления опоры над нормируемой величиной. Это, в свою очередь, позволит быстро отключить ЛЭП с повреждением или, если отключение нецелесообразно по условию бесперебойности электроснабжения, оперативно выполнить действия по обеспечению безопасности в месте повреждения, по проведению ремонтных работ.An advantage of the invention is that from a large number of supports of overhead power lines of a distribution network of 6-35 kV, it is possible to quickly and reliably determine the specific support on which a single-phase fault occurred, moreover, the fault is of two types. In the first type of single-phase fault, the method simultaneously provides control over the excess of the actual grounding resistance of the support over the normalized value. This, in turn, will allow you to quickly turn off the power line with damage or, if the shutdown is impractical under the condition of uninterrupted power supply, quickly perform actions to ensure safety at the place of damage, to carry out repair work.

Кроме того, дистанционное выявление опоры с повреждением позволяет выявить и поврежденную из группы ЛЭП распределительной сети и, следовательно, обеспечить защиту от однофазных замыканий с абсолютной селективностью. Достоверное определение опоры с повреждением сокращает время и трудозатраты на отыскание опоры в электрической сети, уменьшает вероятность и опасность электротравм у поврежденной опоры, повышает безопасность и надежность электроснабжения потребителей.In addition, remote detection of the support with damage allows you to identify and damaged from the group of power lines of the distribution network and, therefore, provide protection against single-phase faults with absolute selectivity. A reliable definition of a support with damage reduces the time and labor required to find a support in the electric network, reduces the likelihood and danger of electrical injuries to a damaged support, and increases the safety and reliability of power supply to consumers.

Claims (1)

Способ определения опоры воздушной линии электропередачи с однофазным замыканием и неисправностью заземления, основанный на контроле тока через опору на землю при исправном заземлении опоры и местной фиксации повреждений, отличающийся тем, что одновременно контролируют ток через опору на землю IЗ и напряжение на опоре относительно земли UЗ, используют величины тока и напряжения для анализа аварийной ситуации, который проводят по заданному алгоритму, по результатам анализа логическим путем выявляют признаки повреждений на опоре двух видов и формируют сигнал о повреждении соответственно: при IЗ>0 и UЗ≤UФ - сигнал об однофазном замыкании на землю; или при IЗ=0 и UЗ.норм<UЗ≤UФ - сигнал об однофазном замыкании на арматуру опоры и неисправности цепи заземления, где UЗ.норм. - нормируемая величина напряжения на опоре относительно земли; UФ - фазное напряжение сети, используя сформированный сигнал о повреждении, производят одновременно местную фиксацию факта повреждения конкретного вида у опоры с повреждением и дистанционную в пункте диспетчерского контроля, для чего сигнал о виде повреждения преобразуют в кодированный сигнал, содержащий в коде признак вида повреждения и регистрационный номер опоры, передают его по линии связи или по радиоканалу на расстояние, где производят декодирование сигнала и фиксацию повреждения; и кроме того, измеренные ток и напряжение одновременно используют для вычисления величины фактического сопротивления заземления опоры, сравнивают полученный результат с нормируемой величиной сопротивления заземления, и по наличию превышения фактического сопротивления заземления над нормируемой величиной формируют еще и сигнал о превышении сопротивления заземления и производят местную и дистанционную фиксацию факта неисправности заземления опоры. A method for determining the support of an overhead power transmission line with a single-phase circuit and a ground fault, based on monitoring the current through the support to the ground with proper grounding of the support and local fixation of damage, characterized in that the current through the support to the ground IZ and the voltage across the support relative to the ground U are simultaneously monitored C , use the values of current and voltage to analyze the emergency, which is carried out according to a given algorithm, according to the results of the analysis, the signs of damage on the support of two types and form a signal of damage, respectively: for I З > 0 and U З ≤U Ф - a signal about a single-phase earth fault; or at I З = 0 and U З.norm <U З ≤U Ф - a signal about a single-phase short circuit to the armature of the support and a fault in the ground circuit, where U З.norm. - the normalized voltage value on the support relative to the ground; U Ф - phase voltage of the network, using the generated signal of damage, simultaneously localize the fact of damage of a specific type at the support with damage and remote in the dispatch control point, for which the signal about the type of damage is converted into a coded signal containing a sign of the type of damage and registration number of the support, transmit it over the communication line or over the air to a distance where the signal is decoded and damage is fixed; and in addition, the measured current and voltage are simultaneously used to calculate the actual grounding resistance of the support, the result is compared with the normalized value of the grounding resistance, and by the presence of an excess of the actual grounding resistance over the normalized value, they also generate a signal about the excess of grounding resistance and produce local and remote fixing the fact of a grounding failure of the support.
RU2009120743/28A 2009-06-01 2009-06-01 Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault RU2394249C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120743/28A RU2394249C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009120743/28A RU2394249C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2394249C1 true RU2394249C1 (en) 2010-07-10

Family

ID=42684732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009120743/28A RU2394249C1 (en) 2009-06-01 2009-06-01 Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394249C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461109C2 (en) * 2010-12-03 2012-09-10 Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) Method for remote identification of pole with ground fault in grids with insulated neutral by means of satellite navigation
RU2536168C2 (en) * 2013-03-22 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО ОрелГАУ) Method for determining place of occurrence of single phase-to-earth fault for overhead transmission lines in networks with insulated neutral

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461109C2 (en) * 2010-12-03 2012-09-10 Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ) Method for remote identification of pole with ground fault in grids with insulated neutral by means of satellite navigation
RU2536168C2 (en) * 2013-03-22 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО ОрелГАУ) Method for determining place of occurrence of single phase-to-earth fault for overhead transmission lines in networks with insulated neutral

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10126348B2 (en) Combined on-line bushing monitoring and geo-magnetic induced current monitoring system
EP2102671B1 (en) Fault prediction in electric transmission networks
US8076923B2 (en) Dead-line phase identification system and method thereof
RU2678566C2 (en) Device and method for controlling interrupt unit in electric network of energy supply, and also distribution substation with controlled interrupt unit
CN110596538A (en) Method and system for calculating electrical parameters of power cable
KR20210014877A (en) An On-line Monitoring Method and Its Device Using the Circuit Constants Measurement of Electric Power Equipment
RU2394249C1 (en) Method of determining overhead electric power line tower with single-phase earthing and earthing fault
CN207571291U (en) A kind of voltage transformer secondary neutral ground line on-line measuring device
JP4142608B2 (en) Tree contact monitoring device for distribution lines
Viacheslav et al. Integration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems
Lebedev et al. Development of a method for location of a damaged overhead power line section in case of single-phase earth faults
BR102017026315B1 (en) METHOD FOR RAILWAY BREAKAGE DETECTION, RAILWAY TRACK BREAKAGE DETECTION SYSTEM AND RAILWAY BREAKAGE DEVICE
EP4062181B1 (en) Method and system for cable insulation testing
Selkirk et al. Why neutral-grounding resistors need continuous monitoring
RU2726046C1 (en) Industrial objects electric heating monitoring system
KR20210053846A (en) Facility health monitoring method by measuring the electric circuit constant inside the power facility in operation
Zaitsev et al. Line electrical transmission damage identification tool in distributors electrical networks
CN2142574Y (en) Earth connection measuring apparatus for power system
KR101987193B1 (en) Distributing board for remote circuit detection in live wire
CN111624517A (en) Portable pole tower electrical equipment insulation on-line monitoring device
CN203178338U (en) Leakage current monitoring device
CN117434470A (en) Electric leakage positioning device and method for circuit
Adam et al. Technical Condition Monitoring of Impedance Bonds using Sensors and Dedicated Device
Bradt et al. Wind power plant testing and commissioning
JP2007057471A (en) Method and device for monitoring insulation

Legal Events

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

Effective date: 20160602