RU2426998C2 - Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи - Google Patents

Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU2426998C2
RU2426998C2 RU2008118933/28A RU2008118933A RU2426998C2 RU 2426998 C2 RU2426998 C2 RU 2426998C2 RU 2008118933/28 A RU2008118933/28 A RU 2008118933/28A RU 2008118933 A RU2008118933 A RU 2008118933A RU 2426998 C2 RU2426998 C2 RU 2426998C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
circuit
damage
phase
reverse
Prior art date
Application number
RU2008118933/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008118933A (ru
Inventor
Александр Никандорович Висящев (RU)
Александр Никандорович Висящев
Алексей Александрович Устинов (RU)
Алексей Александрович Устинов
Original Assignee
Александр Никандорович Висящев
Алексей Александрович Устинов
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 Александр Никандорович Висящев, Алексей Александрович Устинов filed Critical Александр Никандорович Висящев
Priority to RU2008118933/28A priority Critical patent/RU2426998C2/ru
Publication of RU2008118933A publication Critical patent/RU2008118933A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2426998C2 publication Critical patent/RU2426998C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании микропроцессорных устройств для определения места повреждения (короткого замыкания) на двухцепных линиях электропередачи на основе измерения параметров аварийного режима с одной стороны линии. Технический результат: повышение точности определения расстояния до места повреждения. Сущность: по измеренным фазным токам и напряжениям в момент короткого замыкания и току нагрузки в предаварийном режиме при помощи телеграфных уравнений получают приближенное расстояние до места повреждения. Далее посредством итерационного процесса, меняя переходное сопротивление в месте повреждения, учитывая поперечные емкости линии, волновые процессы и критерий того, что мнимая часть расстояния до места повреждения стремится к нулю, уточняют расстояние до места повреждения. 2 табл., 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании микропроцессорных устройств для определения места повреждения (короткого замыкания) на одноцепных и двухцепных линиях электропередачи на основе измерения параметров аварийного режима с одной стороны линии.
Наиболее известен способ определения места повреждения по измерениям с одной стороны линии, в котором место повреждения в зависимости от вида короткого замыкания определяют по измеренным значениям фазных токов и напряжений [Способ определения места повреждения на линиях электропередачи, авторское свидетельство № 242270, 1969 г.]. В указанном способе сначала определяют вид короткого замыкания, затем по отношению измеренных значений напряжения и тока определяют полное сопротивление короткозамкнутого контура. Отношение измеренного сопротивления к удельному сопротивлению линии позволяет определить расстояние до места повреждения. Предложенный способ содержит методическую погрешность, обусловленную частичным учетом переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Также точность данного метода значительно зависит от сопротивления нулевой последовательности (для однофазного короткого замыкания) и количества сторон, с которых осуществляется питание линии.
Также известен способ определения места повреждения по измерениям параметров аварийного режима с одной стороны линии, в котором измеряют реактивную составляющую сопротивления поврежденной фазы [Разработка и исследование защиты линий электропередач с фиксацией места повреждения, Новочеркасский политехнический институт, г.Новочеркасск, 1969]. Данный метод, использующий только реактивную составляющую отношения измеренного напряжения к измеренному току, позволяет уменьшить влияние переходного сопротивления в месте повреждения. Однако точность во многом зависит от величины переходного сопротивления, количества питающих концов и величины подпитывающего тока противоположного конца линии тому, на котором производятся измерения.
Хорошо известен способ, использующийся в устройствах релейной защиты некоторых западных производителей, - компенсационный метод [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч.1]. Данный способ использует параметры аварийного и предаварийного режимов, полученные с одного конца линии. Основная особенность способа - это возможность учета влияния питания с противоположного конца линии, а также исключение погрешности от переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Этот метод реализуется с использованием полной модели сети. Предварительные измерения тока нагрузки сохраняются и используются для компенсации погрешности от влияния нагрузки.
Равноценными по точности определения места повреждения компенсационному методу являются итерационные способы [Заявка на изобретение № 2001102357, G01R 31/08, 2002], также использующие параметры аварийного и предаварийного режимов, измеренные с одной стороны линии. Указанные способы являются наиболее близкими аналогами к предлагаемому изобретению. Так как в Заявке на изобретение [№ 2001102357, G01R 31/08, 2002] раскрывается несколько методов, в качестве прототипа выбираем первый метод (как наиболее похожий) - метод полного сопротивления.
Метод полного сопротивления реализуется следующим образом. Измеряют с одного конца линии фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания и ток предаварийного режима в фазе А. По измеренным величинам определяют расчетные значения напряжений и токов в зависимости от вида короткого замыкания. При однофазных коротких замыканиях в качестве расчетных значений используется фазное напряжение, компенсированный фазный ток и аварийная составляющая полного тока короткого замыкания; при многофазных коротких замыканиях - линейное напряжение, линейный ток и аварийная составляющая полного тока короткого замыкания. Далее начинается итерационный процесс, на первой итерации которого коэффициент токораспределения, необходимый для определения аварийной составляющей полного тока короткого замыкания, принимают равным единице, а полное сопротивление от начала линии до места повреждения находят через расчетные величины напряжений и токов. Отношение полного сопротивления от начала линии до места повреждения к полному сопротивлению линии на первой итерации приближенно указывает, где произошло повреждение. Через найденное на первой итерации полное сопротивление, на второй итерации уточняют коэффициент токораспределения и вновь производят расчет полного сопротивления от начала линии до места повреждения (уже с откорректированным коэффициентом токораспределения). Определяют отношение полного сопротивления от начала линии до места повреждения к полному сопротивлению линии (для второй итерации). Если разница между указанным соотношением на первой и на второй итерациях меньше предварительно задаваемой величины δ, отвечающей за точность определения места повреждения, то расчет заканчивают. Если больше, то расчет продолжают по аналогии с предыдущими итерациями, до тех пор пока не будет достигнута заданная точность в определении места повреждения.
Описанный прототип, как и другие ранее указанные способы определения места повреждения, обладают двумя существенными недостатками:
а) неучет поперечных емкостей воздушных линий электропередачи;
б) неучет волновых процессов на воздушных линиях электропередачи.
Указанные недостатки могут приводить к значительной погрешности в определении места повреждения, особенно на воздушных линиях электропередачи, рассчитанных на высокое напряжение (500 кВ и выше) и обладающих большой протяженностью.
Таким образом, техническая задача изобретения заключается в повышении точности определения места повреждения за счет учета поперечных емкостей и волновых процессов на линиях электропередачи.
Технический результат достигается за счет введения в схему замещения линии электропередачи (модели линии) на стадии получения расчетных выражений поперечных емкостей; использования телеграфных уравнений для описания воздушной линии электропередачи; применения итерационного процесса; применения метода симметричных составляющих и использования критерия того, что мнимая часть расстояния до места повреждения стремится к нулю.
Таким образом, предлагаемое изобретение имеет следующие общие признаки с прототипом
1) Измерение с одной стороны линии фазных токов и напряжений основной частоты в момент короткого замыкания и тока предаварийного режима в фазе А.
2) Использование итерационного процесса.
Предлагаемое изобретение имеет следующие отличия от прототипа, что обуславливает соответствие технического решения критерию новизна
1) Учет поперечных емкостей в схеме замещения воздушной линии электропередачи (модели линии), что повышает точность определения места повреждения.
В ранее предлагаемых методах определения места повреждения поперечные емкости не вводили в схему замещения по причине сложности получения расчетных выражений из-за увеличения контуров в модели линии. Такое допущение может приводить к существенной погрешности, особенно на линиях электропередачи большой протяженности и высокого напряжения.
2) Использование телеграфных уравнений, полученных для однофазной линии электропередачи, для описания трехфазной линии электропередачи (модели линии).
Составление системы дифференциальных уравнений для трехфазной линии электропередачи в соответствии с теорией волновых процессов - задача громоздкая и для практики малоприменимая. Составление системы дифференциальных уравнений для однофазной линии электропередачи требует в значительной степени меньше трудозатрат и позволяет получить телеграфные уравнения учитывающие волновые процессы на однофазной линии. Телеграфные уравнения, полученные для однофазной линии электропередачи, недопустимо использовать для трехфазной линии электропередачи, т.к. все три фазы связаны и влияют друг на друга. Однако телеграфные уравнения, полученные для однофазной линии, можно применить по отдельности к прямой, обратной и нулевой последовательностям линии электропередачи, что ранее не выполнялось. Новый подход позволяет учесть волновые процессы на линиях электропередачи, чем повышает точность определения места повреждения и в то же время дает возможность практической реализации метода благодаря отсутствию громоздких вычислений и сложных математических преобразований, что было бы неизбежно, если бы для учета волновых процессов использовалось полное описание трехфазной линии электропередачи системой дифференциальных уравнений.
3) Использование в ходе итерационного процесса того свойства, что расстояние до места повреждения - число вещественное.
В ходе итерационного процесса расчетное расстояние до места повреждения может принимать комплексные значения. Однако при итерационном процессе по мере приближения к реальному месту повреждения комплексная часть убывает и в идеальном случае в месте повреждения становится равной нулю. Таким образом, когда мнимая часть расчетного расстояния на какой-либо итерации становится равной нулю или происходит смена знака комплексной части расчетного расстояния при переходе с одной итерации на другую, то процесс расчета прекращают (при выполнении условия заданной точности определения места повреждения), а расчетное расстояние с минимальной комплексной частью принимают за истинное место повреждения.
Для одноцепной линии
На Фиг.1 изображена схема замещения одноцепной линии электропередачи с двухсторонним питанием при коротком замыкании (с целью большей наглядности поперечные емкости и неповрежденные фазы не изображены).
Линия, изображенная на Фиг.1, имеет следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности
Figure 00000001
обратной последовательности
Figure 00000002
и нулевой последовательности
Figure 00000003
емкостные сопротивления равны бесконечности (т.е. емкости равны нулю). Системы А и Б имеют следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности
Figure 00000004
и
Figure 00000005
обратной последовательности
Figure 00000006
и
Figure 00000007
нулевой последовательности
Figure 00000008
и
Figure 00000009
эквивалентные ЭДС Е' и Е" соответственно. На линии (Фиг.1) показано короткое замыкание за переходным сопротивлением RП на расстоянии lK.
При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают токи
Figure 00000010
(со стороны системы А) и
Figure 00000011
(со стороны системы Б), сумма которых дает полный ток короткого замыкания
Figure 00000012
в переходном сопротивлении, при этом на шинах А будет присутствовать напряжение
Figure 00000013
, а на шинах Б - напряжение
Figure 00000014
.
Напряжение в начале линии
Figure 00000015
равно сумме падения напряжения в линии до точки повреждения
Figure 00000016
и падения напряжения на переходном сопротивлении
Figure 00000017
:
Figure 00000018
где
Figure 00000019
- расстояние от системы А до места повреждения в относительных единицах.
Однако, как видно из схемы замещения (Фиг.1) и выражения (1.1) для одноцепной и двухцепной линий, поперечные емкости и волновые процессы никаким образом не учитываются. Поэтому необходимо создать такую модель и разработать такой метод, которые позволят учесть влияние поперечных емкостей и волновых процессов.
В качестве модели используем П-образную схему замещения линии с распределенными параметрами [Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. - М.: Гардарики, 2000. - 638 с.: ил.], которую при повреждении можно описать системой телеграфных уравнений:
Figure 00000020
Figure 00000021
где
Figure 00000022
и
Figure 00000023
- напряжение и ток в месте повреждения соответственно;
Figure 00000024
и
Figure 00000025
- напряжение и ток в начале линии соответственно;
Figure 00000026
- расстояние до места повреждения;
Figure 00000027
- постоянная распространения;
Figure 00000028
- волновое сопротивление.
Постоянная распространения волны:
Figure 00000029
где
Figure 00000030
- удельное продольное сопротивление линии;
Figure 00000031
- удельная поперечная проводимость линии.
Волновое сопротивление:
Figure 00000032
По выражению (1.4) постоянные распространения волны прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно равны:
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
По выражению (1.5) волновые сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно равны:
Figure 00000036
Figure 00000037
Figure 00000038
В выражениях (1.6)-(1.11)
Figure 00000039
- удельное продольное сопротивление линии прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно;
Figure 00000040
- удельная поперечная проводимость линии прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно. Выражения (1.2) и (1.3) можно переписать иначе:
Figure 00000041
где
Figure 00000042
При однофазном к.з. на фазе А напряжение фазы А через симметричные составляющие запишется, как [Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.-Л.: Энергия, 1964. - 704 с.: ил.]:
Figure 00000043
С учетом возможности замены трехфазной линии электропередач тремя независимыми последовательностями через симметричные составляющие, напряжения в точке короткого замыкания прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно равны:
Figure 00000044
В (1.14)-(1-16)
Figure 00000045
- напряжения и токи в начале линии прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно.
Коэффициенты прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно равны:
Figure 00000046
Figure 00000047
В выражениях (1.17)-(1.22):
Figure 00000048
- постоянная распространения прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно;
Figure 00000049
- волновое сопротивление прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно.
Подставим (1.14)-(1.16) в (1.13):
Figure 00000050
Так как для линии электропередачи (элемента, магнитносвязанные цепи которого неподвижны относительно друг друга) сопротивления прямой и обратной последовательностей равны [Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.-Л.: Энергия, 1964. - 704 с: ил.], то и коэффициенты А прямой и обратной последовательностей равны друг другу, т.к. выражаются через комбинацию сопротивлений прямой и обратной последовательностей.
То есть
Figure 00000051
Используем (1.24) для преобразования первой «скобки» выражения (1.23):
Figure 00000052
Добавим и вычтем из правой части (1.26)
Figure 00000053
Figure 00000054
Так как
Figure 00000055
(т.е. сумма симметричных составляющих напряжения в начале линии равна напряжению фазы А в начале линии), то в итоге первую из «скобок» выражения (1.23) можно записать:
Figure 00000056
Используем (1.25) для преобразования второй «скобки» выражения (1.23):
Figure 00000057
Добавим и вычтем из правой части (1.29)
Figure 00000058
Figure 00000059
Так как
Figure 00000060
(т.е. сумма симметричных составляющих тока в начале линии равна току фазы А в начале линии), то в итоге вторую из «скобок» выражения (1.23) можно записать:
Figure 00000061
Подставляя (1.28) и (1.31) в (1.23), получим:
Figure 00000062
Выразим напряжения в начале линии
Figure 00000063
из (1.34):
Figure 00000064
В выражении (1.35):
Figure 00000065
Введем обозначения:
Figure 00000066
После подстановки (1.36)-(1.38) в (1.35):
Figure 00000067
Из выражения (1.39) определяем место повреждения:
Figure 00000068
где
Figure 00000069
- ток короткого замыкания при однофазном коротком замыкании на фазе А.
Коэффициент токораспределения для двухцепной линии [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч.1 - 188 с.: ил.]:
Figure 00000070
Коэффициенты
Figure 00000071
являются функциями lK, т.е. места повреждения, которое нужно определить.
Также неизвестной величиной является переходное сопротивление.
Так как в одном выражении (1.40) две неизвестных, необходимо прибегнуть к итерационному процессу, блок-схема которого изображена на Фиг.2.
Расчет проводится в следующей последовательности.
1. Определяются все продольные и поперечные сопротивления, а через них, в свою очередь, находятся
Figure 00000072
и
Figure 00000073
[Висящев А.Н., Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч.1 - 188 с.: ил.].
2. На первой итерации переходному сопротивлению присваивается минимально возможная величина.
3. По выражениям (1.43) и (1.44) определяются коэффициенты
Figure 00000074
(i - номер итерации, отсчет итераций начинается заново при каждом новом сопротивлении RП). При этом на первой итерации задается приближенная величина до места повреждения, которая может быть выбрана как произвольно, так и определена через другие методы ОМП. Во втором случае удастся добиться более быстрого решения.
4. При помощи выражений (1.40)-(1.42) определяется величина i(i).
5. Определяется величина
Figure 00000075
Если
Figure 00000076
больше точности заданного расчета δ1, то вновь переходим к третьему пункту (предварительно присвоив приближенному расстоянию до места повреждения lK значение i(i), полученное на данной итерации.). Если
Figure 00000077
оказывается меньше (или равна) точности заданного расчета δ1, то берем модуль мнимой части l(i) и сравниваем ее с заданной точностью расчета δ2 (которое в общем случае не равно δ1). Здесь стоит заметить, что по ходу итерационного процесса величина i(i) принимает комплексные значения. Очевидно, что числовое значение, задающее расстояние до места повреждения, не может быть задано комплексным числом. Расстояние - это величина реальная и может быть выражена только вещественным числом. Получающиеся комплексные величины по ходу итерационного процесса не имеют физического смысла, это результат математических преобразований. И эта особенность используется в данном методе. Пока мнимая часть i(i) велика, мы находимся далеко от истинного значения места повреждения. По мере уменьшения мнимой части комплексного числа при переходе от одного итерационного процесса к следующему (изменения величины переходного сопротивления), мы приближаемся к месту повреждения. Как только
Figure 00000078
станет равной нулю, мы окажемся в месте повреждения i(i). При реальных расчетах
Figure 00000079
не равна нулю, она близка к этой величине, все зависит от точности расчета δ2. При этом по мере изменения переходного сопротивления мнимая часть i(i) может иметь как знак «+», так и знак «-». Смена знака указывает, что мы перешли через место повреждения, поэтому процесс расчета заканчивается, и расстояние до места повреждения lК принимается равным
Figure 00000080
Для двухцепной линии
На Фиг.3 изображена схема замещения двухцепной линии электропередачи с двухсторонним питанием при коротком замыкании на первой цепи (с целью большей наглядности поперечные емкости и неповрежденные фазы не изображены).
Линия имеет следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности первой цепи
Figure 00000081
и второй цепи
Figure 00000082
обратной последовательности первой цепи
Figure 00000083
и обратной последовательности второй цепи
Figure 00000084
нулевой последовательности первой цепи
Figure 00000085
и второй цепи
Figure 00000086
емкостные сопротивления равны бесконечности (т.е. емкости равны нулю). Системы А и Б имеют следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности Z′1C и
Figure 00000087
обратной последовательности
Figure 00000088
нулевой последовательности
Figure 00000089
и
Figure 00000090
эквивалентные ЭДС Е' и Е" соответственно. На линии показано (Фиг.3) короткое замыкание за переходным сопротивлением RП на расстоянии lk.
При возникновении короткого замыкания по линии текут токи:
Figure 00000091
- ток в первой цепи со стороны системы А;
Figure 00000092
- ток в первой цепи со стороны системы Б;
Figure 00000093
- ток второй цепи со стороны системы А;
Figure 00000094
- ток второй цепи со стороны системы Б;
Figure 00000095
- полный ток короткого замыкания.
При этом на шинах А будет присутствовать напряжение
Figure 00000096
а на шинах Б - напряжение
Figure 00000097
Далее по ходу описания изобретения для двухцепной линии римские цифры I и II будут означать номер цепи линии электропередачи. В качестве поврежденной цепи принимаем первую.
По аналогии с одноцепной линией напряжение в месте повреждения:
Figure 00000098
С учетом возможности замены трехфазной линии электропередач тремя независимыми последовательностями через симметричные составляющие, напряжения в точке короткого замыкания прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно равны:
Figure 00000099
Аналогично, при повреждении на второй цепи:
Figure 00000100
В выражениях (1.48) и (1.51)
Figure 00000101
- магнитное сопротивление, т.е. сопротивление нулевой последовательности между первой и второй цепями линии (определяется из матрицы продольных сопротивлений в системе симметричных координат - недиагональный элемент, не равный нулю).
Как видно из (1.46)-(1.51), выражения для каждой из последовательностей двухцепной линий выглядят так же, как выражения для одноцепной линии (1.14)-(1.16), за исключением напряжения нулевой последовательности. В (1.48) и (1.51) присутствует «добавки»
Figure 00000102
соответственно, которые учитывают явление взаимоиндукции между цепями.
Будем считать, что повреждение произошло на первой цепи линии через переходное сопротивление, не равное нулю (Фиг.3), тогда напряжение в месте короткого замыкания
Figure 00000103
Напряжения в точке короткого замыкания прямой, обратной и нулевой последовательностей для первой цепи (при условии повреждения на ней) соответственно равны:
Figure 00000104
В(1.53)-(1.55)
Figure 00000105
- напряжения и токи в начале первой цепи линии прямой, обратной и нулевой последовательностей соответственно;
Figure 00000106
- ток нулевой последовательности второй цепи линии;
Figure 00000107
- магнитное сопротивление, сопротивление нулевой последовательности между первой и второй цепями.
Подставим (1.53)-(1.55) в (1.52):
Figure 00000108
Так как для линии электропередачи (элемента, магнитно-связанные цепи которого неподвижны относительно друг друга) сопротивления прямой и обратной последовательностей равны [Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.-Л.: Энергия, 1964. - 704 с.: ил.], то и коэффициенты
Figure 00000109
прямой и обратной последовательностей равны друг другу, т.к. выражаются через комбинацию сопротивлений прямой и обратной последовательностей.
То есть
Figure 00000110
Используем (1.58) для преобразования первой «скобки» выражения (1.57):
Figure 00000111
Добавим и вычтем из правой части (1.60)
Figure 00000112
Figure 00000113
Так как
Figure 00000114
(т.е. сумма симметричных составляющих напряжения в начале первой цепи линии равна напряжению фазы А в начале первой цепи линии), то в итоге первую из «скобок» выражения (1.57) можно записать:
Figure 00000115
Используем (1.59) для преобразования второй «скобки» выражения (1.57):
Figure 00000116
Добавим и вычтем из правой части (1.63)
Figure 00000117
Figure 00000118
Так как
Figure 00000119
(т.е. сумма симметричных составляющих тока в начале линии равна току фазы А в начале линии), то в итоге вторую из «скобок» выражения (1.57) можно записать:
Figure 00000120
Подставляя (1.61) и (1.64) в (1.57), получим:
Figure 00000121
Выразим напряжения в начале первой цепи линии
Figure 00000122
из (1.67):
Figure 00000123
Из выражения (1.68) определяем место повреждения:
Figure 00000124
- ток короткого замыкания при однофазном коротком замыкании на фазе А.
Коэффициент токораспределения для двухцепной линии [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч.1 - 188 с.: ил.]:
Figure 00000125
В случае повреждения на второй цепи линии электропередачи все расчетные выражения остаются прежними, меняются только индексы, обозначенные римскими цифрами: I на II, а II на I.
Используя выражение (1.69) и ту же последовательность действий, что и при определении расстояния до места повреждения на одноцепной линии, можно определить расстояние до места повреждения на двухцепной линии электропередачи (Фиг.4).
Предлагаемый метод может применяться не только при однофазных коротких замыканиях, но и при других видах короткого замыкания. При этом значения величин
Figure 00000126
Figure 00000127
в выражении (1.40) рассчитываются по таблице 1, в выражении (1.69)
Figure 00000128
по таблице 2. [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч.1 - 188 с.: ил.]
Таблица 1
Вид КЗ Фаза
Figure 00000129
Figure 00000130
Figure 00000131
Однофазное А
Figure 00000132
Figure 00000133
Figure 00000134
B
Figure 00000135
Figure 00000136
Figure 00000137
C
Figure 00000138
Figure 00000139
Figure 00000140
Двухфазное А-В
Figure 00000141
Figure 00000142
Figure 00000143
B-C
Figure 00000144
Figure 00000145
Figure 00000146
С-А
Figure 00000147
Figure 00000148
Figure 00000149
Двухфазное на землю А, В
Figure 00000150
Figure 00000151
Figure 00000152
B, C
Figure 00000153
Figure 00000154
Figure 00000155
С, А
Figure 00000156
Figure 00000157
Figure 00000158
Трехфазное А, В, С
Figure 00000159
Figure 00000160
Figure 00000161
где а=ej120; a2=ej240 - поворотные коэффициенты
Figure 00000162
- коэффициент компенсации для одноцепной линии
Таблица 2
Вид КЗ Фаза
Figure 00000163
Figure 00000164
Figure 00000165
Однофазное А
Figure 00000166
Figure 00000167
Figure 00000168
B
Figure 00000169
Figure 00000170
Figure 00000171
C
Figure 00000172
Figure 00000173
Figure 00000174
Двухфазное А-В
Figure 00000175
Figure 00000176
Figure 00000177
B-C
Figure 00000178
Figure 00000179
Figure 00000180
С-А
Figure 00000181
Figure 00000182
Figure 00000183
Двухфазное на землю А, В
Figure 00000184
Figure 00000185
Figure 00000186
B, C
Figure 00000187
Figure 00000188
Figure 00000189
С, А
Figure 00000190
Figure 00000191
Figure 00000192
Трехфазное А, В, С
Figure 00000193
Figure 00000194
Figure 00000195
где а=ej120; а2=ej240 - поворотные коэффициенты
Figure 00000196
- коэффициент компенсации для двухцепной линии
Z M - удельное магнитное сопротивление между цепями линии
Способ реализуют следующим образом.
На стадии выдачи уставок определяют все удельные поперечные проводимости и продольные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей линии
Figure 00000197
задают полную длину линии (l); определяют удельные волновые сопротивления и постоянные распространения прямой, обратной и нулевой последовательностей линии
Figure 00000198
задают эквивалентные сопротивления прямой последовательности системы с каждой стороны линии
Figure 00000199
задают точность определения места повреждения через параметр (δ1); указывают шаг изменения в ходе итераций переходного сопротивления (δ2); определяют диапазон возможных значений переходного сопротивления для данного региона (Rmin и Rmax); указывают начальную величину расстояния до места повреждения (lK), с которой будет начинаться итерационный процесс определения места повреждения; указывают количество цепей линии (одна или две); задают удельное магнитное сопротивление между цепями (для случая двухцепной линии).
Вышеперечисленные величины представляют собой исходные условия, и их заносят на стадии наладки в устройство определения места повреждения.
1. В момент короткого замыкания измеряют фазные токи одной цепи
Figure 00000200
или двух цепей
Figure 00000201
в зависимости от количества цепей линии и фазные напряжения
Figure 00000202
основной частоты с одного конца линии; измеряют ток прямой последовательности предшествующего замыканию нормального режима в фазе
Figure 00000203
(для двухцепной линии любой из цепей), находят симметричные составляющие токов прямой, обратной и нулевой последовательностей:
Figure 00000204
- для одноцепной и
Figure 00000205
- для двухцепной линии, и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000206
в начале линии; определяют значения напряжений и токов
Figure 00000207
по таблице 1 для одноцепной линии или таблице 2 для двухцепной линии с учетом вида короткого замыкания на основании измеренных фазных токов и напряжений, основной частоты аварийного и предшествующего замыканию нормального режимов.
2. Определяют коэффициенты
Figure 00000208
Figure 00000209
3. Определяют коэффициенты
Figure 00000210
Figure 00000211
4. Для одноцепной линии определяют первое приближенное расстояние до места повреждения по выражению
Figure 00000212
Для двухцепной линии определяют первое приближенное расстояние до места повреждения по выражению
Figure 00000213
5. Определяют величину
Figure 00000214
Если
Figure 00000215
больше точности заданного расчета δ1, то вновь переходят ко второму пункту, предварительно присвоив приближенному расстоянию до места повреждения lK значение i(i), полученное на данной итерации. Если
Figure 00000216
оказывается меньше (или равна) точности заданного расчета δ1, то переходят к следующему пункту расчета.
6. Если при переходе с итерации (i-1)на (i) происходит смена знака мнимой части i(i), то расчет заканчивают, и расстояние до места повреждения lK принимают равным вещественной части расчетного расстояния на данной итерации Re(i(i)). Если смены знака не произошло, то меняют значение переходного сопротивления RП и переходят опять ко второму пункту. Расчет продолжают до тех пор, пока не произойдет смена знака.

Claims (1)

  1. Способ определения места повреждения по замерам с одного конца линии для двухцепной линии электропередачи, имеющей удельные поперечные проводимости прямой, обратной и нулевой последовательностей y_Л_попер_1, y_Л_попер_2 и y_Л_попер_0, продольные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей
    Figure 00000217
    удельное магнитное сопротивление между цепями
    Figure 00000218
    , полную длину 1, волновые сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей
    Figure 00000219
    постоянные распространения прямой, обратной и нулевой последовательностей
    Figure 00000220
    соединяющей две питающие системы, имеющие эквивалентные сопротивления прямой последовательности
    Figure 00000221
    через измерение в момент короткого замыкания фазных токов первой (поврежденной) цепи
    Figure 00000222
    фазных токов второй (неповрежденной) цепи
    Figure 00000223
    и фазных напряжений
    Figure 00000224
    основной частоты, и тока прямой последовательности предшествующего замыканию нормального режима в фазе A
    Figure 00000225
    (любой из цепей), через определение симметричных составляющих фазных токов прямой, обратной и нулевой последовательностей первой цепи
    Figure 00000226
    второй цепи
    Figure 00000227
    и симметричных составляющих фазных напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей
    Figure 00000228
    в начале линии, по которым по таблице
    Вид КЗ Фаза
    Figure 00000229
    Figure 00000230
    Figure 00000231
         Однофазное А
    Figure 00000232
    Figure 00000233
    Figure 00000234
         B
    Figure 00000235
    Figure 00000236
    Figure 00000237
         C
    Figure 00000238
    Figure 00000239
    Figure 00000240
         Двухфазное А-В
    Figure 00000241
    Figure 00000242
    Figure 00000243
         B-C
    Figure 00000244
    Figure 00000245
    Figure 00000246
         С-А
    Figure 00000247
    Figure 00000248
    Figure 00000249
         Двухфазное на землю А, В
    Figure 00000250
    Figure 00000251
    Figure 00000252
         B, C
    Figure 00000253
    Figure 00000254
    Figure 00000255
         С, А
    Figure 00000256
    Figure 00000257
    Figure 00000258
         Трехфазное А, В, С
    Figure 00000259
    Figure 00000260
    Figure 00000261
         где а=ej120; a2=ej240 - поворотные коэффициенты;
    Figure 00000196
    - коэффициент компенсации для двухцепной линии;

    в зависимости от вида короткого замыкания определяют значения расчетных токов и напряжений
    Figure 00000262
    отличающийся тем, что задают точность определения места повреждения δ1 и шаг изменения в ходе итераций переходного сопротивления δ2, указывают диапазон возможных значений переходного сопротивления для данного региона [Rmin, Rmax], задают начальную (приближенную) величину расстояния до места повреждения lK, с которой начинают процесс определения места повреждения, определяют коэффициенты
    Figure 00000263
    Figure 00000264
    рассчитывают коэффициенты
    Figure 00000265
    и
    Figure 00000266
    для каждой из цепей, определяют приближенное расстояние до места повреждения по выражению
    Figure 00000267
    где
    Figure 00000268
    Figure 00000269
    Figure 00000270
    - магнитное сопротивление между цепями линии, i и j - номера итераций, определяют величину
    Figure 00000271
    если
    Figure 00000272
    то вновь определяют коэффициенты
    Figure 00000273
    производят весь расчет заново, предварительно изменив величину переходного сопротивления RП, если
    Figure 00000274
    то смотрят, происходит ли смена знака мнимой части i(i) при переходе с итерации (i-1) на (i), если смены знака не произошло, то меняют значение переходного сопротивления RП, переходят опять к определению коэффициентов
    Figure 00000275
    и повторяют весь расчет сначала, если смена мнимой части
    Figure 00000276
    происходит, то расчет заканчивают, и расстояние до места повреждения lK принимают равным вещественной части расчетного расстояния на данной итерации
    Figure 00000277
RU2008118933/28A 2008-05-13 2008-05-13 Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи RU2426998C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118933/28A RU2426998C2 (ru) 2008-05-13 2008-05-13 Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008118933/28A RU2426998C2 (ru) 2008-05-13 2008-05-13 Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008118933A RU2008118933A (ru) 2009-11-20
RU2426998C2 true RU2426998C2 (ru) 2011-08-20

Family

ID=41477588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008118933/28A RU2426998C2 (ru) 2008-05-13 2008-05-13 Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426998C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620193C1 (ru) * 2015-12-18 2017-05-23 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2637716C1 (ru) * 2016-09-07 2017-12-06 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с корректировкой параметров линии
US10352984B2 (en) * 2011-11-28 2019-07-16 The University Of Nottingham Fault location in power distribution systems
RU2700168C1 (ru) * 2018-10-25 2019-09-13 Елена Владимировна Лесных Способ определения места несимметричного короткого замыкания на линии электропередачи

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034305A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 国网福建省电力有限公司检修分公司 特高压交流输电线路单相接地电压电流比相故障测距方法
CN113687184A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种克服过渡电阻影响的故障测距方法
CN114371361A (zh) * 2021-11-01 2022-04-19 天津大学 基于多元模型融合分析的输电线路单端故障测距方法
CN114123133A (zh) * 2021-11-29 2022-03-01 深圳供电局有限公司 一种分布式直驱风电接入侧接地距离ⅱ段保护在线整定配置方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10352984B2 (en) * 2011-11-28 2019-07-16 The University Of Nottingham Fault location in power distribution systems
RU2620193C1 (ru) * 2015-12-18 2017-05-23 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2637716C1 (ru) * 2016-09-07 2017-12-06 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с корректировкой параметров линии
RU2700168C1 (ru) * 2018-10-25 2019-09-13 Елена Владимировна Лесных Способ определения места несимметричного короткого замыкания на линии электропередачи

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008118933A (ru) 2009-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2426998C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи
US20140244189A1 (en) System For Achieving Real-Time Monitoring and State Estimation in Power Distribution Networks
RU2531769C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
RU2526095C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи (варианты)
CN103529356B (zh) 用于确定距相对地故障的距离的方法和设备
CN106802361B (zh) 一种配网混连接地运行的电容电流测量方法及系统
CN111141995B (zh) 一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统
Orozco-Henao et al. A robust method for single phase fault location considering distributed generation and current compensation
RU2558266C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Denboer et al. Frequency scan based screening technique for harmonic interactions of HVDC systems
Abasi et al. Location of double-circuit grounded cross-country faults in GUPFC-compensated transmission lines based on current and voltage phasors analysis
CN115561580A (zh) 基于零序分量的阻抗法配网单相接地故障定位方法和系统
Nemati et al. Impedance-based fault location algorithm for double-circuit transmission lines using single-end data
RU2557375C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Das Estimation of parameters of a three-phase distribution feeder
RU2674528C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Altonen et al. Novel algorithm for earth-fault location in compensated MV-networks
Collins et al. Analysis of elevated neutral-to-earth voltage in distribution systems with harmonic distortion
RU2666174C1 (ru) Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Malengret et al. Inverters and compensators for minimum line losses
RU2305293C1 (ru) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЯ 6( 10 ) - 35 кВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
Quintela et al. Power analysis of static VAr compensators
Cenký et al. Three-phase and single-phase measurement of overhead power line capacitance evaluation
RU2753838C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Khanna Application of differential protection to long power cables-cable modelling and charging current compensation methods

Legal Events

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

Effective date: 20140514