RU2475768C1 - Method to detect distance to area of damage on power transmission line - Google Patents
Method to detect distance to area of damage on power transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475768C1 RU2475768C1 RU2011142836/28A RU2011142836A RU2475768C1 RU 2475768 C1 RU2475768 C1 RU 2475768C1 RU 2011142836/28 A RU2011142836/28 A RU 2011142836/28A RU 2011142836 A RU2011142836 A RU 2011142836A RU 2475768 C1 RU2475768 C1 RU 2475768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- damage
- alarm signal
- voltages
- Prior art date
Links
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry and can be used to determine the location of damage in a three-phase power transmission line (LEP) of high and ultra-high voltage.
Известен способ определения места повреждения на линиях электропередачи, использующий волновой метод двусторонних измерений, по которому фиксируют электромагнитные волны, возникающие в месте короткого замыкания (КЗ) и распространяющиеся к концам линий, в моменты достижения фронтами волн концов линии, измеряют и фиксируют разность прихода этих фронтов путем остановки счетчиков хронирующих импульсов, передаваемых по каналам связи и обеспечивающих синхронность хода счетчиков (привязку моментов отсчета). При этом приход фронта волны определяется превышением статического порогового значения (Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. М.: Энергия, 1968).A known method of determining the location of damage on power lines using the wave method of two-sided measurements, which fix the electromagnetic waves that occur in the place of a short circuit (SC) and propagating to the ends of the lines, when the wave fronts reach the ends of the lines, measure and fix the difference in the arrival of these fronts by stopping the counters of the timing pulses transmitted through the communication channels and ensuring the synchronization of the counters (linking the timing). In this case, the arrival of the wave front is determined by the excess of the static threshold value (Shalyt G.M. Determination of places of damage to power lines by pulsed methods. M: Energy, 1968).
Недостатком способа является использование статического порогового значения, при этом возможно не точное определение момента прихода фронта волны.The disadvantage of this method is the use of a static threshold value, while it is not possible to accurately determine the moment of arrival of the wave front.
Известно техническое решение, заключающееся в определении расстояния до места повреждения на линии электропередачи, по которому измеряют и синхронизируют токи фаз линии на каждом из концов линии, формируют математические комбинации этих токов, выделяют аварийные составляющие этих комбинаций, последовательно фиксируют время превышения аварийными составляющими порогового значения на данном конце линии и, с помощью спутниковой навигационной системы, время превышения аварийными составляющими порогового значения на другом конце линии, измеряют разность этих времен, вычисляют расстояние L1 до места повреждения линии по выражению:A technical solution is known, which consists in determining the distance to the place of damage on the power line, by which the phase currents of the line at each end of the line are measured and synchronized, mathematical combinations of these currents are formed, emergency components of these combinations are distinguished, and the time that the emergency components exceed the threshold value is sequentially recorded a given end of the line and, using the satellite navigation system, the time the emergency components exceed the threshold value at the other end of the line, measure the difference of these times, calculate the distance L 1 to the place of damage to the line according to the expression:
L1=(L+(t1-t2)×V)/2,L 1 = (L + (t 1 -t 2 ) × V) / 2,
где L - длина ЛЭП, V - скорость распространения аварийных составляющих, t1, t2 - времена превышения аварийных составляющих порогового значения на концах ЛЭП. При этом пороговое значение для аварийных составляющих устанавливается на уровне, значительно превышающем уровень помех. После обнаружения превышения аварийными составляющими данного порогового значения производится уточнение фронта с использованием предыстории и установлением порогового значения чуть выше уровня помех [Патент US 6597180].where L is the length of the power lines, V is the propagation speed of the emergency components, t 1 , t 2 are the times the emergency components of the threshold value are exceeded at the ends of the power lines. In this case, the threshold value for emergency components is set at a level significantly exceeding the level of interference. After detecting the excess of the emergency components of a given threshold value, the front is refined using the history and the threshold value is set slightly above the interference level [US Patent 6597180].
Недостатком данного технического решения, принятого в качестве прототипа, является установление порогового значения выше уровня помех, что не позволяет с высокой точностью выделить фронт волны переходного процесса, кроме того, из-за возможного различия в уровне помех на одном и другом концах ЛЭП возможна различная задержка по времени от фронта волны переходного процесса до момента его обнаружения, что негативно сказывается на точности определения места повреждения.The disadvantage of this technical solution, adopted as a prototype, is the establishment of a threshold value above the interference level, which does not allow high accuracy to distinguish the wave front of the transient process, in addition, due to a possible difference in the level of interference at one and the other ends of power lines, a different delay is possible in time from the wave front of the transition process to the moment of its detection, which negatively affects the accuracy of determining the location of damage.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, является повышение чувствительности и точности определения места повреждения на ЛЭП за счет более точного выделения фронта волны переходного процесса из совокупности помех аварийных составляющих, подчиняющихся нормальному закону распределения.The technical result aimed at achieving the proposed technical solution is to increase the sensitivity and accuracy of determining the location of damage on power lines by more accurately distinguishing the transient wave front from the totality of interference of emergency components that obey the normal distribution law.
Технический результат достигается тем, что в способе определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи на каждом из концов линии измеряют токи и напряжения, выделяют из измеренных токов и напряжений аварийный сигнал, вычисляют коэффициент эксцесса выделенного аварийного сигнала внутри скользящего временного окна, сравнивают вычисленный коэффициент эксцесса с величиной порога, фиксируют момент превышения порога с помощью спутниковой навигационной системы и вычисляют расстояние до места повреждения по разности моментов превышения порога, зафиксированных на концах линии.The technical result is achieved by the fact that in the method of determining the distance to the place of damage on the power line at each end of the line, currents and voltages are measured, an alarm signal is extracted from the measured currents and voltages, the kurtosis coefficient of the selected alarm signal inside the sliding time window is calculated, and the calculated kurtosis coefficient is compared with the threshold value, the moment of exceeding the threshold is recorded using the satellite navigation system and the distance to the place of damage is calculated by the difference in ENTOV exceeding the threshold fixed at the line ends.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом на фиг.1, где изображено устройство, реализующее способ определения расстояния до места повреждения на ЛЭП.The essence of the invention is illustrated by the drawing in figure 1, which shows a device that implements a method for determining the distance to the place of damage on the power line.
Устройство содержит блок 1, выделяющий аварийный сигнал из измеренных фазных токов и напряжений. К входам блока 1 подключены измеритель VA напряжения фазы А, измеритель VB напряжения фазы В, измеритель VC напряжения фазы С, измеритель AA тока фазы А, измеритель AB тока фазы В, измеритель AC тока фазы С. К выходу блока 1 подключен блок 2, вычисляющий коэффициент эксцесса выделенного аварийного сигнала внутри скользящего временного окна. К выходу блока 2 подключен один вход компаратора 3, сравнивающего вычисленный блоком 2 коэффициент эксцесса с величиной порога, задаваемого на другом входе компаратора 3 блоком 4. Выход компаратора 3 подключен к входу захвата таймера 5. К счетному входу таймера 5 подключен выход блока 6, принимающего хронирующие импульсы спутниковой навигационной системы. Выход таймера 5 соединен с блоком 7 связи, который передает на диспетчерский пульт время прихода фронта аварийного сигнала на соответствующий конец ЛЭП.The device comprises a unit 1, which allocates an alarm signal from the measured phase currents and voltages. Phase A voltage meter V A , phase B voltage meter V, phase C voltage meter V C , phase A current meter A A , phase B current meter A B , phase C current meter A C are connected to the inputs of block 1 1, unit 2 is connected, which calculates the kurtosis coefficient of the allocated alarm inside the sliding time window. The output of block 2 is connected to one input of the comparator 3, which compares the excess coefficient calculated by block 2 with the threshold value set on the other input of the comparator 3 by block 4. The output of the comparator 3 is connected to the capture input of timer 5. The output of block 6, which receives timing pulses of a satellite navigation system. The output of the timer 5 is connected to the communication unit 7, which transmits to the control panel the time of arrival of the alarm front at the corresponding end of the power transmission line.
Определение места повреждения на ЛЭП осуществляется следующим образом. Выделение аварийного сигнала в блоке 1 осуществляют аналогично прототипу путем формирования математической комбинации измеренных токов и напряжений. Комбинацию формируют так, чтобы в нормальном режиме работы ЛЭП, когда в линии отсутствует переходной процесс, на выходе блока 1 отсутствовал аварийный сигнал и присутствовали лишь помехи. Эти помехи представляют собой шум, подчиняющийся нормальному закону распределения. Нормальность закона распределения подтверждается теоретически наличием большого количества факторов, влияющих на величину сигналов аварийных составляющих, и их недоминирующим вкладом (центральная предельная теорема), а также экспериментально. С выхода блока 1 аварийный сигнал поступает на блок 2, в котором вычисляется в реальном времени внутри скользящего окна коэффициент эксцесса сигнала, выделенного блоком 1. Коэффициент эксцесса вычисляется по таким параметрам распределения случайных величин, как математическое ожидание, дисперсия и характеризует островершинность кривой распределения случайной величины (Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Высшая школа, 2006). В нормальном режиме работы оценка коэффициента эксцесса для величин, подчиненных нормальному закону распределения, находится вблизи нуля. При возникновении короткого замыкания на ЛЭП аварийный сигнал на выходе блока 1 перестает подчиняться нормальному закону, коэффициент эксцесса на выходе блока 2 резко возрастает и становится отличным от его значения, соответствующего нормальному закону распределения. Поскольку данный способ основан на оценке статистических параметров шума, он обладает значительно большей чувствительностью и точностью по сравнению со способами, работающими на уровнях, превышающих уровень помехи, и позволяет выделять начало переходного процесса при значении аварийного сигнала, меньшем уровня помехи. При превышении сигналом на выходе блока 2 значения порога, заданного блоком 4, срабатывает компаратор 3. Блок 4 задает чувствительность устройства по определению начала аварийного переходного процесса. Принятые блоком 6 хронирующие импульсы спутниковой навигационной системы поступают на счетный вход таймера 5 и формируют временную базу. Сигнал с выхода компаратора 3 при его срабатывании подается на вход захвата таймера 5. При этом таймер 5 фиксирует момент превышения порога и через блок 7 связи передает время начала переходного процесса на диспетчерский пульт. На диспетчерском пульте вычисляется расстояние до места по выражению:Determining the location of damage on power lines is as follows. The allocation of the alarm in block 1 is carried out similarly to the prototype by forming a mathematical combination of the measured currents and voltages. The combination is formed so that in the normal mode of operation of the power transmission line, when there is no transient in the line, there is no alarm signal at the output of unit 1 and only interference is present. This interference is noise obeying the normal distribution law. The normality of the distribution law is confirmed theoretically by the presence of a large number of factors affecting the magnitude of the signals of the emergency components, and their non-dominant contribution (central limit theorem), as well as experimentally. From the output of block 1, the alarm signal is sent to block 2, in which the kurtosis coefficient of the signal extracted by block 1 is calculated in real time inside the sliding window. The kurtosis coefficient is calculated using random distribution parameters such as mathematical expectation and variance and characterizes the peak curvature of the random variable (Ventzel E.S. Probability Theory. - M.: Higher School, 2006). In normal operation, the estimate of the excess coefficient for quantities subordinate to the normal distribution law is near zero. When a short circuit occurs on the power line, the alarm signal at the output of block 1 ceases to obey the normal law, the excess coefficient at the output of block 2 sharply increases and becomes different from its value corresponding to the normal distribution law. Since this method is based on the estimation of statistical parameters of noise, it has much greater sensitivity and accuracy compared to methods operating at levels exceeding the noise level, and allows you to select the beginning of the transient process when the alarm value is lower than the noise level. When the signal at the output of block 2 exceeds the threshold set by block 4, the comparator 3 is triggered. Block 4 sets the sensitivity of the device to determine the beginning of an emergency transient. The timing pulses of the satellite navigation system received by block 6 are fed to the counting input of timer 5 and form a temporary base. The signal from the output of the comparator 3 when it is triggered is fed to the capture input of the timer 5. In this case, the timer 5 captures the moment the threshold is exceeded and, through the communication unit 7, transmits the time of the beginning of the transient process to the dispatch console. On the control panel, the distance to the place is calculated by the expression:
L1=(L+(t1-t2)×V)/2,L 1 = (L + (t 1 -t 2 ) × V) / 2,
где L - длина ЛЭП, V - скорость распространения аварийного сигнала, t1, t2 -моменты превышения порога, зафиксированные таймерами 5 на противоположных концах ЛЭП.where L is the length of the power lines, V is the propagation speed of the alarm signal, t 1 , t 2 are the moments of exceeding the threshold, fixed by timers 5 at the opposite ends of the power lines.
Предлагаемый способ определения места повреждения на ЛЭП повышает чувствительность и точность определения места повреждения за счет выявления фронта аварийного сигнала на уровне, меньшем уровня помехи. Эту возможность дает определение момента прихода фронта по параметрам распределения случайной величины, вычисляемым в реальном масштабе времени.The proposed method for determining the location of damage on power lines increases the sensitivity and accuracy of determining the location of damage by detecting the edge of the alarm signal at a level less than the level of interference. This possibility is given by determining the moment of arrival of the front from the distribution parameters of a random variable, calculated in real time.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142836/28A RU2475768C1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Method to detect distance to area of damage on power transmission line |
| PCT/RU2012/000861 WO2013066212A2 (en) | 2011-10-24 | 2012-10-23 | Method for determining the distance to a fault on a power transmission line and device for the implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142836/28A RU2475768C1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Method to detect distance to area of damage on power transmission line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2475768C1 true RU2475768C1 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011142836/28A RU2475768C1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Method to detect distance to area of damage on power transmission line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475768C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555195C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Power line fault localisation method |
| RU2584266C1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of determining distance to point of damage on power transmission line |
| RU2603247C1 (en) * | 2015-09-17 | 2016-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for locating damaged point of power transmission line |
| RU2632583C2 (en) * | 2016-03-18 | 2017-10-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of determining distance to place of failure on power transmission line |
| RU2733825C1 (en) * | 2020-03-31 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ» (ООО «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ») | Method of determining fault location of cable and overhead power transmission lines |
| RU2739433C1 (en) * | 2020-07-16 | 2020-12-24 | Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Method of determining fault point on power transmission line |
| RU225431U1 (en) * | 2024-03-22 | 2024-04-22 | Акционерное Общество "Дальневосточная Распределительная Сетевая Компания" (Ао "Дрск") | Device for determining the location of a power line fault |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150176A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Chugoku Electric Power Co Ltd:The | Fault point location system |
| US6597180B1 (en) * | 1998-12-28 | 2003-07-22 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
| RU40266U1 (en) * | 2004-04-21 | 2004-09-10 | Московский государственный университет путей сообщения | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF SINGLE-PHASE SHORT TO THE EARTH OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES |
| RU2003125817A (en) * | 2003-08-21 | 2005-02-20 | Евгений Петрович Фигурнов (RU) Фигурнов Евгений Петрович (RU) | METHODS FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SINGLE PHASE SHORT TO THE EARTH IN THE THREE-PHASE ELECTRIC TRANSMISSION LINE (OPTIONS) |
-
2011
- 2011-10-24 RU RU2011142836/28A patent/RU2475768C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62150176A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-04 | Chugoku Electric Power Co Ltd:The | Fault point location system |
| US6597180B1 (en) * | 1998-12-28 | 2003-07-22 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
| RU2003125817A (en) * | 2003-08-21 | 2005-02-20 | Евгений Петрович Фигурнов (RU) Фигурнов Евгений Петрович (RU) | METHODS FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SINGLE PHASE SHORT TO THE EARTH IN THE THREE-PHASE ELECTRIC TRANSMISSION LINE (OPTIONS) |
| RU40266U1 (en) * | 2004-04-21 | 2004-09-10 | Московский государственный университет путей сообщения | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF SINGLE-PHASE SHORT TO THE EARTH OF ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2555195C1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-07-10 | Александр Леонидович Куликов | Power line fault localisation method |
| RU2584266C1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of determining distance to point of damage on power transmission line |
| RU2603247C1 (en) * | 2015-09-17 | 2016-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method for locating damaged point of power transmission line |
| RU2632583C2 (en) * | 2016-03-18 | 2017-10-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Method of determining distance to place of failure on power transmission line |
| RU2733825C1 (en) * | 2020-03-31 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ» (ООО «ТРИНИТИ ИНЖИНИРИНГ») | Method of determining fault location of cable and overhead power transmission lines |
| RU2739433C1 (en) * | 2020-07-16 | 2020-12-24 | Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Method of determining fault point on power transmission line |
| RU225431U1 (en) * | 2024-03-22 | 2024-04-22 | Акционерное Общество "Дальневосточная Распределительная Сетевая Компания" (Ао "Дрск") | Device for determining the location of a power line fault |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2475768C1 (en) | Method to detect distance to area of damage on power transmission line | |
| US10114063B2 (en) | Method of single-ended fault location in HVDC transmission lines | |
| MX2020006492A (en) | Positioning device, communications system and method. | |
| US9846065B2 (en) | Flow meter device | |
| US8972208B2 (en) | Flow meter device | |
| RU2632583C2 (en) | Method of determining distance to place of failure on power transmission line | |
| CN106645952B (en) | A kind of detection method and system of signal phase difference | |
| WO2013066212A2 (en) | Method for determining the distance to a fault on a power transmission line and device for the implementation thereof | |
| US20130307562A1 (en) | Systems and methods for fft-based microwave distance sensing for a plumbing fixture | |
| GB2525110A (en) | Method of processing positioning signals in positioning systems to accurately determine a true arrival time of each signal | |
| CN104237749A (en) | Ultra-high-frequency partial discharge signal initial moment distinguishing method | |
| RU2472169C1 (en) | Method to detect distance to area of damage on power transmission line | |
| RU2532760C1 (en) | Method for determining damaged point of branched power transmission line | |
| Hekmati | A novel acoustic method of partial discharge allocation considering structure-borne waves | |
| CN102213741A (en) | Method and device for measuring distance of fault travelling wave of short-distance cable | |
| RU2584266C1 (en) | Method of determining distance to point of damage on power transmission line | |
| EP3709055A2 (en) | Consistent arrival time measurement and determination of discharge polarity | |
| RU2639715C1 (en) | Method for determining places of damage of branched overhead transmission line in form of ice deposit on cables | |
| MY172234A (en) | Method for predicting at least one movement of a ship under the effect of the waves | |
| RU113016U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE DAMAGE PLACE ON THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE | |
| RU2724352C1 (en) | Device for power transmission line damage point determination | |
| CN103064067A (en) | Maneuvering weak target detecting and tracking integral variable rate sampling fast method | |
| RU2688889C1 (en) | Method for determining distance to damage point connected to ground on power transmission line | |
| RU2521790C1 (en) | Method for determining damaged point of branched power transmission lines | |
| RU2687841C1 (en) | Method for locating arc short-circuit by location method |