RU2485531C2 - Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты) - Google Patents

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2485531C2
RU2485531C2 RU2011135138A RU2011135138A RU2485531C2 RU 2485531 C2 RU2485531 C2 RU 2485531C2 RU 2011135138 A RU2011135138 A RU 2011135138A RU 2011135138 A RU2011135138 A RU 2011135138A RU 2485531 C2 RU2485531 C2 RU 2485531C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
short circuit
voltages
complex
currents
Prior art date
Application number
RU2011135138A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011135138A (ru
Inventor
Александр Никандрович Висящев
Леонид Александрович Акишин
Степан Георгиевич Тигунцев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ")
Priority to RU2011135138A priority Critical patent/RU2485531C2/ru
Publication of RU2011135138A publication Critical patent/RU2011135138A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2485531C2 publication Critical patent/RU2485531C2/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения (короткого замыкания) на линиях электропередачи по измерениям с двух ее концов без использования эквивалентных параметров питающих систем. Технический результат: повышение точности определения места повреждения. Сущность: измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания. Измеряют угол между одноименными напряжениями по концам линии. Выполняют синхронизацию путем поворачивания векторов комплексных величин токов и напряжений на измеренный угол. Преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие - комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи по замерам с двух сторон линии.
Изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г.Смирнов, Е.В.Скиданова, С.А.Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с.97], так как решает проблему уменьшения времени задержек при транспортировке электроэнергии потребителям в случае повреждения электрических сетей.
Наиболее известны способы определения места повреждения по измерениям с одной стороны линии. Такие способы реализованы в регистрирующих приборах (МФИ-1, МИР-1, ЦРАП [Техническое описание и инструкция по эксплуатации МФИ-1, г.Рига, 1991; Алгоритмы функционирования и опыт эксплуатации микропроцессорных устройств определения повреждения линий электропередачи. Электрические станции №12, 1997].)1 Способы, основанные на односторонних замерах параметров короткого замыкания, предполагают определение падения напряжения на переходном сопротивлении, и точность его определения имеет большое значение. Однако на точность оказывают влияние различны факторы.
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, МПК G01R, опубликовано 25.04.1969 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 с одной стороны линии. Аналогично находят расстояние до места повреждения по замерам со второй стороны линии.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками каждого из вариантов заявляемого способа, являются - измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
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), точное значение которого определить достаточно трудно.
Также известен способ определения места повреждения по измерениям параметров аварийного режима с одной (и с другой) 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].
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками каждого из вариантов заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца мнимых составляющих комплексных величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
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 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 одной стороны линии.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками каждого из вариантов заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений доаварийного режима и в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
Основная особенность способа - это возможность учета влияния питания с противоположного конца линии, а также исключение погрешности от переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Для реализации этого метода требуется полная модель сети, т.е. программы расчета установившихся и аварийных режимов сети. Кроме того, требуется произвести предварительные измерения тока нагрузки, которые сохраняют и используют для компенсации погрешности от влияния нагрузки.
Равноценными по точности определения места повреждения компенсационному методу являются итерационные способы [Заявка на изобретение RU №2001102357, G01R 31/08, дата публикации заявки 20.12.2002], также использующие параметры аварийного и предаварийного режимов, измеренные с одной стороны линии. Указанные способы являются наиболее близкими аналогами к предлагаемому изобретению.
Так как в формуле изобретения [Заявка на изобретение RU №2001102357, G01R 31/08, дата публикации заявки 20.12.2002] раскрывается несколько методов, в качестве примера рассмотрим первый метод (как наиболее похожий) - метод полного сопротивления.
Метод полного сопротивления реализуется следующим образом. Измеряют с одной (и с другой) стороны 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 используют 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. Кроме того, в расчете используют параметры схемы замещения сети. Далее осуществляют 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.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками каждого из вариантов заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений доаварийного режима и в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
Описанный аналог, как и другие, ранее указанные способы определения места повреждения, обладают таким существенным недостатком, как необходимость создания полной схемы замещения сети для определения комплексных сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей и эквивалентных ЭДС питающих систем по сторонам линии.
Указанный недостаток может приводить к значительной погрешности в определении места повреждения из-за неполного учета составляющих схемы замещения питающих систем, которые могут изменяться в зависимости от режима.
Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [Заявка RU №2009137563/28, G01R 31/08 (2006.01), дата публикации 20.04.2011], принятый за прототип, в котором указанные недостатки устраняются. В этом способе измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям и, используя мнимые части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками каждого из вариантов заявляемого способа, являются: измерение с двух концов линии ('- один конец линии, "- второй конец линии) несинхронизированных по углам комплексных фазных токов (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
), (
Figure 00000004
,
Figure 00000005
,
Figure 00000006
) и напряжений (
Figure 00000007
,
Figure 00000008
,
Figure 00000009
), (
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
) основной частоты в момент короткого замыкания, определение вида короткого замыкания, расчетным путем с использованием замеров с обоих концов определение относительного значения расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n*L.
Недостатком способа, принятого за прототип, является необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за недостаточного объема учитываемых параметров.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности определении места повреждения за счет учета действительных и мнимых составляющих комплексных величин токов и напряжений по концам линии, синхронизированных по углу.
Технический результат достигается тем, что по п.1 формулы изобретения в способе определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000013
, Z2Л, Z0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии ('- один конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи (
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
), (
Figure 00000017
,
Figure 00000018
,
Figure 00000019
) и напряжения (
Figure 00000020
,
Figure 00000021
,
Figure 00000022
), (
Figure 00000023
,
Figure 00000024
,
Figure 00000025
) основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n*L, согласно изобретению измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей (
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
) (
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
), (
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
), (
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
), и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям:
Figure 00000038
,
Figure 00000039
.
Технический результат достигается тем, что по п.2 формулы изобретения в способе определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000040
, Z2Л, Z0Л длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи (
Figure 00000041
,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
), (
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
Figure 00000046
) и напряжения (
Figure 00000047
,
Figure 00000048
,
Figure 00000049
), (
Figure 00000050
,
Figure 00000051
,
Figure 00000052
) основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n*L, согласно изобретению измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей (
Figure 00000053
,
Figure 00000054
,
Figure 00000055
) (
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
), (
Figure 00000059
,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
), (
Figure 00000062
,
Figure 00000063
,
Figure 00000064
), и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для двухфазного замыкания по выражениям:
Figure 00000065
,
Figure 00000066
.
Технический результат достигается тем, что по п.3 формулы изобретения в способе определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000067
, Z2Л, Z0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, " - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи (
Figure 00000068
,
Figure 00000069
,
Figure 00000070
), (
Figure 00000071
,
Figure 00000072
,
Figure 00000073
) и напряжения (
Figure 00000074
,
Figure 00000075
,
Figure 00000076
), (
Figure 00000077
,
Figure 00000078
,
Figure 00000079
) основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n*L, согласно изобретению, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей (
Figure 00000080
,
Figure 00000081
,
Figure 00000082
) (
Figure 00000083
,
Figure 00000084
,
Figure 00000085
), (
Figure 00000086
,
Figure 00000087
,
Figure 00000088
), (
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
), и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любых замыканий по выражениям:
Figure 00000092
,
Figure 00000093
или
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
где
Figure 00000096
- компенсированный фазный ток первого конца;
Figure 00000097
- компенсированный фазный ток второго конца;
Figure 00000098
- коэффициент (для одноцепной линии).
Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемых вариантов технического решения, охарактеризованных в пунктах 1-3 формулы изобретения.
Новый подход позволяет повысить точность определения места повреждения и в то же время дает возможность практической реализации метода благодаря раскрытию довольно простых средств и методов и отсутствию громоздких вычислений и сложных математических преобразований, что подтверждает соответствие заявляемых технических решений условию патентоспособности «промышленная применимость».
Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявляемых способов, охарактеризованных в пунктах 1-3 формулы изобретения, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Группа изобретений поясняется чертежом, где
на фиг.1 представлена общая схема замещения линии электропередачи;
на фиг.2 представлена схема замещения линии для однофазного короткого замыкания.
На Фиг.1 показана однолинейная схема замещения линии электропередачи длиной L, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000099
, Z2Л, Z0Л, длину L, соединяющей шины 1 и 2 двух систем 3 и 4 с эквивалентными параметрами (ЭДС и комплексные сопротивления соответственно
Figure 00000100
Figure 00000101
Figure 00000102
,
Figure 00000103
, ' - один конец линии, " - второй конец линии). На линии показано короткое замыкание 5 за переходным сопротивлением (RП) 6 на расстоянии (Lk) 7 от одного конца линии, сопротивление от одного конца линии до места короткого замыкания (
Figure 00000104
) 8, сопротивление от другого конца линии до места короткого замыкания (
Figure 00000105
) 9. При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают ток (
Figure 00000106
) 10 в сопротивлении 8, ток (
Figure 00000107
) 11 в сопротивлении 9, сумма которых дает полный ток короткого замыкания (
Figure 00000108
) 12 в переходном сопротивлении 6, при этом на шинах 1 и 2 измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи 13 (
Figure 00000109
,
Figure 00000110
,
Figure 00000111
), 14 (
Figure 00000112
,
Figure 00000113
,
Figure 00000114
) и напряжения 15 (
Figure 00000115
,
Figure 00000116
,
Figure 00000117
), 16 (
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
).
Рассмотрим однофазное короткое замыкание на одноцепной линии с двухсторонним питанием. Параметры аварийного режима (13, 14, 15, 16) замерены с двух сторон и поэтому влияние RП (6) и питающих систем (3, 4) можно исключить.
Падение напряжения до точки короткого замыкания от начала и конца линии можно приравнять и записать следующим образом:
Figure 00000121
,
где коэффициент
Figure 00000122
для одноцепных линий равен:
Figure 00000123
Для реализации способа по п.1 формулы изобретения измеряют комплексные величины фазных токов и напряжений (
Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
), (
Figure 00000127
,
Figure 00000128
,
Figure 00000129
) и (
Figure 00000130
,
Figure 00000131
,
Figure 00000132
), (
Figure 00000133
,
Figure 00000134
,
Figure 00000135
) по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем, Электричество, №4, 2011, с.17]), поворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи (
Figure 00000136
,
Figure 00000137
) и напряжения (
Figure 00000138
,
Figure 00000139
) нулевой последовательности, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям:
Figure 00000140
,
Figure 00000141
.
Для реализации способа по п.2 формулы изобретения измеряют комплексные величины фазных токов (
Figure 00000142
,
Figure 00000143
,
Figure 00000144
), (
Figure 00000145
,
Figure 00000146
,
Figure 00000147
) и напряжений (
Figure 00000148
,
Figure 00000149
,
Figure 00000150
), (
Figure 00000151
,
Figure 00000152
,
Figure 00000153
) по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем, Электричество, №4, 2011, с.17]), поворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи (
Figure 00000154
,
Figure 00000155
) и напряжения (
Figure 00000156
,
Figure 00000157
) обратной последовательности, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для двухфазного замыкания по выражениям:
Figure 00000158
,
Figure 00000159
.
Для реализации способа по п.3 формулы изобретения измеряют комплексные величины фазных токов (
Figure 00000160
,
Figure 00000161
,
Figure 00000162
), (
Figure 00000163
,
Figure 00000164
,
Figure 00000165
) и напряжений (
Figure 00000166
,
Figure 00000167
,
Figure 00000168
), (
Figure 00000169
,
Figure 00000170
,
Figure 00000171
) по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем, Электричество, №4, 2011, с.17]), поворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи нулевой последовательности (
Figure 00000172
,
Figure 00000173
), токи (
Figure 00000174
,
Figure 00000175
) и напряжения (
Figure 00000176
,
Figure 00000177
) прямой последовательности, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любых замыканий по выражениям:
Figure 00000178
,
Figure 00000179
или
Figure 00000180
,
Figure 00000181
,
где
Figure 00000182
- компенсированный фазный ток первого конца;
Figure 00000183
- компенсированный фазный ток второго конца;
Figure 00000184
- (для одноцепной линии).
Рассмотрим на примере реального короткого замыкания, параметры токов и напряжений которого измерены по концам линии и являются несинхронными (Фиг.2). Расстояние короткого замыкания от первого конца линии L'=20 км, от второго, соответственно, L"=80 км.
В реальном несинхронном замере вектора напряжений фазы А по концам линии приняты за оси отсчета, а углы остальных векторов токов и напряжений измеряют относительно своих осей отсчета.
Напряжения 1 начала линии: Напряжения 2 конца линии:
Figure 00000185
Figure 00000186
Токи 3 начала: Токи 4 конца:
Figure 00000187
Figure 00000188
Токи нулевой последовательности:
Figure 00000189
Figure 00000190
Параметры линии:
Llin=100 - длина линии;
Z1уd:=0.2+0.4 - удельное сопротивление прямой последовательности;
Z1:=Llin·Zlуд=20+40i - полное сопротивление линии;
Z0уd:=0.7+1.4 - удельное сопротивление нулевой последовательности;
Z0:=Z0уd·Llin=70+140i - полное сопротивление нулевой последовательности линии;
Figure 00000191
- коэффициент компенсации
Используя известный способ определения угла между векторами величин напряжения фазы А по концам линии (например, GPS), найдем угол φ=26.06 град.
Скорректируем вектора исходных напряжений и токов на втором конце линии на величину полученного угла.
Напряжения конца линии: Напряжения конца линии:
Figure 00000192
Figure 00000193
Токи начала: Токи конца:
Figure 00000194
Figure 00000195
Токи нулевой последовательности:
Figure 00000196
Figure 00000197
Находим расстояния от начала и от конца ЛЭП до места повреждения по выражениям:
Figure 00000198
,
Figure 00000199
.
Получаем: L'=20,009 км и L"=79,991 км, что свидетельствует о высокой точности метода.
Таким же образом проверена реализуемость способа при использовании составляющих только нулевой, только обратной и только прямой последовательностей.
Проверка показала высокую точность определения места повреждения. Определение места повреждения, выполненное по предложенной методике для схемы на фиг.1, показало также полное отсутствие методической погрешности при наличии переходного сопротивления от 5 до 50 Ом и при изменениях нагрузочного режима в широких диапазонах. Погрешность отсутствует как при измерениях со стороны слабой, так и со стороны мощной системы.
Таким образом, использованием алгоритма определения расстояния до места повреждения при двухстороннем замере на основании известного угла сдвига между напряжениями и токами по концам линии достигается более точное определение расстояние до места короткого замыкания.

Claims (3)

1. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000200
, Z2Л, Z0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, '' - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000201
Figure 00000202
,
Figure 00000203
(
Figure 00000204
,
Figure 00000205
Figure 00000206
) и напряжения
Figure 00000207
Figure 00000208
Figure 00000209
Figure 00000210
Figure 00000211
Figure 00000212
основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n·L, отличающийся тем, что измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000213
Figure 00000214
Figure 00000215
Figure 00000216
Figure 00000217
Figure 00000218
Figure 00000219
Figure 00000220
Figure 00000221
Figure 00000222
Figure 00000223
Figure 00000224
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям:
Figure 00000225
Figure 00000226
2. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000200
, Z2Л, Z0Л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, '' - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи (
Figure 00000227
,
Figure 00000202
,
Figure 00000228
), (
Figure 00000204
,
Figure 00000229
,
Figure 00000206
) и напряжения (
Figure 00000230
,
Figure 00000231
,
Figure 00000232
), (
Figure 00000233
,
Figure 00000234
,
Figure 00000235
) основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n·L, отличающийся тем, что измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000236
Figure 00000237
Figure 00000238
Figure 00000239
Figure 00000240
Figure 00000241
Figure 00000242
Figure 00000243
Figure 00000244
Figure 00000245
Figure 00000246
Figure 00000247
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для двухфазного замыкания по выражениям:
Figure 00000248
Figure 00000249
3. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000200
, Z2л, Z0л, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, '' - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи (
Figure 00000227
,
Figure 00000202
,
Figure 00000228
), (
Figure 00000204
,
Figure 00000229
,
Figure 00000206
), и напряжения (
Figure 00000230
,
Figure 00000231
,
Figure 00000232
), (
Figure 00000233
,
Figure 00000234
,
Figure 00000235
) основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Lk=n·L, отличающийся тем, что измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают вектора напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000236
Figure 00000237
Figure 00000238
Figure 00000239
Figure 00000240
Figure 00000241
Figure 00000242
Figure 00000243
Figure 00000244
Figure 00000245
Figure 00000246
Figure 00000247
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любых замыканий по выражениям:
Figure 00000250
Figure 00000251
или
Figure 00000252
Figure 00000253

где
Figure 00000254
- компенсированный фазный ток первого конца;
Figure 00000255
- компенсированный фазный ток второго конца;
Figure 00000256
- коэффициент (для одноцепной линии).
RU2011135138A 2011-08-22 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты) RU2485531C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135138A RU2485531C2 (ru) 2011-08-22 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135138A RU2485531C2 (ru) 2011-08-22 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011135138A RU2011135138A (ru) 2013-02-27
RU2485531C2 true RU2485531C2 (ru) 2013-06-20

Family

ID=

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593405C1 (ru) * 2015-07-01 2016-08-10 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места обрыва провода на воздушной линии электропередачи
RU2605491C1 (ru) * 2015-07-01 2016-12-20 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU2605558C1 (ru) * 2015-07-16 2016-12-20 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU2608889C1 (ru) * 2015-09-15 2017-01-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ определения мест повреждения многоцепных воздушных линий электропередачи с учётом наведённого напряжения (варианты)
RU2610852C1 (ru) * 2015-12-18 2017-02-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов
RU2623180C1 (ru) * 2015-12-30 2017-06-22 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2801352C1 (ru) * 2022-10-07 2023-08-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593405C1 (ru) * 2015-07-01 2016-08-10 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места обрыва провода на воздушной линии электропередачи
RU2605491C1 (ru) * 2015-07-01 2016-12-20 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU2605558C1 (ru) * 2015-07-16 2016-12-20 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU2608889C1 (ru) * 2015-09-15 2017-01-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ определения мест повреждения многоцепных воздушных линий электропередачи с учётом наведённого напряжения (варианты)
RU2610852C1 (ru) * 2015-12-18 2017-02-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов
RU2623180C1 (ru) * 2015-12-30 2017-06-22 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2801352C1 (ru) * 2022-10-07 2023-08-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531769C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
Krishnathevar et al. Generalized impedance-based fault location for distribution systems
RU2508556C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Orozco-Henao et al. A robust method for single phase fault location considering distributed generation and current compensation
de Aguiar et al. Impedance-based fault location methods: Sensitivity analysis and performance improvement
Yu et al. New fault impedance computations for unsynchronized two-terminal fault-location computations
CN102495325B (zh) 同杆双回线故障精确测距方法
CN107037324B (zh) 基于单端电气量的不受过渡电阻影响的故障测距方法
RU2426998C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи
CN104730416A (zh) 一种以电流突变量为极化量的输电线路单端测距方法
Dalcastagne et al. A study about the sources of error of impedance-based fault location methods
RU2610852C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов
CN111123027A (zh) 基于wams系统的多端传输线路故障测距方法
Esmaeilian et al. A precise PMU based fault location method for multi terminal transmission line using voltage and current measurement
RU2485531C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
CN105807140B (zh) 一种超高压架空-电缆混合输电线路序参数测量方法
Altonen et al. Novel algorithm for earth-fault location in compensated MV-networks
RU2505827C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2586453C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух её концов
US11327105B2 (en) Fault location in multi-terminal tapped lines
RU2605491C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU2609727C1 (ru) Способ определения удаленности места повреждения контактной сети (варианты)
Tuttelberg et al. Real-time estimation of transmission losses from PMU measurements
Menchafou et al. Extension of the accurate voltage-sag fault location method in electrical power distribution systems
Ramirez-Ramirez et al. Fault location method based on two end measurements at the power distribution system