RU2490767C2 - Method for matching of three-wire power line with electrical load - Google Patents

Method for matching of three-wire power line with electrical load Download PDF

Info

Publication number
RU2490767C2
RU2490767C2 RU2011144668/07A RU2011144668A RU2490767C2 RU 2490767 C2 RU2490767 C2 RU 2490767C2 RU 2011144668/07 A RU2011144668/07 A RU 2011144668/07A RU 2011144668 A RU2011144668 A RU 2011144668A RU 2490767 C2 RU2490767 C2 RU 2490767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
load
line
matching
current
Prior art date
Application number
RU2011144668/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011144668A (en
Inventor
Виктор Александрович Козлов
Георгий Анатольевич Большанин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет"
Priority to RU2011144668/07A priority Critical patent/RU2490767C2/en
Publication of RU2011144668A publication Critical patent/RU2011144668A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2490767C2 publication Critical patent/RU2490767C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: matching of three-wire power line with electrical load is reached in result of fulfilment of certain conditions involving comparison of actual and reference load resistance, voltage in the line end and currents supplied to the load. Initial data on voltage and current in the line can be obtained through interfaces or sensors made in a form of voltage or current transformers or in a form of voltage dividers and alternating-current shunts. In result of initial data processing the processor shapes control signals for correcting elements and devices for voltage regulating under load in line transformers or automated process systems can be used as such correcting elements.
EFFECT: reducing losses of electric energy, reducing distortions of voltage and current curves.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании, монтаже, наладке и эксплуатации линий электропередачи (ЛЭП) при передаче электрической энергии к потребителю.The invention relates to electrical engineering and can be used in the design, installation, commissioning and operation of power lines (power lines) when transmitting electrical energy to the consumer.

Передача электрической энергии по протяженным ЛЭП, а также электрическая энергии повышенной частоты по сравнительно с непротяженным ЛЭП обеспечивается: по одно- и двухпроводным ЛЭП одной парой волн электромагнитного поля (падающей и отраженной); по трехпроводным - тремя парами; по четырехпроводной - четырьмя и т.д. [1]. В результате согласования ЛЭП с электрической нагрузкой пропускная способность линий электропередачи повышается из-за исключения отраженной волны. Кроме того, уменьшается степень искажения кривых напряжения и тока, увеличивается надежность функционирования электрического оборудования, нормализуется работа релейной защиты, автоматики и связи, улучшается экологическая обстановка в районе эксплуатации ЛЭП.The transmission of electric energy through extended power lines, as well as electric energy of increased frequency compared to non-extended power lines is ensured by: single-and two-wire power lines with one pair of electromagnetic field waves (incident and reflected); in three-wire - in three pairs; four-wire - four, etc. [one]. As a result of matching the power lines with the electric load, the throughput of the power lines increases due to the exclusion of the reflected wave. In addition, the degree of distortion of the voltage and current curves decreases, the reliability of the operation of electrical equipment increases, the operation of relay protection, automation and communication is normalized, and the environmental situation in the area of operation of power lines is improved.

Известно условие согласованного режима работы однопроводной ЛЭП [2], на основании которого работает устройство [патент RU 2390924], где реализован согласованный режим работы однопроводной протяженной ЛЭП. Однако трехпроводная ЛЭП не может быть согласована одним лишь условием согласованного режима [2] из-за специфичности распространения напряжений и токов по трехпроводным ЛЭП [3].The condition of the coordinated mode of operation of a single-wire power transmission line [2] is known, on the basis of which the device [patent RU 2390924] operates, where a coordinated mode of operation of a single-wire extended power line is implemented. However, a three-wire power transmission line cannot be matched only by the condition of a coordinated mode [2] due to the specificity of the propagation of voltages and currents along three-wire power lines [3].

Известны способы согласования линий связи с нагрузкой [4]. Однако применяемые здесь технические элементы, такие как дифференциальный усилитель, не предназначены для работы на высоком напряжении, к примеру 1 кВ, а это значит, что специфика реализации способов [4] достаточно своеобразна и неприменима в протяженных линиях электропередачи высокого напряжения.Known methods for matching communication lines with the load [4]. However, the technical elements used here, such as a differential amplifier, are not designed to operate at high voltage, for example, 1 kV, which means that the specifics of the implementation of the methods [4] are quite peculiar and not applicable in long high voltage power lines.

Задача изобретения - формирование способа согласования трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой.The objective of the invention is the formation of a method for matching a three-wire power transmission line with an electrical load.

Технический результат заключается в обеспечении условий согласования трехпроводной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой, выполнение которых повлечет за собой уменьшение потерь электрической энергии, повышение пропускной способности линии, уменьшение степени искажения кривых напряжения и тока.The technical result consists in providing the conditions for matching a three-wire high-voltage power line with an electric load, the implementation of which will entail a reduction in electric energy losses, an increase in the transmission capacity of the line, and a decrease in the degree of distortion of voltage and current curves.

Технический результат достигается тем, что способ согласования трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях и токах в линии через устройства сопряжения поступают в процессор, согласно изобретению в процессоре проверяются условия согласования трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой для каждого провода линии в результате сравнения действительного и эталонного значений сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку, и формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов или автоматизированные технологические комплексы.The technical result is achieved by the fact that the method of matching a three-wire power line with an electrical load, which consists in the fact that the initial information about the voltages and currents in the line through the interface devices is supplied to the processor, according to the invention, the conditions for matching a three-wire power line with an electric load for each are checked in the processor line wires as a result of comparing the actual and reference values of load resistances, voltages at the end of the line or currents, guides to the load and generates control signals for the correcting bodies, as which may be used OLTC power transformers or automated processing systems.

Сущность изобретения поясняется схемами: на (рис.1) показан алгоритм обеспечения и поддержания согласования трехпроводной неизолированной ЛЭП с электрической нагрузкой, на (рис.2) представлена схема алгоритма работы процессора, на (рис.3) в блоке А выполняются логические операции.The essence of the invention is illustrated by the diagrams: on (Fig. 1), an algorithm for ensuring and maintaining coordination of a three-wire uninsulated power transmission line with an electrical load is shown, on (Fig. 2) is a diagram of the algorithm of the processor, on (Fig. 3) in block A, logical operations are performed.

На рисунках показаны:The figures show:

1 - корректирующий орган, такой как РПН трансформатора (КО1);1 - corrective body, such as on-load tap-changer transformer (KO1);

2 - трансформатор, питающий ЛЭП напряжением 110 кВ или выше (Т1);2 - a transformer supplying power lines with voltage of 110 kV or higher (T1);

3 - устройства сопряжения, каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, установленные в начале ЛЭП напряжением 110 кВ или выше ( i = 1 n Д 1 )

Figure 00000001
;3 - interface devices, such as voltage and current sensors, spectrum analyzers installed at the beginning of power lines with voltage of 110 kV or higher ( i = one n D one )
Figure 00000001
;

4 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);4 - analog-to-digital Converter (ADC);

5 - процессор (П);5 - processor (P);

6 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);6 - digital-to-analog converter (DAC);

7 - показывающий или самопишущий прибор (РО);7 - showing or recording device (RO);

8 - ЛЭП напряжением 110 кВ или выше (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ);8 - power lines with voltage of 110 kV or higher (power lines of 110 kV OR ABOVE);

9 - понижающий трансформатор, напряжением 220 кВ/10 кВ (Т2);9 - step-down transformer, voltage 220 kV / 10 kV (T2);

10 - устройства сопряжения, каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, установленные в конце ЛЭП напряжением 110 кВ или выше ( i = 1 n Д 2 )

Figure 00000002
;10 - interface devices, such as voltage and current sensors, spectrum analyzers installed at the end of power lines with voltage of 110 kV or higher ( i = one n D 2 )
Figure 00000002
;

11 - понижающий трансформатор, напряжением 10 кВ/0,85 кВ (Т3);11 - step-down transformer, voltage 10 kV / 0.85 kV (T3);

12 - корректирующий орган, такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 220 кВ/10 кВ (КО2);12 - corrective body, such as on-load tap-changer of a step-down transformer with voltage of 220 kV / 10 kV (KO2);

13 - преобразователь, выполненный в виде выпрямительной установки для электролизных ванн алюминиевого завода, фаза A, (VD1);13 - Converter, made in the form of a rectifier installation for electrolysis baths of an aluminum plant, phase A, (VD1);

14 - корректирующий орган, такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 10 кВ/0,85 кВ (КО3);14 - corrective body, such as on-load tap-changer of a step-down transformer with a voltage of 10 kV / 0.85 kV (KO3);

15 - обобщенная электрическая нагрузка ( Z _ Н А Г Р . )

Figure 00000003
;15 - generalized electrical load ( Z _ N BUT G R . )
Figure 00000003
;

16 - корректирующий орган, такой как система электролиза алюминия ТРОЛЛЬ (КО4);16 - a corrective organ, such as a TROLL (KO4) aluminum electrolysis system;

17 - обобщенное сопротивление нагрузки ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )

Figure 00000004
;17 - generalized load resistance ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000004
;

18 - обобщенное сопротивление нагрузки с учетом реализации согласования ЛЭП напряжением 110 кВ или выше 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ), ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )

Figure 00000005
;18 - generalized load resistance, taking into account the implementation of matching power lines with voltage of 110 kV or higher 8 (power lines of 110 kV OR ABOVE), ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
;

19 - амплитудные значения напряжения нагрузки ( U ˙ Н . А )

Figure 00000006
;19 - amplitude values of the load voltage ( U ˙ N . BUT )
Figure 00000006
;

20 - амплитудные значения тока нагрузки ( I ˙ 2 . А )

Figure 00000007
;20 - amplitude values of the load current ( I ˙ 2 . BUT )
Figure 00000007
;

21 - специализированная программа для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в линии электропередачи трехпроводного исполнения (LEP3 v.1.00);21 is a specialized program for predicting the magnitude of the main characteristics of electric energy in a three-wire power transmission line (LEP3 v.1.00);

22 - величины токов, какими должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП, согласованной с электрической нагрузкой ( I ˙ 2 Н . А )

Figure 00000008
;22 - the magnitude of the currents, which should be characterized by electric energy transmitted through power lines, consistent with the electrical load ( I ˙ 2 N . BUT )
Figure 00000008
;

23 - величины напряжений, какими должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП, согласованной с электрической нагрузкой ( U ˙ В О Л Н . А )

Figure 00000009
.23 - voltage values, which should be characterized by electric energy transmitted through power lines, consistent with the electrical load ( U ˙ AT ABOUT L N . BUT )
Figure 00000009
.

24 - логический блок (А).24 - logical block (A).

Суть предлагаемой разработки заключается в реализации при помощи технических средств условий согласования трехпроводной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой [5-7], в формировании алгоритма обеспечения и поддержания согласованного режима работы протяженной трехпроводной ЛЭП. В случае нарушения симметрии электроэнергетической системы, в состав которой входит рассматриваемая линия электропередачи, условия ее согласования с электрической нагрузкой следует определять для каждого провода ЛЭП.The essence of the proposed development is to implement, using technical means, the conditions for matching a three-wire high-voltage power line with an electric load [5-7], in the formation of an algorithm to ensure and maintain a consistent operating mode for an extended three-wire power line. In case of violation of the symmetry of the electric power system, which includes the considered power line, the conditions for its coordination with the electric load should be determined for each wire of the power transmission line.

Пусть будет необходимо выполнить согласование фазы А с электрической нагрузкой. Для фаз В и С алгоритм согласования с электрической нагрузкой будет аналогичным.Let it be necessary to match phase A with the electrical load. For phases B and C, the matching algorithm with the electrical load will be similar.

На (рис.1) показан алгоритм обеспечения и поддержания согласования трехпроводной неизолированной ЛЭП с электрической нагрузкой. Здесь в качестве объекта согласования использована ЛЭП напряжением 110 кВ или более 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ). Кроме того, реализовано использование следующего электротехнического оборудования: трансформатора 2 (Т1) - трансформатора, питающего ЛЭП напряжением 110 кВ или выше 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ); трансформаторов 9 (Т2) и 11 (Т3) - двух различных групп понижающих трансформаторов, имеющих отличные друг от друга номинальные характеристики; преобразователя 13 (VD1) - преобразователь, выполненный в виде выпрямительной установки для электролизных ванн алюминиевого завода, фаза А, представляющих в данном случае обобщенную электрическую нагрузку 15 ( Z _ Н А Г Р . )

Figure 00000003
. Блоки 9 (Т2), 11 (Т3), 13 (VD1) и 15 ( Z _ Н А Г Р . )
Figure 00000003
образуют общий блок, полное сопротивление которого при достижении согласованного режима работы ЛЭП 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ) определяется величиной 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )
Figure 00000005
, а в иных случаях - 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
. В данном случае полное сопротивление 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )
Figure 00000005
является эталонной величиной, к которой должно стремиться значение 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000011
в процессе исполнения предлагаемого алгоритма.Fig. 1 shows an algorithm for ensuring and maintaining coordination of a three-wire uninsulated power transmission line with an electrical load. Here, as the object of approval, a power line with a voltage of 110 kV or more than 8 (power line of 110 kV OR ABOVE) was used. In addition, the use of the following electrical equipment was implemented: transformer 2 (T1) - a transformer supplying power lines with a voltage of 110 kV or higher 8 (power lines 110 kV OR ABOVE); transformers 9 (T2) and 11 (T3) - two different groups of step-down transformers having different nominal characteristics; Converter 13 (VD1) - a converter made in the form of a rectifier for electrolysis baths of an aluminum smelter, phase A, which in this case represents a generalized electrical load 15 ( Z _ N BUT G R . )
Figure 00000003
. Blocks 9 (T2), 11 (T3), 13 (VD1) and 15 ( Z _ N BUT G R . )
Figure 00000003
form a common block, the total resistance of which when reaching the agreed mode of operation of power lines 8 (power lines 110 kV OR ABOVE) is determined by the value 18 ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
, and in other cases - 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
. In this case, the impedance is 18 ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
is the reference value that value 17 should aim for ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000011
in the process of executing the proposed algorithm.

Основным блоком работы алгоритма способа согласования трехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ) с электрической нагрузкой является процессор 5 (П) (рис.1), где выполняется анализ сведений о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )

Figure 00000011
или 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )
Figure 00000005
. Эти сведения в процессор поступают от устройств сопряжения, каковыми являются датчики тока и напряжения 3 ( i = 1 n Д 1 )
Figure 00000001
и 10 ( i = 1 n Д 2 )
Figure 00000002
, где анализируемые характеристики электрической энергии доводятся до величин, воспринимаемых компьютерной техникой. Датчики 3 ( i = 1 n Д 1 )
Figure 00000001
устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах в начале исследуемой протяженной трехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ), а датчики 10 ( i = 1 n Д 2 )
Figure 00000002
- в конце этой линии электропередачи 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ). В качестве датчиков 3 ( i = 1 n Д 1 )
Figure 00000001
и 10 ( i = 1 n Д 2 )
Figure 00000002
могут быть использованы трансформаторы напряжения и тока, спектроанализаторы, а также делители напряжения и шунты переменного тока.The main unit of the algorithm of the method for matching a three-wire power line 8 (power line 110 kV OR higher) with an electrical load is processor 5 (P) (Fig. 1), where the analysis of information about the state of the generalized load resistance 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000011
or 18 ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
. This information is supplied to the processor from the interface devices, which are current and voltage sensors 3 ( i = one n D one )
Figure 00000001
and 10 ( i = one n D 2 )
Figure 00000002
where the analyzed characteristics of electrical energy are brought to the values perceived by computer technology. Sensors 3 ( i = one n D one )
Figure 00000001
are installed and used to collect information about voltages and currents at the beginning of the studied extended three-wire power lines 8 (110 kV power lines OR ABOVE), and the sensors 10 ( i = one n D 2 )
Figure 00000002
- at the end of this power line 8 (110 kV power transmission line OR ABOVE). As sensors 3 ( i = one n D one )
Figure 00000001
and 10 ( i = one n D 2 )
Figure 00000002
voltage and current transformers, spectrum analyzers, as well as voltage dividers and AC shunts can be used.

Аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП) (рис.1) позволяет сформированные в датчиках 3 ( i = 1 n Д 1 )

Figure 00000001
и 10 ( i = 1 n Д 2 )
Figure 00000002
аналоговые сигналы преобразовать в дискретные. Цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП) позволяет сформированные в виде дискретных сигналов в процессоре 5 (П) команды корректирующим органам 1 (КО1), 12 (КО2), 14 (КО3) и 16 (КО4) преобразовать в аналоговые. В данном случае в качестве корректирующих органов 1 (КО1), 12 (КО2) и 14 (КО3) использованы устройства РПН силовых трансформаторов, а в качестве корректирующего органа 16 (КО4) - система электролиза алюминия ТРОЛЛЬ [8, 9], позволяющая изменять величину полного сопротивления обобщенной нагрузки 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000011
путем воздействия на технологический процесс. На (рис.1) это сопротивление обозначено символом 15 ( Z _ н а г р . )
Figure 00000012
. Результаты действия описываемого алгоритма выводятся на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО).Analog-to-digital converter 4 (ADC) (Fig. 1) allows formed in sensors 3 ( i = one n D one )
Figure 00000001
and 10 ( i = one n D 2 )
Figure 00000002
convert analog signals to discrete. The digital-to-analog converter 6 (DAC) allows the corrective bodies 1 (KO1), 12 (KO2), 14 (KO3) and 16 (KO4) generated in the form of discrete signals in the processor 5 (P) to convert to analog. In this case, the on-load tap-changer devices of power transformers were used as corrective organs 1 (KO1), 12 (KO2) and 14 (KO3), and the TROLL aluminum electrolysis system as corrective organ 16 (KO4) [8, 9], which allows changing the value impedance of the generalized load 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000011
by influencing the process. In (Fig. 1) this resistance is indicated by the symbol 15 ( Z _ n but g R . )
Figure 00000012
. The results of the described algorithm are displayed on a indicating or recording device 7 (PO).

Схема алгоритма работы процессора 5 (П) представлена на (рис.2). Она достаточно проста: из 4 (АЦП) в процессор 5 (П) поступают амплитудные значения тока 20 ( I ˙ 2 А )

Figure 00000013
и напряжения 19 ( U ˙ Н . А )
Figure 00000014
нагрузки, затем определяется величина 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
. Определенные таким образом величины 20 ( I ˙ 2 А ) ,
Figure 00000015
19 ( U ˙ Н . А )
Figure 00000016
, 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
подаются в следующий блок 24 (А).The algorithm diagram of the processor 5 (P) is presented in (Fig. 2). It is quite simple: from 4 (ADC) to the processor 5 (P), the amplitude values of the current 20 ( I ˙ 2 BUT )
Figure 00000013
and voltage 19 ( U ˙ N . BUT )
Figure 00000014
load, then a value of 17 is determined ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
. The quantities thus determined are 20 ( I ˙ 2 BUT ) ,
Figure 00000015
19 ( U ˙ N . BUT )
Figure 00000016
, 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
served in the next block 24 (A).

Блок 21 (LEP3 v.1.00) на (рис.2) иллюстрирует использование в предлагаемом способе согласования трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в линии электропередачи трехпроводного исполнения [10]. При помощи программы определяются действующие значения комплексных величин токов и напряжений, постоянные распространения волн электромагнитного поля по проводам ЛЭП, величины собственных и взаимных волновых сопротивлений. В блоках 22 ( I ˙ 2 Н . А )

Figure 00000008
и 23 ( U ˙ В О Л Н . А )
Figure 00000009
формируются величины токов и напряжений в конце линии, какими должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП 8 (ЛЭП 110 кВ ИЛИ ВЫШЕ), согласованной с электрической нагрузкой. Эти токи и напряжения определяются следующим образом [5-7]:Block 21 (LEP3 v.1.00) in (Fig. 2) illustrates the use in the proposed method of matching a three-wire power transmission line with an electric load of a specialized program for predicting the magnitude of the main characteristics of electric energy in a three-wire power transmission line [10]. Using the program, the effective values of the complex values of currents and voltages, the propagation constants of the waves of the electromagnetic field along the wires of the power transmission line, and the values of the intrinsic and mutual wave resistances are determined. In blocks 22 ( I ˙ 2 N . BUT )
Figure 00000008
and 23 ( U ˙ AT ABOUT L N . BUT )
Figure 00000009
the values of currents and voltages are formed at the end of the line, which should characterize the electric energy transmitted through power lines 8 (power lines 110 kV OR ABOVE), consistent with the electrical load. These currents and voltages are determined as follows [5-7]:

I ˙ 2 H . A = I ˙ 1 A n e γ 1 n l ;

Figure 00000017
I ˙ 2 H . A = I ˙ one A n e - γ one n l ;
Figure 00000017
I ˙ 2 H . B = I ˙ 1 B n e γ 1 n l ;
Figure 00000018
I ˙ 2 H . B = I ˙ one B n e - γ one n l ;
Figure 00000018
I ˙ 2 H . C = I ˙ 1 C n e γ 1 n l ;
Figure 00000019
I ˙ 2 H . C = I ˙ one C n e - γ one n l ;
Figure 00000019

U ˙ В О Л Н . А = U ˙ 1 A n e γ 1 n l ;

Figure 00000020
U ˙ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ one A n e - γ one n l ;
Figure 00000020
U ˙ В О Л Н . B = U ˙ 1 B n e γ 1 n l ;
Figure 00000021
U ˙ AT ABOUT L N . B = U ˙ one B n e - γ one n l ;
Figure 00000021
U ˙ В О Л Н . C = U ˙ 1 C n e γ 1 n l ,
Figure 00000022
U ˙ AT ABOUT L N . C = U ˙ one C n e - γ one n l ,
Figure 00000022

где U ˙ 1 A n

Figure 00000023
, U ˙ 1 B n
Figure 00000024
, U ˙ 1 C n
Figure 00000025
- комплексные значения действующих величин фазных напряжений в начале ЛЭП, В; γ1n - постоянная распространения одной из пар волн электромагнитного поля по проводам ЛЭП; l - протяженность рассматриваемой трехпроводной ЛЭП, км; I ˙ 1 A n
Figure 00000026
, I ˙ 1 B n
Figure 00000027
, I ˙ 1 C n
Figure 00000028
- комплексные значения действующих величин линейных токов в начале ЛЭП, А.Where U ˙ one A n
Figure 00000023
, U ˙ one B A. n
Figure 00000024
, U ˙ one C n
Figure 00000025
- complex values ​​of the current values ​​of phase voltages at the beginning of power lines, V; γ 1n is the propagation constant of one of the pairs of waves of the electromagnetic field along the wires of the power lines; l is the length of the considered three-wire power transmission line, km; I ˙ one A n
Figure 00000026
, I ˙ one B n
Figure 00000027
, I ˙ one C n
Figure 00000028
- complex values ​​of the effective values ​​of linear currents at the beginning of power lines, A.

Далее определяется полное сопротивление нагрузки 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )

Figure 00000005
, какое оно должно быть при согласовании трехпроводной ЛЭП с этой нагрузкой. Полученные результаты отправляются в блок 24 (А).Next, the load impedance 18 is determined ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
what it should be when matching a three-wire power line with this load. The results are sent to block 24 (A).

В блоке 24 (А) (рис.3) выполняются логические операции. Здесь выполняется сравнение эталонных значений 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . A )

Figure 00000005
, 23 ( U ˙ В О Л Н . А )
Figure 00000009
с сопротивлением нагрузки 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
и напряжением в конце линии 19 ( U ˙ Н . А )
Figure 00000014
. Здесь же из сопоставления этих величин определяются ошибки по сопротивлению ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и по напряжению ΔU1, ΔU2, ΔU3. Затем определяются ошибки по току ΔI01-05, ΔI07, ΔI08. При нулевых значениях ошибок по напряжению, ошибки по току ΔI06 и ΔI09 отсутствуют, поэтому в их определении нет необходимости. Информация о величинах ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и ΔU1, ΔU2, ΔU3 поступает в один из девяти блоков с приоритетом 2. Последующее действие описываемого алгоритма заключается в определении ошибок либо по сопротивлению ΔZ04p, ΔZ06p, ΔZ07p, ΔZ08p, ΔZ09p, либо по напряжению ΔU01p, ΔU02p, ΔU03Kp, ΔU05p. Полученные таким образом значения ошибок по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению i = 1 5 U A
Figure 00000029
, а величины ошибок по сопротивлению попадают в блок суммы ошибок по сопротивлению i = 1 5 Z A
Figure 00000030
. Сведения о результатах расчета ошибок поступают в один или несколько блоков корректирующих органов 1, 12, 14, 16 (КО1-4) (рис.1).In block 24 (A) (Fig. 3), logical operations are performed. Reference values are compared here. 18 ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . A )
Figure 00000005
, 23 ( U ˙ AT ABOUT L N . BUT )
Figure 00000009
with load resistance 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . A )
Figure 00000010
and voltage at the end of line 19 ( U ˙ N . BUT )
Figure 00000014
. Here, from a comparison of these values, errors are determined by the resistance ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 and by the voltage ΔU1, ΔU2, ΔU3. Then, the current errors ΔI01-05, ΔI07, ΔI08 are determined. At zero values of voltage errors, there are no current errors ΔI06 and ΔI09, therefore, their determination is not necessary. Information on the quantities ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 and ΔU1, ΔU2, ΔU3 is received in one of nine blocks with priority 2. The subsequent action of the described algorithm consists in determining errors either by resistance ΔZ04p, ΔZ06p, ΔZ07p, ΔZ08p, ΔZ09p, or voltage ΔZ09p ΔU02p, ΔU03Kp, ΔU05p. The voltage error values obtained in this way go to the voltage error sum block i = one 5 U A
Figure 00000029
, and the values of errors in resistance fall into the block of the sum of errors in resistance i = one 5 Z A
Figure 00000030
. Information about the results of the calculation of errors is received in one or more blocks of corrective bodies 1, 12, 14, 16 (KO1-4) (Fig. 1).

Здесь в качестве критерия функционирования корректирующих органов избрано несоответствие напряжения в конце линии или сопротивления нагрузки. В принципе, в качестве такого критерия можно избрать и несоответствие тока в конце линии. Для этого в блоке i = 1 5 Z A

Figure 00000030
следует собирать ошибки по току, а затем в результате сопоставления эталонного и действительного значений токов в конце линии сформировать сигнал для корректирующих органов 1, 12, 14, 16 (КО1-4) (рис.1).Here, as a criterion for the functioning of corrective organs, a mismatch of voltage at the end of the line or load resistance is selected. In principle, the current mismatch at the end of the line can also be chosen as such a criterion. For this, in the block i = one 5 Z A
Figure 00000030
current errors should be collected, and then, as a result of comparing the reference and actual current values at the end of the line, generate a signal for corrective organs 1, 12, 14, 16 (KO1-4) (Fig. 1).

В процессе реализации предлагаемого способа согласования трехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой выяснено, что при 19 ( U ˙ Н . А ) > 23 ( U ˙ В О Л H . A )

Figure 00000031
и 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) > 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А )
Figure 00000032
ошибка по току не определяется. В этом случае предусмотрено определение дополнительной ошибки по напряжению ΔUO в виде произведения разницы между 23 ( U ˙ В О Л Н . А )
Figure 00000009
и 19 ( U ˙ Н . А )
Figure 00000014
и коэффициента состояния ΔIos1. Затем сведения об этой дополнительной ошибке отправляются в блок i = 1 5 U A
Figure 00000029
.In the process of implementing the proposed method of matching a three-wire power transmission line with an electrical load, it was found that with 19 ( U ˙ N . BUT ) > 23 ( U ˙ AT ABOUT L H . A )
Figure 00000031
and 17 ( Z _ N . BUT = U ˙ N . BUT I ˙ 2 . BUT ) > eighteen ( Z _ AT ABOUT L N . BUT = U ˙ AT ABOUT L N . BUT I ˙ 2 N . BUT )
Figure 00000032
current error is not detected. In this case, the definition of an additional voltage error ΔU O is provided in the form of the product of the difference between 23 ( U ˙ AT ABOUT L N . BUT )
Figure 00000009
and 19 ( U ˙ N . BUT )
Figure 00000014
and the state coefficient ΔIos1. Then information about this additional error is sent to the block. i = one 5 U A
Figure 00000029
.

Блок 24 (А) (рис.3) реализован в среде National Instruments LabVIEW 2009.Block 24 (A) (Fig. 3) is implemented in the National Instruments LabVIEW 2009 environment.

Источники информацииInformation sources

1. Большанин Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по участкам электроэнергетических систем. В 2кн. Кн.1 / Г.А. Большанин. - Братск: БрГУ, 2006 - 807 с.1. Bolshanin G.A. Distribution of low-quality electric energy over sections of electric power systems. In 2kn. Book 1 / G.A. Bolshanin. - Bratsk: BrSU, 2006 - 807 s.

2. Большанин Г.А. Коррекция качества электрической энергии / Г.А. Большанин - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007 - 120 с.2. Bolshanin G.A. Correction of the quality of electric energy / G.A. Bolshanin - Bratsk: State Educational Institution of Higher Professional Education “BrSU”, 2007 - 120 p.

3. Большанин Г.А. Особенности распространения электрической энергии по трехпроводной линии электропередачи / Г.А. Большанин, Л.Ю. Большанина, Е.Г. Марьясова // Системы. Методы. Технологии. - 2011. №3 (11).- С.82-89.3. Bolshanin G.A. Features of the distribution of electrical energy through a three-wire power line / G.A. Bolshanin, L.Yu. Bolshanina, E.G. Maryasova // Systems. Methods Technologies. - 2011. No. 3 (11) .- P.82-89.

4. Кэрки Д. Согласование выходного импеданса при помощи полностью дифференциальных операционных усилителей / Д. Кэрки // Компоненты и технологии. - 2010. - №5. - С.150-154.4. Kerky D. Coordination of the output impedance using fully differential operational amplifiers / D. Kerky // Components and technologies. - 2010. - No. 5. - S.150-154.

5. Козлов В.А. Условия согласования однородной трехпроводной высоковольтной линии электропередачи 10 кВ и выше с нагрузкой / В.А. Козлов, Г.А. Большанин // Материалы VII международной научно-практической конференции. - Прага: Печатный дом «Образование и Наука», 2011. - С.86-90.5. Kozlov V.A. Conditions for matching a homogeneous three-wire high-voltage power line of 10 kV and above with a load / V.A. Kozlov, G.A. Bolshanin // Materials of the VII international scientific and practical conference. - Prague: Printing House "Education and Science", 2011. - P.86-90.

6. Козлов В.А. Согласованный режим работы однородной трехпроводной линии электропередачи / В.А. Козлов, Г.А. Большанин // Системы. Методы. Технологии. - 2011. - №4. - С.70-76.6. Kozlov V.A. The agreed mode of operation of a homogeneous three-wire power line / V.A. Kozlov, G.A. Bolshanin // Systems. Methods Technologies. - 2011. - No. 4. - S. 70-76.

7. Козлов В.А. Согласованный режим работы однородной трехпроводной ЛЭП 220 кВ и выше как средство улучшения электромагнитной обстановки / Большанин Г.А. // Наука сегодня: теоретические аспекты и практика применения. Ч.2: Сб. науч. трудов. - Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. - С.63-66.7. Kozlov V.A. Coordinated operation mode of a homogeneous three-wire power transmission line of 220 kV and higher as a means of improving the electromagnetic environment / G. Bolshanin // Science today: theoretical aspects and application practice. Part 2: Sat scientific labor. - Tambov: Publishing House of TROO “Business-Science-Society”, 2011. - P.63-66.

8. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ТРОЛЛЬ / АО ТоксСофт // http://new.toxsoft.ru. 11.05.2011.8. AUTOMATED TECHNOLOGICAL COMPLEX TROLL / JSC ToxSoft // http://new.toxsoft.ru. 05/11/2011.

9. Разрешение от 03.04.2007 №РРС 00-23783 Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору.9. Permission dated 04.03.2007 No. РРС 00-23783 Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010611988 "Расчет параметров трехфазной трехпроводной неизолированной линии электропередачи (LEP3 v.1.00)"10. Certificate on state registration of a computer program No. 20101111888 "Calculation of the parameters of a three-phase three-wire uninsulated power line (LEP3 v.1.00)"

Claims (1)

Способ согласования трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях и токах в линии через устройства сопряжения поступают в процессор, отличающийся тем, что в процессоре проверяются условия согласования трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой для каждого провода линии в результате сравнения действительного и эталонного значений сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку, и формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов или автоматизированные технологические комплексы. A method of matching a three-wire power line with an electric load, which consists in the fact that the initial information about the voltages and currents in the line through the interface devices is supplied to the processor, characterized in that the processor checks the conditions for matching a three-wire power line with an electric load for each wire of the line as a result comparing the actual and reference values of the load resistances, voltages at the end of the line or currents entering the load, and control signals for corrective organs, which can be used on-load tap-changers of power transformers or automated technological complexes.
RU2011144668/07A 2011-11-03 2011-11-03 Method for matching of three-wire power line with electrical load RU2490767C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144668/07A RU2490767C2 (en) 2011-11-03 2011-11-03 Method for matching of three-wire power line with electrical load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144668/07A RU2490767C2 (en) 2011-11-03 2011-11-03 Method for matching of three-wire power line with electrical load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011144668A RU2011144668A (en) 2013-05-10
RU2490767C2 true RU2490767C2 (en) 2013-08-20

Family

ID=48788645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011144668/07A RU2490767C2 (en) 2011-11-03 2011-11-03 Method for matching of three-wire power line with electrical load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2490767C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025018C1 (en) * 1992-06-09 1994-12-15 Владимир Анатольевич Каленик Method of control over mode of power transmission
US6690175B2 (en) * 2000-12-01 2004-02-10 Abb Schweiz Ag Method and device for assessing the stability of an electric power transmission network
RU2365018C1 (en) * 2008-03-26 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Method of voltage control at ac traction substation
RU2410815C1 (en) * 2010-01-25 2011-01-27 Василий Сергеевич Богачев Device for parametric stabilisation of ac voltage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025018C1 (en) * 1992-06-09 1994-12-15 Владимир Анатольевич Каленик Method of control over mode of power transmission
US6690175B2 (en) * 2000-12-01 2004-02-10 Abb Schweiz Ag Method and device for assessing the stability of an electric power transmission network
RU2365018C1 (en) * 2008-03-26 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Method of voltage control at ac traction substation
RU2410815C1 (en) * 2010-01-25 2011-01-27 Василий Сергеевич Богачев Device for parametric stabilisation of ac voltage

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011144668A (en) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jung et al. Wavelet and neuro-fuzzy based fault location for combined transmission systems
Morsi et al. Power quality evaluation in smart grids considering modern distortion in electric power systems
Lai et al. Wavelet transform based relay algorithm for the detection of stochastic high impedance faults
Joorabian et al. Accurate fault locator for EHV transmission lines based on radial basis function neural networks
CN105486938B (en) A kind of substation's mixed noise separation method
Costa et al. Fault-induced transient analysis for realtime fault detection and location in transmission lines
CN104320157B (en) A kind of power line bi-directional Glenn shunt upward signal detection method
EP3029478A1 (en) Assessment method for a multi-phase power system
Vasanth et al. Fault location estimation for VSC-HVDC system using Artificial Neural Network
Masood et al. Investigation of deterministic, statistical and parametric NB-PLC channel modeling techniques for advanced metering infrastructure
RU2488218C1 (en) Method of matching three-wire power transmission line with electric load at frequencies of pronounced harmonic components of currents and voltages
RU2520578C1 (en) Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load
Kumar et al. Online identification of underlying causes for multiple and multi-stage power quality disturbances using S-transform
RU2490767C2 (en) Method for matching of three-wire power line with electrical load
RU2547271C2 (en) Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load
US5933793A (en) Outgoing harmonic level evaluator
RU2546977C2 (en) Method for matching non-symmetrical three-wire power transmission line with electric load at frequencies of definite harmonic components of current and voltage
RU2502176C1 (en) Method for matching non-homogeneous non-insulated three-wire power transmission line to electrical load
RU2502177C1 (en) Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load
RU2537852C2 (en) Method for matching asymmetrical four-wire power transmission line to electrical load
Röhrig et al. Fulfilling the standard EN 50160 in distribution networks with a high penetration of renewable energy system
Micu et al. Numerical evaluation of induced voltages in the metallic underground pipelines
RU2551362C2 (en) Method for matching asymmetrical four-wire high voltage power transmission line to electrical load
Matar Fault classification on a power transmission line using discrete wavelet transform and artificial neural networks
RU2557797C2 (en) Method for coordination of long four-wire non-homogeneous asymmetrical high-voltage power transmission line with superconducting insertion with electrical load

Legal Events

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

Effective date: 20131104