RU2502177C1 - Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load - Google Patents

Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load Download PDF

Info

Publication number
RU2502177C1
RU2502177C1 RU2012120120/07A RU2012120120A RU2502177C1 RU 2502177 C1 RU2502177 C1 RU 2502177C1 RU 2012120120/07 A RU2012120120/07 A RU 2012120120/07A RU 2012120120 A RU2012120120 A RU 2012120120A RU 2502177 C1 RU2502177 C1 RU 2502177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
load
line
wire
matching
Prior art date
Application number
RU2012120120/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012120120A (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 RU2012120120/07A priority Critical patent/RU2502177C1/en
Publication of RU2012120120A publication Critical patent/RU2012120120A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2502177C1 publication Critical patent/RU2502177C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: matching of a symmetrical four-wire power transmission line to electrical load is achieved as a result of fulfilment of certain conditions consisting in comparison of actual and reference load resistances, voltages at the end of the line or currents supplied to load. Input data on voltages and current in the line can be obtained through interface units, or sensors made in the form of voltage and current transformers or in the form of voltage dividers and alternating current shunts, and spectrum analysers. As a result of input data processing in a processor, there formed are control signals for correcting elements, which can include undervoltage relays of power transformers, filters of higher harmonic components of currents and voltages of different modification or a symmetrical three-phase device generating current and voltage at basic frequency.
EFFECT: providing conditions for matching of four-wire high-voltage power transmission line with electrical load.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании, монтаже, наладке и эксплуатации четырехпроводных 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 four-wire 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 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 through relatively 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 четырехпроводная ЛЭП не может быть согласована одним лишь условием согласованного режима [2] из-за специфичности распространения напряжений и токов по четырехпроводным 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 four-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 four-wire power lines [3].

Известны способы согласования линий связи с нагрузкой [4, патент RU 2381627]. 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, патент RU 2381627] достаточно своеобразна и неприменима в протяженных линиях электропередачи высокого напряжения.Known methods for matching communication lines with the load [4, patent RU 2381627]. 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, patent RU 2381627] are quite peculiar and not applicable in long-distance high voltage power lines.

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

Технический результат заключается в обеспечении условий согласования четырехпроводной 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 four-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 симметричной четырехпроводной линии электропередачи, входящей в состав симметричной электроэнергетической системы с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях и токах в линии через устройства сопряжения поступает в процессор, согласно изобретению в процессоре проверяются условия согласования четырехпроводной 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, фильтры высших гармонических составляющих токов и напряжений различной модификации или симметричное трехфазное устройство, генерирующее ток и напряжение на частоте основной гармоники.The technical result is achieved by the fact that the method of matching a symmetrical four-wire power line, which is part of a symmetrical electric power system with an electric load, consists in the fact that the initial information about the voltages and currents in the line through the interface devices enters the processor, according to the invention, the matching conditions are checked in the processor a four-wire power line with an electrical load for each line wire as a result of comparing the actual and this values of the load resistances, voltages at the end of the line or currents supplied to the load, and control signals are generated for the corrective organs, which can be used on-load tap-changers of power transformers, filters of higher harmonic components of currents and voltages of various modifications or a symmetric three-phase device generating current and voltage at the fundamental frequency.

Условия реализации однородного симметричного участка для линейных проводов условно А, В и С [1]:The conditions for the implementation of a homogeneous symmetrical section for linear wires are conditionally A, B and C [1]:

Figure 00000001
Figure 00000001

где R0An, R0Bn, R0Cn - погонные активные сопротивления, соответственно линейных проводов А, В, С на частоте n-й гармонической составляющей, Ом/км; L0An, L0Bn, L0Cn - погонные индуктивности, соответственно линейных проводов А, В, С на частоте n -й гармонической составляющей, Гн/км; C0An, C0Bn, C0Cn - погонные емкости, соответственно линейных проводов А, В, С на частоте n-й гармонической составляющей, Ф/км; G0ABn, G0BCn, G0CAn - погонные активные проводимости между линейными проводами соответственно А и В, В и С, С и А на частоте n-й гармонической составляющей, См/км; M0ABn, M0BCn, M0CAn - погонные взаимные индуктивности между линейными проводами соответственно А и В, В и С, С и А на частоте n-й гармонической составляющей, Гн/км; C0ABn, C0BCn, C0CAn - погонные емкости между линейными проводами соответственно А и В, В и С, С и А на частоте n-й гармонической составляющей, Ф/км; G0A0n, G0B0n, G0C0n - погонные проводимости, соответственно между линейным проводом А и поверхностью земли, В и поверхностью земли, С и поверхностью земли на частоте n-й гармонической составляющей, См/км; C0A0n, C0B0n, C0C0n - погонные емкости соответственно между линейным проводом А и поверхностью земли, В и поверхностью земли, С и поверхностью земли на частоте n-й гармонической составляющей, Ф/км.where R 0An , R 0Bn , R 0Cn - linear resistance, respectively, of the linear wires A, B, C at the frequency of the nth harmonic component, Ohm / km; L 0An , L 0Bn , L 0Cn - linear inductances, respectively, of linear wires A, B, C at the frequency of the nth harmonic component, GN / km; C 0An , C 0Bn , C 0Cn - linear capacitance, respectively, of linear wires A, B, C at the frequency of the nth harmonic component, f / km; G 0ABn , G 0BCn , G 0CAn - linear active conductivity between the linear wires, respectively, A and B, B and C, C and A at the frequency of the nth harmonic component, S / km; M 0ABn , M 0BCn , M 0CAn - linear mutual inductances between the linear wires, respectively, A and B, B and C, C and A at the frequency of the nth harmonic component, GN / km; C 0ABn , C 0BCn , C 0CAn - linear capacitance between the linear wires, respectively, A and B, B and C, C and A at the frequency of the nth harmonic component, f / km; G 0A0n , G 0B0n , G 0C0n - linear conductivities, respectively, between a linear wire A and the earth’s surface, B and the earth’s surface, C and the earth’s surface at the frequency of the nth harmonic component, S / km; C 0A0n , C 0B0n , C 0C0n are linear capacities between the linear wire A and the earth’s surface, B and the earth’s surface, C and the earth’s surface at the frequency of the nth harmonic component, f / km.

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

Условия согласования симметричной четырехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой [5-7]:The conditions for matching a symmetrical four-wire power line with an electrical load [5-7]:

Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;

Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
,
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
,

где

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
- 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 четырехпроводной ЛЭП, км; İ1An, İ1Bn, İ1Cn - комплексные значения действующих величин линейных токов в начале ЛЭП, А; İ2Н.А, İ2Н.В, İ2Н.С - комплексные значения действующих величин линейных токов в конце ЛЭП, A;
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- комплексные значения действующих величин фазных напряжений в конце ЛЭП, В.Where
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
- 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 four-wire transmission line under consideration, km; İ 1An , İ 1Bn , İ 1Cn - complex values of the effective values of linear currents at the beginning of power lines, A; İ2 NA, İ2 N.V., İ2 NS - integrated value of current quantities linear currents in the power transmission line end, A;
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- complex values of the current values of phase voltages at the end of power lines, V.

На рисунках показаны:The figures show:

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

2 - трансформатор (Т1), питающий ЛЭП напряжением 35кВ или меньше;2 - a transformer (T1) supplying power lines with a voltage of 35 kV or less;

3 - устройства сопряжения

Figure 00000014
, каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, установленные вначале ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше;3 - interface devices
Figure 00000014
what are voltage and current sensors, spectrum analyzers installed at the beginning of power lines with voltage of 35 kV or less;

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 35 кВ или меньше (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ);8 - power lines with voltage of 35 kV or less (power lines of 35 kV OR LESS);

9 - понижающий трансформатор, напряжением 10 кВ/0,4 кВ (Т2);9 - step-down transformer, voltage 10 kV / 0.4 kV (T2);

10 - устройства сопряжения

Figure 00000015
, каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, установленные в конце ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше;10 - interface devices
Figure 00000015
what are voltage and current sensors, spectrum analyzers installed at the end of power lines with a voltage of 35 kV or less;

11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5) - понижающие трансформаторы, напряжением 220 В/12 В;11 (T3), 26 (T4), 25 (T5) - step-down transformers, voltage 220 V / 12 V;

12 - корректирующий орган, такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 10 кВ/0,4 кВ (KO2);12 - corrective body, such as on-load tap-changer of a step-down transformer with a voltage of 10 kV / 0.4 kV (KO2);

13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) - блоки преобразователей, фаза А;13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) - converter blocks, phase A;

14 - блок фильтров высших гармонических составляющих токов и напряжений (Ф);14 - filter block of higher harmonic components of currents and voltages (Ф);

15 - обобщенная электрическая нагрузка (Z НАГР.);15 - generalized electrical load ( Z LOAD );

16 - корректирующий орган (КО3), такой как симметричное трехфазное устройство, генерирующее ток и напряжение на частоте основной гармоники;16 - corrective body (KO3), such as a symmetric three-phase device that generates current and voltage at the frequency of the fundamental harmonic;

17 - обобщенное сопротивление нагрузки

Figure 00000016
;17 - generalized load resistance
Figure 00000016
;

18 - обобщенное сопротивление нагрузки с учетом реализации согласования ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ),

Figure 00000017
18 - generalized load resistance, taking into account the implementation of the coordination of power lines with a voltage of 35 kV or less than 8 (power lines of 35 kV OR LESS),
Figure 00000017

19 - амплитудные значения напряжения нагрузки

Figure 00000018
;19 - amplitude values of the load voltage
Figure 00000018
;

20 - амплитудные значения тока нагрузки (İ2);20 - amplitude values of the load current (İ2 .A );

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 (İ2Н.А);22 - the current values, what should be characterized by the electric energy transmitted by the transmission line compatible with the electrical load (İ2 NA);

23 - величины напряжений, какими должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП, согласованной с электрической нагрузкой

Figure 00000019
;23 - voltage values, which should be characterized by electric energy transmitted through power lines, consistent with the electrical load
Figure 00000019
;

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

Суть предлагаемой разработки заключается в реализации при помощи технических средств условий согласования четырехпроводной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой [5-7], в формировании алгоритма обеспечения и поддержания согласованного режима работы протяженной четырехпроводной ЛЭП.The essence of the proposed development is to implement, using technical means, the conditions for matching a four-wire high-voltage power line with an electric load [5-7], to form an algorithm to ensure and maintain a consistent operating mode for an extended four-wire power 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 четырехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой. Здесь в качестве объекта согласования использована ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ). Кроме того, реализовано использование следующего электротехнического оборудования: трансформатора 2 (T1) -трансформатора с симметрирующим устройством [8], питающего ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ); трансформатора с симметрирующим устройством 9 (Т2) и трансформатора 11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5) - это две различные группы понижающих трансформаторов, имеющие отличные друг от друга номинальные характеристики; блоков преобразователей 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) - преобразователи тока и напряжения компьютеров, фаза А, представляющих в данном случае обобщенную электрическую нагрузку 15 (Z НАГР.). Блоки 9 (Т2), 11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5), 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) и 15 (Z НАГР.) образуют общий блок, полное сопротивление которого при достижении согласованного режима работы ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ) определяется величиной 18

Figure 00000017
, а в иных случаях - 17
Figure 00000020
. В данном случае полное сопротивление 18
Figure 00000017
является эталонной величиной, к которой должно стремиться значение 17
Figure 00000020
в процессе исполнения предлагаемого алгоритма.Figure (1) shows an algorithm for ensuring and maintaining matching of a four-wire power transmission line with an electrical load. Here, a power transmission line of 35 kV or less than 8 (a power line of 35 kV OR LESS) was used as an object of approval. In addition, the use of the following electrical equipment was implemented: a transformer 2 (T1) transformer with a balancing device [8], supplying power lines with a voltage of 35 kV or less than 8 (power lines of 35 kV OR LESS); a transformer with a balancing device 9 (T2) and a transformer 11 (T3), 26 (T4), 25 (T5) - these are two different groups of step-down transformers having different nominal characteristics; converter units 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) - current and voltage converters for computers, phase A, representing in this case a generalized electrical load 15 ( Z HEAT ). Blocks 9 (T2), 11 (T3), 26 (T4), 25 (T5), 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) and 15 ( Z HEAT ) form a common block whose total resistance at achievement of the agreed mode of operation of power lines 8 (power lines 35 kV OR LESS) is determined by the value 18
Figure 00000017
, and in other cases - 17
Figure 00000020
. In this case, the impedance is 18
Figure 00000017
is the reference value that value 17 should aim for
Figure 00000020
in the process of executing the proposed algorithm.

Основным блоком работы алгоритма способа согласования четырехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ) с электрической нагрузкой является процессор 5 (П) (рис.1), где выполняется анализ сведений о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 17

Figure 00000020
или 18
Figure 00000017
. Эти сведения в процессор поступают от устройств сопряжения, каковыми являются датчики тока и напряжения 3
Figure 00000014
и 10
Figure 00000021
, где анализируемые характеристики электрической энергии доводятся до величин, воспринимаемых компьютерной техникой. Датчики 3
Figure 00000014
устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах в начале исследуемой протяженной четырехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ), а датчики 10
Figure 00000021
- в конце этой линии электропередачи 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ). В качестве датчиков 3
Figure 00000014
и 10
Figure 00000015
могут быть использованы трансформаторы напряжения и тока, спектроанализаторы, а также делители напряжения и шунты переменного тока.The main unit of the algorithm for matching a four-wire power line 8 (power line 35 kV OR LESS) with an electrical load is processor 5 (P) (Fig. 1), where the analysis of information about the state of the generalized load resistance 17
Figure 00000020
or 18
Figure 00000017
. This information is supplied to the processor from the interface devices, which are current and voltage sensors 3
Figure 00000014
and 10
Figure 00000021
where the analyzed characteristics of electrical energy are brought to the values perceived by computer technology. Sensors 3
Figure 00000014
are installed and used to collect information about voltages and currents at the beginning of the studied extended four-wire power lines 8 (power lines 35 kV OR LESS), and sensors 10
Figure 00000021
- at the end of this power line is 8 (35 kV transmission line OR LESS). As sensors 3
Figure 00000014
and 10
Figure 00000015
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

Figure 00000014
и 10
Figure 00000015
аналоговые сигналы преобразовать в дискретные. Цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП) позволяет сформированные в виде дискретных сигналов в процессоре 5 (П) команды корректирующим органам 1 (KO1), 12 (KO2), 14 (Ф) и 16 (КО3) преобразовать в аналоговые. В данном случае в качестве корректирующих органов 1 (KO1) и 12 (KO2) использованы устройства РПН силовых трансформаторов, в качестве блока корректирующего органа 14 (Ф) выступают различной модификации фильтрующие устройства высших гармонических составляющих токов и напряжений, а в качестве корректирующего органа 16 (КО3) - симметричное трехфазное устройство, генерирующее ток и напряжение на частоте основной гармоники, позволяющее изменять величину полного сопротивления обобщенной нагрузки 17
Figure 00000022
путем воздействия на технологический процесс. На (рис.1) это сопротивление обозначено символом 15 (Z НАГР.). 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
Figure 00000014
and 10
Figure 00000015
convert analog signals to discrete. The digital-to-analog converter 6 (DAC) allows the corrective bodies 1 (KO1), 12 (KO2), 14 (Ф) and 16 (KO3) generated in the form of discrete signals in the processor 5 (P) to convert to analog. In this case, on-load tap-changers of power transformers were used as corrective bodies 1 (KO1) and 12 (KO2), filtering devices of higher harmonic components of currents and voltages of various modifications act as a block of corrective body 14 (Ф), and 16 ( KO3) - a symmetric three-phase device that generates current and voltage at the frequency of the fundamental harmonic, allowing you to change the value of the impedance of the generalized load 17
Figure 00000022
by influencing the process. In (Fig. 1) this resistance is indicated by the symbol 15 ( Z HEAT. ). 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 (İ2) и напряжения 19

Figure 00000018
нагрузки, затем определяется величина 17
Figure 00000023
. Определенные таким образом величины 20 (İ2), 19
Figure 00000018
, 17
Figure 00000024
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 current 20 (İ2 .A ) and voltage 19
Figure 00000018
load, then a value of 17 is determined
Figure 00000023
. The quantities thus determined are 20 (İ2 .A ), 19
Figure 00000018
, 17
Figure 00000024
served in the next block 24 (A).

Блок 21 (LEP3 v.1.00) на (рис.2) иллюстрирует использование в предлагаемом способе согласование четырехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в линии электропередачи четырехпроводного исполнения [9], которая входит в состав симметричной электроэнергетической системы. 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 (İ2Н.А) и 23

Figure 00000025
формируются величины токов и напряжений в конце линии, какими должна характеризоваться электрическая энергия, передаваемая по ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ), 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 four-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 four-wire power transmission line [9], which is part of a symmetrical electric power system . 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 (İ2 NA) and 23
Figure 00000025
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 35 kV OR LESS), consistent with the electrical load. These currents and voltages are determined as follows [5-7]:

Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000004
;

Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
,
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
,

где

Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
- 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 четырехпроводной ЛЭП, км; İ1An, İ1Bn, İ1Cn -комплексные значения действующих величин линейных токов в начале ЛЭП, А.Where
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
- 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 four-wire transmission line under consideration, km; İ 1An , İ 1Bn , İ 1Cn -complex values of the effective values of linear currents at the beginning of power lines, A.

Приведенные выше условия согласования симметричной четырехпроводной линии электропередачи 8 (ЛЭП 35кВ ИЛИ МЕНЬШЕ) с электрической нагрузкой предполагают равенства (частный случай, l= 100 км):The above conditions for matching a symmetric four-wire power line 8 (35 kV power transmission line OR LESS) with an electric load imply equalities (special case, l = 100 km):

Figure 00000029
;
Figure 00000029
;

Figure 00000030
,
Figure 00000030
,

иand

Figure 00000031
;
Figure 00000031
;

Figure 00000032
.
Figure 00000032
.

Выполненные условия реализации однородного симметричного участка для линейных проводов условно А, В и С [1], приведенные ранее в совокупности с вышеприведенными условиями, при помощи которых можно констатировать факт равенства величин фазных и линейных напряжений и токов между собой, но различающихся друг от друга на треть периода, то есть на угол 120º, позволят обеспечить равенство между собой коэффициентов распространения. Это подтверждает факт обеспечения передачи электрической энергии по линии электропередачи 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ), входящей в состав симметричной электроэнергетической системы, одной парой волн электромагнитного поля.The fulfilled conditions for the realization of a homogeneous symmetrical section for linear wires are conditionally A, B and C [1], given earlier in conjunction with the above conditions, with which we can state the fact that the values of phase and linear voltages and currents are equal, but differ from each other by a third of the period, that is, at an angle of 120º, will ensure the equality of the distribution coefficients. This confirms the fact of ensuring the transmission of electric energy through power line 8 (power lines 35 kV OR LESS), which is part of a symmetrical electric power system, with one pair of waves of an electromagnetic field.

Далее определяется полное сопротивление нагрузки 18

Figure 00000033
, какое оно должно быть при согласовании четырехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ), входящей в состав симметричной электроэнергетической системы с этой нагрузкой. Полученные результаты отправляются в блок 24 (А).Next, the load impedance 18 is determined
Figure 00000033
what it should be when matching a four-wire power line 8 (power line 35 kV OR LESS), which is part of a symmetrical power system 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

Figure 00000034
, 23
Figure 00000035
с сопротивлением нагрузки 17
Figure 00000036
и напряжением в конце линии 19
Figure 00000037
. Здесь же из сопоставления этих величин определяются ошибки по сопротивлению ∆Z1, ∆Z2, ∆Z3 и по напряжению ∆U1, ∆U2, ∆U3. Затем определяются ошибки по току ∆I01 - 05, ∆I07, ∆I08. При нулевых значениях ошибок по напряжению, ошибки по току ∆I06 и ∆I09 отсутствуют, поэтому в их определении нет необходимости. Информация о величинах ∆Z1, ∆Z2, ∆Z3 и ∆U1, ∆U2, ∆U3 поступает в один из девяти блоков с приоритетом 2. Последующее действие описываемого алгоритма заключается в определении ошибок либо по сопротивлению ∆Z04p, ∆Z06p, ∆Z07p, ∆Z08p, ∆Z09p, либо по напряжению ∆U01p, ∆U02p, ∆U03Kp, ∆U05p. Полученные таким образом значения ошибок по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению
Figure 00000038
, а величины ошибок по сопротивлению попадают в блок суммы ошибок по сопротивлению
Figure 00000039
. Сведения о результатах расчета ошибок поступают в один или несколько блоков корректирующих органов 1, 12, 16, 14 (KO1-3, Ф) (рис.1).In block 24 (A) (Fig. 3), logical operations are performed. Reference values are compared here. 18
Figure 00000034
, 23
Figure 00000035
with load resistance 17
Figure 00000036
and voltage at the end of line 19
Figure 00000037
. Here, from a comparison of these values, errors are determined by the resistance ∆Z1, ∆Z2, ∆Z3 and by the voltage ∆U1, ∆U2, ∆U3. Then, the current errors ΔI01 - 05, ΔI07, ΔI08 are determined. At zero values of voltage errors, there are no current errors ∆I06 and ∆I09, 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 from the resistance ΔZ04p, ΔZ06p, ΔZ07p, ∆Z08p, ∆Z09p, or voltage ∆U01p, ∆U02p, ∆U03Kp, ∆U05p. The voltage error values obtained in this way go to the voltage error sum block
Figure 00000038
, and the values of errors in resistance fall into the block of the sum of errors in resistance
Figure 00000039
. Information about the results of the calculation of errors is received in one or more blocks of corrective bodies 1, 12, 16, 14 (KO1-3, F) (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

Figure 00000039
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, 16, 14 (КО1-3, Ф) (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
Figure 00000039
current errors should be collected, and then, as a result of comparing the reference and actual values of the currents at the end of the line, generate a signal for corrective organs 1, 12, 16, 14 (KO1-3, F) (Fig. 1).

В процессе реализации предлагаемого способа согласования четырехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой выяснено, что при

Figure 00000040
и
Figure 00000041
ошибка по току не определяется. В этом случае предусмотрено определение дополнительной ошибки по напряжению ∆UO в виде произведения разницы между 23
Figure 00000042
и 19
Figure 00000043
и коэффициента состояния Most. Затем сведения об этой дополнительной ошибке отправляются в блок
Figure 00000044
.In the process of implementing the proposed method of matching a four-wire power transmission line with an electrical load, it was found that with
Figure 00000040
and
Figure 00000041
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
Figure 00000042
and 19
Figure 00000043
and condition coefficient Most. Then information about this additional error is sent to the block.
Figure 00000044
.

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

Источники информацииInformation sources

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

2. Большанин Г.А. Коррекция качества электрической энергии / Г.А. Большанин. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007 - 120с.2. Bolshanin G.A. Correction of the quality of electric energy / G.A. Bolshanin. - Bratsk: GOU VPO "BrSU", 2007 - 120s.

3. Большанин Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по однородному участку линии электропередачи четырехпроводного исполнения / Г.А. Большанин, Л.Ю. Большанина // Системы. Методы. Технологии. - 2009. № 3. - С.65-69.3. Bolshanin G.A. Distribution of reduced quality electric energy over a homogeneous section of a four-wire power transmission line / G.A. Bolshanin, L.Yu. Bolsanin // Systems. Methods Technologies. - 2009. No. 3. - S.65-69.

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. 4.2: 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. 4.2: Sat scientific labor. - Tambov: Publishing House of TROO “Business-Science-Society”, 2011. - P.63-66.

8. Сердешнов А. Симметрирующее устройство для трансформаторов. Средство стабилизации напряжения и снижения потерь в сетях 0,4 кВ. / А. Сердешнов, И. Протосовицкий, Ю. Леус, П. Шумра // Новости электротехники. - 2005. - №1. - С.14-15.8. Serdeshnov A. Balancing device for transformers. Means of voltage stabilization and loss reduction in 0.4 kV networks. / A. Serdeshnov, I. Protosovitsky, J. Leus, P. Shumra // News of electrical engineering. - 2005. - No. 1. - S.14-15.

9. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010611988 "Расчет параметров трехфазной трехпроводной неизолированной линии электропередачи (LEP3 v. 1.00)".9. Certificate of state registration of the 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 симметричной четырехпроводной линии электропередачи, входящей в состав симметричной электроэнергетической системы 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 четырехпроводной 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, фильтры высших гармонических составляющих токов и напряжений различной модификации или симметричное трехфазное устройство, генерирующее ток и напряжение на частоте основной гармоники. The method of matching a symmetrical four-wire power line, which is part of a symmetric electric power system with an electric load, consists in the fact that the initial information about the voltages and currents in the line through the interface devices enters the processor, characterized in that the conditions for matching the four-wire power line with the processor are checked electric load for each wire of the line, as a result of comparing the actual and reference values of the load resistances, n voltage at the end of the line or currents entering the load, and control signals are generated for the corrective organs, which can be used on-load tap-changers of power transformers, filters of higher harmonic components of currents and voltages of various modifications or a symmetric three-phase device that generates current and voltage at a frequency fundamental harmonics.
RU2012120120/07A 2012-05-15 2012-05-15 Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load RU2502177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120120/07A RU2502177C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120120/07A RU2502177C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012120120A RU2012120120A (en) 2013-11-20
RU2502177C1 true RU2502177C1 (en) 2013-12-20

Family

ID=49555222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120120/07A RU2502177C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2502177C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381627C1 (en) * 2006-05-30 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр-Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") System for duplex transmission of information over two-wire communication line
RU2390924C1 (en) * 2008-11-17 2010-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Switching device of transmission line

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2381627C1 (en) * 2006-05-30 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр-Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") System for duplex transmission of information over two-wire communication line
RU2390924C1 (en) * 2008-11-17 2010-05-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Switching device of transmission line

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012120120A (en) 2013-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
Zhang et al. EMTR‐based fault location for DC line in VSC‐MTDC system using high‐frequency currents
Ashrafi Niaki et al. Fault detection of HVDC cable in multi‐terminal offshore wind farms using transient sheath voltage
CN111095672A (en) Microwave rectification circuit
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
RU2502177C1 (en) Method for matching symmetrical four-wire power transmission line to electrical load
Karafotis et al. Power quality monitoring and evaluation in power systems under non‐stationary conditions using wavelet packet transform
JP5767673B2 (en) Current waveform measuring device
Gao et al. Transient energy protection based on wavelet packet transform for hybrid bipolar HVDC transmission system
RU2502176C1 (en) Method for matching non-homogeneous non-insulated three-wire power transmission line to electrical load
RU2551362C2 (en) Method for matching asymmetrical four-wire high voltage power transmission line to electrical load
RU2547271C2 (en) Method for matching of three-wire power transmission line with electrical load
RU2490767C2 (en) Method for matching of three-wire power line with electrical load
RU2537852C2 (en) Method for matching asymmetrical four-wire power transmission line to electrical load
RU2557797C2 (en) Method for coordination of long four-wire non-homogeneous asymmetrical high-voltage power transmission line with superconducting insertion with electrical load
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
Sanabria-Villamizar et al. Hybrid technique for the analysis of non-linear and non-stationary signals focused on power quality
Nicolae et al. Evaluating the Non-sinusoidal and Non-symmetric Regimes from a Railway Supplying Substation
Dey et al. A hybrid filtering scheme for proper denoising of real-time data in dielectric spectroscopy
Saleem et al. A novel travelling wave based relaying scheme using wavelet transforms for arcing faults detection on series compensated transmission lines
Aboshady et al. A Wideband Fault Location Scheme for Active Distribution Systems
Coenen et al. Conducted mains test method in 2–150 kHz band
Chernyshov et al. Hybrid power quality conditioner for three-phase four-wire power systems

Legal Events

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

Effective date: 20140516