RU2505825C2 - Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети - Google Patents
Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505825C2 RU2505825C2 RU2012105847/28A RU2012105847A RU2505825C2 RU 2505825 C2 RU2505825 C2 RU 2505825C2 RU 2012105847/28 A RU2012105847/28 A RU 2012105847/28A RU 2012105847 A RU2012105847 A RU 2012105847A RU 2505825 C2 RU2505825 C2 RU 2505825C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- currents
- damage
- voltages
- alleged
- observed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических систем. Сущность: контролируемая сеть наблюдается на обеих сторонах. Наблюдения синхронизированы, происходит обмен информацией между концевыми подстанциями. Используется модель контролируемой сети с тремя участками. Модель задает операции преобразования наблюдаемых токов и напряжений. Первые два участка преобразуют наблюдаемые сигналы в напряжения двух разных предполагаемых повреждений, а также в токи, подводимые к этим местам от концевых подстанций. Третий участок преобразует указанные напряжения в два других тока, протекающих за местами повреждений. Пары токов преобразуются в дифференциальные токи первого и второго мест повреждения. По напряжениям и токам каждого предполагаемого повреждения определяют их реактивные и активные мощности. Фиксируют координаты обоих мест повреждения, если обе реактивные мощности переходят через нулевые значения, а обе активные мощности неотрицательны. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 3 ил.
Description
Изобретение относится к релейной защите и автоматике электрических систем. Оно решает задачу, сама постановка которой стала возможной только в последнее время, когда появилась возможность обмениваться результатами наблюдения протяженного объекта в удаленных друг от друга местах.
Известны способы локации замыкания в линии электропередачи с использованием ее модели [1]; с появлением таких способов в теорию и практику релейной защиты вошло понятие «место предполагаемого повреждения». Это место варьируется и, следовательно, задается произвольно. Модель объекта составляется для каждого фиксированного места предполагаемого повреждения. Оставаясь стереотипной, она при переходе от одного места к другому изменяет всего лишь параметры участков, преобразующих наблюдаемые токи и напряжения в электрические величины места предполагаемого повреждения. Первый из способов такого рода предназначен для линий, наблюдаемых с одной стороны [2].
Известен также более общий способ локации замыканий в электрической системе на основе многосторонних наблюдений [3]. Модель поврежденной линии в этом способе включает в свой состав два участка. Первый участок преобразует токи и напряжения, наблюдаемые на одной стороне линии, в токи и напряжения до места предполагаемого повреждения. Второй участок преобразует токи и напряжения, наблюдаемые на другой стороне сети, в токи и напряжения после места предполагаемого повреждения. Физическая достоверность моделей, составленных для разных мест предполагаемого повреждения, проверяется критерием повреждения.
Недостатки упомянутого способа обусловлены присущими ему ограничениями. Он рассчитан на распознавание повреждения сети только в одном месте (одиночное повреждение) и приспособлен только к трехфазной системе. Ему свойственна узкая трактовка условий повреждения сети в виде критерия резистивности, предполагающего построение модели повреждения только из резистивных элементов.
Предлагаемый способ призван расширить функциональные возможности прототипа. Обобщение способа касается распознавания мест двойных замыканий (в двух разных местах) в многопроводных сетях, например, двухцепных линиях электропередачи, а также использования энергетического критерия повреждения, более общего, чем критерий резистивности.
Поставленная цель достигается благодаря своеобразному построению модели контролируемой сети и введению новых преобразователей наблюдаемых токов и напряжений. Модель строится не для одного, а для двух мест предполагаемых повреждений, и координаты обоих мест варьируются. Помимо двух участков модели от мест наблюдения до места предполагаемого повреждения вводится третий участок между двумя различными местами. Новый участок модели выполняет преобразование напряжений двух предполагаемых повреждений в токи, протекающие за первым местом и до второго места. Далее определяются токи, текущие в поперечные ветви повреждений (дифференциальные токи) и определяются мощности, потребляемые каждым повреждением. Критерий резистивности повреждений применяется одновременно к обоим предполагаемым повреждениям. Предполагаемые повреждения признаются реальными, если их реактивные мощности достигают нулевых значений. Подчеркнем, что критерий резистивности должен выполняться сразу в двух местах предполагаемых повреждений.
На фиг.1 приведена структура многопроводной сети, наблюдаемой на обеих концевых подстанциях. В сети произошло двойное замыкание в местах с координатами хff1 и хff2. На фиг.2 приведена модель контролируемой сети, предназначенная для распознавания двойных замыканий. Модель составлена для двух мест предполагаемых замыканий. Произвольные координаты этих мест - хf1 и хf2. На фиг.3 приведена структурная схема, иллюстрирующая предлагаемый способ.
Многопроводная электрическая сеть 1 наблюдается на подстанциях 2 и 3. Она повреждена в двух местах, координаты которых хff1 и хff2 неизвестны и подлежат определению. Токи и напряжения, наблюдаемые на подстанции 2, обозначены как n - мерные комплексы
,
, где n - число проводов, на подстанции 3 - как
,
.
Модель сети составлена из крайних участков 4, 5 и из среднего участка 6, а также из ответвлений 7, 8, обусловленных замыканиями.
В структурной схеме по фиг.3 выполняются те же преобразования, что и в модели сети. Отличие состоит в том, что структурная схема физически реализуема и действует по предложенному способу, в то же время как модель сети отображает состояние объекта с двумя предполагаемыми повреждениями. Подать на модель наблюдаемые электрические величины физически невозможно, так как на одних и тех же зажимах нельзя одновременно задать и ток, и напряжение.
Структурная схема состоит из преобразователей, включающих в себя масштабирующие элементы 9-20 и сумматоры 21-24, формирователей комплексной мощности 25, 26, нуль-индикаторов 27, 28, пороговых элементов 29-30 и логического блока 31.
В модели сети по фиг.2 указана зависимость всех величин, получаемых в результате преобразований наблюдаемых токов и напряжений, от координат хf1 и хf2 двух мест предполагаемых повреждений. Те же величины в схеме по фиг.3 приведены без указания этой зависимости. Рассмотрим последовательность операций, выполняемых по предлагаемому способу для некоторой пары значений хf1 и хf2. Длины участков 4-6 электрической сети при этом принимают конкретные значения, и для каждого из трех участков модели сети определяются коэффициенты передачи известных сигналов в неизвестные. Каждый участок представляет собой многополюсник с n выходными зажимами. Первый участок задается уравнениями обратной передачи сигналов
второй (крайний, как и первый) участок задается уравнениями прямой передачи
Безразмерные коэффициенты передачи обозначены здесь буквой
, с размерностью проводимости -
, сопротивления -
.
Из описания участков модели сети коэффициенты передачи переносятся в структурную схему преобразования сигналов. Таким образом, масштабирующие элементы 9-20 получают следующие параметры, перечисляемые в порядке следования номеров:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
. Наблюдаемые токи и напряжения
,
,
,
преобразуются элементами 9-20 в токи
и напряжения
В сумматорах 21, 22 формируются напряжения мест предполагаемых повреждений
затем эти напряжения преобразуются масштабирующими элементами 17-20 в токи
Коэффициенты передачи масштабирующих элементов 9-20 указаны непосредственно на схеме.
Четырехвходовые сумматоры 23, 24 формируют токи в местах предполагаемых повреждений 7, 8, объединяя слагаемые токов
и
и
как это следует из модели сети по фиг.2:
Органы 25, 26, формирующие комплексные мощности, потребляемые предполагаемыми повреждениями 7, 8, перемножают вектор комплексных напряжений и вектор сопряженных комплексов токов каждого повреждения
На выходы органов мощности 25, 26 поступают сигналы, передающие значения активной реактивной мощностей - составляющие комплексной мощности
Нуль-индикаторы 27, 28 реагируют на выполнение главных условий реальности повреждения
а пороговые элементы 29, 30 дополнительно проверяют физическую достоверность модели сети по условию неспособности повреждений генерировать активную мощность
Нулевые значения возможны при металлических коротких замыканиях.
Оконечный логический элемент 31 фиксирует выполнение всех четырех условий для реактивных и активных мощностей двух повреждений по срабатыванию четырех элементов 27-30 и выдает значения
,
варьируемых координат хf1, хf2 мест предполагаемых повреждений, при которых это совместное срабатывание произошло.
Предполагаемый способ распознавания двойного замыкания свободен от методической погрешности. Обеспечиваемая им точность локации полностью определяется степенью адекватности модели сети реальному объекту. Необходимо заметить, что предполагается синхронизация наблюдений на обеих сторонах сети. Она выполняется либо посредством спутниковой связи, либо с помощью модели неповрежденной сети при наблюдении предшествующего режима.
Источники информации
1. Ю.Я. Лямец, В.И. Антонов, В.А. Ефремов и др. Диагностика линий электропередачи. Межвуз. сб. науч. тр., Чебоксары, изд-во Чуваш, ун-та, 1992, С.9-32.
2. Патент РФ №2033622, кл. G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1995.
3. Патент РФ №2033623, кл. G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1995.
Claims (1)
- Способ определения мест двойного замыкания в многопроводной электрической сети с использованием ее модели при двухстороннем наблюдении, при котором модель содержит первый участок, преобразующий токи и напряжения, наблюдаемые на одной стороне сети, в первые токи и напряжения места предполагаемого повреждения, и второй участок, преобразующий токи и напряжения, наблюдаемые на другой стороне сети, во вторые токи и напряжения места предполагаемого повреждения, отличающийся тем, что модель сети дополняют третьим участком от места первого предполагаемого повреждения до места второго предполагаемого повреждения, выполняют третий участок в виде преобразователя напряжений первого и второго предполагаемых повреждений в третьи токи первого места предполагаемого повреждения и четвертые токи второго места предполагаемого повреждения, преобразуют первые и третьи токи в первые дифференциальные токи первого места предполагаемого повреждения, преобразуют вторые и четвертые токи во вторые дифференциальные токи второго места предполагаемого повреждения, преобразуют первые напряжения и первые дифференциальные токи в реактивную и активную мощности первого места предполагаемого повреждения, преобразуют вторые напряжения и вторые дифференциальные токи в реактивную и активную мощности второго места предполагаемого повреждения, и фиксируют координаты обоих мест повреждения, если обе реактивные мощности переходят через нулевые значения, а обе активные мощности неотрицательны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105847/28A RU2505825C2 (ru) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105847/28A RU2505825C2 (ru) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012105847A RU2012105847A (ru) | 2013-08-27 |
RU2505825C2 true RU2505825C2 (ru) | 2014-01-27 |
Family
ID=49163413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105847/28A RU2505825C2 (ru) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2505825C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557375C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2558266C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2558265C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2586082C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | Способ определения мест замыканий на землю в разных фазах фидера |
RU2737234C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ определения мест двойного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью |
RU2737863C2 (ru) * | 2016-05-20 | 2020-12-04 | Свидиш Ньютрал АБ | Система и способ для определения местоположения короткого замыкания на землю в электрических сетях |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1585767A1 (ru) * | 1988-05-16 | 1990-08-15 | Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина | Способ определени рассто ни до мест двойного замыкани на землю |
RU2033623C1 (ru) * | 1989-05-12 | 1995-04-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Способ определения места и характера повреждения в электрической системе с использованием моделей входящих в нее линий электропередачи |
RU2107304C1 (ru) * | 1995-11-13 | 1998-03-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Способ определения места повреждения линии электропередачи с двусторонним питанием |
US6476613B2 (en) * | 2000-12-20 | 2002-11-05 | Abb Ab | Method of fault location in parallel transmission lines with series compensation |
US20100277181A1 (en) * | 2006-01-12 | 2010-11-04 | Abb Technology Ltd. | Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line |
US20110082653A1 (en) * | 2007-10-19 | 2011-04-07 | Abb Research Ltd. | Method for fault location on series compensated power transmission lines with two-end unsynchronized measurement |
-
2012
- 2012-02-17 RU RU2012105847/28A patent/RU2505825C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1585767A1 (ru) * | 1988-05-16 | 1990-08-15 | Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина | Способ определени рассто ни до мест двойного замыкани на землю |
RU2033623C1 (ru) * | 1989-05-12 | 1995-04-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Способ определения места и характера повреждения в электрической системе с использованием моделей входящих в нее линий электропередачи |
RU2107304C1 (ru) * | 1995-11-13 | 1998-03-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Способ определения места повреждения линии электропередачи с двусторонним питанием |
US6476613B2 (en) * | 2000-12-20 | 2002-11-05 | Abb Ab | Method of fault location in parallel transmission lines with series compensation |
US20100277181A1 (en) * | 2006-01-12 | 2010-11-04 | Abb Technology Ltd. | Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line |
US20110082653A1 (en) * | 2007-10-19 | 2011-04-07 | Abb Research Ltd. | Method for fault location on series compensated power transmission lines with two-end unsynchronized measurement |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557375C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2558266C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2558265C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2586082C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" | Способ определения мест замыканий на землю в разных фазах фидера |
RU2737863C2 (ru) * | 2016-05-20 | 2020-12-04 | Свидиш Ньютрал АБ | Система и способ для определения местоположения короткого замыкания на землю в электрических сетях |
US11035907B2 (en) | 2016-05-20 | 2021-06-15 | Swedish Neutral Ab | System and method for locating earth fault in power grids |
RU2737234C1 (ru) * | 2020-03-18 | 2020-11-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ определения мест двойного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012105847A (ru) | 2013-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2505825C2 (ru) | Способ определения мест двойного замыкания многопроводной электрической сети | |
Choi et al. | A direct three-phase circuit analysis-based fault location for line-to-line fault | |
Lin et al. | An algorithm for locating faults in three-terminal multisection nonhomogeneous transmission lines using synchrophasor measurements | |
Filomena et al. | Fault location for underground distribution feeders: An extended impedance-based formulation with capacitive current compensation | |
Venjakob et al. | Setup and performance of the real-time simulator used for hardware-in-loop-tests of a VSC-based HVDC scheme for offshore applications | |
US20040073387A1 (en) | Determining parameters of an equivalent circuit representing a transmission section of an electrical network | |
Kang et al. | A fault location algorithm based on circuit analysis for untransposed parallel transmission lines | |
JP2018535633A (ja) | 直流距離保護コントローラの改善またはこれに関連する改善 | |
Ashouri et al. | On the application of modal transient analysis for online fault localization in HVDC cable bundles | |
Tang et al. | Distribution system modeling using CYMDIST for study of high penetration of distributed solar photovoltaics | |
Wu et al. | Synchrophasor measurement‐based fault location technique for multi‐terminal multi‐section non‐homogeneous transmission lines | |
CN111141995A (zh) | 一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统 | |
Elsadd et al. | Incorporating earth fault location in management‐control scheme for distribution networks | |
Anand et al. | Ensemble empirical mode decomposition‐based differential protection scheme for islanded and grid‐tied AC microgrid | |
Hossain et al. | Partial operating current characteristics to discriminate internal and external faults of differential protection zones during CT saturation | |
Guillen et al. | Data‐driven short‐circuit detection and location in microgrids using micro‐synchrophasors | |
Kocar et al. | General and simplified computation of fault flow and contribution of distributed sources in unbalanced distribution networks | |
Leite et al. | State estimation of distribution networks through the real-time measurements of the smart meters | |
Shiroei et al. | A new algorithm for fault location on transmission lines | |
JP5393117B2 (ja) | 送電線事故点標定装置および送電線事故点標定方法 | |
US11327105B2 (en) | Fault location in multi-terminal tapped lines | |
RU2720949C1 (ru) | Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи | |
RU2457593C1 (ru) | Способ построения дистанционной защиты двухконцевой линии и обнаружения места короткого замыкания на ней | |
Dwivedi et al. | Fault location in power networks using graph theory | |
Sreerama et al. | Detection, localization and fault diagnosis using PetriNets for smart power distribution grids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170218 |