RU2532760C1 - Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи - Google Patents
Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532760C1 RU2532760C1 RU2013115603/28A RU2013115603A RU2532760C1 RU 2532760 C1 RU2532760 C1 RU 2532760C1 RU 2013115603/28 A RU2013115603/28 A RU 2013115603/28A RU 2013115603 A RU2013115603 A RU 2013115603A RU 2532760 C1 RU2532760 C1 RU 2532760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- branch
- branches
- voltage
- transmission line
- devices
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередачи. Технический результат: повышение точности определения места повреждения. Сущность: в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток. Одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки. Для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку. Для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяют место повреждения на этой ветке. При определении места повреждения используют зафиксированные времена прихода импульса к концам ответвлений ЛЭП, а также длины ответвлений и расстояния между началами ответвлений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередач (ЛЭП).
Известен «Способ определения места повреждения распределительных сетей» [Патент РФ №2368912, МПК G01R 31/08, опубл. БИ №27 от 27.09.2009], по которому в исследуемую линию генерируют зондирующие импульсы, принимают отраженные сигналы и место повреждения точно и однозначно определяют по отсутствию отраженного импульса с информационным признаком, индивидуализирующим, по крайней мере, конкретное ответвление, в котором согласно предложению в качестве зондирующих импульсов используют дискретно-кодированные сигналы, а в качестве информационного признака, индивидуализирующего конкретное ответвление или фазу ответвления, используют согласованную фильтрацию дискретно-зондированного сигнала на концах линии.
Недостатком способа является большое затухание зондирующих сигналов и соответственно невозможность использования на длинных линиях с многими ответвлениями.
Известны волновые способы определения места повреждения линии электропередач [Например, Г.М. Шалыт Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоатомиздат, 1982. стр.18-22].
Они основаны на измерении времени между моментами достижения концов линии фронтами электромагнитных волн, возникающих в месте повреждения.
Однако непосредственно использовать эти способы на разветвленной линии электропередачи невозможно. На таких линиях имеет место неоднозначность ответвления, на котором произошло повреждение.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является «Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной линии электропередач, способ определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной линии электропередач и устройство контроля тока и напряжения для их осуществления» [Патент РФ №2372624, МПК G01R 31/08, опубл. 10.11.2009]. Способ определения однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, заключается в том, что фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, в качестве импульсов используют скачок фазного напряжения, одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку, а для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяют место повреждения на этой ветке.
Недостатком способа-прототипа является низкая точность определения места повреждения разветвленной линии электропередачи.
Низкая точность определения места повреждения способа-прототипа связана с зависимостью точности расчета расстояния до повреждения от скорости распространения импульса электромагнитных волн по ЛЭП.
Скорость распространения импульса электромагнитных волн по ЛЭП определяется реактивными параметрами линии (индуктивность и емкость) и не является постоянной. В частности, емкость ЛЭП зависит от температурного и влажностного состояния атмосферы, сопротивления Земли и др. и изменяется не только при смене времен года, но и при перемене погодных условий. Так, диапазоны изменения скорости распространения электромагнитных волн по различным волновым каналам (фаза-фаза, фазы-земля и др.) приведены, например, в [Микуцкий Г.В., Скитальцев B.C. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. Учебник для учащихся энергетических и энергостроительных техникумов. Изд. 2-е., переработ. и доп.- М.: «Энергия», 1977. стр.68].
Поэтому способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи, в котором при расчетах не используется случайным образом изменяющаяся скорость распространения скачка напряжения, будет обладать большей точностью.
Задача изобретения - повышение точности способа определения места повреждения разветвленной линии электропередачи.
Поставленная задача реализуется способом определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП заключающимся в том, что фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, в качестве импульсов используют скачок фазного напряжения, одновременно всеми устройствами регистрируют время нахождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку, а для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяют место повреждения на этой ветке. Согласно предлагаемому способу при определении места повреждения разностно-дальномерным способом не используют скорость распространения импульса (скачка напряжения) по ЛЭП, а используют зафиксированные времена прихода импульса к концам на поврежденных участках ЛЭП.
Предлагаемый способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи может быть реализован устройством, реализующим способ-прототип [Патент РФ №2372624, МПК G01R 31/08, опубл. 10.11.2009].
На фиг.1 представлена структурная схема разветвленной линии электропередачи, поясняющая определение места повреждения согласно предлагаемому способу.
Способ реализуется следующим образом.
При осуществлении способа определения места повреждения разветвленной линии электропередачи используется многосторонняя локация как в начале ЛЭП, так и в конце каждого ответвления. В момент повреждения ЛЭП возникает скачок напряжения и распространяются волны напряжения к концам линии. Эти волны напряжения регистрируются соответствующими устройствами контроля тока и напряжения, в состав которых входят приемники спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Устройства устанавливают в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления. В устройствах осуществляется измерение времени распространения скачка напряжения от повреждения до каждого из концов ЛЭП, причем измерения производятся синхронизированно, в единой шкале времени. Параметры зарегистрированных сигналов (скачков) напряжения с использованием режима ретрансляции радиомодемов передаются в диспетчерский центр для последующей автоматической обработки.
Сначала на диспетчерском центре определяется поврежденное ответвление. Выбор поврежденного ответвления осуществляется разностно-дальномерным способом, аналогично способу-прототипу. При этом могут учитываться, например, следующие соображения. Из всех пар устройств контроля тока напряжения выбирается такая, к которой зарегистрированные времена распространения фронта скачка напряжения по ЛЭП являются наименьшим. Используя конструктивные особенности линии (длины ответвлений) и учитывая соотношение времен фиксации фронта напряжения, можно определить поврежденное присоединение.
В дальнейшем реализуется определение места повреждения по уточненным алгоритмам для выбранного ответвления ЛЭП. Для этого используются знания точных линейных координат ответвлений ЛЭП, а также регистрация на концах ответвлений времени прихода фронта скачка напряжения.
Рассмотрим реализацию предлагаемого способа определения места повреждения разветвленной линии электропередачи на примере ЛЭП (фиг.1). Пусть повреждение произошло на ответвлении (7) к подстанции (ПС) 2. Тогда, используя зарегистрированные времена фиксации фронта скачка напряжения Tj и Ti на ПС 1 и ПС 2 для i-го и j-го ответвлений (устройств контроля тока и напряжения), расстояние x от места повреждения до i-го устройства контроля тока и напряжения согласно способа-прототипа можно определить согласно выражения
где υ - скорость распространения скачка напряжения по ЛЭП; Li - длина i-го ответвления; Lj - длина j-го ответвления; Pij - расстояние между началом i-го и j-го ответвления по магистрали ЛЭП.
Для примера (фиг.1) выберем в качестве опорного участок ЛЭП между ПС 1 и ПС 3 (устройствами контроля тока и напряжения с индексами j и m). При этом вне зависимости от места повреждения на i-ом ответвлении к ПС 2 имеет место равенство
Tj·υ-Tm-υ=(Lj+Pij)-(Lm+Pim),
где Tm - время фиксации фронта скачка напряжения устройством контроля тока и напряжения с индексом m (ПС 3); Lm - длина ответвления т к ПС 3; Pim - расстояние между началом i-го и m-го ответвления по магистрали.
После несложных преобразований получаем
Подставляя (2) в (1), получаем соотношение для расчета расстояния х до места повреждения
Дальнейшее повышение точности способа определения места повреждения разветвленной линии электропередачи целесообразно реализовать путем использования нескольких опорных участков. Для рассматриваемого примера (фиг.1) в вычислительные процедуры могут быть включены уравнения, связанные с ответвлением с индексом n (ПС 4).
Справедливы следующие равенства
(Tj-Tm)υ=Lj+Pij-Lm-Pim;
(Tj-Tn)υ=Lj+Pij-Ln-Pim
(Tm-Tn)υ=Lm+Pim-Ln-Pin;
и оценки скорости
В последующем для получения более точного значения скорости υ (и соответственно более точного определения места повреждения ЛЭП) оценки скорости по каждому из представленных равенств могут быть усреднены. Однако может быть реализован и более сложный алгоритм получения уточненного значения скорости, например, с использованием метода наименьших квадратов, или другие подходы, использующие избыточную информацию о значении параметра. При любом из указанных вариантов в последующем предполагается подстановка уточненного значения скорости υ в выражение (1).
Таким образом, предлагаемый способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи использует большее число измерений устройствами контроля тока и напряжения по сравнению со способом-прототипом, а также позволяет исключить из процедуры определения места повреждения неизвестный (случайный) фактор - скорость распространения фронта скачка напряжения по ЛЭП и поэтому обладает повышенной точностью.
Claims (1)
- Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП, заключающийся в том, что фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, в качестве импульсов используют скачок фазного напряжения, одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку и определяют место повреждения, отличающийся тем, что место повреждения определяют в соответствии с соотношением
где i - индекс поврежденного ответвления, а j и m - индексы неповрежденных ответвлений; L i, L j, L m - соответственно длины i-го, j-го и m-го ответвлений; P ij - расстояние между началом i-го и j-го ответвления по магистрали ЛЭП, а P im - расстояние между началом i-го и m-го ответвления по магистрали ЛЭП; T i, T j и T m - зарегистрированные времена фиксации фронта скачка напряжения на соответствующих устройствах контроля тока и напряжения для i-го, j-го и m-го ответвлений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115603/28A RU2532760C1 (ru) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115603/28A RU2532760C1 (ru) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013115603A RU2013115603A (ru) | 2014-10-10 |
RU2532760C1 true RU2532760C1 (ru) | 2014-11-10 |
Family
ID=53379932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013115603/28A RU2532760C1 (ru) | 2013-04-05 | 2013-04-05 | Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532760C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603247C1 (ru) * | 2015-09-17 | 2016-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения места повреждения линии электропередачи |
RU2639715C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2017-12-22 | Рустэм Газизович Хузяшев | Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололёда на проводах |
RU2719278C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью |
RU2724352C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2020-06-23 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | Устройство для определения места повреждения линии электропередачи |
RU2753838C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2774052C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ одностороннего волнового определения места повреждения |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6477475B1 (en) * | 1998-11-12 | 2002-11-05 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
US6597180B1 (en) * | 1998-12-28 | 2003-07-22 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
JP2004028659A (ja) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐ケーブル線路の事故点特定方法及び事故点特定装置 |
US20040232919A1 (en) * | 2001-06-12 | 2004-11-25 | Glenn Lacey | Fault detection system and method |
JP2005121434A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Nishimu Electronics Industries Co Ltd | 送電線故障点標定システム |
JP4104341B2 (ja) * | 2002-02-08 | 2008-06-18 | 東光電気株式会社 | 事故点標定システム |
RU2372624C1 (ru) * | 2008-03-12 | 2009-11-10 | Рустэм Газизович Хузяшев | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной линии электропередач, способ определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной линии электропередач и устройство контроля тока и напряжения для их осуществления |
-
2013
- 2013-04-05 RU RU2013115603/28A patent/RU2532760C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6477475B1 (en) * | 1998-11-12 | 2002-11-05 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
US6597180B1 (en) * | 1998-12-28 | 2003-07-22 | Nippon Kouatsu Electric Co., Ltd. | Fault point location system |
US20040232919A1 (en) * | 2001-06-12 | 2004-11-25 | Glenn Lacey | Fault detection system and method |
JP4104341B2 (ja) * | 2002-02-08 | 2008-06-18 | 東光電気株式会社 | 事故点標定システム |
JP2004028659A (ja) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐ケーブル線路の事故点特定方法及び事故点特定装置 |
JP2005121434A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Nishimu Electronics Industries Co Ltd | 送電線故障点標定システム |
RU2372624C1 (ru) * | 2008-03-12 | 2009-11-10 | Рустэм Газизович Хузяшев | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной линии электропередач, способ определения места междуфазного короткого замыкания в разветвленной воздушной линии электропередач и устройство контроля тока и напряжения для их осуществления |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603247C1 (ru) * | 2015-09-17 | 2016-11-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения места повреждения линии электропередачи |
RU2639715C1 (ru) * | 2016-09-22 | 2017-12-22 | Рустэм Газизович Хузяшев | Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололёда на проводах |
RU2724352C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2020-06-23 | Публичное акционерное общество энергетики и электрификации Кубани | Устройство для определения места повреждения линии электропередачи |
RU2719278C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-04-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью |
RU2753838C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю |
RU2774052C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ одностороннего волнового определения места повреждения |
RU2774049C1 (ru) * | 2021-08-20 | 2022-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" | Способ двухстороннего волнового определения места повреждения кабельно-воздушной линии электропередачи |
RU2807951C1 (ru) * | 2023-07-26 | 2023-11-21 | Анастасия Геннадьевна Семенова | Способ определения места короткого замыкания на землю на магистральной линии электропередачи с ответвлением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013115603A (ru) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10656198B2 (en) | Electric power system monitoring using high-frequency signals | |
RU2532760C1 (ru) | Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи | |
CN106771861B (zh) | 基于广域行波能量和时间差的复杂电网故障定位方法 | |
Mondal et al. | Partial discharge localization in a power transformer: Methods, trends, and future research | |
CN111433616B (zh) | 用于输电线路的无参数的基于行波的故障定位 | |
Xinzhou et al. | Optimizing solution of fault location | |
EP3710842B1 (en) | Traveling wave based fault location using unsynchronized measurements for transmission lines | |
CN110907755A (zh) | 一种输电线路在线监测故障识别方法 | |
CN103777115A (zh) | 基于故障暂态与稳态信号波速差的输电线路单端定位方法 | |
CN106646121A (zh) | 一种配电网故障行波波头的辨识方法 | |
Glik et al. | Detection, classification and fault location in HV lines using travelling waves | |
CN104849636A (zh) | 基于时延估计的超高频局放信号空间定位方法 | |
Reis et al. | An improved single-ended correlation-based fault location technique using traveling waves | |
CN109564256B (zh) | 用于对传输线路中的故障进行定位的基于行波的方法和用于该方法的装置 | |
CN106841914B (zh) | 配电线路的故障测距装置 | |
CN103941152A (zh) | 一种基于波形相似性的k-NN算法的缆线混合线路故障测距方法 | |
Moldovan et al. | Methods of faults detection and location in electrical systems | |
RU2639715C1 (ru) | Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололёда на проводах | |
RU2521790C1 (ru) | Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи | |
Burek et al. | New single ended fault locator for HVDC lines | |
Ngwenyama et al. | Traveling Wave fault location detection technique for high voltage transmission lines | |
da Cunha et al. | Influence of traveling wave detection sensitivity on transient pattern recognition-based single-ended fault location approach | |
Raju et al. | Fault direction detection and fault location identification in transmission lines using traveling waves | |
Wang et al. | Fault section identification method for mixed line in AC transmission system | |
Gemelli et al. | Factors affecting the single-ended travelling wave-based fault location in hv lines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150406 |