RU2542337C1 - Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation - Google Patents

Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation Download PDF

Info

Publication number
RU2542337C1
RU2542337C1 RU2013142150/07A RU2013142150A RU2542337C1 RU 2542337 C1 RU2542337 C1 RU 2542337C1 RU 2013142150/07 A RU2013142150/07 A RU 2013142150/07A RU 2013142150 A RU2013142150 A RU 2013142150A RU 2542337 C1 RU2542337 C1 RU 2542337C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
currents
line
models
sides
determined
Prior art date
Application number
RU2013142150/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013142150A (en
Inventor
Юрий Яковлевич Лямец
Павел Ильич Воронов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер"
Priority to RU2013142150/07A priority Critical patent/RU2542337C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2542337C1 publication Critical patent/RU2542337C1/en
Publication of RU2013142150A publication Critical patent/RU2013142150A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: abnormal components of phase voltages and currents on both sides of the line are fixed, zero sequence components are subtracted from them, forming thereby the first voltages and currents, two-wire models of direct sequence for all phases of a power line are compiled which are used in two modes - passive and active. In the passive mode to inputs of both sides of models the first voltages are supplied, and in the active mode the inputs of both sides of models are shunted, the reactions of passive models in the form of the second input currents are determined, the third currents flowing on the shunted inputs of active models are determined by subtracting the second currents from the respective first currents, the relation of the third currents of the opposite sides of each model are determined and using the named relations the place of short circuit of the power line is determined.
EFFECT: improvement of efficiency and simplicity of the method.
5 cl, 15 dwg

Description

Изобретение как техническое решение находится на стыке электроэнергетики и электротехники и относится к релейной защите и автоматике линий электропередачи.The invention as a technical solution is at the junction of electric power and electrical engineering and relates to relay protection and automation of power lines.

Известны способы определения места замыкания линии электропередачи, использующие ее модели [1, 2]. За прошедшее время стало уделяться все большее внимание двухстороннему наблюдению линии. Оно дает более точные результаты, чем одностороннее наблюдение, а передача информации между подстанциями по оптоволоконной связи становится обыденным делом. Между тем, критерии повреждения, используемые при двухстороннем наблюдении, мало отличаются от критериев повреждения при одностороннем наблюдении. Основным остается энергетический критерий, говорящий о том, что модель замыкания диссипативна, т.е. не потребляет и не генерирует реактивную мощность [3], а в более общем случае, - что ее мгновенная мощность неотрицательна.Known methods for determining the location of the closure of the power line using its model [1, 2]. Over the past time, more and more attention has been paid to two-way observation of the line. It gives more accurate results than one-way monitoring, and the transmission of information between substations via fiber optic communication is becoming commonplace. Meanwhile, the damage criteria used in two-way observation do not differ much from the damage criteria in one-way observation. The main energy criterion remains, which says that the closure model is dissipative, i.e. it does not consume and does not generate reactive power [3], and in the more general case, that its instantaneous power is non-negative.

Существует задача кардинального упрощения и унифицирования процедуры защиты и локации линии электропередачи при двухстороннем наблюдении по сравнению с односторонним наблюдением. Задача обусловлена тем, что информационная база двухстороннего наблюдения несравненно шире и мощнее, чем одностороннего. На решение этой задачи нацелен способ определения места повреждения линии электропередачи [4]. Однако отойти от включения в модель линии резистивной модели повреждения в этом способе все же не удалось. В результате не удалось отойти от трехфазной модели сети и трехфазной в общем случае резистивной модели повреждения, которая вынужденно варьируется в зависимости от вида замыкания. Кроме того, в прототипе упрощение достигается за счет выделения участка электропередачи, моделируемого без учета распределенной емкости, что сужает возможности способа в применении к фидерам - электропередачам с изолированной нейтралью, где процессы, протекающие при замыкании на землю, существенно зависят от емкости фидера относительно земли.There is the task of radically simplifying and unifying the procedures for protecting and locating a power line during two-way observation compared with one-way observation. The task is due to the fact that the information base of two-way observation is incomparably wider and more powerful than one-way. A solution to this problem is aimed at determining the location of damage to the power line [4]. However, it was still not possible to move away from including a resistive damage model in the line model in this method. As a result, it was not possible to move away from the three-phase network model and the generally three-phase resistive model of damage, which is forced to vary depending on the type of fault. In addition, in the prototype, simplification is achieved by allocating a portion of the power transmission modeled without taking into account the distributed capacity, which narrows the possibilities of the method as applied to feeders - power transmission with insulated neutral, where the processes that occur during an earth fault significantly depend on the capacity of the feeder relative to the ground.

Цель настоящего изобретения - разработка такого способа определения места замыкания линии электропередачи, который был бы инвариантен к виду замыкания (однофазное, междуфазное, двухфазное на землю, трехфазное, в том числе земляные и несимметричные), ограничивался простейшими двухпроводными моделями электропередачи, не требовал привлечения резистивной модели повреждения, был применим как к сетям с глухо заземленной нейтралью, так и к фидерам, разумеется, при условии их двухстороннего наблюдения.The purpose of the present invention is the development of such a method for determining the location of a power line circuit that is invariant to the type of circuit (single-phase, interphase, two-phase to earth, three-phase, including ground and unbalanced), was limited to the simplest two-wire transmission models, did not require the use of a resistive model damage, was applicable both to networks with a dull earthed neutral, and to feeders, of course, subject to their bilateral observation.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения места замыкания линии электропередачи при двухстороннем ее наблюдении простейшие двухпроводные модели электропередачи используются по-новому, что и дает желаемый положительный эффект. К известным операциям относится фиксация (регистрация) фазных напряжений и токов на обеих сторонах линии, определение их безнулевых (центрированных) составляющих, составление для контролируемой линии двухпроводной модели прямой последовательности и ее тиражирование для каждой фазы. Фиксируются величины как текущего, так и предшествовавшего ему процессов. В конечном счете востребованы аварийные составляющие фазных напряжение и токов, требующие для своего определения информации о сменяющих друг друга процессах.This goal is achieved by the fact that in the known method for determining the location of the closure of the power line during its two-way observation, the simplest two-wire power transmission models are used in a new way, which gives the desired positive effect. Known operations include fixing (recording) phase voltages and currents on both sides of the line, determining their non-zero (centered) components, drawing up a two-wire direct sequence model for the controlled line and replicating it for each phase. The values of both the current and the processes preceding it are fixed. Ultimately, emergency components of phase voltage and currents are required, which require information on successive processes for their determination.

Новыми являются операции с моделью электропередачи. В модели поочередно создают два различных режима - пассивный и активный - с тем, чтобы выделить те части аварийных составляющих наблюдаемых токов, которые создаются их неизвестным источником, действующим в неизвестном месте электропередачи. Весьма важно, что эти операции универсальны и в равной степени подходят для распознавания любых видов замыканий. В пассивном режиме на входы обеих сторон двухпроводной модели подают безнулевые напряжения (первые напряжения). Фиксируют реакции модели - вторые токи в отличие от первых токов (безнулевых). В активном режиме входы обеих сторон модели шунтируют. Третьи токи, которые протекают через зашунтированные входы, определяют как разности первых и вторых токов. Соотношение между третьими токами противоположных сторон модели любой фазы несет информацию о месте замыкания линии электропередачи, что и используется в предлагаемом способе.New are operations with a power transmission model. Two different modes — passive and active — are alternately created in the model in order to isolate those parts of the emergency components of the observed currents that are created by their unknown source, operating in an unknown place of power transmission. It is very important that these operations are universal and equally suitable for recognizing any types of closures. In passive mode, non-zero voltages (first voltages) are applied to the inputs of both sides of the two-wire model. The reactions of the model are recorded - second currents, in contrast to the first currents (non-zero). In active mode, the inputs of both sides of the model are bypassed. The third currents that flow through the shunted inputs are defined as the differences of the first and second currents. The ratio between the third currents of the opposite sides of the model of any phase carries information about the location of the closure of the power line, which is used in the proposed method.

В дополнительных пунктах формулы изобретения приведено конкретное выражение координаты места замыкания для однородной короткой линии (не более 50 км), а также соотношение, определяющее координату замыкания в однородной линии любой протяженности и, наконец, подобное соотношение для неоднородной линии, что представляет собой самый общий случай, правда, при операциях с комплексами электрических величин. В случае применения на линии сверхбыстродействующих выключателей времени наблюдения может оказаться недостаточно для уверенного выделения синусоидальных компонентов. На этот случай, а также учитывая возможность применения данного способа для построения быстродействующей защиты абсолютной селективности, предлагается вариант поиска координаты места повреждения по мгновенным значениям третьих токов на сторонах линии.In additional claims, a specific expression is given for the coordinates of the fault location for a homogeneous short line (no more than 50 km), as well as the ratio defining the fault coordinate in a homogeneous line of any length and, finally, a similar relationship for an inhomogeneous line, which is the most common case True, in operations with complexes of electrical quantities. In the case of the use of ultra-fast circuit breakers on the line, the observation time may not be enough to confidently distinguish sinusoidal components. In this case, and also taking into account the possibility of using this method to build a high-speed protection of absolute selectivity, an option is proposed to search for the coordinates of the location of damage by the instantaneous values of the third currents on the sides of the line.

На фиг.1 представлена схема линии электропередачи высокого напряжения, на которой в неизвестном месте xƒ произошло замыкание произвольного вида. Линия наблюдается на обеих концевых подстанциях. Наблюдаемые величины - напряжения usv, urv и токи isv, irv, где s и r - индексы сторон линии; ν=А, В, С - обозначение произвольной фазы.Figure 1 presents a diagram of a high voltage power line, on which an arbitrary circuit occurred in an unknown place x ƒ . The line is observed at both terminal substations. The observed values are voltages u sv , u rv and currents i sv , i rv , where s and r are the indices of the sides of the line; ν = A, B, C - designation of an arbitrary phase.

На фиг.2 приведена двухпроводная модель прямой последовательности, составленная для произвольной фазы ν. В модели действуют безнулевые аварийные составляющие напряжений и токов, которым присвоен первый номер. Кроме того, безнулевые составляющие отмечены штрихами:

Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
,
Figure 00000004
. В двухпроводной модели действует неизвестный источник тока
Figure 00000005
. Место действия xƒ также неизвестно.Figure 2 shows a two-wire direct sequence model compiled for an arbitrary phase ν. The model has non-zero emergency components of voltages and currents that are assigned the first number. In addition, non-zero components are marked by strokes:
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
,
Figure 00000004
. Two-wire model uses an unknown current source
Figure 00000005
. The scene of x ƒ is also unknown.

Фиг.3 показывает локальную двухпроводную модель, которая может быть выделена из общей структуры фиг.2 благодаря результатам наблюдения. На фиг.4 локальная модель показана в пассивном режиме без неизвестного источника

Figure 00000005
в месте замыкания. На фиг.5 локальная модель переведена в активный режим. В ней по-прежнему неизвестны ток и напряжение источника в месте замыкания, но известны реакции на него
Figure 00000006
и
Figure 00000007
.Figure 3 shows a local two-wire model that can be distinguished from the general structure of figure 2 due to the observation results. 4, the local model is shown in passive mode without an unknown source
Figure 00000005
in the circuit. In Fig. 5, the local model is put into active mode. It still does not know the current and voltage of the source at the fault location, but the reactions to it are known
Figure 00000006
and
Figure 00000007
.

Фиг.6-12 иллюстрируют операции, характеризующие предлагаемый способ. На фиг.6 показано формирование первых напряжений из аварийных составляющих фазных напряжений начала линии. На фиг.7 - то же в отношении первых токов. Четвертый провод на выходе показан пунктиром, так как сумма трех безнулевых составляющих тождественно равна нулю. Фиг.8 и 9 относятся к концу линии, а в остальном повторяют фиг.6 и 7.6-12 illustrate operations characterizing the proposed method. Figure 6 shows the formation of the first voltages from the emergency components of the phase voltage of the beginning of the line. In Fig.7 - the same with respect to the first currents. The fourth wire at the output is shown with a dashed line, since the sum of the three non-zero components is identically equal to zero. Fig and 9 refer to the end of the line, and the rest is repeated Fig.6 and 7.

На фиг.10 показана двухпроводная модель электропередачи произвольного вида. На фиг.11 эта же модель представлена в пассивном режиме, а на фиг.12 - в активном. Фиг.13-15 иллюстрируют заключительную операцию определения координаты места повреждения xf. Простейший вариант отражает модель фиг.13. Более сложный, с учетом всех распределенных параметров, - фиг.14. Наиболее общий пример неоднородной модели - фиг.15.Figure 10 shows a two-wire model of an arbitrary type of power transmission. In Fig. 11, the same model is presented in passive mode, and in Fig. 12 - in active mode. Fig.13-15 illustrate the final operation of determining the coordinates of the location of the damage x f . The simplest version reflects the model of FIG. 13. More complex, taking into account all distributed parameters, - Fig. The most common example of a heterogeneous model is FIG.

Кроме собственно линии 1 в состав электропередачи входят концевые подстанции 2 и 3, в которых указаны источники 4 и 5, чтобы подчеркнуть тот факт, что наблюдаются фазные напряжения и тока сначала предшествующего режима, а затем текущего режима короткого замыкания. Из них определяются аварийные составляющие. Если uпд(t) - предшествующее напряжение, где t<tкз, a uтк(t) - текущее напряжение, то аварийная составляющая представляет собой разностьIn addition to the actual line 1, the power transmission line includes terminal substations 2 and 3, in which sources 4 and 5 are indicated, in order to emphasize the fact that phase voltages and currents are observed first of the previous mode, and then of the current short circuit mode. Of these, emergency components are determined. If u pd (t) is the previous voltage, where t <t kz , au tk (t) is the current voltage, then the emergency component is the difference

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
- экстраполяция предшествующего процесса на время после смены режима, выполняемая фильтрами аварийных составляющих [5, 6]. Составляющие нулевой последовательности us0, is0, ur0, ir0 выделяются соответствующими измерительными трансформаторами либо определяются как средние арифметические фазных величин. Безнулевые аварийные составляющие получают, устраняя нулевую последовательность в фазных величинахWhere
Figure 00000009
- extrapolation of the previous process to the time after the regime change, performed by filters of emergency components [5, 6]. The components of the zero sequence u s0 , i s0 , u r0 , i r0 are selected by the corresponding measuring transformers or are determined as arithmetic means of phase quantities. Non-zero emergency components are obtained by eliminating the zero sequence in phase quantities

Figure 00000010
Figure 00000010

В двухпроводных моделях прямой последовательности, составленных для безнулевых аварийных составляющих, в неизвестном месте xf действует единственный неизвестный источник тока

Figure 00000011
(фиг.2). В моделях подстанций 2, 3 источники 4, 5 устраняются, что отражено закоротками 6, 7. На входе и выходе каждой двухпроводной модели прямой последовательности наблюдаются напряжение и ток
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
,
Figure 00000004
. Как следствие, модель линии 8 приобретает независимость от моделей подстанций (фиг.3), а наблюдаемые напряжения могут быть представлены в виде ЭДС 9 и 10, равных
Figure 00000001
и
Figure 00000003
. Индексы 1 в схемах фиг.2 и 3 относятся к наблюдаемым величинам. Модель по фиг.4 выведена в пассивный режим: по сравнению с общей моделью по фиг.3 в ней не предусмотрено повреждение, и источник аварийных составляющих
Figure 00000011
устранен. Наблюдаемые напряжения, т.е. ЭДС 9, 10, являются в данном случае источниками пассивного режима. Токи
Figure 00000012
,
Figure 00000013
по фиг.5 с шунтами 11, 12 на ее входах находится в активном режиме. В нее возвращен отсутствовавший в пассивном режиме неизвестный источник
Figure 00000011
, и именно в ней осуществляется поиск места повреждения xf благодаря тому, что известны токи
Figure 00000014
,
Figure 00000015
на ее зашунтированных входах - реакции на неизвестный источник тока.In two-wire direct sequence models designed for non-zero emergency components, a single unknown current source operates in an unknown location x f
Figure 00000011
(figure 2). In substation models 2, 3, sources 4, 5 are eliminated, which is reflected by shorts 6, 7. At the input and output of each two-wire direct sequence model, voltage and current are observed
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
,
Figure 00000004
. As a result, the model of line 8 becomes independent of the models of substations (Fig. 3), and the observed voltages can be represented as EMFs 9 and 10, equal to
Figure 00000001
and
Figure 00000003
. Indexes 1 in the diagrams of figure 2 and 3 relate to the observed values. The model of FIG. 4 is put into passive mode: compared to the general model of FIG. 3, it does not provide for damage, and the source of emergency components
Figure 00000011
eliminated. Observed stresses, i.e. EMF 9, 10, are in this case the sources of the passive mode. Toki
Figure 00000012
,
Figure 00000013
figure 5 with shunts 11, 12 at its inputs is in active mode. An unknown source that was absent in passive mode was returned to it.
Figure 00000011
, and it is in it that the location of the damage x f is searched due to the fact that currents are known
Figure 00000014
,
Figure 00000015
at its shunted inputs - reactions to an unknown current source.

Предлагаемый способ реализуется формирователем 13 безнулевых аварийных составляющих напряжений первой стороны линии, формирователем 14 безнулевых аварийных составляющих токов той же стороны, аналогичными преобразователями 15, 16 напряжений и токов другой стороны. Произвольная двухпроводная модель прямой последовательности 17 на фиг.10 показана без каких-либо источников. Необходимо отметить, что ее второй провод 18 не следует путать с реальной землей, так как он является общим проводом только для безнулевых составляющих. На фиг.11 модель 17 подключена к внешним ЭДС 9, 10, т.е. находится в пассивном режиме, а на фиг.12 она находится в активном режиме, когда определяется координата места замыкания xf.The proposed method is implemented by the driver 13 non-zero emergency voltage components of the first side of the line, the driver 14 non-zero emergency voltage components of the current side, similar converters 15, 16 voltage and currents of the other side. An arbitrary two-wire direct sequence model 17 of FIG. 10 is shown without any sources. It should be noted that its second wire 18 should not be confused with real earth, since it is a common wire only for non-zero components. 11, model 17 is connected to external EMFs 9, 10, i.e. is in the passive mode, and in Fig. 12 it is in the active mode when the coordinate of the fault location x f is determined.

Предлагаемый способ реализуется операцией (1) определения аварийных составляющих электрических величин, операцией (2) формирования безнулевых составляющих. Последняя совершается блоками 13-16. Двухпроводные модели 17 каждой фазы ν=А, В, С функционируют автономно. Модели работают при нулевых начальных условиях, так как все подключаемые к ней источники являются аварийными составляющими.The proposed method is implemented by operation (1) of determining emergency components of electrical quantities, by operation (2) of forming non-zero components. The latter is done in blocks 13-16. Two-wire models 17 of each phase ν = A, B, C operate autonomously. Models work under zero initial conditions, since all sources connected to it are emergency components.

Принципиально важное значение имеют операции включения модели на ЭДС 9, 10 - источники наблюдаемых напряжений, фиксации токов

Figure 00000012
,
Figure 00000013
- реакции модели на эти источники (схемы фиг.4, фиг.11) и определения разностных токовOf fundamental importance are the operations of switching on the model on EMF 9, 10 - sources of observed voltages, current fixing
Figure 00000012
,
Figure 00000013
- the reaction of the model to these sources (diagrams of Fig. 4, Fig. 11) and the determination of difference currents

Figure 00000016
Figure 00000016

которые в свою очередь являются реакцией на источник аварийных составляющих, создающий в неизвестном месте xf ток

Figure 00000017
и напряжение
Figure 00000018
Данный способ не предполагает обязательного поиска этого источника. В первую очередь определяется место повреждения. Затем уже может быть определен и ток
Figure 00000017
, что имеет определенный смысл, если требуется подтвердить результаты предварительно проведенной фазовой селекции, т.е. определения поврежденных проводов. Например, при однофазном замыкании фазы Аwhich in turn are a reaction to a source of emergency components, creating a current in an unknown place x f
Figure 00000017
and voltage
Figure 00000018
This method does not imply a mandatory search for this source. First of all, the place of damage is determined. Then the current can be determined
Figure 00000017
, which makes sense if you want to confirm the results of a preliminary phase selection, i.e. determination of damaged wires. For example, with a single-phase phase A circuit

Figure 00000019
Figure 00000019

Рассмотрим соотношения между токами

Figure 00000014
и
Figure 00000015
и искомой координатой места замыкания xf в моделях различной сложности. В короткой линии электропередачи можно пренебречь влиянием распределенной емкости (фиг.13). В однородной двухпроводной модели при этом выполняется равенствоConsider the relationship between currents
Figure 00000014
and
Figure 00000015
and the desired coordinate of the fault location x f in models of varying complexity. In a short power line, the influence of distributed capacity can be neglected (Fig. 13). In a homogeneous two-wire model, the equality

Figure 00000020
Figure 00000020

Для определения координаты хƒ достаточно выполнить операции с токами

Figure 00000014
,
Figure 00000015
в соответствии с выражениемTo determine the coordinate x ƒ it is enough to perform operations with currents
Figure 00000014
,
Figure 00000015
according to the expression

Figure 00000021
Figure 00000021

В данном случае предлагаемый способ обладает предельно высоким быстродействием и может быть использован для построения защиты линии абсолютной селективности с функцией локации замыкания.In this case, the proposed method has an extremely high speed and can be used to build the protection of the line of absolute selectivity with the function of location of the circuit.

В линии произвольной длины, когда необходимо учесть распределенную емкость

Figure 00000022
проще перейти к комплексным напряжениям и токам
Figure 00000023
,
Figure 00000024
, выделяя с помощью фильтров ортогональных составляющих [7, 8] синусоидальные компоненты наблюдаемых величин (фиг.14). Комплексы связаны в однородной двухпроводной модели соотношениемIn a line of arbitrary length, when it is necessary to take into account the distributed capacity
Figure 00000022
easier to switch to complex voltages and currents
Figure 00000023
,
Figure 00000024
, highlighting using filters orthogonal components [7, 8] the sinusoidal components of the observed values (Fig.14). The complexes are connected in a homogeneous two-wire model by the relation

Figure 00000025
Figure 00000025

где

Figure 00000026
и
Figure 00000027
- характеристическое сопротивление и коэффициент распространения прямой последовательности. Отсюда следует выражение для определения координаты xf Where
Figure 00000026
and
Figure 00000027
- characteristic resistance and direct sequence propagation coefficient. From here follows the expression for determining the coordinate x f

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
.
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
.

Наконец, в случае неоднородной модели 17 используются комплексные взаимные проводимости

Figure 00000032
,
Figure 00000033
между токами
Figure 00000034
,
Figure 00000035
и напряжением
Figure 00000036
вместе xf (фиг.15):Finally, in the case of heterogeneous model 17, complex mutual conductivities are used
Figure 00000032
,
Figure 00000033
between currents
Figure 00000034
,
Figure 00000035
and tension
Figure 00000036
together x f (Fig. 15):

Figure 00000037
Figure 00000037

В модели мгновенных значений напряжений и токов с учетом распределенной емкости также возможно определение координаты xf. Соответствующее соотношение вытекает из разностных уравнений длинной линии [9]:In the model of instantaneous values of voltages and currents, taking into account the distributed capacitance, it is also possible to determine the coordinate x f . The corresponding relation follows from the difference equations of the long line [9]:

Figure 00000038
Figure 00000038

гдеWhere

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
- волновое сопротивление прямой последовательности,
Figure 00000041
- время пробега волны вдоль отрезка модели прямой последовательности длиной xf,
Figure 00000042
- то же вдоль отрезка l-xf.
Figure 00000040
direct impedance
Figure 00000041
is the travel time of the wave along the segment of the direct sequence model of length x f ,
Figure 00000042
- the same along the interval lx f .

Равенство (7) специфично. Дело в том, что информация о замыкании поступает в начало и в конце линии в разное время, допустим, в моменты t0s и t0r соответственно. Поэтому левая часть равенства берется в дискретные моменты времени t0s+kΔt, а правая часть - в моменты t0r+kΔt, где Δt - интервал дискретизации наблюдаемого процесса, k - номер интервала. Замыкание фиксируется в том месте xf, где система уравнений, вытекающая из равенства (7), дает наименьшую невязку:Equality (7) is specific. The fact is that information on the closure arrives at the beginning and at the end of the line at different times, for example, at times t 0s and t 0r, respectively. Therefore, the left-hand side of the equality is taken at discrete time instants t 0s + kΔt, and the right-hand side is taken at instants t 0r + kΔt, where Δt is the sampling interval of the observed process, k is the number of the interval. The closure is fixed in the place x f where the system of equations resulting from equality (7) gives the smallest discrepancy:

Figure 00000043
Figure 00000043

где kкон - последний момент наблюдения.where k con is the last moment of observation.

Соотношения (4), (5), (6), (8), несмотря на различие в подходах, всего лишь определяют заключительные операции, выделяющие информацию о месте замыкания линии электропередачи, доставляемую токами двухпроводной модели в ее втором, активном режиме. Заключительные операции обладают разной сложностью, но сам способ отличается простотой и универсальностью.Relations (4), (5), (6), (8), despite the difference in approaches, just determine the final operations that highlight information about the location of the power line closure delivered by the currents of the two-wire model in its second, active mode. Final operations have different complexity, but the method itself is simple and versatile.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2033622, G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.1. RF patent No. 2033622, G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.

2. Патент РФ №2033623, G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.2. RF patent No. 2033623, G01R 31/11, H02H 3/28, 1989.

3. Заявка РФ №2011147688/28(071514), решение о выдаче патента от 23 апреля 2013 г.3. RF application No. 20111147688/28 (071514), decision on the grant of a patent dated April 23, 2013.

4. Заявка РФ №2012130712/07(048210), решение о выдаче патента от 25 апреля 2013 г.4. RF application No. 2012130712/07 (048210), decision on the grant of a patent dated April 25, 2013.

5. Авторское свидетельство СССР №1817153, H01H 83/22, 1991.5. Copyright certificate of the USSR No. 1817153, H01H 83/22, 1991.

6. Патент РФ №2035815, H02H 3/38, H02H 7/26, H01H 83/22, 1992.6. RF patent No. 2035815, H02H 3/38, H02H 7/26, H01H 83/22, 1992.

7. Авторское свидетельство СССР №1744733, H01H 83/22, H02H 3/16, 1989.7. Copyright certificate of the USSR No. 1744733, H01H 83/22, H02H 3/16, 1989.

8. Патент РФ №2030052, H02H 3/40, H01H 83/22, 1992.8. RF patent No. 2030052, H02H 3/40, H01H 83/22, 1992.

9. Караев Р.И., Лямец Ю.Я. О применении разностных уравнений длинной линии. - Электричество, 1972, №11, с.28-36.9. Karaev R.I., Lyamets Yu.Ya. On the application of difference equations of a long line. - Electricity, 1972, No. 11, p. 28-36.

Claims (5)

1. Способ определения места замыкания линии электропередачи при двухстороннем наблюдении с использованием ее модели, согласно которому фиксируют аварийные составляющие фазных напряжений и токов на обеих сторонах линии, вычитают из них составляющие нулевой последовательности, формируя тем самым первые напряжения и токи, составляют для всех фаз линии электропередачи двухпроводные модели прямой последовательности, отличающийся тем, что двухпроводные модели используют в двух режимах - пассивном и активном, в пассивном режиме на входы обеих сторон моделей подают первые напряжения, а в активном режиме входы обеих сторон моделей шунтируют, определяют реакции пассивных моделей в виде вторых входных токов, определяют третьи токи, протекающие на зашунтированных входах активных моделей, вычитая вторые токи из соответствующих первых токов, находят соотношение между третьими токами противоположных сторон каждой модели и по указанным соотношениям определяют место замыкания линии электропередачи.1. A method for determining the location of the closure of a power line during two-way observation using its model, according to which the emergency components of phase voltages and currents on both sides of the line are fixed, the components of the zero sequence are subtracted from them, thereby forming the first voltages and currents, are for all phases of the line power transmission two-wire direct sequence models, characterized in that the two-wire models are used in two modes - passive and active, in passive mode to the inputs of both their sides of the models supply the first voltages, and in the active mode, the inputs of both sides of the models are bypassed, they determine the reactions of passive models in the form of second input currents, determine the third currents flowing at the shunted inputs of the active models, subtracting the second currents from the corresponding first currents, find the ratio between the third currents of opposite sides of each model and according to the specified ratios determine the place of closure of the power line. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что координату места замыкания в однородной короткой линии электропередачи определяют по формуле
x ƒ = l 1 + R 1 0 i s v 3 ' + L 1 0 d i s v 3 ' d t R 1 0 i r v 3 ' + L 1 0 d i r v 3 ' d t
Figure 00000044

где l - длина линии, s и r - индексы сторон линии, ν - обозначение произвольной фазы (ν=A,B,C) R 1 0
Figure 00000045
и L 1 0
Figure 00000046
- удельные сопротивление и индуктивность прямой последовательности, i3 - третий (разностный) ток поврежденной фазы.
2. The method according to claim 1, characterized in that the coordinate of the circuit in a uniform short power line is determined by the formula
x ƒ = l one + R one 0 i s v 3 '' + L one 0 d i s v 3 '' d t R one 0 i r v 3 '' + L one 0 d i r v 3 '' d t
Figure 00000044

where l is the length of the line, s and r are the indices of the sides of the line, ν is the designation of an arbitrary phase (ν = A, B, C) R one 0
Figure 00000045
and L one 0
Figure 00000046
- specific resistance and inductance of the direct sequence, i 3 - third (differential) current of the damaged phase.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что координату места замыкания в однородной линии электропередачи независимо от протяженности определяют из соотношения
s h γ _ x 1 ƒ s h γ _ ( l x ƒ ) 1 = I ' _ r v 3 I ' _ s v 3
Figure 00000047
,
где γ _ = 1 Z _ 1 0 Y _ 1 0
Figure 00000048
- коэффициент распространения длинной линии, Z _ 1 0 = R 1 0 + j ω L 1 0
Figure 00000049
, Y _ 1 0 = j ω C 1 0
Figure 00000050
- ее первичные параметры, C 1 0
Figure 00000051
- удельная емкость прямой последовательности, I _ 3
Figure 00000052
- комплекс третьего тока.
3. The method according to claim 1, characterized in that the coordinate of the circuit in a homogeneous power line, regardless of length, is determined from the ratio
s h γ _ x one ƒ s h γ _ ( l - x ƒ ) one = I '' _ r v 3 I '' _ s v 3
Figure 00000047
,
Where γ _ = one Z _ one 0 Y _ one 0
Figure 00000048
is the propagation coefficient of a long line, Z _ one 0 = R one 0 + j ω L one 0
Figure 00000049
, Y _ one 0 = j ω C one 0
Figure 00000050
- its primary parameters, C one 0
Figure 00000051
- specific capacity of the direct sequence, I _ 3
Figure 00000052
- complex of the third current.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что координату места замыкания линии электропередачи определяют из соотношения Y _ ƒ s 1 ( x ƒ ) Y _ ƒ r 1 ( l x ƒ ) = I ' _ s v 3 I ' _ r s v 3 ,
Figure 00000053

где Y _ ƒ s 1 ( x ƒ )
Figure 00000054
- взаимная проводимость прямой последовательности между ветвью замыкания в месте хƒ и зашунтированным входом линии, Y _ ƒ r 1 ( l x ƒ )
Figure 00000055
- то же между ветвью замыкания в месте хƒ и зашунтированным выходом линии.
4. The method according to claim 1, characterized in that the coordinate of the circuit location of the power line is determined from the ratio Y _ ƒ s one ( x ƒ ) Y _ ƒ r one ( l - x ƒ ) = I '' _ s v 3 I '' _ r s v 3 ,
Figure 00000053

Where Y _ ƒ s one ( x ƒ )
Figure 00000054
- the mutual conductivity of the direct sequence between the circuit branch in place x ƒ and the shunted input of the line, Y _ ƒ r one ( l - x ƒ )
Figure 00000055
- the same between the branch circuit at x ƒ and the shunted line output.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что координату места замыкания в линии электропередачи определяют из условия минимума невязки уравнений, взятых в различные моменты времени: левая часть - в моменты t0s+kΔt, а правая часть - в моменты t0r+kΔt:
b s 1 2 i ' s v 3 ( t τ s 1 ) a s 1 2 i ' s v 3 ( t + τ s 1 ) = b r 1 2 i ' r v 3 ( t τ r 1 ) a r 1 2 i ' r v 3 ( t + τ r 1 )
Figure 00000056
,
где
a s 1 = R в 1 + R 1 0 x ƒ / 2 ,   b s 1 = R в 1 R 1 0 x ƒ / 2 ,  
Figure 00000057

a r 1 = R в 1 + R 1 0 ( l x ƒ ) / 2 ,   b r 1 = R в 1 R 1 0 ( l x ƒ ) / 2 ,  
Figure 00000058

R в 1 = L 1 0 / C 1 0
Figure 00000059
- волновое сопротивление прямой последовательности, R 1 0
Figure 00000060
, L 1 0
Figure 00000061
, C 1 0
Figure 00000062
- удельные сопротивление, индуктивность и емкость прямой последовательности, t0s и t0r - моменты смены режима безнулевых аварийных составляющих соответственно в начале и в конце линии, Δt - интервал дискретизации, k - номер интервала.
5. The method according to claim 1, characterized in that the coordinate of the point of closure in the power line is determined from the condition for the minimum discrepancy of the equations taken at different points in time: the left side - at times t 0s + kΔt, and the right side - at times t 0r + kΔt:
b s one 2 i '' s v 3 ( t - τ s one ) - a s one 2 i '' s v 3 ( t + τ s one ) = b r one 2 i '' r v 3 ( t - τ r one ) - a r one 2 i '' r v 3 ( t + τ r one )
Figure 00000056
,
Where
a s one = R at one + R one 0 x ƒ / 2 , b s one = R at one - R one 0 x ƒ / 2 ,
Figure 00000057

a r one = R at one + R one 0 ( l - x ƒ ) / 2 , b r one = R at one - R one 0 ( l - x ƒ ) / 2 ,
Figure 00000058

R at one = L one 0 / C one 0
Figure 00000059
direct impedance R one 0
Figure 00000060
, L one 0
Figure 00000061
, C one 0
Figure 00000062
are the specific resistance, inductance and capacitance of the direct sequence, t 0s and t 0r are the moments of change of the regime of zero-zero emergency components, respectively, at the beginning and at the end of the line, Δt is the sampling interval, k is the number of the interval.
RU2013142150/07A 2013-09-13 2013-09-13 Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation RU2542337C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142150/07A RU2542337C1 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142150/07A RU2542337C1 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2542337C1 true RU2542337C1 (en) 2015-02-20
RU2013142150A RU2013142150A (en) 2015-03-20

Family

ID=53285553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142150/07A RU2542337C1 (en) 2013-09-13 2013-09-13 Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542337C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613158C1 (en) * 2016-02-25 2017-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for determining circuit location in electrical system
RU2717697C1 (en) * 2019-07-18 2020-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" METHOD OF DETERMINING SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN NETWORKS OF 6-10 kV WITH INSULATED NEUTRAL LINE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033623C1 (en) * 1989-05-12 1995-04-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Method for fault location and identification in power system using simulators of power transmission lines incorporated in it
US8183871B2 (en) * 2006-01-12 2012-05-22 Abb Technology Ltd. Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
RU2492493C2 (en) * 2011-11-23 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of multi-wire electric power network with two-way observation
RU2492565C1 (en) * 2012-07-17 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of electric power transmission line with two-way observation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033623C1 (en) * 1989-05-12 1995-04-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Method for fault location and identification in power system using simulators of power transmission lines incorporated in it
US8183871B2 (en) * 2006-01-12 2012-05-22 Abb Technology Ltd. Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
RU2492493C2 (en) * 2011-11-23 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of multi-wire electric power network with two-way observation
RU2492565C1 (en) * 2012-07-17 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method of determining point of fault of electric power transmission line with two-way observation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613158C1 (en) * 2016-02-25 2017-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Method for determining circuit location in electrical system
RU2717697C1 (en) * 2019-07-18 2020-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" METHOD OF DETERMINING SINGLE-PHASE GROUND FAULT IN NETWORKS OF 6-10 kV WITH INSULATED NEUTRAL LINE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013142150A (en) 2015-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2571629C1 (en) Method and device for assessment of angle of zero-phase-sequence voltage at single line-to-ground fault
EP3093675B1 (en) Improvements in or relating to direct current protection schemes
JP6767478B2 (en) Improvements to the DC distance protection controller or related improvements
EP3482472A1 (en) A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line
RU2542337C1 (en) Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation
RU2505825C2 (en) Method of determining points of double short-circuit in multiwire power grid
Senderovich et al. Experimental studies of the method for determining location of damage of overhead power lines in the operation mode
RU2586082C1 (en) Method of determining points of ground faults in different phases of feeder
RU2542745C1 (en) Method of determination of place of single-phase earth fault of feeder
RU2492565C1 (en) Method of determining point of fault of electric power transmission line with two-way observation
Popovic A practical method for evaluation of ground fault current distribution on double circuit parallel lines
RU2615150C1 (en) Method of determining the short circuit spot on multi-chain with earth-wires, grounded at anchor supports, three-phase electric transmission air-line with distributed parameters
RU2631121C2 (en) Method of selective identification of outgoing line with single-phase earth fault in distribution networks with voltage of 6-35 kv
RU2305293C1 (en) METHOD OF DETECTING FAULT IN 6( 10 )-35 kV ELECTRIC CIRCUIT WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT
RU2457593C1 (en) Method for building remote protection of double-end line and detection of short-circuit fault therein
JP2609331B2 (en) Accident point locator for parallel two-circuit power system
Selhi et al. The application of transmission-line modelling to the simulation of an induction motor drive
Sekhar et al. Logic based detection of Negative sequence currents for six phase system
RU2639718C1 (en) Method of interval fault localization in power line
RU2542331C1 (en) Method of determining of point of shorting of electric power transmission line with two-way observation
US10884072B2 (en) Method and apparatus for determining resistances in multiphase transformer using multiple injected currents in respective windings
JP2017072538A (en) Short-circuit fault point survey apparatus and method
RU2753838C1 (en) Method for determining the distance to ground fault locations on two power transmission lines in networks with low ground fault currents
RU2750421C1 (en) Method for determining distance to places of double earth faults on power lines in networks with low earth fault currents
Sadinezhad et al. An adaptive precise one-end power transmission line fault locating algorithm based on multilayer complex adaptive artificial neural networks

Legal Events

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

Effective date: 20190914