RU2563340C1 - Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью - Google Patents
Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563340C1 RU2563340C1 RU2014128413/28A RU2014128413A RU2563340C1 RU 2563340 C1 RU2563340 C1 RU 2563340C1 RU 2014128413/28 A RU2014128413/28 A RU 2014128413/28A RU 2014128413 A RU2014128413 A RU 2014128413A RU 2563340 C1 RU2563340 C1 RU 2563340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proportional
- harmonic component
- magnetic field
- location
- earth fault
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технического обслуживания воздушных ЛЭП с изолированной нейтралью бесконтактным способом. Сущность: зафиксированный аварийный сигнал преобразуют с помощью преобразования Фурье в ряды значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих, пропорциональных напряженности электрического и магнитного поля ЛЭП различных частот, вычисляют векторную сумму ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения амплитуды гармонической составляющей определенной частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, на соответствующую амплитуду гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля, а аргумент получают в результате вычитания из аргумента гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, соответствующего аргумента гармонической составляющей, пропорциональной напряженности магнитного поля. По расположению вектора полученной векторной суммы на комплексной плоскости определяют направление на место замыкания на землю. Место замыкания на землю в ЛЭП определяют по смене направления поиска. Технический результат: повышение точности определения места замыкания. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.
Description
Изобретение относится к техническому обслуживанию линий электропередачи (ЛЭП) с изолированной нейтралью мобильным бесконтактным способом и может быть использовано для определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью.
Известен способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью (см. патент RU №2248583, дата публ.: 20.03.2005, G01R 31/08), при котором фиксируют аварийный сигнал, содержащий гармонические составляющие, преобразуют аварийный сигнал в сигналы напряжения и тока, пропорциональные напряженностям электрического и магнитного полей, с помощью преобразования Фурье получают последовательность значений амплитуд и фазовых углов сигналов напряжения и тока этих гармонических составляющих, по которым судят о результатах.
Основным недостатком данного способа является возможность ошибки при определении направления поиска места однофазного замыкания. Ошибка возможна в случае, когда максимальные амплитуды в ряде сигналов напряжения и токов не совпадают по частоте.
Перед авторами была поставлена задача: создать мобильный бесконтактный быстродействующий способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, используя цифровые методы анализа гармонических составляющих сигнала, и обеспечить высокую точность и удобство измерений.
Целью изобретения является повышение точности определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью.
Поставленная цель достигается тем, что при определении места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью последовательно и под каждой ветвью воздушной ЛЭП измеряют и фиксируют в качестве аварийного сигнала напряженности электрического и магнитного поля, которые затем преобразуют с помощью преобразования Фурье в ряды значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих, пропорциональных напряженностям электрического и магнитного поля ЛЭП различных частот, после чего вычисляют векторную сумму ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения амплитуды гармонической составляющей определенной частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, на соответствующую амплитуду гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля, а аргумент получают в результате вычитания из аргумента гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, соответствующего аргумента гармонической составляющей, пропорциональной напряженности магнитного поля. По расположению вектора полученной векторной суммы на комплексной плоскости определяют направление на место замыкания на землю, при этом место замыкания на землю в ЛЭП определяют по смене направления поиска.
Наличие однофазного замыкания на землю определяется по превышению амплитуды первой гармонической составляющей в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, над эталонной амплитудой первой гармоники в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, измеренном в нормальном режиме.
Способ осуществляют следующим образом.
В нормальном режиме работы ЛЭП измеряют и фиксируют сигнал, пропорциональный напряженности электрического поля. Измерения проводят на безопасном расстоянии, равном 8-10 м от проекции оси ЛЭП на землю.
С помощью преобразования Фурье сигнал преобразуют в ряд значений амплитуд гармонических составляющих различных частот (спектр), из которых выделяют амплитуду первой гармонической составляющей, принимают ее за эталон и фиксируют.
Во время поиска места однофазного замыкания возможно самоустранение замыкания на землю или переход его в двухфазное замыкание с последующим отключением. Наличие однофазного замыкания на землю определяется по превышению амплитуды первой гармонической составляющей в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, над эталонной амплитудой первой гармоники измеренной в нормальном режиме работы ЛЭП.
После получения информации о наличии однофазного замыкания на землю бригада ремонтно-технического обслуживания ЛЭП устанавливает, на какой отходящей от подстанции ЛЭП произошло замыкание на землю.
Для этого последовательно, начиная от подстанции и под каждой ветвью воздушной ЛЭП, а затем в местах разветвлений, измеряют и фиксируют сигналы, пропорциональные напряженностям электрического и магнитного поля ЛЭП. Измерения проводят на безопасном расстоянии, равном 8-10 м от линии проекции оси ЛЭП на землю.
С помощью преобразования Фурье зафиксированные сигналы преобразуют в ряд значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих различных частот.
Направление на место замыкания на землю в ЛЭП определяют путем нахождения векторной суммы ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения соответствующей амплитуды гармонической составляющей сигнала, пропорционального напряженности электрического поля, на соответствующую гармоническую составляющую сигнала, пропорционального напряженности магнитного поля, а аргумент - в результате вычитания из соответствующего аргумента сигнала, пропорционального напряженности электрического поля, соответствующего аргумента сигнала, пропорционального напряженности магнитного поля. При этом, если вектор полученной векторной суммы находится в первой или четвертой четвертях комплексной плоскости, то направление поиска -«направо», а расположению вектора во второй и третьей четвертях соответствует направление поиска «налево».
Если направление поиска указывает на питающую подстанцию, то данная ЛЭП не повреждена. Поврежденная ЛЭП определяется по направлению поиска от питающей подстанции. Место замыкания на землю в этой ЛЭП определяют по смене направления поиска.
На фиг. 1 представлена разветвленная воздушная ЛЭП с изолированной нейтралью, отходящая от трансформаторной подстанции «Ухтым».
В точках 1, 2, 3, 4, 5 проведены измерения сигналов, пропорциональных напряженностям электрического и магнитного поля ЛЭП.
В качестве датчиков магнитного поля можно использовать катушку индуктивности с разомкнутым магнитным сердечником, а в качестве датчика электрического поля - телескопическую антенну или металлическую пластинку. Записи измеренных сигналов представлены на фиг. 3 и фиг. 4.
Измеренные сигналы фиксировались через равные промежутки времени в течение 20 мс. В результате были получены 1024 точки сигнала (табл. 1).
Зафиксированный сигнал с помощью преобразования Фурье был разложен в спектр амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих сигналов, пропорциональных напряженности электрического и магнитного поля ЛЭП. Полученный спектр содержит 512 гармонических составляющих (табл. 2).
Для определения наличия замыкания на землю из полученного спектра, пропорционального напряженности электрического поля, выделяют амплитуду первой гармоники и сравнивают ее с эталонной амплитудой, измеренной в нормальном режиме работы.
Амплитудное значение первой гармоники в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, составило 214 условных единиц (табл. 2). Значение эталонной амплитуды, измеренной в нормальном режиме работы ЛЭП, составило 29 условных единиц. Превышение амплитуды первой гармонической составляющей в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, над эталонной амплитудой, измеренной в нормальном режиме свидетельствует о наличии замыкания на землю в данной ЛЭП.
Направление на место замыкания на землю в ЛЭП определяют путем нахождения векторной суммы ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения соответствующей амплитуды гармонической составляющей сигнала, пропорционального напряженности электрического поля, на соответствующую гармоническую составляющую сигнала, пропорционального напряженности магнитного поля, а аргумент - в результате вычитания из соответствующего аргумента сигнала, пропорционального напряженности электрического поля, соответствующего аргумента сигнала, пропорционального напряженности магнитного поля. При этом если вектор полученной векторной суммы располагается в первой или четвертой четвертях комплексной плоскости, то направление поиска -«направо» по линии, а расположению вектора во второй и третьей четвертях соответствует направление поиска «влево» по линии (табл. 3).
Если направление поиска указывает на питающую подстанцию, то данная ЛЭП не повреждена. Поврежденная ЛЭП определяется по направлению поиска от питающей подстанции (табл. 3). Место замыкания на землю в этой ЛЭП определяют по смене направления поиска.
Для обработки зафиксированных сигналов был использован микроконтроллер STM32F103E фирмы STMicroelectronics.
При известной поврежденной ветви ЛЭП, например, по показаниям приборов, установленных на питающей подстанции, поиск места замыкания на землю можно начинать с поврежденной ветви. Бригада ремонтно-технического обслуживания движется на машине к любому месту разветвления ветви с аварийным сигналом, где производятся измерения сигналов пропорциональных напряженностям электрического и магнитного поля.
Зафиксированные сигналы преобразуют и получают направление поиска. По направлению к месту замыкания судят о том, по какой ветви следует двигаться к следующему месту разветвления ветви с аварийным сигналом.
Если в следующем месте разветвления ветви с аварийным сигналом направление поиска указывает на предыдущее место измерений, то место замыкания расположено между двумя точками измерений. Двигаясь вдоль линии следят за направлением поиска. Место смены направления поиска свидетельствует о месте замыкания на землю (фиг. 2).
Полученные данные измерений и расчетов сведены в таблицы 1-3.
Предлагаемый способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью позволяет за короткий период времени с высокой точностью, в сравнении с известными ранее способами определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, определить место однофазного замыкания.
Claims (2)
1. Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью, при котором последовательно в месте разветвлений и под каждой ветвью воздушной ЛЭП измеряют и фиксируют в качестве аварийного сигнала напряженности электрического и магнитного полей, отличающийся тем, что зафиксированный аварийный сигнал преобразуют с помощью преобразования Фурье в ряды значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих, пропорциональных напряженностям электрического и магнитного поля ЛЭП различных частот, вычисляют векторную сумму ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения амплитуды гармонической составляющей определенной частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, на соответствующую амплитуду гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля, а аргумент получают в результате вычитания из аргумента гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, соответствующего аргумента гармонической составляющей, пропорциональной напряженности магнитного поля, по расположению вектора полученной векторной суммы на комплексной плоскости определяют направление на место замыкания на землю, при этом место замыкания на землю в ЛЭП определяют по смене направления поиска.
2. Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной ЛЭП с изолированной нейтралью по п. 1, отличающийся тем, что наличие однофазного замыкания на землю определяется путем непрерывного измерения и сравнения амплитуды первой гармонической составляющей в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, с эталонной амплитудой первой гармоники в сигнале, пропорциональном напряженности электрического поля, измеренном в нормальном режиме.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128413/28A RU2563340C1 (ru) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128413/28A RU2563340C1 (ru) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2563340C1 true RU2563340C1 (ru) | 2015-09-20 |
Family
ID=54147799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128413/28A RU2563340C1 (ru) | 2014-07-10 | 2014-07-10 | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2563340C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106814277A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-06-09 | 广州大学 | 一种电热混凝土路面的电极板接头脱落的检测方法 |
CN109470993A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-15 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种适用于配电网的单相断线故障检测方法 |
WO2020112667A1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | X Development Llc | Ground fault detection in ungrounded power systems |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248583C2 (ru) * | 2002-11-04 | 2005-03-20 | ООО "Научно-производственный центр "Электробезопасность" | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью |
WO2010115474A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Areva T&D Uk Ltd | Method and system for transient and intermittent earth fault detection and direction determination in a three-phase median voltage electric power distribution system |
WO2011156403A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | Abb Research Ltd. | Systems and methods for power line event zone identification |
US8269503B2 (en) * | 2007-04-18 | 2012-09-18 | Hydro-Quebec | Electrical network fault location by distributed voltage measurements |
RU2468378C2 (ru) * | 2010-12-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Способ измерения расстояния до места короткого замыкания |
WO2013135773A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Ably As | Method and apparatus for monitoring electric power transmission, disturbances and forecasts |
-
2014
- 2014-07-10 RU RU2014128413/28A patent/RU2563340C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248583C2 (ru) * | 2002-11-04 | 2005-03-20 | ООО "Научно-производственный центр "Электробезопасность" | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью |
US8269503B2 (en) * | 2007-04-18 | 2012-09-18 | Hydro-Quebec | Electrical network fault location by distributed voltage measurements |
WO2010115474A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Areva T&D Uk Ltd | Method and system for transient and intermittent earth fault detection and direction determination in a three-phase median voltage electric power distribution system |
WO2011156403A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | Abb Research Ltd. | Systems and methods for power line event zone identification |
RU2468378C2 (ru) * | 2010-12-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроавтоматика" | Способ измерения расстояния до места короткого замыкания |
WO2013135773A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-19 | Ably As | Method and apparatus for monitoring electric power transmission, disturbances and forecasts |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106814277A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-06-09 | 广州大学 | 一种电热混凝土路面的电极板接头脱落的检测方法 |
CN106814277B (zh) * | 2017-02-16 | 2019-06-18 | 广州大学 | 一种电热混凝土路面的电极板接头脱落的检测方法 |
CN109470993A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-15 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种适用于配电网的单相断线故障检测方法 |
WO2020112667A1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | X Development Llc | Ground fault detection in ungrounded power systems |
US11085972B2 (en) | 2018-11-27 | 2021-08-10 | X Development Llc | Ground fault detection in ungrounded power systems |
AU2019386971B2 (en) * | 2018-11-27 | 2022-08-11 | X Development Llc | Ground fault detection in ungrounded power systems |
US11513166B2 (en) | 2018-11-27 | 2022-11-29 | X Development Llc | Ground fault detection in ungrounded power systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2022209344A1 (en) | Smart sensor network for power grid health monitoring | |
CN101806832B (zh) | 一种低频率信号的频率测量方法 | |
RU2563340C1 (ru) | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью | |
KR101531641B1 (ko) | 전력케이블 부분방전 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 | |
CN103389446B (zh) | 电力变压器局部放电电气定位方法 | |
CN106154132A (zh) | 一种gis局部放电超声波特高频联合检测定位方法 | |
RU2248583C2 (ru) | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью | |
RU2540443C1 (ru) | Способ определения места обрыва на воздушной линии электропередачи | |
Feng et al. | Identification of faults using sparse optimization | |
Hoek et al. | Localizing partial discharge in power transformers by combining acoustic and different electrical methods | |
CN203825145U (zh) | 一种现场电力电缆的终端局部放电检测装置 | |
Misak et al. | Usage of antenna for detection of tree falls on overhead lines with covered conductors | |
CN102928666A (zh) | 一种交流电的相位差的数字化测量方法 | |
CN102508124A (zh) | 一种电气设备局部放电检测方法及其装置 | |
CN104808069B (zh) | 一种结合相关分析滤波性的相对比较法 | |
CN107643475A (zh) | 一种电气设备局部放电检测方法及其装置 | |
RU2017100844A (ru) | Способ определения места однофазного замыкания на землю в разветвленной воздушной лэп с изолированной нейтралью | |
CN105445553A (zh) | 一种精确获取变压器50Hz处短路阻抗值的方法 | |
RU2679579C1 (ru) | Способ определения места нахождения утечки жидкости из трубопровода и устройство для бесконтактного определения места нахождения утечки жидкости из трубопровода | |
Elmitwally et al. | One-End Method for Fault Location in Radial Distribution Network with DG | |
CN112986891B (zh) | 一种电流互感器抗直流性能的检测装置及方法 | |
CN204855828U (zh) | 一种电缆路径寻测装置 | |
RU129258U1 (ru) | Устройство измерения электромагнитных полей, генерируемых электрооборудованием и элементами электроэнергетических систем | |
CN103575989A (zh) | 一种交流电的相位差的精确测量方法 | |
RU2568680C1 (ru) | Способ определения места замыкания фидера при двухстороннем наблюдении |