RU2568680C1 - Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation - Google Patents

Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation Download PDF

Info

Publication number
RU2568680C1
RU2568680C1 RU2014136617/07A RU2014136617A RU2568680C1 RU 2568680 C1 RU2568680 C1 RU 2568680C1 RU 2014136617/07 A RU2014136617/07 A RU 2014136617/07A RU 2014136617 A RU2014136617 A RU 2014136617A RU 2568680 C1 RU2568680 C1 RU 2568680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
feeder
input
currents
model
current
Prior art date
Application number
RU2014136617/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Яковлевич Лямец
Андрей Александрович Белянин
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 RU2014136617/07A priority Critical patent/RU2568680C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568680C1 publication Critical patent/RU2568680C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Locating Faults (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: according to the method data components of monitored current and voltage at the feeder ends are recorded and used as input voltage and the first input current values of the feeder model. At that respective voltage values are supplied to inputs of the undamaged feeder model, second input currents are defined as the model reaction to applied voltage, the third currents are defined as difference of the respective first and second currents, levels of the third currents and degree of their identity are controlled at opposite ends of the model and in case of zero level for the third current at one of inputs the conclusion is made on short-circuiting at the other feeder input. In case of the third currents identity the conclusion is made on short-circuiting in the feeder middle, and if the third current at one input exceeds the level of the third current at the other input, then conclusion is made on short-circuiting in a half of the feeder with bigger current value. Both inputs of the model are shunted, the model is divided into submodels of damaged and undamaged halves of the feeder, the third current of the respective shunted input of the model is accepted as the first current of the damaged feeder submodel and the first current and voltage of the other input are generated in the undamaged feeder submodel out of the third current of its shunted input. In the damaged half feeder submodel with one shunted input the same operations are repeated to determine the second and third currents, to control level of third currents and degree of their identity, to determine damaged half of the model, which have been performed earlier for the initial feeder model; the above operations are repeated till identity in the third input currents is detected for the feeder submodel, which points to short-circuiting in the middle of the modelled feeder section, zero level is detected at one of the third input currents, which points to short-circuiting at the other input.
EFFECT: improved accuracy in detecting location of short-circuiting.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электрических систем, особенно распределительных электрических сетей с номинальными напряжениями 6, 10, 20, 35 кВ. В этих сетях, работающих в режиме с изолированной или компенсированной нейтралью, остро стоит проблема локации однофазного замыкания. Повреждение такого рода сопровождается интенсивным, но весьма кратковременным, переходным процессом. В установившемся режиме информацию о месте повреждения несет основная гармоника тока нулевой последовательности, но ее уровень незначителен, к тому же ток нулевой последовательности сильно искажен шумами.The invention relates to the electric power industry and electrical engineering, namely to relay protection and automation of electrical systems, especially distribution electric networks with nominal voltages of 6, 10, 20, 35 kV. In these networks operating in the mode with isolated or compensated neutral, the problem of location of a single-phase circuit is acute. Damage of this kind is accompanied by an intense, but very short-lived, transient process. In the steady state, information about the place of damage is carried by the main harmonic of the zero sequence current, but its level is insignificant, and the zero sequence current is strongly distorted by noise.

Изобретение нацелено на решение задачи определения места однофазного замыкания в фидере - линии электропередачи в составе распределительной сети. Предполагается, что сеть оснащена современными средствами контроля, и фидер наблюдается синхронно с обеих сторон. Наблюдение заключается в регистрации цифровых осциллограмм токов и напряжений. Синхронизация наблюдений на противоположных сторонах фидера осуществляется посредством спутниковой связи.The invention is aimed at solving the problem of determining the location of a single-phase circuit in the feeder - a power line in the distribution network. It is assumed that the network is equipped with modern means of control, and the feeder is observed synchronously on both sides. Observation consists in recording digital waveforms of currents and voltages. Observations are synchronized on opposite sides of the feeder via satellite communications.

В классификации способов определения места замыкания линии электропередачи особую роль играют критерии, по которым ведется поиск повреждений. Известны способы на основе критерия резистивности модели повреждения [1, 2], который относительно просто реализуется в базисе синусоидальных токов и напряжений. Эти способы получили широкое распространение в сетях высокого и сверхвысокого напряжения, работающих с глухозаземленной нейтралью [3]. Однако в последнее время в связи с ощутимым повышением быстродействия выключателей возникла проблема выделения синусоидальных составляющих наблюдаемых величин, обусловленная тем, что осциллограммы токов и напряжений короткого замыкания записываются на весьма ограниченном интервале времени.In the classification of methods for determining the location of a power line circuit, a special role is played by the criteria by which damage is searched. Known methods based on the criterion of resistivity of the damage model [1, 2], which is relatively simple to implement in the basis of sinusoidal currents and voltages. These methods are widely used in high and ultra-high voltage networks operating with dead-grounded neutral [3]. Recently, however, in connection with a noticeable increase in the speed of circuit breakers, the problem of isolating the sinusoidal components of the observed values has arisen due to the fact that the oscillograms of currents and short-circuit voltages are recorded over a very limited time interval.

Двухстороннее наблюдение линии электропередачи имеет несомненное преимущество перед односторонним [4]. Во-первых, повышается точность определения места замыкания, так как устраняется неопределенность в задании параметров системы, подключенной к ненаблюдаемой стороне электропередачи. Во-вторых, появляется возможность обратиться к иным критериям повреждения, более простым, чем критерий резистивности. Особой простотой отличается критерий совпадения в месте замыкания напряжений, определяемых по результатам наблюдения каждой из двух сторон в отдельности [5].Two-sided observation of a power line has a clear advantage over one-way [4]. Firstly, the accuracy of determining the location of the circuit is increased, since the uncertainty in setting the parameters of the system connected to the unobservable side of the transmission is eliminated. Secondly, it becomes possible to turn to other damage criteria, simpler than the resistance criterion. The simplicity criterion is distinguished by the coincidence criterion at the point of fault closure determined by the results of observation of each of the two sides separately [5].

В базисе синусоидальных величин напряжение в конце неповрежденного участка линии определяется путем элементарных преобразований комплексных сигналов - комплексов наблюдаемого тока и напряжения. Иное дело, преобразование во временном базисе мгновенных значений величин, наблюдаемых при регистрации кратковременного интенсивного переходного процесса, возникающего при однофазном замыкании в фидере. Все известные способы определения места повреждения электропередачи, в том числе и наиболее общий из них, представленный в [6], используют одну и ту же операцию, тяжело реализуемую и приводящую к погрешности определения координаты места замыкания. Это операция преобразования отсчетов тока и напряжения, зарегистрированных на одной стороне фидера, в напряжение места предполагаемого замыкания. Замыкание может предполагаться где угодно, т.е. это произвольное место.In the basis of sinusoidal values, the voltage at the end of an undamaged section of the line is determined by elementary transformations of complex signals - complexes of the observed current and voltage. Another thing is the transformation in the time basis of the instantaneous values of the values observed during the registration of a short-term intensive transient process that occurs during a single-phase circuit in the feeder. All known methods for determining the location of power transmission damage, including the most common of them, presented in [6], use the same operation, which is difficult to implement and leads to an error in determining the coordinates of the fault location. This is the operation of converting the current and voltage readings recorded on one side of the feeder to the voltage of the location of the proposed circuit. Closing can be assumed anywhere, i.e. this is an arbitrary place.

Цель настоящего изобретения - повысить точность определения координаты места замыкания фидера и вместе с тем упростить процесс ее поиска. Поставленная цель достигается благодаря обнаружению новой совокупности технических операций, которую можно охарактеризовать в целом как способ локализации замыкания. В его основу положен новый критерий, несравненно более общий, чем известные, и сводящийся к следующему положению. В модели объекта, симметричной относительно места замыкания и активизируемой только током замыкания, токи на противоположных входах одинаковы. Данный критерий не имеет ограничений, он справедлив для любых объектов независимо от характера процесса, вызванного замыканием. Разумеется, возникает естественный вопрос о симметрии модели относительно неизвестного места замыкания. Чтобы ответить на него, необходимо решить задачу симметрирования модели. Настоящее изобретение как раз и посвящено решению этой задачи. Составная часть задачи симметрирования - отделение модели поврежденной части объекта от других его частей. В предлагаемом способе локализация достигается переводом модели поврежденного фидера в режим с зашунтированными входами. Модель с симметричными входами остается тем не менее несимметричной относительно неизвестного места замыкания. Однако уровни наблюдаемых на входах этой модели токов позволяют судить о том, в сторону какого из двух входов смещено место замыкания. Симметрирование производится путем деления длины моделируемого участка пополам; неповрежденная половина при каждом делении исключается из состава модели. О степени неидентичности наблюдаемых токов предлагается судить по величине параметра, определяемого с таким расчетом, что он был мало подвержен влиянию шумов. Единичное значение параметра неидентичности говорит о том, что замыкание произошло в середине однородного участка фидера. Меньшее единицы - о том, что замыкание имеет место в первой половине участка, большее единицы - во второй половине.The purpose of the present invention is to improve the accuracy of determining the coordinates of the location of the circuit feeder and at the same time simplify the process of its search. This goal is achieved through the discovery of a new set of technical operations, which can be described as a whole as a way to localize the circuit. It is based on a new criterion, incomparably more general than the known ones, and reduced to the following position. In an object model that is symmetrical about the fault location and activated only by the fault current, the currents at the opposite inputs are the same. This criterion has no restrictions; it is valid for any objects, regardless of the nature of the process caused by closure. Of course, a natural question arises about the symmetry of the model relative to an unknown point of closure. To answer it, it is necessary to solve the problem of balancing the model. The present invention is precisely dedicated to solving this problem. An integral part of the symmetrization problem is the separation of the model of the damaged part of the object from its other parts. In the proposed method, localization is achieved by transferring the damaged feeder model to the mode with shunted inputs. A model with balanced inputs remains non-symmetrical with respect to the unknown circuit location. However, the levels of currents observed at the inputs of this model of the currents make it possible to judge which side of the input is shorted to the side of the circuit. Balancing is done by dividing the length of the simulated area in half; intact half at each division is excluded from the model. The degree of non-identity of the observed currents is proposed to be judged by the value of the parameter determined in such a way that it was little affected by noise. A single value of the non-identity parameter indicates that a closure occurred in the middle of a uniform portion of the feeder. A smaller unit indicates that a closure takes place in the first half of the section, a larger unit in the second half.

На фиг. 1 приведена модель распределительной сети с контролируемым фидером, в котором произошло замыкание на землю, на фиг. 2 - иллюстрации операций, совершаемых в процессе поиска места замыкания фидера. Фиг. 3 поясняет ключевую операцию поиска места замыкания, а фиг. 4 - критерии поиска.In FIG. 1 shows a model of a distribution network with a controlled feeder in which an earth fault occurred, in FIG. 2 - illustrations of operations performed in the process of finding the location of the feeder circuit. FIG. 3 illustrates a key operation of locating a fault, and FIG. 4 - search criteria.

Из модели распределительной сети выделен трехфазный фидер 1. Остальная часть сети представляет собой активный шестиполюсник 2, выходы которого соединены с наблюдаемыми входами фидера As, Bs, Cs левой стороны s и Ar, Br, Cr правой стороны r. Произвольная фаза фидера отмечена индексом ν = А, В, С. Наблюдаются токи isv, irv и напряжения usv, urv. Однофазное замыкание произошло в месте с координатой xf, подлежащей определению.Three-phase feeder 1 was selected from the distribution network model. The rest of the network is an active six-terminal 2, the outputs of which are connected to the observed inputs of the feeder A s , B s , C s of the left side s and A r , B r , C r of the right side r. The arbitrary phase of the feeder is marked by the index ν = A, B, C. Currents i sv , i rv and voltages u sv , u rv are observed. A single-phase closure occurred at a location with the x f coordinate to be determined.

Поиск места повреждения осуществляется в двухпроводной модели фидера, которая на фиг. 2a показана в виде цепи 3 с распределенными параметрами, наблюдаемой в режиме, предшествовавшем замыканию. Входными величинами двухпроводной модели являются составляющие трехфазной системы величин. Это могут быть составляющие нулевой последовательностиThe search for the place of damage is carried out in the two-wire model of the feeder, which in FIG. 2a is shown in the form of a circuit 3 with distributed parameters, observed in the mode preceding the closure. The input quantities of the two-wire model are the components of a three-phase system of quantities. These can be zero sequence components.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

или безнулевые составляющиеor non-zero components

Figure 00000003
Figure 00000003

На фиг. 2 эти составляющие указаны обобщенно как is, us на левом входе модели и ir, ur - на правом. В предшествующем режиме - с индексом «пд».In FIG. 2 these components are indicated generically as i s , u s on the left input of the model and i r , u r - on the right. In the previous mode - with the index "PD".

На фиг. 2б показана двухпроводная модель фидера 4 в текущем режиме однофазного замыкания в неизвестном месте xf. Наблюдаемые величины указаны с индексом «тк». На фиг. 2в приведена модель 5, находящаяся в чисто аварийном режиме, производном от двух наблюдавшихся режимов - предшествующего (модель 3) и текущего (модель 4). В модели 5 действуют аварийные составляющие наблюдаемых величин - разности между величинами текущего режима и экстраполированными на время после замыкания соответствующими величинами предшествующего режимаIn FIG. 2b shows a two-wire model of feeder 4 in the current single-phase circuit at an unknown location x f . The observed values are indicated with the index "tk". In FIG. Figure 2c shows Model 5, which is in a purely emergency mode, derived from the two observed modes - the previous (model 3) and the current (model 4). In model 5, emergency components of the observed quantities operate - the difference between the values of the current mode and the corresponding values of the previous mode extrapolated to the time after closure

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где t≥0, t=0 - момент замыкания, верхний символ означает экстраполяцию. Обычно величины предшествующего режима носят периодический характер, и экстраполяция сводится к их продолжению по тому же закону. На фиг. 2в для сигналов (4) введены обозначения i а в = i 1 ( 0 )

Figure 00000006
, uав=u(0), говорящие о том, что определением аварийных составляющих наблюдаемых величин завершается процедура подготовки информационно важных сигналов. Фиг. 2г - 2л иллюстрируют операции, совершаемые с этими сигналами. Заметим, что модели 4 и 5 идентичны по своей структуре, но различаются токами и напряжениями на входах. В модели 4 величины iтк, uтк создаются как неизвестным током замыкания if, так и внешними по отношению к фидеру источниками распределительной сети. В модели 5 величины iав, uав инициируются одним лишь источником тока if, а влияние внешних источников на эту модель исключено.where t≥0, t = 0 is the moment of closure, the upper symbol means extrapolation. Usually, the values of the previous regime are periodic, and extrapolation is reduced to their continuation according to the same law. In FIG. 2c, for signals (4), the notation i but at = i one ( 0 )
Figure 00000006
, u av = u (0) , indicating that the determination of emergency components of the observed values completes the procedure for preparing informationally important signals. FIG. 2g - 2l illustrate the operations performed with these signals. Note that models 4 and 5 are identical in structure, but differ in currents and voltages at the inputs. In model 4, the values of i tk , u tk are created by both an unknown fault current i f and external distribution network sources with respect to the feeder. In model 5, the values of iav , uav are initiated by a single current source i f , and the influence of external sources on this model is excluded.

На фиг. 2г иллюстрируется операция активирования пассивной модели 3 неповрежденного фидера двумя источниками напряжения 6 и 7 - левым u s ( 0 )

Figure 00000007
и правым u r ( 0 )
Figure 00000008
. Как следует из фиг. 2в, эти источники представляют собой зарегистрированные по результатам наблюдения фидера аварийные составляющие его напряжений us,ав и ur,ав. Модель 3 откликается на приложенные напряжения вторыми токами i s 2 ( 0 )
Figure 00000009
и i r 2 ( 0 )
Figure 00000010
.In FIG. 2d illustrates the operation of activating the passive model 3 of an intact feeder by two voltage sources 6 and 7 - left u s ( 0 )
Figure 00000007
and right u r ( 0 )
Figure 00000008
. As follows from FIG. 2c, these sources represent the emergency components of its voltages u s, av and u r, av registered as a result of observation of the feeder. Model 3 responds to applied voltages with second currents i s 2 ( 0 )
Figure 00000009
and i r 2 ( 0 )
Figure 00000010
.

На фиг. 2д представлена активная модель 8 с неизвестным источником тока if, которая отличается от моделей 4 и 5 тем, что ее входы закорочены. Закоротки 9 и 10 появляются вместо ранее действовавших источников напряжения 6 и 7. Действие единственного источника модели if проявляется токами на входахIn FIG. 2e shows the active model 8 with an unknown current source i f , which differs from models 4 and 5 in that its inputs are shorted. Short circuits 9 and 10 appear instead of previously operating voltage sources 6 and 7. The action of a single model source i f is manifested by currents at the inputs

Figure 00000011
Figure 00000011

где верхний индекс представляет собой порядковый номер цикла процедуры преобразования входных величин. Токи i s 1 ( 0 ) = i s , а в

Figure 00000012
и i r 1 ( 0 ) = i s , а в
Figure 00000013
являются аварийными составляющими наблюдаемых токов is и ir. В свою очередь токи i s 2 ( 0 )
Figure 00000014
, i s 3 ( 0 )
Figure 00000015
; i r 2 ( 0 )
Figure 00000016
, i r 3 ( 0 )
Figure 00000017
моделей на фиг. 2г и 2д представляют собой разные компоненты аварийных составляющих i s 2 ( 0 )
Figure 00000014
и i r 1 ( 0 )
Figure 00000018
.where the superscript is the sequence number of the cycle for converting the input quantities. Toki i s one ( 0 ) = i s , but at
Figure 00000012
and i r one ( 0 ) = i s , but at
Figure 00000013
are emergency components of the observed currents i s and i r . In turn, currents i s 2 ( 0 )
Figure 00000014
, i s 3 ( 0 )
Figure 00000015
; i r 2 ( 0 )
Figure 00000016
, i r 3 ( 0 )
Figure 00000017
models in FIG. 2d and 2d are different components of emergency components i s 2 ( 0 )
Figure 00000014
and i r one ( 0 )
Figure 00000018
.

Фиг. 2е иллюстрирует операцию деления модели на две подмодели 11 и 12. Неповрежденная в данном случае подмодель 11 выполняет функции преобразователя входного тока i s 3 ( 0 )

Figure 00000019
при нулевом входном напряжении в выходные величины i s 1 ( 1 )
Figure 00000020
, u s ( 1 )
Figure 00000021
.FIG. 2e illustrates the operation of dividing the model into two submodels 11 and 12. The undamaged in this case submodel 11 functions as an input current converter i s 3 ( 0 )
Figure 00000019
at zero input voltage to output quantities i s one ( one )
Figure 00000020
, u s ( one )
Figure 00000021
.

Последние служат входными величинами для поврежденной подмодели 12, в которой сохраняется закоротка 10 с ее током i r 1 ( 1 ) = i r 3 ( 0 )

Figure 00000022
.The latter serve as input values for the damaged submodel 12, in which the short circuit 10 with its current is stored i r one ( one ) = i r 3 ( 0 )
Figure 00000022
.

Подмодель 12 отличается от исходной модели 5 только своей длиной и наличием закоротки 10. Иллюстрации на фиг. 2ж, з показывают те же операции с подмоделью 12, которые ранее производились с моделью 5 (фиг. 2г, д). На фиг. 2ж подмодель 13 получается из подмодели 12 при исключении тока повреждения if и включении источника напряжения u s ( 1 )

Figure 00000023
14. Реакциями на воздействие 14 являются токи i s 2 ( 1 )
Figure 00000024
, i r 2 ( 1 )
Figure 00000025
. На фиг. 2з изображена активная подмодель 15, отличающаяся от подмодели 12 появлением еще одной закоротки 16. Наблюдаемые здесь токи определяются по аналогии с операцией (6)Submodel 12 differs from the original model 5 only in its length and the presence of a short-circuit 10. The illustrations in FIG. 2g, h show the same operations with submodel 12, which were previously performed with model 5 (Fig. 2d, e). In FIG. 2g, submodel 13 is obtained from submodel 12 when the fault current i f is excluded and the voltage source is turned on u s ( one )
Figure 00000023
14. The responses to exposure 14 are currents i s 2 ( one )
Figure 00000024
, i r 2 ( one )
Figure 00000025
. In FIG. 2c shows the active submodel 15, which differs from submodel 12 by the appearance of another short circuit 16. The currents observed here are determined by analogy with operation (6)

Figure 00000026
Figure 00000026

Фиг. 2и - 2л демонстрируют продолжение процесса локализации места замыкания путем дальнейшего дробления модели фидера. Фиг. 2и иллюстрирует очередное, второе по счету деление фидера пополам на неповрежденную часть 17 и поврежденную 18. Закоротки 10 и 16 остаются на своих местах, а разделение подмоделей 17, 18 совершается в месте с координатой 3l/4, где l - длина фидера. Подмодель 17 преобразует входной ток i r 3 ( 1 )

Figure 00000027
при нулевом входном напряжении в выходные сигналы i r 1 ( 2 )
Figure 00000028
, u r ( 2 )
Figure 00000029
, которые в свою очередь становятся входными сигналами для подмодели 18 поврежденной части фидера. Именно эта подмодель на фиг. 2к и 2л принимает вид сначала подмодели 19, свободной от повреждения и активизируемой источником напряжения 20, а затем подмодели 21 с закороткой 22 на месте этого источника.FIG. 2i - 2l demonstrate the continuation of the process of localizing the circuit by further crushing the feeder model. FIG. 2i illustrates the next, second division of the feeder in half into the undamaged part 17 and the damaged 18. The short circuits 10 and 16 remain in place, and the division of the submodels 17, 18 takes place at the coordinate 3l / 4, where l is the length of the feeder. Submodel 17 converts input current i r 3 ( one )
Figure 00000027
at zero input voltage to the output signals i r one ( 2 )
Figure 00000028
, u r ( 2 )
Figure 00000029
, which in turn become input signals for submodel 18 of the damaged part of the feeder. It is this submodel in FIG. 2k and 2l takes the form of first a submodel 19, free of damage and activated by a voltage source 20, and then a submodel 21 with a short circuit 22 in place of this source.

В основе предлагаемого способа лежит закономерность, поясняемая на примере модели по фиг. 3а. Предположим, что замыкание произошло в однородном фидере, модель которого удалось вывести в режим с зашунтированными входами при нулевых начальных условиях, сохранив при этом неизменным неизвестный ток if в месте замыкания xf. Пусть xs и xr - координаты входов фидера, xs-xr=l. Известны токи на входах is3 и ir3. Вне зависимости от вида тока if они несут информацию о месте повреждения, в трех случаях бесспорную. Если ток ir3 нулевого уровня, то xf=xs. Если же нулевой уровень у тока is3, то xf=xr. Наконец, если токи is3 и ir3 идентичны, то место замыкания располагается в середине фидера, т.е.The proposed method is based on the regularity explained by the example of the model of FIG. 3a. Suppose that the closure occurred in a homogeneous feeder, the model of which was able to be brought into the mode with shunted inputs at zero initial conditions, while maintaining the unknown current i f at the closure point x f unchanged. Let x s and x r be the coordinates of the feeder inputs, x s -x r = l. Known currents at inputs i s3 and i r3 . Regardless of the type of current i f they carry information about the place of damage, in three cases indisputable. If the current i r3 is zero, then x f = x s . If the current level is i s3 , then x f = x r. Finally, if the currents i s3 and i r3 are identical, then the circuit is located in the middle of the feeder, i.e.

Figure 00000030
Figure 00000030

В том случае, когда ни одно из трех перечисленных условий не выполняется, соотношение между токами is3 и ir3 подсказывает, в какой половине фидера располагается место замыкания.In the event that none of the three conditions listed is fulfilled, the ratio between the currents i s3 and i r3 tells you in which half of the feeder the circuit is located.

Контролируемый объект наблюдается микропроцессорной релейной защитой в дискретном времени k=0, 1, …; отсчет времени ведется от момента регистрации замыкания k=0. Для сравнения уровней токов is3 и ir3 необходимо ввести критерий, способный свидетельствовать об их идентичности. Воспользуемся критерием наименьших квадратов в двух вариантахThe controlled object is observed by microprocessor relay protection in discrete time k = 0, 1, ...; the countdown is from the moment of registration of the circuit k = 0. To compare the current levels i s3 and i r3, it is necessary to introduce a criterion that can testify to their identity. We use the least squares criterion in two versions

Figure 00000031
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

где N - номер последнего наблюдавшегося отсчета, λs и λr - параметры идентичности, определяемые из (9) и (10) какwhere N is the number of the last observed reference, λ s and λ r are the identity parameters determined from (9) and (10) as

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Если замыкание близко к началу модели по фиг. 3а (xf→xs), то ir3→0, и тогдаIf the closure is close to the start of the model of FIG. 3a (x f → x s ), then i r3 → 0, and then

Figure 00000035
Figure 00000035

в то время как параметр λr становится неопределенным. В противоположной ситуации, когда замыкание близко к концу модели (xf→xr), видим, что is3→0, как следствиеwhile the parameter λ r becomes undefined. In the opposite situation, when the closure is close to the end of the model (x f → x r ), we see that i s3 → 0, as a consequence

Figure 00000036
Figure 00000036

а неопределен параметр λs. Наконец, в последнем характерном случае (8) имеет место равенствоand the parameter λ s is indefinite. Finally, in the last characteristic case (8), the equality

Figure 00000037
Figure 00000037

Если же не выполняется ни одно из условий (13)-(15), то в общем случае по соотношению параметров λs и λr определить координату xf не удается, однако можно судить о том, в какой из двух половин фидера находится место замыкания. При λr>1>λs повреждена половина с s-ым входом, а при λs>1>λr - с r-ым.If none of the conditions (13) - (15) is satisfied, then in the general case it is not possible to determine the coordinate x f from the ratio of the parameters λ s and λ r , however, it can be judged in which of the two halves of the feeder there is a closure . For λ r >1> λ s , half with the s-th input is damaged, and for λ s >1> λ r - with the r-th input.

В частном случае, когда в результате проведения преобразований исходная модель фидера сократилась до размера подмодели участка длиной Δl (фиг. 3б), зашунтированные входы подмодели настолько ослабляют влияние распределенной емкости, что распределение токов определяется в основном удельной индуктивностью L0 и удельным сопротивлением R0 двухпроводной системы. Если координата xf отсчитывается от середины участка протяженностью Δl, т.е. место замыкания располагается на расстоянии Δl/2+xf от начала участка и ΔΖ/2-xf от конца, то значение xf определяется соотношением третьих токовIn the particular case when, as a result of the transformations, the initial feeder model was reduced to the size of a submodel of a section of length Δl (Fig. 3b), the shunted inputs of the submodel so weaken the influence of the distributed capacitance that the current distribution is determined mainly by the specific inductance L 0 and the specific resistance R 0 of the two-wire system. If the coordinate x f is measured from the middle of the section with a length Δl, i.e. the circuit is located at a distance Δl / 2 + x f from the beginning of the section and ΔΖ / 2-x f from the end, then the value of x f is determined by the ratio of the third currents

Figure 00000038
Figure 00000038

В установившемся синусоидальном режиме, когда модель может быть представлена в базисе комплексных величин (фиг. 3в), соотношение (16) принимает видIn the steady-state sinusoidal mode, when the model can be represented in the basis of complex quantities (Fig. 3c), relation (16) takes the form

Figure 00000039
Figure 00000039

где I - комплекс тока, а в схеме по фиг. 3в Z0=R0+jωL0, ω - частота сети. Применимость зависимости (17) контролируется условием синфазности синусоидальных составляющих токов is3 и ir3, при которомwhere I is the current complex, and in the circuit of FIG. 3c Z 0 = R 0 + jωL 0 , ω is the network frequency. The applicability of dependence (17) is controlled by the condition for the phase-matching of the sinusoidal components of the currents i s3 and i r3 , in which

Figure 00000040
Figure 00000040

и определяемая по формуле (17) координата xf является вещественным числом.and the coordinate x f determined by formula (17) is a real number.

Критерии распознавания места замыкания или поврежденной части фидера представлены на плоскости с координатами λs, λr (фиг. 4), где учитываются условия (13)-(15), а также те, которыми разграничиваются замыкания в разных половинах фидера.The criteria for recognizing a fault location or a damaged part of the feeder are presented on a plane with coordinates λ s , λ r (Fig. 4), where conditions (13) - (15) are taken into account, as well as those that distinguish faults in different halves of the feeder.

Процедура определения места замыкания фидера по предлагаемому способу начинается с регистрации фазных токов и напряжений isv, usv; irv, urv в двух режимах сети - до и после замыкания. Из фазных величин выделяются информационные составляющие, например, составляющие нулевой последовательности (1), (2). В предшествующем режиме нулевая последовательность обычно отсутствует, и тогда нулевая последовательность в величинах текущего режима принадлежит их аварийным составляющим. Если же в предшествующем режиме обнаруживается присутствие выделяемых информационных компонентов, то выполняется операция выделения аварийных составляющих (4), (5) из состава фазных величин или же из их ранее определенных компонентов. Модель 3 неповрежденного фидера воспроизводит предшествующий режим, продолжающийся и после замыкания, случившегося на объекте. Модель 4 поврежденного фидера носит пассивный характер. Источники находятся вне нее в модели 2 основной части сети, к которой подключен контролируемый фидер 1. Наконец, модель 5 для информационных компонентов токов и напряжений носит активный характер. Ее единственный источник if неизвестен, как и место его расположения xf.The procedure for determining the location of the feeder by the proposed method begins with the registration of phase currents and voltages i sv , u sv ; i rv , u rv in two network modes - before and after closure. Informational components are distinguished from phase quantities, for example, components of the zero sequence (1), (2). In the previous mode, the zero sequence is usually absent, and then the zero sequence in the values of the current mode belongs to their emergency components. If, in the previous mode, the presence of distinguished information components is detected, then the operation of separating the emergency components (4), (5) from the composition of phase quantities or from their previously determined components is performed. Model 3 of an intact feeder reproduces the previous mode, which continues after a circuit that has occurred at the facility. Model 4 of the damaged feeder is passive. Sources are located outside it in model 2 of the main part of the network to which the controlled feeder 1 is connected. Finally, model 5 for the information components of currents and voltages is active. Its sole source i f is unknown, as is its location x f .

Входные величины модели 5 i s 1 ( 0 )

Figure 00000041
, u s ( 0 )
Figure 00000042
; i r 1 ( 0 )
Figure 00000043
, u r ( 0 )
Figure 00000044
служат исходными сигналами для всех последующих преобразований. В данном способе присутствуют три типа входных токов. Первые токи создаются источниками сети 2. Вторые токи являются реакциями модели 3 неповрежденного фидера на действие двух источников напряжения, приложенных к входам этой модели. Третьи токи - разности первых и вторых. На начальном этапе преобразований выделенные из фазных величин напряжения u s ( 0 )
Figure 00000045
и u r ( 0 )
Figure 00000046
представляются в виде ЭДС 6 и 7, которые подключают к входам модели 3 неповрежденного фидера (фиг. 2г). Фиксируют токи i s 2 ( 0 )
Figure 00000047
и i r 2 ( 0 )
Figure 00000048
на входах этой модели как ее реакции на воздействие источников 6 и 7. Далее определяют третьи токи i s 3 ( 0 )
Figure 00000049
и i r 3 ( 0 )
Figure 00000050
как разности (6). В информационном плане это наиболее ценные сигналы. Их подвергают информационному анализу как на данном начальном этапе, так и на последующих. Если m - номер этапа, i s 3 ( m )
Figure 00000051
и i r 3 ( m )
Figure 00000052
- третьи токи на этом этапе, то дискретные сигналы i s 3 ( m ) ( t k )
Figure 00000053
и i r 3 ( m ) ( t k )
Figure 00000054
подвергают операциям свертки и квадратирования, определяя промежуточные величиныInput Model 5 Values i s one ( 0 )
Figure 00000041
, u s ( 0 )
Figure 00000042
; i r one ( 0 )
Figure 00000043
, u r ( 0 )
Figure 00000044
serve as initial signals for all subsequent transformations. In this method, there are three types of input currents. The first currents are created by network sources 2. The second currents are the responses of model 3 of an intact feeder to the action of two voltage sources applied to the inputs of this model. The third currents are the differences of the first and second. At the initial stage of the transformations, the voltages isolated from the phase quantities u s ( 0 )
Figure 00000045
and u r ( 0 )
Figure 00000046
are presented in the form of EMFs 6 and 7, which are connected to the inputs of model 3 of an intact feeder (Fig. 2d). Fix currents i s 2 ( 0 )
Figure 00000047
and i r 2 ( 0 )
Figure 00000048
at the inputs of this model as its reaction to the effects of sources 6 and 7. Next, determine the third currents i s 3 ( 0 )
Figure 00000049
and i r 3 ( 0 )
Figure 00000050
as a difference (6). In terms of information, these are the most valuable signals. They are subjected to information analysis both at this initial stage and at subsequent ones. If m is the stage number, i s 3 ( m )
Figure 00000051
and i r 3 ( m )
Figure 00000052
- third currents at this stage, then discrete signals i s 3 ( m ) ( t k )
Figure 00000053
and i r 3 ( m ) ( t k )
Figure 00000054
subjected to convolution and squaring operations, determining intermediate values

Figure 00000055
Figure 00000055

Figure 00000056
Figure 00000056

Figure 00000057
Figure 00000057

и далее параметры λ s ( m )

Figure 00000058
и λ r ( m )
Figure 00000059
как отношения (11), (12), т.е.and further parameters λ s ( m )
Figure 00000058
and λ r ( m )
Figure 00000059
as relations (11), (12), i.e.

Figure 00000060
Figure 00000060

Figure 00000061
Figure 00000061

По величинам (22), (23) в соответствии с критериями, представленными на фиг. 4, фиксируют замыкание на концах фидера или его середине, а если не имеет места ни то, ни другое, то устанавливают, в какой из половин фидера оно находится.By values (22), (23) in accordance with the criteria presented in FIG. 4, fix the circuit at the ends of the feeder or its middle, and if neither one or the other takes place, then establish which of the half of the feeder it is in.

Предположим, что на начальном этапе преобразований (m=0) анализ параметров λ s ( 0 )

Figure 00000062
и λ r ( 0 )
Figure 00000063
показал, что замыкание следует искать во второй половине фидера (фиг. 2д). Тогда выполняют операции перехода к следующему этапу (m=1): разделяют модель 8 на две подмодели 11 и 12 (фиг. 2е). В подмодели И неповрежденной половины фидера известны сигналы на закороченном входе - ток i s 3 ( 0 )
Figure 00000049
и нулевое напряжение. На выходе этой подмодели они преобразуются в сигналы i s 1 ( 1 )
Figure 00000064
, u s ( 1 )
Figure 00000065
, которые позволяют приступить к следующему этапу преобразований, на этот раз в подмодели 12 поврежденной половины фидера, на выходе которой сохраняется шунт 10 с известным током
Figure 00000066
. Этот этап с первым номером начинается с тестирования подмодели 12, находящейся в неповрежденном состоянии, когда она принимает вид 13, свободный от тока повреждения if (фиг. 2ж). Тестирование заключается в подаче на подмодель 13 ЭДС 14, равной зафиксированному в подмодели 11 напряжению u s ( 1 )
Figure 00000065
. Реакцией подмодели 13 на воздействие ЭДС являются токи на ее зажимах i s 2 ( 1 )
Figure 00000067
и i r 2 ( 1 )
Figure 00000068
. Далее на текущем этапе определяют разностные третьи токи
Figure 00000069
. Найденные третьи токи представляют собой результат распределения неизвестного тока if, действующего в подмодели 15 половины фидера, которая отличается от подмодели 13 состоянием левого входа. У подмодели 15 оба входа зашунтированы, как ранее у модели фидера 8. Произошла, следовательно, локализация места замыкания относительно входов моделируемого участка. Как и на начальном этапе преобразований входных величин, на нынешнем этапе третьи токи i s 3 ( 1 )
Figure 00000070
, i r 3 ( 1 )
Figure 00000071
используют для формирования оценок λ s ( 1 )
Figure 00000072
и λ r ( 1 )
Figure 00000073
и применения к ним критериев распознавания места замыкания. Если бы оказалось, что координата xf близка к середине моделируемого участка (четверть длины линии от ее конца), то сигналы λ s ( 1 )
Figure 00000072
и λ r ( 1 )
Figure 00000073
отвечали бы условию (15) (фиг. 4). Предположим, что условие (15) на данном этапе не выполняется, а имеют место менее информативные условия
Figure 00000074
,
Figure 00000075
, говорящие о том, что замыкание находится в первой части моделируемого участка фидера. Эта часть протяженностью в четверть длины фидера начинается в середине фидера и завершается за четверть длины до его конца (фиг. 2и). Предстоит выполнить с подмоделью 18 поврежденной части фидера следующий этап преобразований (m=2). Ток на левом зашунтированном входе подмодели 18 сохраняется таким, каким он был на предыдущем этапе:
Figure 00000076
, а для определения входных сигналов на правом входе i r 1 ( 2 )
Figure 00000077
, u r ( 2 )
Figure 00000078
используют подмодель 17 неповрежденной четверти фидера 17. Ток предшествующего этапа i r 3 ( 1 )
Figure 00000079
на зашунтированном входе 10 преобразуется подмоделью 17 в выходные сигналы i r 1 ( 2 )
Figure 00000080
, u r ( 2 )
Figure 00000081
. Теперь состояние обоих входов подмодели 18 определено, и могут быть выполнены операции данного этапа. Подмодель 19 неповрежденного отрезка фидера в четверть его длины тестируют путем включения ЭДС 20, равной напряжению u r ( 2 )
Figure 00000081
(фиг. 2к). Шунт на первом входе подмодели 18 сохраняют и при испытании подмодели 19. Определяют токи i s 2 ( 2 )
Figure 00000082
и i r 2 ( 2 )
Figure 00000083
на ее входах. Тем самым обнаруживают и третьи токи i s 3 ( 2 ) = i s 1 ( 2 ) i s 2 ( 2 )
Figure 00000084
, i r 3 ( 2 ) = i r 1 ( 2 ) i r 2 ( 2 )
Figure 00000085
на данном этапе, когда замыкание локализовано на отрезке фидера между координатами l/2 и 3l/4 (фиг. 2л).Suppose that at the initial stage of transformations (m = 0), the analysis of parameters λ s ( 0 )
Figure 00000062
and λ r ( 0 )
Figure 00000063
showed that the closure should be sought in the second half of the feeder (Fig. 2e). Then, operations of transition to the next stage are performed (m = 1): model 8 is divided into two submodels 11 and 12 (Fig. 2e). In the submodel And the undamaged half of the feeder, signals at a shorted input are known - current i s 3 ( 0 )
Figure 00000049
and zero voltage. At the output of this submodel, they are converted into signals i s one ( one )
Figure 00000064
, u s ( one )
Figure 00000065
, which allow us to proceed to the next stage of transformations, this time in submodel 12 of the damaged half of the feeder, at the output of which a shunt 10 with a known current is stored
Figure 00000066
. This stage with the first number begins with testing the submodel 12, which is in an intact state, when it takes the form 13, free from the damage current i f (Fig. 2g). Testing consists in supplying to the submodel 13 EMF 14 equal to the voltage recorded in the submodel 11 u s ( one )
Figure 00000065
. The response of submodel 13 to the influence of EMF are currents at its terminals i s 2 ( one )
Figure 00000067
and i r 2 ( one )
Figure 00000068
. Next, at the current stage, the difference third currents are determined
Figure 00000069
. The found third currents are the result of the distribution of the unknown current i f acting in the submodel 15 of the half of the feeder, which differs from submodel 13 in the state of the left input. In submodel 15, both inputs are bridged, as previously in the model of feeder 8. Therefore, localization of the circuit location relative to the inputs of the simulated section occurred. As at the initial stage of the transformation of input quantities, at the current stage the third currents i s 3 ( one )
Figure 00000070
, i r 3 ( one )
Figure 00000071
used to form ratings λ s ( one )
Figure 00000072
and λ r ( one )
Figure 00000073
and applying to them the criteria for recognizing a fault location. If it turned out that the coordinate x f is close to the middle of the simulated section (a quarter of the length of the line from its end), then the signals λ s ( one )
Figure 00000072
and λ r ( one )
Figure 00000073
would satisfy condition (15) (Fig. 4). Suppose that condition (15) is not fulfilled at this stage, but less informative conditions
Figure 00000074
,
Figure 00000075
, indicating that the closure is in the first part of the simulated section of the feeder. This quarter-length portion of the feeder begins in the middle of the feeder and ends a quarter of the length before its end (Fig. 2i). The next stage of transformations (m = 2) is to be performed with submodel 18 of the damaged part of the feeder. The current at the left shunted input of the submodel 18 is maintained as it was at the previous stage:
Figure 00000076
, and to determine the input signals on the right input i r one ( 2 )
Figure 00000077
, u r ( 2 )
Figure 00000078
use submodel 17 of the undamaged quarter of feeder 17. Current of the previous stage i r 3 ( one )
Figure 00000079
at the shunted input 10 is converted by the submodel 17 into output signals i r one ( 2 )
Figure 00000080
, u r ( 2 )
Figure 00000081
. Now the state of both inputs of the submodel 18 is determined, and the operations of this stage can be performed. Submodel 19 of the intact feeder segment in a quarter of its length is tested by turning on the EMF 20 equal to the voltage u r ( 2 )
Figure 00000081
(Fig. 2k). The shunt at the first input of the submodel 18 is also saved when testing the submodel 19. The currents are determined i s 2 ( 2 )
Figure 00000082
and i r 2 ( 2 )
Figure 00000083
at her entrances. Thus, third currents are also detected. i s 3 ( 2 ) = i s one ( 2 ) - i s 2 ( 2 )
Figure 00000084
, i r 3 ( 2 ) = i r one ( 2 ) - i r 2 ( 2 )
Figure 00000085
at this stage, when the circuit is localized on the feeder segment between the coordinates l / 2 and 3l / 4 (Fig. 2l).

Далее преобразуют третьи токи i s 3 ( 2 )

Figure 00000086
и i r 3 ( 2 )
Figure 00000087
в параметры (19)-(23) при m=2 и по критериям, представленным на фиг. 4, проверяют, не произошло ли замыкание посередине моделируемого участка длиной l/4. Если оказывается, что оно не там, то устанавливают, в какой из половин этого участка оно находится. Преобразования моделей участка с их делением пополам выполняют до тех пор, пока замыкание не будет локализовано на малом участке фидера, с достаточной точностью указывающем место повреждения по соотношению третьих входных токов (16).Next, the third currents are converted i s 3 ( 2 )
Figure 00000086
and i r 3 ( 2 )
Figure 00000087
to parameters (19) - (23) with m = 2 and according to the criteria presented in FIG. 4, check whether a short circuit has occurred in the middle of the simulated section of length l / 4. If it turns out that it is not there, then establish which of the halves of this section it is in. Transformations of the site models with their division in half are performed until the closure is localized on a small feeder site, which indicates the location of damage with sufficient accuracy by the ratio of the third input currents (16).

Как видим, предлагаемый способ не связан с какими-либо допущениями, понижающими точность определения места замыкания. Кроме того, он состоит из строго определенного набора операций, совершаемых с моделями участков фидера и заключающихся в преобразовании токов и напряжений, наблюдаемых на двух сторонах фидера.As you can see, the proposed method is not associated with any assumptions that reduce the accuracy of determining the location of the circuit. In addition, it consists of a strictly defined set of operations performed with models of feeder sections and consisting in the conversion of currents and voltages observed on two sides of the feeder.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2033622, G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1989.1. RF patent No. 2033622, G01R 31/11, H2N 3/28, 1989.

2. Патент РФ №2033623, G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1989.2. RF patent No. 2033623, G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1989.

3. Лямец Ю.Я., Ильин В.А., Подшивалин Н.В. Программный комплекс анализа аварийных процессов и определения места повреждения линии электропередачи. - Электричество, 1996, №12, С. 2-7.3. Lyamets Yu.Ya., Ilyin V.A., Podshivalin N.V. The software package for the analysis of emergency processes and determining the location of damage to the power line. - Electricity, 1996, No. 12, S. 2-7.

4. Лямец Ю.Я., Воронов П.И. Локация повреждений многопроводной сети при двухстороннем наблюдении. - Известия РАН. Энергетика, 2013, №3, С. 96-107.4. Lyamets Yu.Ya., Voronov P.I. Location of damage to a multi-wire network during two-way observation. - Proceedings of the RAS. Energy, 2013, No. 3, S. 96-107.

5. Патент РФ №2492493, G01R 31/08, 2011.5. RF patent No. 2492493, G01R 31/08, 2011.

6. Патент РФ №2492565, Н02Н 3/28, 2012.6. RF patent No. 2492565, Н02Н 3/28, 2012.

Как и в прототипе, в предлагаемом способе выделяют информационные составляющие наблюдаемых на обеих сторонах фидера токов и напряжений, что дает возможность использовать двухпроводные двухвходовые модели фидера в базисе этих составляющих. Наблюдаемые процессы регистрируют, т.е. сохраняют в памяти микропроцессорной системы защиты и автоматики. Составляющие токов и напряжений на концах фидера используют по-разному, хотя и те, и другие являются входными величинами модели фидера. Входные напряжения используют однократно, и они преобразованию не подлежат. В отличие от них, входные токи разделяют на компоненты. И здесь кроется принципиальное отличие от прототипа. Если принять, что результаты наблюдения дают первые входные токи, то затем определяют с помощью модели фидера вторые токи. Для этого подают на входы модели известные напряжения и определяют ее реакцию. Третьи токи находят как разности между первыми и вторыми, следовательно, вторые и третьи токи представляют собой компоненты первого тока. Третьи токи несут важную информацию. Их уровни, а также степень их идентичности на противоположных входах модели, позволяют судить о месте повреждения фидера. Если третий ток одного из входов имеет нулевой уровень, то этого достаточно, чтобы констатировать замыкание на другом входе. Если же третьи токи обоих входов идентичны, констатируют замыкание в середине фидера. Наконец, если нет ни того, ни другого, то судят не о точном значении места замыкания, а о том, в какой части фидера оно произошло. Констатируют, что замыкание имеет место в той половине фидера, где выше уровень третьего тока. Это общий случай, и он требует дополнительных операций, позволяющих определить место повреждения с необходимой точностью. Модель фидера преобразуют: ее входы шунтируют и подразделяют модель на подмодели поврежденной и неповрежденной половин. Подмодель неповрежденной части используют лишь для того, чтобы преобразовать третий ток ее зашунтированного входа, в ток и напряжение ее другого входа, которые принимают в качестве первого тока и напряжения соответствующего входа подмодели поврежденной части. Другой вход этой подмодели зашунтирован, и известный ток в шунте принимают в качестве первого тока подмодели. Тем самым подмодель поврежденной половины фидера подготавливают к выполнению очередного преобразования с тем же набором операций, что и ранее по отношению к исходной модели. Преобразуемая подмодель сохраняет зашунтированный вход, и в этом смысле проще исходной модели, так как одно из ее входных напряжений заведомо нулевое.As in the prototype, in the proposed method, the information components of the currents and voltages observed on both sides of the feeder are isolated, which makes it possible to use two-wire two-input models of the feeder in the basis of these components. The observed processes are recorded, i.e. save in the memory of the microprocessor protection system and automation. The components of currents and voltages at the ends of the feeder are used in different ways, although both are input values of the model of the feeder. Input voltages are used once, and they cannot be converted. In contrast, input currents are divided into components. And here lies the fundamental difference from the prototype. If we accept that the observation results give the first input currents, then the second currents are determined using the feeder model. To do this, known voltages are fed to the model inputs and determine its response. Third currents are found as the differences between the first and second, therefore, the second and third currents are components of the first current. Third currents carry important information. Their levels, as well as the degree of their identity at the opposite inputs of the model, make it possible to judge the location of the feeder damage. If the third current of one of the inputs has a zero level, then this is enough to state a short circuit at the other input. If the third currents of both inputs are identical, a short circuit is detected in the middle of the feeder. Finally, if there is neither one nor the other, then it is not the exact value of the circuit location that is judged, but where in the feeder it occurred. It is noted that a circuit takes place in that half of the feeder where the level of the third current is higher. This is a general case, and it requires additional operations to determine the location of the damage with the necessary accuracy. The feeder model is transformed: its inputs are shunted and subdivided into submodels of the damaged and undamaged halves. The submodel of the undamaged part is used only to convert the third current of its shunted input into the current and voltage of its other input, which are taken as the first current and voltage of the corresponding input of the submodel of the damaged part. The other input of this submodel is shunted, and the known current in the shunt is taken as the first current of the submodel. Thus, the submodel of the damaged half of the feeder is prepared for the next conversion with the same set of operations as previously with respect to the original model. The converted submodel saves the shunted input, and in this sense is simpler than the original model, since one of its input voltages is known to be zero.

В подмодели поврежденной половины фидера вновь определяют компоненты первых токов - вторые и третьи токи, контролируют уровни третьих токов и проверяют степень их идентичности. Теперь так же, как и при операциях с исходной моделью, проверяют, располагается ли место повреждения посередине поврежденной половины фидера, и если это не так, вновь определяют поврежденную часть, на этот раз не всего фидера, а только его половины. Данную последовательность операций преобразования модели повторяют до тех пор, пока не убедятся в идентичности третьих входных токов или в нулевом уровне одного из них, что указывает место замыкания фидера - середина его поврежденного участка или один из его концов.In the submodel of the damaged half of the feeder, the components of the first currents are again determined - the second and third currents, they control the levels of the third currents and check the degree of their identity. Now, just as in operations with the original model, it is checked whether the place of damage is located in the middle of the damaged half of the feeder, and if this is not so, the damaged part is again determined, this time not only of the feeder, but only its half. This sequence of model conversion operations is repeated until they are convinced of the identity of the third input currents or in the zero level of one of them, which indicates the location of the feeder circuit - the middle of its damaged section or one of its ends.

О степени идентичности третьих токов предлагается судить по величинам параметров, определяемых по отсчетам каждого тока:It is proposed to judge the degree of identity of the third currents by the values of the parameters determined by the readings of each current:

Figure 00000088
Figure 00000088

Figure 00000089
Figure 00000089

Figure 00000090
Figure 00000090

Здесь s и r - индексы начала и конца поврежденного участка фидера, tk - дискретные моменты определения отсчетов токов is3(tk), ir3(tk), N+1 - число отсчетов на окне наблюдения фидера. Длина поврежденного участка составляет l/2m, где l - длина фидера, m - число делений поврежденного участка пополам. Если λs→0, а значение λr не определяется, констатируют замыкание на s-ом входе участка. Если λr→0, а значение λs не определяется, то констатируют замыкание на r-ом входе. Если λs→1 и λr→1, констатируют замыкание в середине участка. При λs<1, λr>1 констатируют замыкание на s-ой половине участка, которой принадлежит его s-ый вход, а при λs>1, λr<1 - на r-ой половине.Here s and r are the indices of the beginning and end of the damaged section of the feeder, t k are the discrete moments of determining the samples of currents i s3 (t k ), i r3 (t k ), N + 1 is the number of samples on the window of the feeder observation. The length of the damaged area is l / 2 m , where l is the length of the feeder, m is the number of divisions of the damaged area in half. If λ s → 0, and the value of λ r is not determined, a short circuit is detected at the s-th input of the section. If λ r → 0, and the value of λ s is not determined, then a circuit is detected at the rth input. If λ s → 1 and λ r → 1, a short circuit is detected in the middle of the section. For λ s <1, λ r > 1, a short circuit is detected on the s-th half of the section to which its s-th input belongs, and for λ s > 1, λ r <1 - on the r-th half.

Claims (2)

1. Способ определения места замыкания фидера при двухстороннем наблюдении токов и напряжений путем выделения информационных составляющих наблюдаемых величин и использования двухпроводной двухвходовой модели фидера в базисе этих составляющих путем регистрации информационных составляющих наблюдавшихся токов и напряжений на концах фидера и использования этих составляющих в качестве входных напряжений и первых входных токов модели фидера, отличающийся тем, что на входы модели неповрежденного фидера подают соответствующие напряжения, определяют вторые входные токи как реакции модели на приложенные напряжения, определяют третьи токи как разности соответствующих первого и второго токов, контролируют уровни третьих токов и степень их идентичности на противоположных входах модели, и в случае нулевого уровня третьего тока одного из входов констатируют замыкание на другом входе фидера, в случае идентичности третьих токов констатируют замыкание в середине фидера, а в случае превышения уровня третьим током одного из входов уровня третьего тока другого входа констатируют замыкание в половине фидера с большим током, шунтируют оба входа модели, разделяют модель на подмодели поврежденной и неповрежденной половин фидера, третий ток соответствующего зашунтированного входа модели принимают в качестве первого тока подмодели поврежденной половины фидера, а первый ток и напряжение другого входа этой подмодели формируют в подмодели неповрежденной половины фидера из третьего тока ее зашунтированного входа, повторяют в подмодели поврежденной половины фидера с одним зашунтированным входом те же операции определения вторых и третьих токов, контроля уровня третьих токов и степени их идентичности, определения поврежденной половины модели, которые были ранее выполнены в исходной модели фидера, и повторяют указанные операции до тех пор, пока не обнаружат идентичность третьих входных токов подмодели фидера, свидетельствующую о замыкании в середине моделируемого участка фидера, или нулевой уровень одного из третьих входных токов, свидетельствующий о замыкании на другом входе.1. A method for determining the location of the feeder circuit during the two-sided observation of currents and voltages by extracting information components of the observed values and using a two-wire two-input model of the feeder in the basis of these components by registering the information components of the observed currents and voltages at the ends of the feeder and using these components as input voltages and first input currents of the feeder model, characterized in that the inputs of the intact feeder model are supplied with the corresponding voltage, determine the second input currents as the reaction of the model to the applied voltages, determine the third currents as the differences of the corresponding first and second currents, control the levels of the third currents and the degree of their identity at the opposite inputs of the model, and in the case of a zero level of the third current of one of the inputs, detect a short circuit at the other input feeder, in the case of the identity of the third currents, a circuit is detected in the middle of the feeder, and if the third current exceeds one of the inputs of the third current level of the other input, circuit in the feeder half with a large current, both inputs of the model are shunted, the model is divided into submodels of the damaged and undamaged half of the feeder, the third current of the corresponding shunted input of the model is taken as the first current of the model of the damaged half of the feeder, and the first current and voltage of the other input of this submodel are formed into submodels of the intact half of the feeder from the third current of its shunted input, repeat the same operations in the submodels of the damaged half of the feeder with one shunted input the second and third currents, monitoring the level of third currents and the degree of their identity, determining the damaged half of the model that were previously performed in the original model of the feeder, and repeat the above operations until they find the identity of the third input currents of the submodel of the feeder, indicating the closure in the middle of the simulated section of the feeder, or the zero level of one of the third input currents, indicating a circuit at the other input. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что о степени идентичности третьих токов судят по величинам параметров
Figure 00000091

Figure 00000092

где
Figure 00000093

s и r - индексы концов модели фидера или концов модели поврежденного участка фидера длиной l/2m, где l - длина фидера, m - число делений поврежденного участка пополам, tk - дискретные моменты времени, is3(tk), ir3(tk) - отсчеты третьих токов, N+1 - число отсчетов на окне наблюдения, при нулевом значении λs и неопределенном значении λr констатируют замыкание на s-ом входе, при нулевом λr и неопределенном λs констатируют замыкание на r-ом входе, при единичном уровне как λs, так и λr, констатируют замыкание в середине моделируемого участка, при λs<1, λr>1 констатируют замыкание на s-ой половине моделируемого участка, а при λr<1, λs>1 - на r-ой половине.
2. The method according to p. 1, characterized in that the degree of identity of the third currents is judged by the values of the parameters
Figure 00000091

Figure 00000092

Where
Figure 00000093

s and r are the indices of the ends of the model of the feeder or the ends of the model of the damaged section of the feeder l / 2 m long, where l is the length of the feeder, m is the number of divisions of the damaged section in half, t k are the discrete time instants, i s3 (t k ), i r3 (t k ) are the readings of the third currents, N + 1 is the number of samples on the observation window, for a zero value of λ s and an indefinite value of λ r, a short circuit at the s-th input is detected, at zero λ r and an indefinite λ s, a short circuit at r- at the input level, at a single level, both λ s and λ r , a short circuit is detected in the middle of the simulated section, with λ s <1, λ r > 1 Tattoo circuit in the s-th half of the simulated area, and for λ r <1, λ s > 1 - in the r-th half.
RU2014136617/07A 2014-09-09 2014-09-09 Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation RU2568680C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136617/07A RU2568680C1 (en) 2014-09-09 2014-09-09 Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136617/07A RU2568680C1 (en) 2014-09-09 2014-09-09 Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2568680C1 true RU2568680C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54598097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136617/07A RU2568680C1 (en) 2014-09-09 2014-09-09 Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568680C1 (en)

Cited By (1)

* 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

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
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
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

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 (1)

* 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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10514412B2 (en) Systems and methods for identifying faulted segments in multiphase power networks
US9476931B2 (en) Method for fault location analysis of ungrounded distribution systems
RU2540851C2 (en) Method for selection of short-circuited phase and determination of short circuit type
Pham et al. A new method for purposes of failure diagnostics and FRA interpretation applicable to power transformers
AU2019200278B2 (en) Transformer testing device, and method for testing a transformer
CN105137278B (en) The online real-time identification method of single-phase transformer short-circuit parameter based on SOGI
Bortoni et al. A standstill frequency response method for large salient pole synchronous machines
CN111141995B (en) Line double-end steady-state distance measuring method and system based on amplitude comparison principle
Boje et al. Time-domain identification of synchronous machine parameters from simple standstill tests
Nam et al. Single line-to-ground fault location based on unsynchronized phasors in automated ungrounded distribution systems
CN106018991A (en) Power distribution network ferroresonance and single phase earth fault calculating analysis method and device
Kasztenny et al. Fundamentals of distance protection
RU2568680C1 (en) Method for determining location of feeder short-circuiting with two-way observation
CN105914738A (en) Power distribution network bad data detection and identification method based on uncertainty of measurement
CN107271830B (en) Method for rapidly calculating transformation ratio of special transformer in unbalanced state
Feng et al. Identification of faults using sparse optimization
RU2540443C1 (en) Method for determining place of failure on overhead transmission line
Chen et al. Locating sub-cycle faults in distribution network applying half-cycle DFT method
RU2610852C1 (en) Method of short circuit place determination in overhead power transmission line with calculated synchronisation of measurements at its both ends
RU2492565C1 (en) Method of determining point of fault of electric power transmission line with two-way observation
RU2305293C1 (en) METHOD OF DETECTING FAULT IN 6( 10 )-35 kV ELECTRIC CIRCUIT WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL POINT
CN210742369U (en) Test circuit and device of working voltage test device
Kletsel et al. The device for determining the distance to single phase fault on the power line
Chen et al. Developments in directional power line protection using fault transients
CN104462813A (en) Variable-structure dual-scale data fusion method for transformer substation

Legal Events

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

Effective date: 20200910