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 PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
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-
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
или безнулевые составляющиеor non-zero components
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
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
На фиг. 2г иллюстрируется операция активирования пассивной модели 3 неповрежденного фидера двумя источниками напряжения 6 и 7 - левым
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
где верхний индекс представляет собой порядковый номер цикла процедуры преобразования входных величин. Токи
Фиг. 2е иллюстрирует операцию деления модели на две подмодели 11 и 12. Неповрежденная в данном случае подмодель 11 выполняет функции преобразователя входного тока
Последние служат входными величинами для поврежденной подмодели 12, в которой сохраняется закоротка 10 с ее током
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
Входные величины модели 5
и далее параметры
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
Далее преобразуют третьи токи
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,
2. Патент РФ №2033623, G01R 31/11, Н02Н 3/28, 1989.2. RF patent No. 2033623, G01R 31/11,
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,
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:
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)
где
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
Where
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.
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)
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)
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 |
-
2014
- 2014-09-09 RU RU2014136617/07A patent/RU2568680C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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)
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 |