RU2605558C1 - Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии - Google Patents

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии Download PDF

Info

Publication number
RU2605558C1
RU2605558C1 RU2015129202/28A RU2015129202A RU2605558C1 RU 2605558 C1 RU2605558 C1 RU 2605558C1 RU 2015129202/28 A RU2015129202/28 A RU 2015129202/28A RU 2015129202 A RU2015129202 A RU 2015129202A RU 2605558 C1 RU2605558 C1 RU 2605558C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
phase
cable
complex
short circuit
Prior art date
Application number
RU2015129202/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Степан Георгиевич Тигунцев
Original Assignee
Степан Георгиевич Тигунцев
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 Степан Георгиевич Тигунцев filed Critical Степан Георгиевич Тигунцев
Priority to RU2015129202/28A priority Critical patent/RU2605558C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605558C1 publication Critical patent/RU2605558C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks

Landscapes

  • Locating Faults (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи с грозозащитным тросом по измерениям с двух ее концов. Технический результат: повышение точности определения места короткого замыкания. Сущность: измеряют с двух концов линии не синхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания с использованием величин емкостных фазных и междуфазных проводимостей, величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии с учетом троса при использовании токов и напряжений троса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии.
Изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 97], так как решает проблему уменьшения времени задержек при транспортировке электроэнергии потребителям в случае повреждения электрических сетей.
Как показано в книге [Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи / под ред. В.А. Шуина, М.: Энергоатомиздат, 2003. - 272 с] с. 155, тросы резко несимметричны по отношению к фазным проводам, особенно на таких опорах, на которых фазные провода разнесены по вертикали. По тросу возвращается порядка 20-30% тока нулевой последовательности, это наводит в фазных проводах различные между собой ЭДС взаимоиндукции и в целом несимметрия параметров линии усиливается. Погрешности определения места короткого замыкания из-за не учета троса превышают 1%.
Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [патент RU №2426998], в котором измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям, и, используя мнимые части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются: измерение с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) не синхронизированных по углам комплексных фазных токов
Figure 00000001
Figure 00000002
и напряжений
Figure 00000003
Figure 00000004
основной частоты в момент короткого замыкания, определение вида короткого замыкания, расчетным путем с использованием замеров с обоих концов определение относительного значения расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L.
Недостатком способа, является необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин. Кроме того здесь не учитывается различие фазных параметров линии и влияние троса.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за недостаточного объема учитываемых параметров.
Известен способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов [патент RU №2485531], в котором некоторые недостатки устраняются. В этом способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей
Figure 00000005
, длину L, соединяющей две питающие системы, измеряют с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000006
Figure 00000007
и напряжения
Figure 00000008
Figure 00000009
основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
Figure 00000013
и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям:
Figure 00000014
,
Figure 00000015
.
для двухфазного замыкания по выражениям:
Figure 00000016
,
Figure 00000017
для любых замыканий по выражениям:
Figure 00000018
,
Figure 00000019
или
Figure 00000020
,
Figure 00000021
,
где
Figure 00000022
- компенсированный фазный ток первого конца;
Figure 00000023
- компенсированный фазный ток второго конца;
Figure 00000024
(для одноцепной линии).
Недостатками способа, являются: необходимость использования величин симметричных составляющих токов, напряжений и сопротивлений линии и отсутствие учета поперечных параметров линии и параметров троса.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за усреднения величин продольных и не учета поперечных сопротивлений линии и параметров троса.
Известен способ [патент RU 2531769], принятый за прототип, в котором технический результат достигается тем, что на линии электропередачи, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC, междуфазные комплексные сопротивления ZAB, ZBC, ZCA, длину L, соединяющей две питающие системы, измеряют с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000025
Figure 00000026
и напряжения
Figure 00000027
Figure 00000028
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем формируют для любого вида короткого замыкания относительное значение расстояния до места короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000029
,
Figure 00000030
и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L,
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000031
- векторная сумма фазных напряжений с первого конца линии (В);
Figure 00000032
- векторная сумма фазных напряжений со второго конца линии (В);
Figure 00000033
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000034
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В).
Недостатком способа является отсутствие учета поперечных фазных и междуфазных параметров линии и не учет влияния троса на продольные и поперечные параметры линии.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места короткого замыкания.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности определении места короткого замыкания за счет использования величин емкостных фазных и междуфазных проводимостей при использовании фазных токов и напряжений, величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии с учетом троса при использовании токов и напряжений троса.
Технический результат достигается тем, что в способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух ее концов, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC и троса ZTT, междуфазные и между фазами и тросом комплексные сопротивления ZAB, ZBC, ZCA, ZAT, ZBT, ZCT, емкостные проводимости проводов фаз и троса линии на землю YAA, YBB, YCC, YTT, емкостные междуфазные проводимости линии и троса YAB, YCA, YBC, YAT, YBT, YCT, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (′ - первый конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000035
,
Figure 00000036
и напряжения
Figure 00000037
,
Figure 00000038
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L, согласно изобретению дополнительно измеряют комплексные токи троса
Figure 00000039
и напряжения на тросе
Figure 00000040
c двух концов линии, формируют комплексные падения напряжений на элементах линии:
Figure 00000041
где
ZAA, ZBB, ZCC, ZTT - комплексные сопротивления проводов фаз и троса линии (Ом);
ZAB, ZCA, ZBC, ZAT, ZBT, ZCT - междуфазные комплексные сопротивления линии с тросом (ZAB=ZBA, ZAC=ZCA, ZBC=ZCB) (Ом);
YAA, YBB, YCC, YTT - емкостные проводимости проводов фаз и троса линии на землю (См);
YAB, YCA, YAT, YBC, YBT, YCT - емкостные междуфазные проводимости линии с тросом (YAB=YBA, YAC=YCA, YBC=YCB) (См);
Figure 00000042
- комплексные фазные токи и токи троса, измеренные с первого (′) и второго (′′) концов линии (А);
Figure 00000043
Figure 00000044
- комплексные фазные напряжения и напряжения троса, измеренные на шинах с первого (′) и второго (′′) концов линии (В),
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000045
Figure 00000046
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000047
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса с первого конца линии (В);
Figure 00000048
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса со второго конца линии (В);
Figure 00000049
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000050
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
Figure 00000051
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии (В);
Figure 00000052
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии (В).
При этом для реализации условия симметричных составляющих нулевой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000053
,
Figure 00000054
,
и суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000055
,
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
,
Figure 00000059
,
Figure 00000060
.
Для реализации условия симметричных составляющих прямой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
и суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000061
,
Figure 00000062
,
Figure 00000063
,
Figure 00000064
,
где a=ej120 - оператор поворота, a2=ej240 - оператор поворота в квадрате.
Для реализации условия симметричных составляющих обратной последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000065
,
Figure 00000066
,
и суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000067
,
Figure 00000068
,
Figure 00000069
,
Figure 00000070
.
Для реализации произвольного условия формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000071
,
Figure 00000072
,
и суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
,
Figure 00000076
.
Для однофазного короткого замыкания предварительно определяют поврежденную, например, фазу А линии, для которой формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000077
,
Figure 00000078
,
Figure 00000079
,
Figure 00000080
,
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000081
,
Figure 00000082
.
Для двухфазного замыкания и двухфазного замыкания на землю предварительно определяют поврежденные фазы линии (например, фазы А, В), для которых формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000083
,
Figure 00000084
,
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
,
Figure 00000088
,
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000091
,
Figure 00000092
Значения комплексных сопротивлений проводов фаз линии и междуфазных комплексных сопротивлений (соответственно, собственных и взаимных сопротивлений) определяются по общеизвестным выражениям (например, Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в энергетических системах, изд-во Энергия, 1970 г., с 293, 294).
Значения емкостных проводимостей фаз на «землю» и взаимных емкостных проводимостей между фаз определяются по общеизвестным выражениям (например, Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи, Иркутск, уч. пособие, изд-во ИрГТУ, 2001 г., с. 27-30).
При наличии осциллограмм токов и напряжений, для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например, фазы А по концам линии.
Отличия от прототипа доказывают новизну технического решения, охарактеризованного в формуле изобретения.
Новый подход позволяет повысить точность определения места короткого замыкания при использовании величин фазных токов и тока троса, величин фазных напряжений и напряжения троса, величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии, величин фазных и междуфазных емкостных проводимостей линии, и в то же время дает возможность практической реализации метода, благодаря раскрытию довольно простых средств и методов что подтверждает соответствие заявляемых технических решений условию патентоспособности «промышленная применимость».
Из уровня техники неизвестны отличительные существенные признаки заявляемого способа, охарактеризованного в формуле изобретения, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 представлена общая трехфазная схема замещения линии электропередачи с грозозащитным тросом с двухсторонним питанием, трос заземлен по концам линии;
на фиг. 2 представлена трехфазная схема замещения линии для короткого замыкания на землю;
на фиг. 3 представлена трехфазная схема замещения линии для междуфазного короткого замыкания (здесь АВ).
На фиг. 1 показана трехфазная схема замещения линии электропередачи с грозозащитным тросом 5 с двухсторонним питанием, длиной L, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С и троса Т ZAA, ZBB, ZCC, ZTT, комплексные междуфазные сопротивления и сопротивления между фазами и тросом ZAB, ZBC, ZCA, ZAT, ZBT, ZCT; емкостные проводимости проводов фаз А, В и С и троса Т на землю YAA, YBB, YCC, YTT, емкостные междуфазные проводимости и емкостные проводимости между фазами и тросом YAB, YBC, YCA, YAT, YBT, YCT, соединяющей шины 3 и 4 двух систем 1 и 2 с эквивалентными параметрами (ЭДС и комплексные сопротивления соответственно
Figure 00000093
Figure 00000094
, ′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии).
На фиг. 2 на схеме замещения линии показано короткое замыкание 6 за переходным сопротивлением (RП) 7 на расстоянии nL от первого конца линии, участок 8 длинной nL от первого конца линии до места короткого замыкания, участок 9 длинной (1-n)L от второго конца линии до места короткого замыкания. При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают фазные токи и ток троса
Figure 00000095
в сопротивлениях участка 8, токи
Figure 00000096
в сопротивлениях участка 9, сумма которых дает полный ток короткого замыкания
Figure 00000097
в переходном сопротивлении 7, при этом на шинах 3 и 4 измеряют с двух концов линии не синхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000098
и напряжения
Figure 00000099
На фиг. 3 на схеме замещения линии показано междуфазное короткое замыкание 6 через переходное сопротивление (RП) 7 на расстоянии nL от первого конца линии.
Рассмотрим короткое замыкание на одноцепной линии с двухсторонним питанием (Фиг. 2). Параметры аварийного режима: токи
Figure 00000100
Figure 00000101
и напряжения
Figure 00000102
,
Figure 00000103
замерены с двух концов и поэтому влияние RП (7) и питающих систем (1, 2) можно исключить. Разницу фазных напряжений на шинах питающих систем и фазных падений напряжений до точки короткого замыкания от первого и второго концов линии можно приравнять и записать следующим образом:
Figure 00000104
где ZAA, ZBB, ZCC, ZTT - комплексные сопротивления проводов фаз и троса линии (Ом);
ZAB, ZAC, ZBC, ZAT, ZBT, ZCT - междуфазные комплексные сопротивления и сопротивления между проводами фаз и тросом линии (Ом);
YAA, YBB, YCC, YTT - емкостные проводимости проводов фаз и троса линии на землю (См);
YAB, YAC, YAT, YBC, YBT, YCT - емкостные междуфазные проводимости и емкостные проводимости между проводами фаз и тросом линии (См);
Figure 00000105
,
Figure 00000106
- комплексные фазные токи и токи троса, измеренные с первого (′) и второго (′′) концов линии (А);
Figure 00000107
,
Figure 00000108
- комплексные фазные напряжения и напряжения троса, измеренные на шинах с первого (′) и второго (′′) концов линии (В).
Для двухцепной линии электропередачи с двумя тросами можно составить соответственно восемь уравнений (при наличии измерений во всех фазах цепей по концам линии).
Для n-цепной линии электропередачи с m тросами можно составить соответственно n*3+m уравнений (при наличии измерений во всех фазах цепей по концам линии).
При этом питающие системы по концам линии могут быть, как связаны, так и не связаны, могут быть разного уровня напряжений.
Полученная система четырех (восьми или n*3+m) связанных уравнений (1) может быть решена множеством путей.
Например, если сложить три уравнения из системы уравнений (1) (для одноцепной линии с тросом), то получим уравнение для нулевой последовательности:
Figure 00000109
где
Figure 00000110
Figure 00000111
Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000114
Figure 00000115
Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000118
Figure 00000119
Figure 00000120
Figure 00000121
Figure 00000122
Figure 00000123
Figure 00000124
Figure 00000125
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000126
Аналогично для n′′.
Если умножить второе уравнение из системы уравнений 1 на оператор поворота а=ej120, а третье уравнение на оператор поворота а2=ej240, то получим уравнение для прямой последовательности:
Figure 00000127
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000128
Если умножить второе уравнение на оператор поворота а2=ej240, а третье уравнение на оператор поворота a=ej120, то получим уравнение для обратной последовательности:
Figure 00000129
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000130
Также можно сложить три уравнения и вычесть четвертое:
Figure 00000131
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000132
Такой вариант целесообразно применять при двухфазных коротких замыканиях.
В общем случае относительные расстояния от концов линии до места повреждения определяют для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000133
Figure 00000134
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000135
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса с первого конца линии (В);
Figure 00000136
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса со второго конца линии (В);
Figure 00000137
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000138
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
Figure 00000139
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии (В);
Figure 00000140
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии (В).
При этом следует учитывать, наличие множества комбинаций с четырьмя начальными уравнениями.
Для однофазного замыкания на землю любое из четырех уравнений (1) можно решить одно для поврежденной фазы, однако при этом нужно предварительно определить фазу линии, в которой произошло замыкание. Например, при коротком замыкании в фазе А, предварительно определяют поврежденную фазу линии, для которой формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000141
Figure 00000142
Figure 00000143
Figure 00000144
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000145
Figure 00000146
где
ZAA - комплексное сопротивление проводов фазы линии (Ом);
ZAB, ZCA, ZAT - между фазные комплексные сопротивления линии с тросом (Ом);
YAA - емкостная проводимость провода фазы линии на землю (См);
YAB, YCA, YAT - емкостные междуфазные проводимости линии с тросом (См);
Figure 00000147
Figure 00000148
- комплексные фазные токи и ток троса, измеренные с первого (′) и второго (′′) концов линии (А);
Figure 00000149
Figure 00000150
- комплексные фазные напряжения и напряжение троса, измеренные на шинах с первого (′) и второго (′′) концов линии (В).
Для двухфазного замыкания и двухфазного замыкания на землю два из четырех уравнений (1) можно решить для поврежденных фаз, однако при этом нужно предварительно определить фазы линии, между которыми произошло замыкание. Например, при коротком замыкании между фазами А и В формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000151
Figure 00000152
Figure 00000153
Figure 00000154
Figure 00000155
Figure 00000156
Figure 00000157
Figure 00000158
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000159
Figure 00000160
где ZAA, ZBB - комплексные сопротивления проводов фаз линии (Ом);
ZAB, ZCA, ZBC, ZAT, ZBT - междуфазные комплексные сопротивления и сопротивления между проводами фаз и тросом линии (Ом);
YAA, YBB - емкостные проводимости проводов фаз линии на землю (См);
YAB, YCA, YAT, YBC, YBT - емкостные междуфазные проводимости и емкостные проводимости между проводами фаз и тросом линии (См);
Figure 00000161
Figure 00000162
- комплексные фазные токи и токи троса, измеренные с первого (′) и второго (′′) концов линии (А);
Figure 00000163
Figure 00000164
- комплексные фазные напряжения и напряжения троса, измеренные на шинах с первого (′) и второго (′′) концов линии (В).
Для реализации способа на линии, на которой трос заземлен по концам и соединен с точкой короткого замыкания через искровой промежуток (фиг. 2), измеряют комплексные величины фазных токов и токов в тросе
Figure 00000165
Figure 00000166
и напряжений
Figure 00000167
Figure 00000168
по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем, Электричество, №4, 2011, с. 17]), При наличии осциллограмм токов и напряжений, для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например фазы А по концам линии. Далее, поворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю, с учетом множества возможных комбинаций векторных сумм фазных напряжений и векторных сумм фазных падений напряжений, по выражениям:
Figure 00000169
Figure 00000170
Предлагаемый способ также позволяет определить место короткого замыкания на одной из цепей многоцепной линии электропередачи при условии наличия измерений токов и напряжений во всех фазах и тросах всех цепей по концам линии.
Проверка способа на расчетных коротких замыканиях в схеме замещения линии в фазных координатах показала высокую точность определения места повреждения. Определение места повреждения, выполненное по предложенной методике, показало также полное отсутствие методической погрешности при наличии переходного сопротивления от 5 до 50 Ом и при изменениях нагрузочного режима в широких диапазонах. Погрешность отсутствует как при измерениях со стороны слабой, так и со стороны мощной питающих систем.
Таким образом, использованием алгоритма определения расстояния до места повреждения при двухстороннем замере на основании известного угла сдвига между напряжениями и токами по концам линии, известных фазных и междуфазных продольных и поперечных параметров линии с тросом достигается более точное определение расстояние до места короткого замыкания.

Claims (3)

1. Способ определения места короткого замыкания на линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух ее концов, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC и троса ZTT, междуфазные комплексные сопротивления ZAB, ZBC, ZCA, ZAT, ZBT, ZCT, емкостные проводимости проводов фаз и троса линии на землю YAA, YBB, YCC, YTT, емкостные междуфазные проводимости линии YAB, YBC, YCA, YAT, YBT, YCT, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - первый конец линии, “ - второй конец линии) не синхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000171
,
Figure 00000172
и напряжения
Figure 00000173
,
Figure 00000174
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L, отличающийся тем, что дополнительно измеряют комплексные токи троса
Figure 00000175
,
Figure 00000176
и напряжения на тросе
Figure 00000177
,
Figure 00000178
с двух концов линии, формируют комплексные падения напряжений на элементах линии:
Figure 00000179
,
Figure 00000180
,
Figure 00000181
,
Figure 00000182
,
Figure 00000183
,
Figure 00000184
,
Figure 00000185
,
Figure 00000186
,
Figure 00000187
,
Figure 00000188
,
Figure 00000189
,
Figure 00000190
,
Figure 00000191
,
Figure 00000192
,
Figure 00000193
,
Figure 00000194
,
где
ZAA, ZBB, ZCC, ZTT - комплексные сопротивления проводов фаз и троса линии, Ом;
ZAB, ZBC, ZCA, ZAT, ZBT, ZCT - междуфазные комплексные сопротивления линии с тросом (ZAB=ZBA, ZBC=ZCB, ZCA=ZAC), Ом;
YAA, YBB, YCC, YTT - емкостные проводимости проводов фаз и троса линии на землю, См;
YAB, YAC, YAT, YBC, YBT, YCT - емкостные междуфазные проводимости линии с тросом (YAB=YBA, YBC=YCB, YCA=YAC), См;
Figure 00000195
,
Figure 00000196
- комплексные фазные токи и токи троса, измеренные с первого (') и второго (“) концов линии, А;
Figure 00000197
,
Figure 00000198
- комплексные фазные напряжения и напряжения троса, измеренные на шинах с первого (') и второго (“) концов линии, В, и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000199
,
Figure 00000200
,
где n', n” - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000201
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса с первого конца линии, В;
Figure 00000202
- сумма комплексных фазных напряжений и напряжения троса со второго конца линии, В;
Figure 00000203
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии, В;
Figure 00000204
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии, В;
Figure 00000205
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии, В;
Figure 00000206
- сумма комплексных фазных падений напряжений и падений напряжений на тросе на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии, В,
при этом для реализации условия симметричных составляющих нулевой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000207
,
Figure 00000208
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000209
,
Figure 00000210
,
Figure 00000211
,
Figure 00000212
,
для реализации условия симметричных составляющих прямой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000213
,
Figure 00000214
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000215
,
Figure 00000216
,
Figure 00000217
,
Figure 00000218
,
для реализации условия симметричных составляющих обратной последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000219
,
Figure 00000220
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000221
,
Figure 00000222
,
Figure 00000223
,
Figure 00000224
,
где a=ej120 - оператор поворота, a2=ej240 - оператор поворота в квадрате,
для реализации произвольного условия формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000225
,
Figure 00000226
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000227
,
Figure 00000228
,
Figure 00000229
,
Figure 00000230
.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для однофазного короткого замыкания предварительно определяют поврежденную фазу линии, например, фазу А, для которой формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000231
,
Figure 00000232
,
Figure 00000233
,
Figure 00000234
,
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000235
,
Figure 00000236
,
где
ZAA - комплексное сопротивление проводов фазы линии, Ом;
ZAB, ZCA, ZAT - междуфазные комплексные сопротивления линии с тросом, Ом;
YAA - емкостная проводимость провода фазы линии на землю, См;
YAB, YCA, YAT - емкостные междуфазные проводимости линии с тросом, См;
Figure 00000237
,
Figure 00000238
- комплексные фазные токи и ток троса, измеренные с первого (') и второго (“) концов линии, А;
Figure 00000239
,
Figure 00000240
- комплексные фазные напряжения и напряжение троса, измеренные на шинах с первого (') и второго (“) концов линии, В.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для двухфазного короткого замыкания и двухфазного короткого замыкания на землю предварительно определяют поврежденные фазы линии, например фазы А, В, для которых формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000241
,
Figure 00000242
,
Figure 00000243
,
Figure 00000244
,
Figure 00000245
,
Figure 00000246
,
Figure 00000247
,
Figure 00000248
,
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000249
,
Figure 00000250
,
где ZAA, ZBB - комплексные сопротивления проводов фаз линии, Ом;
ZAB, ZCA, ZBC, ZAT, ZBT - междуфазные комплексные сопротивления и сопротивления между проводами фаз и тросом линии, Ом;
YAA, YBB - емкостные проводимости проводов фаз линии на землю, См;
YAB, YCA, YAT, YBC, YBT - емкостные междуфазные проводимости и емкостные проводимости между проводами фаз и тросом линии, См;
Figure 00000251
,
Figure 00000252
- комплексные фазные токи и токи троса, измеренные с первого (') и второго (“) концов линии, А;
Figure 00000253
,
Figure 00000254
- комплексные фазные напряжения и напряжения троса, измеренные на шинах с первого (') и второго (“) концов линии, В.
RU2015129202/28A 2015-07-16 2015-07-16 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии RU2605558C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129202/28A RU2605558C1 (ru) 2015-07-16 2015-07-16 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129202/28A RU2605558C1 (ru) 2015-07-16 2015-07-16 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605558C1 true RU2605558C1 (ru) 2016-12-20

Family

ID=58697451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129202/28A RU2605558C1 (ru) 2015-07-16 2015-07-16 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605558C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU744381A1 (ru) * 1977-10-13 1980-06-30 Производственное Объединение По Наладке Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей Способ определени поврежденного участка линии электропередачи с грозозащитным тросом
RU2107304C1 (ru) * 1995-11-13 1998-03-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Способ определения места повреждения линии электропередачи с двусторонним питанием
CN102081132A (zh) * 2010-12-04 2011-06-01 西南交通大学 一种动态条件下的输电线路故障双端测距方法
RU2485531C2 (ru) * 2011-08-22 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
EP1971869B1 (en) * 2006-01-12 2014-04-23 ABB Technology Ltd Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
RU2531769C2 (ru) * 2013-07-23 2014-10-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
RU2539830C2 (ru) * 2013-03-04 2015-01-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU744381A1 (ru) * 1977-10-13 1980-06-30 Производственное Объединение По Наладке Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей Способ определени поврежденного участка линии электропередачи с грозозащитным тросом
RU2107304C1 (ru) * 1995-11-13 1998-03-20 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова Способ определения места повреждения линии электропередачи с двусторонним питанием
EP1971869B1 (en) * 2006-01-12 2014-04-23 ABB Technology Ltd Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
CN102081132A (zh) * 2010-12-04 2011-06-01 西南交通大学 一种动态条件下的输电线路故障双端测距方法
RU2485531C2 (ru) * 2011-08-22 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2539830C2 (ru) * 2013-03-04 2015-01-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью
RU2531769C2 (ru) * 2013-07-23 2014-10-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531769C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
RU2539830C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью
EP2738561B1 (en) Method and device for determining location of earth fault
RU2508556C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Benato et al. Zero sequence behaviour of a double-circuit overhead line
Nam et al. Single line-to-ground fault location based on unsynchronized phasors in automated ungrounded distribution systems
CN107037324B (zh) 基于单端电气量的不受过渡电阻影响的故障测距方法
RU2610852C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов
US9863998B2 (en) Electrical fault location method
RU2605558C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
Nassereddine et al. AC Interference study on piipeline: ohew split factor impacts on the induced voltage
RU2586453C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух её концов
RU2605491C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
RU152421U1 (ru) Устройство для измерения сопротивлений заземлителей п-образных опор воздушных линий электропередачи без отсоединения грозозащитного троса
RU2615150C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
Benato et al. Sequence impedances of insulated cables: Measurements versus computations
RU2609727C1 (ru) Способ определения удаленности места повреждения контактной сети (варианты)
RU2505827C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2593409C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с отпайкой
Ramirez-Ramirez et al. Fault location method based on two end measurements at the power distribution system
RU2623180C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2637716C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с корректировкой параметров линии
Eng et al. Single-ended traveling wave based fault location on two terminal transmission lines
RU2016102023A (ru) Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2753838C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю