RU2674528C1 - Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю - Google Patents

Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю Download PDF

Info

Publication number
RU2674528C1
RU2674528C1 RU2017144848A RU2017144848A RU2674528C1 RU 2674528 C1 RU2674528 C1 RU 2674528C1 RU 2017144848 A RU2017144848 A RU 2017144848A RU 2017144848 A RU2017144848 A RU 2017144848A RU 2674528 C1 RU2674528 C1 RU 2674528C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
line
phases
distance
damaged
Prior art date
Application number
RU2017144848A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Леонидович Куликов
Владислав Юрьевич Осокин
Михаил Дмитриевич Обалин
Владимир Юрьевич Вуколов
Антон Алексеевич Лоскутов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2017144848A priority Critical patent/RU2674528C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2674528C1 publication Critical patent/RU2674528C1/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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения мест повреждений при замыканиях на землю на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ с малыми токами замыкания на землю. Технический результат: повышение точности определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю. Сущность: измеряют активную и реактивную составляющие фазного тока и напряжения в аварийном режиме. Рассчитывают индуктивное сопротивление до каждого места замыкания, пропорциональное расстоянию до мест повреждений на первой и второй линиях электропередачи. При расчете индуктивного сопротивления учитываются дополнительные относительные индуктивные сопротивления взаимной индукции фаз для каждой из линий электропередачи. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано дляопределения мест повреждений при замыканиях на землю на двух разных линияхэлектропередачи распределительной сети 6-35 кВ с малыми токами замыкания на землю.
Известен «Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линияхэлектропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю» (Патент РФ № 2558266 от 29.04.2014г., МПК G01R 31/08, опубл. 27.07.2015г. Бюл.№21), заключающийся визмерении тока нулевой последовательности и фазного напряжения при помощиизмерительного органа сопротивления.Измерительный органсопротивления включают на токи нулевой последовательности и фазные напряженияповрежденных линий, отходящих от одних шин подстанции, определяют возникновениеоднофазных замыканий на землю одной фазы на двух линиях по появлению на выходахфильтров тока нулевой последовательности токов нулевой последовательности 3I01на первой линии и 3I02 на второй линии, вычисляют абсолютные значения индуктивногосопротивления Хф1 и Хф2 контуров поврежденных разных фаз ф1 и ф2 по следующимвыражениям:
Figure 00000001
и вычисляют расстояние до места повреждения l1k на первой линии и расстояние доместа повреждения l2k на второй линии по формулам:
Figure 00000002
Figure 00000003
где Re(3I01(2)), Im(3I01(2)), Re(Uф1(2)), Im(Uф1(2)) - реальные и мнимые составляющиетока нулевой последовательности и фазного напряжения поврежденных линий, Х0луд,X1луд - удельные индуктивные сопротивления прямой и нулевой последовательностилинии электропередачи.
Недостатком способа является низкая точность, связанная с неполным учетом взаимных индуктивностей фаз при определении расстояния до мест повреждений линий электропередачи.
Наиболее близким техническим решением является «Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линияхэлектропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю» (Патент РФ №2557375от 29.04.2014г, МПК G01R 31/08, опубл. 20.07.2015г.Бюл. № 20), согласно которомупроизводят измерение фазного тока и фазного напряжения при помощи измерительногооргана сопротивления.Измерительный орган сопротивлениявключают на фазные токи и фазные напряжения поврежденных линий, отходящих отодних шин подстанции, по росту фазных токов Iф1 и Iф2 поврежденных фаз ф1 на однойлинии и ф2 на другой линии, определяют возникновение однофазных замыканий наземлю на двух линиях, на разных фазах, вычисляют абсолютные значения индуктивногосопротивления Xф1 и Xф2 контуров поврежденных фаз ф1, ф2 по следующимвыражениям:
Figure 00000001
и вычисляют расстояние до места повреждения l1к на одной линии и расстояние доместа повреждения l2к на другой линии по формулам
Figure 00000002
Figure 00000003
где Re(Uф1(2)), Im(Uф1(2)), Re(Iф1(2)), Im(Iф1(2)) - реальные и мнимые составляющиефазного тока и напряжения поврежденных фаз, X0луд, X1луд - удельные индуктивныесопротивления прямой и нулевой последовательности линии электропередачи.
Недостатком способа-прототипа является низкая точность определения расстояния до мест повреждений, связанная с неполным учетом взаимных индуктивных сопротивлений фаз линий электропередачи.
Следует дополнительно отметить, что оба способа (аналог и прототип) предполагают одинаковость удельных сопротивлений прямой и нулевой последовательности для обеих линий электропередачи. Такое предположение вносит существенные ошибки в расчет расстояния до места повреждения для линий электропередачи с разным конструктивным исполнением, либо ограничивает возможности применения способа только линиями электропередачи с одинаковыми удельными сопротивлениями.
Задача изобретения – повышение точности способа определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю за счет дополнительного учета взаимных индуктивных сопротивлений линий электропередачи.
Поставленная задача достигается способом определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю, согласно которому производят измерение фазного тока и фазного напряжения при помощи измерительного органа сопротивления, измерительный орган сопротивления включают на фазные токи и фазные напряжения поврежденных линий, отходящих от одних шин подстанции, по росту фазных токов Iф1 и Iф2 поврежденных фаз ф1 на одной линии и ф2 на другой линии, определяют возникновение однофазных замыканий на землю на двух линиях, на разных фазах, вычисляют абсолютные значения индуктивного сопротивления Xф1 и Xф2 контуров поврежденных фаз ф1, ф2 по следующим выражениям:
Figure 00000004
где Re(Uф1(2)), Im(Uф1(2)), Re(Iф1(2)), Im(Iф1(2)) - реальные и мнимые составляющие фазного тока и напряжения поврежденных фаз, вычисляют расстояние до места повреждения l1к на одной линии и расстояние до места повреждения l2к на другой линии.Согласно предложения, при определении расстояния до мест двойных замыканий на землю дополнительно учитывают взаимные индуктивные сопротивления фаз поврежденных линий электропередачи, а расчет расстояния до ближнего места повреждения l1к и дальнего места повреждения l2к осуществляют по следующим выражениям:
Figure 00000005
Figure 00000006
где,
Figure 00000007
;
Figure 00000008
; – сопротивления взаимной индукциинеповрежденных фаз первой линии относительно поврежденной фазы;
Figure 00000009
;
Figure 00000010
– сопротивления взаимной индукции неповрежденных фаз второй линии относительно поврежденной фазы;
Figure 00000011
– ток поврежденной фазы первой линии;
Figure 00000012
– ток поврежденной фазы второй линии;
Figure 00000013
– токи неповрежденных фаз первой линии;
Figure 00000014
– токи неповрежденных фаз второй линии;
Figure 00000015
л1 ,
Figure 00000015
л2 –удельные индуктивные сопротивления соответственно первой и второй линии электропередачи;
Figure 00000016
m1 ,
Figure 00000016
m2 – удельные сопротивления взаимной индукции соответственно первой и второй линии электропередачи.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом, на котором представлена схема замещения сети в режиме двойного замыкания на землю фаз А и В на разных линиях электропередачи (фиг.1). На фиг.1 введены следующие обозначения:
Figure 00000017
– эквивалентная трехфазная ЭДС системы – (1);
Figure 00000018
– эквивалентное трехфазное сопротивление системы – (2);
Figure 00000019
– трехфазное сопротивление первой линии до точки повреждения – (31);
Figure 00000020
– трехфазное сопротивление второй линии до точки повреждения повреждений – (32);
Figure 00000021
– трехфазное сопротивление первой линии от точки повреждения до нагрузки – (41);
Figure 00000022
– трехфазное сопротивление второй линии от точки повреждения до нагрузки – (42);
Figure 00000023
– эквивалентное трехфазное сопротивления нагрузки первой линии (51);
Figure 00000024
– эквивалентное трехфазное сопротивления нагрузки второй линии (52);
Figure 00000025
,
Figure 00000026
– переходные сопротивления в местах замыканий (61) и (62) на первой и второй линиях;
Figure 00000027
,
Figure 00000028
– расстояния до мест замыканий на землю на первой и второй линиях электропередачи;
L1 и L2 - длина первой и второй линии электропередачи;
ИО – измерительный орган сопротивления первой (71) и второй (72) линий электропередачи.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Запишем второй закон Кирхгофа для контура фаза-земля, при допущении, что подпитка точек двойного замыкания током нагрузки отсутствует. Напряжение поврежденных фаз на шинах подстанции определяется следующим образом при двойном замыкании фаз A и B:
Figure 00000029
 (1)
Figure 00000030
Figure 00000030
;		 (2)
где
Figure 00000031
;
Figure 00000032
;
Figure 00000033
;
Figure 00000034
сопротивление взаимной индукции соответствующих фаз;
Figure 00000035
,
Figure 00000036
– удельные сопротивления взаимной индукции первой и второй линий электропередачи;
Figure 00000016
л1,
Figure 00000016
л2– удельные сопротивленияпервой и второй ЛЭП.
Замер токов и напряжений аварийного процесса производится в месте установки ИО 71 и 72, подключенных на фазный ток и фазное напряжение относительно земли.
В этом случае расчетное сопротивление Z ф, пропорционально расстоянию до места повреждения и определяется по формуле (3).
Figure 00000037
 (3)
С учетом выражения (1) расстояние до места повреждения на первой линии электропередачи определяется соотношением
Figure 00000038
 (4)
Расстояние до точки повреждения на второй линии электропередачи l2k с учетом выражения (2) определяется как:
Figure 00000039
 (5)
Влияние активных переходных сопротивлений можно исключить путем выделения реактивной составляющей сопротивления, тогда расстояние до места повреждения на первой линии электропередачи определяется соотношением
Figure 00000040
 (6)
Расстояние до места повреждения на второй линии электропередачи можно определить по формуле:
Figure 00000041
 (7)
Тогда с учетом изложенного, расстояния до мест повреждений, в общем случае, будет рассчитываться по следующим формулам:
Figure 00000005
 (8)
Figure 00000006
 (9)
где,
Figure 00000007
;
Figure 00000008
; – сопротивления взаимной индукциинеповрежденных фаз первой линии относительно поврежденной фазы;
Figure 00000009
;
Figure 00000010
– сопротивления взаимной индукциинеповрежденных фаз второй линии относительно поврежденной фазы;
Figure 00000011
– ток поврежденной фазы первой линии;
Figure 00000012
– ток поврежденной фазы второй линии;
Figure 00000013
– токи неповрежденных фаз первой линии;
Figure 00000014
– токи неповрежденных фаз второй линии;
Figure 00000015
л1 ,
Figure 00000015
л2 –удельные индуктивные сопротивления соответственно первой и второй линии электропередачи;
Figure 00000016
m1 ,
Figure 00000016
m2 – удельные сопротивления взаимной индукции соответственно первой и второй линии электропередачи.
Практическая реализация предлагаемого измерительного органа сопротивления (71 и 72)возможна на основе современных комплексов дистанционнойзащиты. Измерительный орган сопротивления, включенный на фазный ток и фазноенапряжение, соответствует требованию пропорциональности сопротивления на зажимахреле расстоянию до места повреждения в режиме двойного замыкания на землю враспределительной сети с малыми токами замыкания на землю.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определитьрасстояние до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю за счет дополнительного учета взаимных индуктивных сопротивлений линий электропередачи.

Claims (5)

  1. Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю, согласно которому производят измерение фазного тока и фазного напряжения при помощи измерительного органа сопротивления, измерительный орган сопротивления включают на фазные токи и фазные напряжения поврежденных линий, отходящих от одних шин подстанции, по росту фазных токов Iф1 и Iф2 поврежденных фаз ф1 на одной линии и ф2 на другой линии определяют возникновение однофазных замыканий на землю на двух линиях, на разных фазах, вычисляют абсолютные значения индуктивного сопротивления Xф1 и Xф2 контуров поврежденных фаз ф1, ф2 по следующему выражению:
  2. Figure 00000042
  3. где Re(Uф1(2)), Im(Uф1(2)), Re(Iф1(2)), Im(Iф1(2)) - реальные и мнимые составляющие фазного тока и напряжения поврежденных фаз, вычисляют расстояние до места повреждения l1k на одной линии и расстояние до места повреждения l2k на другой линии, отличающийся тем, что при определении расстояния до мест двойных замыканий на землю дополнительно учитывают взаимные индуктивные сопротивления фаз поврежденных линий электропередачи, а расчет расстояния до ближнего места повреждения l1k и дальнего места повреждения l2k осуществляют по следующим выражениям:
  4. Figure 00000043
    Figure 00000044
  5. где
    Figure 00000045
    ;
    Figure 00000046
    – сопротивления взаимной индукции неповрежденных фаз первой линии относительно поврежденной фазы;
    Figure 00000047
    ;
    Figure 00000048
    – сопротивления взаимной индукции неповрежденных фаз второй линии относительно поврежденной фазы;
    Figure 00000049
    – ток поврежденной фазы первой линии;
    Figure 00000050
    – ток поврежденной фазы второй линии;
    Figure 00000051
    – токи неповрежденных фаз первой линии;
    Figure 00000052
    – токи неповрежденных фаз второй линии;
    Figure 00000053
    л1,
    Figure 00000053
    л2 – удельные индуктивные сопротивления соответственно первой и второй линий электропередачи;
    Figure 00000054
    m1,
    Figure 00000054
    m2 – удельные сопротивления взаимной индукции соответственно первой и второй линий электропередачи.
RU2017144848A 2017-12-20 2017-12-20 Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю RU2674528C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144848A RU2674528C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144848A RU2674528C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674528C1 true RU2674528C1 (ru) 2018-12-11

Family

ID=64753038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144848A RU2674528C1 (ru) 2017-12-20 2017-12-20 Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674528C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750421C1 (ru) * 2020-12-21 2021-06-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
RU2753838C1 (ru) * 2020-12-23 2021-08-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1585767A1 (ru) * 1988-05-16 1990-08-15 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Способ определени рассто ни до мест двойного замыкани на землю
CN104764969A (zh) * 2015-03-04 2015-07-08 国家电网公司 基于接地电阻实测的双回线路非同名相跨线高阻接地故障定位方法
RU2557375C1 (ru) * 2014-04-29 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
RU2558266C1 (ru) * 2014-04-29 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
CN104062550B (zh) * 2014-07-04 2017-02-15 国家电网公司 基于二分搜索的双回线路非同名相跨线接地故障测距方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1585767A1 (ru) * 1988-05-16 1990-08-15 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Способ определени рассто ни до мест двойного замыкани на землю
RU2557375C1 (ru) * 2014-04-29 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
RU2558266C1 (ru) * 2014-04-29 2015-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
CN104062550B (zh) * 2014-07-04 2017-02-15 国家电网公司 基于二分搜索的双回线路非同名相跨线接地故障测距方法
CN104764969A (zh) * 2015-03-04 2015-07-08 国家电网公司 基于接地电阻实测的双回线路非同名相跨线高阻接地故障定位方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750421C1 (ru) * 2020-12-21 2021-06-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
RU2753838C1 (ru) * 2020-12-23 2021-08-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krishnathevar et al. Generalized impedance-based fault location for distribution systems
US9476931B2 (en) Method for fault location analysis of ungrounded distribution systems
Gabr et al. A new impedance-based fault location scheme for overhead unbalanced radial distribution networks
RU2416804C2 (ru) Устройство и способ для определения места аварийного заземления
CA2932899C (en) Systems and methods for identifying faulted segments in multiphase power networks
Ramar et al. A new impedance-based fault location method for radial distribution systems
CN103529356B (zh) 用于确定距相对地故障的距离的方法和设备
Xiu et al. Novel fault location methods for ungrounded radial distribution systems using measurements at substation
CN111141995B (zh) 一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统
RU2426998C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи
Orozco-Henao et al. A robust method for single phase fault location considering distributed generation and current compensation
RU2558266C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Saha et al. Fault location method for MV cable network
RU2531769C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
RU2674528C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
WO2019166903A1 (en) Method and device for fault location in a two-terminal transmission system
RU2557375C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
Lima et al. Electrical power systems fault location with one-terminal data using estimated remote source impedance
RU2666174C1 (ru) Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
DE102011006979A1 (de) Verfahren zum Schutz eines elektrischen Stromversorgungsnetzes
Lebedev et al. Development and research of fault location algorithm for double-end feed lines in the multifunctional system
Kletsel et al. The device for determining the distance to single phase fault on the power line
RU2753838C1 (ru) Способ определения расстояния до мест замыканий на землю на двух линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю
RU2685747C1 (ru) Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью
RU2750421C1 (ru) Способ определения расстояния до мест двойных замыканий на землю на линиях электропередачи в сетях с малыми токами замыкания на землю

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200708

Effective date: 20200708