RU2700809C1 - Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines - Google Patents
Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700809C1 RU2700809C1 RU2018135617A RU2018135617A RU2700809C1 RU 2700809 C1 RU2700809 C1 RU 2700809C1 RU 2018135617 A RU2018135617 A RU 2018135617A RU 2018135617 A RU2018135617 A RU 2018135617A RU 2700809 C1 RU2700809 C1 RU 2700809C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zero
- sequence
- microcontroller
- insulation
- measuring
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроустановках, на электрических станциях и подстанциях, электрических сетях и сетях связи для определения состояния изоляции и прогнозирования ресурса изоляции.The invention relates to electrical engineering and can be used in electrical installations, at electrical stations and substations, electrical networks and communication networks to determine the state of insulation and predict the insulation resource.
Известен способ определения состояния и ресурса изоляции электроустановки (Таджибаев А.И., Канискин В.А., Сажин Б.И., Костенко Э.М. и др. Способ определения состояния и ресурса изоляции электрической установки // Роспатент, патент № 2044326 по заявке № 93-01 6114/10 от 29.03.93, опубликован 20.09.95), заключающийся в том, что определяют тангенс угла диэлектрических потерь на разных частотах, находят эталонное значение частоты максимума тангенса угла диэлектрических потерь и градуировочные характеристики при различных температурах для образцовой электроустановки, рабочую температуру изоляции, значение частоты максимума тангенса угла диэлектрических потерь для контролируемой электроустановки, находят разность упомянутых значений и по градуировочной характеристике определяют выбранный и остаточный ресурс изоляции.A known method for determining the state and resource of insulation of an electrical installation (Tadjibaev A.I., Kaniskin V.A., Sazhin B.I., Kostenko E.M. et al. Method of determining the state and resource of insulation of an electrical installation // Rospatent,) according to the application No. 93-01 6114/10 of March 29, 93, published September 20, 95), which consists in determining the dielectric loss tangent at different frequencies, finding the reference value of the maximum dielectric loss tangent frequency and calibration characteristics at different temperatures for model electrical anovki, working temperature insulation, the maximum value of the tangent of dielectric loss angle frequency for controlled electrical find the difference of said values and determining the selected characteristic of the calibration and the remaining service life of insulation.
Недостатком данного способа является необходимость использования образцовой электроустановки, что создает значительные трудности при практической реализации такого способа. The disadvantage of this method is the need to use an exemplary electrical installation, which creates significant difficulties in the practical implementation of this method.
Известна автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий (Патент РФ № 112525. Автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий / Полуянович Н.К., Стульнева А.В., Дубяго М.Н. Опубл. 10.01.2012 Бюл. №1), содержащая по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, датчики тока нулевой последовательности, измерительный трансформатор напряжения нулевой последовательности, датчик напряжения нулевой последовательности, микроконтроллер, персональный компьютер, отличающаяся тем, что в нее введен преобразователь интерфейсов, блок питания микроконтроллера, выходы трансформаторов тока нулевой последовательности соединены с входами соответствующих датчиков тока нулевой последовательности, соответствующие выходы датчиков тока нулевой последовательности соединены с первыми входами микроконтроллера, выход трансформатора напряжения нулевой последовательности соединен со входом датчика напряжения нулевой последовательности, выход датчика напряжения нулевой последовательности соединен со вторыми входами микроконтроллера, преобразователь интерфейсов соединен с первым выходом микроконтроллера, второй выход микроконтроллера соединен с блоком питания, вход персонального компьютера соединен с выходом преобразователя интерфейсов. Known automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines (RF Patent No. 112525. Automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines / Poluyanovich NK, Stulneva AV, Dubyago MN Publ. 10.01.2012 Bull. No. 1), containing by the number of connections zero-sequence current transformers, zero-sequence current sensors, zero-sequence voltage transformer, zero-sequence voltage sensor, microcontroller, ne a dormant computer, characterized in that an interface converter is inserted into it, a microcontroller power supply, the outputs of the zero sequence current transformers are connected to the inputs of the corresponding zero sequence current sensors, the corresponding outputs of the zero sequence current sensors are connected to the first inputs of the microcontroller, the output of the zero sequence voltage transformer is connected to zero sequence voltage sensor input, zero sequence voltage sensor output NOSTA connected to second inputs of the microcontroller, interface converter connected to the first output of the microcontroller, the second output of the microcontroller is connected to a power supply, a personal computer input connected to the output interface converter.
Работа устройства основана на измерении уровня тока нулевой последовательности (ТНП) в контролируемом присоединении и напряжения нулевой последовательности в кабельной линии. При ослаблении фазной изоляции увеличивается ток нулевой последовательности (амплитуда и фаза тока нулевой последовательности). Данные о состоянии кабельной линии обрабатываются микроконтроллером, в нем же полученные данные сравниваются с допустимой амплитудой вектора ТНП и, если имеет место превышение ее значения, определяется угол между вектором ТНП и вектором межфазного напряжения, в результате чего определяется, соответствует ли возникший ток дефекту изоляции и, если не соответствует, то произошло замыкание на землю. The operation of the device is based on measuring the zero sequence current level (TNP) in a controlled connection and the zero sequence voltage in the cable line. When the phase insulation is weakened, the zero sequence current increases (the amplitude and phase of the zero sequence current). The data on the state of the cable line is processed by the microcontroller, in it the obtained data are compared with the permissible amplitude of the TNF vector and, if its value is exceeded, the angle between the TNR vector and the phase-to-phase voltage vector is determined, as a result of which it is determined whether the current generated corresponds to an insulation defect if it does not match, then an earth fault has occurred.
По значению этого угла с заданными диапазонами определяется, в какой из фаз произошел дефект. Полученные данные проходят обработку в математической модели, и система определяет расстояние до дефекта и сопротивление дефекта или, если дефект только намечается, система прогнозирует время, через которое случится пробой.The value of this angle with the given ranges determines which phase the defect occurred in. The data obtained are processed in a mathematical model, and the system determines the distance to the defect and the resistance of the defect or, if the defect is only outlined, the system predicts the time after which the breakdown will occur.
Данная система обеспечивает отыскание повреждений, оценку состояния силовых кабельных линиях, благодаря определению сопротивления дефекта и расстояния до дефекта, прогнозирование намечающегося повреждения кабельной линии. This system provides the search for damage, the assessment of the state of power cable lines, by determining the resistance of the defect and the distance to the defect, predicting the planned damage to the cable line.
Недостаток данной системы состоит в том, что она контролирует только фазную изоляцию, что позволяет обнаруживать появление и следить за развитием процессов возникновения замыканий фазы на землю. Но в электрических сетях нередко возникают процессы снижения электрической прочности межфазной изоляции, что приводит в итоге к возникновению коротких замыканий между фазами и нарушению электроснабжения. Замыкания между фазами (двухфазные и трехфазные) не сопровождаются появлением токов нулевой последовательности, поэтому данное устройство не обеспечивает заблаговременного выявления таких повреждений и прогнозирования ресурса междуфазной изоляции. The disadvantage of this system is that it controls only phase isolation, which allows to detect the appearance and monitor the development of processes of phase faults to earth. But in electrical networks, there are often processes of reducing the electrical strength of interphase isolation, which ultimately leads to short circuits between the phases and disruption of power supply. Short circuits between phases (two-phase and three-phase) are not accompanied by the appearance of currents of zero sequence, therefore this device does not provide early detection of such damage and prediction of the life of interphase isolation.
Также данная система не позволяет определить с достаточной точностью место возникновения повреждения, так как снижение электрической прочности изоляции может возникнуть вне линии на небольшом расстоянии от ее конца и в этом случае сложно определить истинное место возникновения повреждения.Also, this system does not allow to determine with sufficient accuracy the place of occurrence of damage, since a decrease in the dielectric strength of the insulation can occur out of line at a small distance from its end, and in this case it is difficult to determine the true place of occurrence of damage.
Наиболее близким к изобретению по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату является автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий (Патент РФ № 2657290. Автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий / Бирюлин В.И., Куделина Д.В. Опубл. 13.06.2018).Closest to the invention in use, technical nature and technical result achieved is an automated system for diagnosing and monitoring the status of insulation of power cable lines (RF Patent No. 2657290. Automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines / Biryulin V.I., Kudelina D. B. Publ. 06/13/2018).
Эта система содержит трансформаторы тока нулевой последовательности; датчики тока нулевой последовательности; трансформатор напряжения нулевой последовательности; датчик напряжения нулевой последовательности; микроконтроллер; блок питания; преобразователь интерфейсов; персональный компьютер; трансформаторы тока; фильтр токов обратной последовательности.This system contains zero sequence current transformers; zero sequence current sensors; zero sequence voltage transformer; zero sequence voltage sensor; microcontroller; Power Supply; interface converter; Personal Computer; current transformers; reverse sequence current filter.
Контроль токов и напряжений как обратной, так и нулевой последовательности позволяет определять снижение электрической прочности фазной изоляции относительно земли и междуфазной изоляции, но не может достаточно точно определить место возникновения повреждений. Monitoring currents and voltages of both the reverse and zero sequence allows you to determine the decrease in the electrical strength of the phase insulation relative to the ground and interphase insulation, but cannot accurately determine the place of occurrence of damage.
Техническая задача предполагаемого изобретения заключается в определении возникновения повреждения на защищаемой линии.The technical task of the alleged invention is to determine the occurrence of damage on the protected line.
Задача достигается тем, что в селективной автоматизированной системе диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий имеется два измерительных комплекта, устанавливаемых в начале и конце защищаемой линии. The task is achieved by the fact that in a selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines, there are two measuring sets installed at the beginning and end of the protected line.
Эти комплекты осуществляют измерение токов обратной и нулевой последовательности, как в начале, так и в конце защищаемой линии. Сравнение этих токов позволяет определить возникновение повреждения изоляции только на повреждаемой линии, так как повреждения изоляции вне защищаемой линии (особенно при близких к этой линии повреждениях) будут сопровождаться одинаковыми значениями токов обратной и нулевой последовательности, как в начале, так в конце защищаемой линии. Это позволит четко локализовать элемент электрической сети с поврежденной изоляцией, что сократит время на поиск и устранение дефекта. These kits measure the currents of the reverse and zero sequence, both at the beginning and at the end of the protected line. Comparison of these currents makes it possible to determine the occurrence of insulation damage only on the damaged line, since insulation damage outside the protected line (especially with damage close to this line) will be accompanied by the same values of the reverse and zero sequence currents, both at the beginning and at the end of the protected line. This will clearly localize the element of the electrical network with damaged insulation, which will reduce the time to search and eliminate the defect.
Cущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены два измерительных комплекта, устанавливаемых в начале и конце защищаемой линии. На фиг. 2 приведена схема измерительного комплекта селективной автоматизированной системы диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий, на которой обозначены: 1,3,5 – трансформаторы тока нулевой последовательности; 2,4,6 – датчики тока нулевой последовательности; 7 – трансформатор напряжения нулевой последовательности; 8 – датчик напряжения нулевой последовательности; 9 –микроконтроллер; 10 – блок питания; 11 – преобразователь интерфейсов; 12 – персональный компьютер; 13 – трансформаторы тока; 14 – фильтр токов обратной последовательности. На фиг.3 точками 1 и 2 показаны места повреждений на защищаемой лини и вне защищаемой линии соответственно.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows two measuring sets installed at the beginning and end of the protected line. In FIG. 2 is a diagram of a measuring set of a selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines, which shows: 1,3,5 - zero sequence current transformers; 2,4,6 - zero sequence current sensors; 7 - voltage transformer of zero sequence; 8 - zero sequence voltage sensor; 9 - microcontroller; 10 - power supply; 11 - interface converter; 12 - personal computer; 13 - current transformers; 14 - reverse sequence current filter. In Fig. 3,
Работает селективная автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий следующим образом. При нормальном состоянии изоляции защищаемой кабельной линии или при возникновении внешнего повреждения (за пределами защищаемой линии) токи в начале и конце линии будут практически одинаковыми. При возникновении повреждения изоляции на защищаемой линии ток в начале линии становится больше, чем ток в конце этой линии. A selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines operates as follows. In the normal state of insulation of the protected cable line or when external damage occurs (outside the protected line), the currents at the beginning and end of the line will be almost the same. If insulation damage occurs on the protected line, the current at the beginning of the line becomes greater than the current at the end of this line.
Постоянное сравнение значений токов обеспечивает непрерывный контроль состояния линии и реагирование только на повреждения фазной и междуфазной изоляции, возникающие на этой линии. Повреждения, появляющиеся вне линии, не приведут к срабатыванию данной системы диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий, даже если электрические параметры будут примерно одинаковыми с повреждением на защищаемой линии, как в случае, если точки повреждения находятся, как показано на фиг.3 – точка 1 на защищаемой линии и точка 2 вне защищаемой линии.Constant comparison of current values provides continuous monitoring of the state of the line and responds only to damage to the phase and interphase isolation occurring on this line. Damages that occur outside the line will not lead to the triggering of this diagnostic and monitoring system of the insulation of power cable lines, even if the electrical parameters are approximately the same as the damage on the protected line, as if the damage points are located, as shown in figure 3 -
Селективная автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий позволяет определить место возникновения повреждения изоляции кабельных линий, если повреждение расположено на контролируемой линии, определяется примерное расстояние до места локального дефекта изоляции и сопротивление этого дефекта без отключения оборудования по изменению параметров рабочего режима этой линии.A selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines allows you to determine the location of damage to the insulation of cable lines, if the damage is located on the controlled line, the approximate distance to the place of the local insulation defect and the resistance of this defect are determined without turning off the equipment by changing the operating parameters of this line.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135617A RU2700809C1 (en) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135617A RU2700809C1 (en) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700809C1 true RU2700809C1 (en) | 2019-09-23 |
Family
ID=68063191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135617A RU2700809C1 (en) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700809C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730549C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines with a delay unit to prevent false signal on damage to insulation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU176009A1 (en) * | Е. Ф. Макаров, Б. Д. Вайсман , И. Т. Мельников | DEVICE FOR DETERMINATION OF PLACE OF DAMAGE IN HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINES | ||
EP1074849A2 (en) * | 1999-08-03 | 2001-02-07 | Alstom UK Limited | Fault detection in electrical transmission lines |
WO2003044547A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-30 | Abb Ab | Fault location using measurements from two ends of a line |
RU84132U1 (en) * | 2009-03-18 | 2009-06-27 | Феликс Нигматзянович Шакирзянов | DAMAGE DETECTION SYSTEM |
RU116243U1 (en) * | 2012-01-11 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "НИИЭФА-ЭНЕРГО" | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SHORT CIRCUIT TO THE GROUND OF THE AIRLINE LINES WITH A VOLTAGE OVER 1000 V LOCATED ON THE SUPPORTS OF THE AC CONTACT NETWORK |
RU2657290C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Automated system of diagnosing and monitoring the insulation of power cable lines |
-
2018
- 2018-10-09 RU RU2018135617A patent/RU2700809C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU176009A1 (en) * | Е. Ф. Макаров, Б. Д. Вайсман , И. Т. Мельников | DEVICE FOR DETERMINATION OF PLACE OF DAMAGE IN HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINES | ||
EP1074849A2 (en) * | 1999-08-03 | 2001-02-07 | Alstom UK Limited | Fault detection in electrical transmission lines |
WO2003044547A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-30 | Abb Ab | Fault location using measurements from two ends of a line |
RU84132U1 (en) * | 2009-03-18 | 2009-06-27 | Феликс Нигматзянович Шакирзянов | DAMAGE DETECTION SYSTEM |
RU116243U1 (en) * | 2012-01-11 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "НИИЭФА-ЭНЕРГО" | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SHORT CIRCUIT TO THE GROUND OF THE AIRLINE LINES WITH A VOLTAGE OVER 1000 V LOCATED ON THE SUPPORTS OF THE AC CONTACT NETWORK |
RU2657290C1 (en) * | 2017-05-03 | 2018-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Automated system of diagnosing and monitoring the insulation of power cable lines |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730549C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-08-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines with a delay unit to prevent false signal on damage to insulation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10742068B2 (en) | Real-time deviation detection of power system electrical characteristics using time-synchronized measurements | |
RU2491563C2 (en) | Technique and device for detection of phase-to-ground fault | |
US7969696B2 (en) | Ground fault detection and localization in an ungrounded or floating DC electrical system | |
US8823307B2 (en) | System for detecting internal winding faults of a synchronous generator, computer program product and method | |
US8866487B2 (en) | Directional fault sectionalizing system | |
RU2633433C2 (en) | Directional detection of fault in network, in particular, in system with grounded compensated or insulated neutral | |
RU2631025C2 (en) | Detection of direction of weakly resistant short circuit to earth of average voltage with help of linear correlation | |
RU2546188C1 (en) | Voltage-based device and method for identification of faults in transmission line | |
US20170192047A1 (en) | High impedance fault location in dc distribution systems | |
US10247767B2 (en) | Fault detection and direction determination | |
CN103503262B (en) | For monitoring the method and apparatus of current transformer in differential protective system | |
US11061060B2 (en) | Method and system for locating defects on an electric cable | |
US20160216306A1 (en) | Automatic current transformer polarity correction | |
RU2700809C1 (en) | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines | |
KR102260550B1 (en) | Facility health monitoring method by measuring the electric circuit constant inside the power facility in operation | |
US10338122B2 (en) | Method and device for detecting a fault in an electrical network | |
RU2657290C1 (en) | Automated system of diagnosing and monitoring the insulation of power cable lines | |
RU2682240C2 (en) | Detecting fault, in particular transient fault in electrical network | |
RU2365013C1 (en) | Method of automatic repeated switching-on of power transmission line (ptl) | |
EP2681572B1 (en) | Method for adaptation of ground fault detection | |
EP3206041A1 (en) | A system and a method for monitoring transformer bushings | |
Mokhlis et al. | Voltage sags pattern recognition technique for fault section identification in distribution networks | |
WO2020144734A1 (en) | Arc/ground fault detection device | |
RU2732000C1 (en) | Automated control system of state of power cable lines insulation and mode of unstable earth faults | |
RU2730549C1 (en) | Selective automated system for diagnosing and monitoring the state of insulation of power cable lines with a delay unit to prevent false signal on damage to insulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201010 |