RU2719763C1 - Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line - Google Patents

Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2719763C1
RU2719763C1 RU2019143621A RU2019143621A RU2719763C1 RU 2719763 C1 RU2719763 C1 RU 2719763C1 RU 2019143621 A RU2019143621 A RU 2019143621A RU 2019143621 A RU2019143621 A RU 2019143621A RU 2719763 C1 RU2719763 C1 RU 2719763C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
damage
cable
ohptl
electromagnetic waves
power
Prior art date
Application number
RU2019143621A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Куликов
Павел Сергеевич Пелевин
Антон Алексеевич Лоскутов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева"
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" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева"
Priority to RU2019143621A priority Critical patent/RU2719763C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719763C1 publication Critical patent/RU2719763C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/06Details with automatic reconnection
    • H02H3/066Reconnection being a consequence of eliminating the fault which caused disconnection

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: according to the method, in case of damage to the cable-overhead power transmission line (OHPTL), electromagnetic waves propagating from the damage point to the OHPTL ends are fixed using the OHPTL damage determination units, determining the OHPTL damage on the fixed electromagnetic waves, calculating the distance to the OHPTL damage point, outputting from the information processing unit a signal on the possibility of the cable OHPTL reconnection, as well as information on design distance to point of cable OHPTL damage, performing preliminary simulation of OHPTL and realizing a recognition procedure in an information processing unit, consisting in determining a damaged OHPTL cable or air section, as well as distances to the point of damage, according to the recognition results, a prohibiting signal for re-connection of the cable OHPTL is issued from the information processing unit, if damage occurred at least on one of OHPTL cable sections. At that, amplitudes of the first current and voltage pulses of electromagnetic waves arriving at OHPTL ends are fixed by means of units of wave determination of OHPTL damage, forming the ratio of amplitudes of the first current and voltage pulses of electromagnetic waves arriving at OHPTL ends, performing the procedure for recognition of the damaged section and determining the point of damage of the cable OHPTL in relation to the amplitude of the first current and voltage pulses of the electromagnetic waves arriving at OHPTL ends, recognition of the damaged portion and determination of the point of damage of the cable OHPTL is realized using simulation results which are generated in the form of a relationship between the ratios of the amplitudes of the first current pulses and the voltage of electromagnetic waves arriving at OHPTL ends from OHPTL length, preliminary recording of simulation results into information processing units.
EFFECT: high noise-immunity of the method of automatic reclosure of cable OHPTL and its simplification.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении устройств релейной защиты и автоматики кабельно-воздушных линий электропередачи.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the construction of relay protection devices and automation of cable overhead power lines.

Согласно Правилам устройства электроустановок [Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7-ое издание (утв. Приказом Минэнерго от 08.07.2002. №204] п.3.3.2. «…Должно предусматриваться автоматическое повторное включение (АПВ) воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжений выше 1 кВ. Отказ от применения АПВ долен быть в каждом отдельном случае обоснован».According to the Electrical Installation Rules [Electrical Installation Rules (PUE) of the 7th edition (approved by the Order of the Ministry of Energy of 08.07.2002. No. 204] p. 3.3.2. "... Automatic re-activation (AR) of air and mixed (cable- ") air lines of all types of voltages above 1 kV. Refusal to use automatic reclosure must be justified in each individual case."

Однако в электротехнической практике отсутствуют типовые технические решения, обеспечивающие АПВ кабельно-воздушных ЛЭП высокого напряжения (например, 110 кВ и выше).However, in electrotechnical practice, there are no typical technical solutions that provide ARs for high-voltage cable-overhead power lines (for example, 110 kV and higher).

Для эффективного АПВ высоковольтных кабельно-воздушных ЛЭП необходимо с высокой точностью определить, на каком из участков (воздушном или кабельном) произошло повреждение и при устранении повреждения на воздушном участке реализовать АПВ ЛЭП.For effective AR of high-voltage cable-air power transmission lines, it is necessary to determine with high accuracy which of the areas (air or cable) the damage occurred and when repairing the damage in the air section, to realize the AR of power transmission lines.

Известным техническим решением является способ, реализованный в устройстве АПВ кабельно-воздушных ЛЭП, разработанном в результате НИОКР в ПАО «МОЭСК» [Догадкин Д., Марин Р., Ширшова Е., Исмуков Г., Куликов А., Линт М., Подшивалин А. Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи мегаполисов// Электроэнергия. Передача и распределение. №5(38). 2016. с. 114-119.]. Основу указанного технического решения составляет патент на полезную модель [Патент на полезную модель РФ №1655635 Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи H02H03/06, G01R01/00, опубл. 27.10.2016 г., Б.И. №30].A well-known technical solution is the method implemented in the automatic reclosure device for cable-overhead power lines developed as a result of R&D in PJSC MOESK [Dogadkin D., Marine R., Shirshova E., Ismukov G., Kulikov A., Lint M., Podshivalin A. Device for automatic re-inclusion of cable-overhead power lines of megacities // Electricity. Transmission and distribution. No. 5 (38). 2016 p. 114-119.]. The basis of this technical solution is a patent for a utility model [Patent for a utility model of the Russian Federation No. 1655635 Device for automatically re-activating a cable-overhead power line H02H03 / 06, G01R01 / 00, publ. 10/27/2016, B.I. No. 30].

Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи, содержит генератор зондирующих импульсов, приемник зондирующих импульсов, блок обработки информации, причем выход приемника зондирующих импульсов подключен к первому входу блока обработки информации. Согласно предложения введены коммутатор, высокочастотное присоединение и блок волнового определения повреждения ЛЭП, причем высокочастотное присоединение предназначено для подключения к концу воздушного участка ЛЭП, вход-выход коммутатора подключен к высокочастотному присоединению, первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно ко входам блока волнового определения повреждения ЛЭП и первому входу приемника зондирующих импульсов, первый выход блока волнового определения повреждения ЛЭП подключен ко второму входу блока обработки информации, второй выход блока волнового определения повреждения ЛЭП подключен ко входу генератора зондирующих импульсов и первому входу коммутатора, первый и второй выходы генератора зондирующих импульсов подключены соответственно ко второму входу коммутатора и второму входу приемника зондирующих импульсов, первый выход блока обработки информации является выходом сигнала повторного включения, а его второй выход является выходом информации о месте повреждения.A device for automatically reconnecting cable-overhead power lines contains a probe pulse generator, a probe pulse receiver, an information processing unit, the output of the probe pulse receiver being connected to the first input of the information processing unit. According to the proposal, a commutator, a high-frequency connection and a wave damage detection unit for power transmission lines were introduced, and a high-frequency connection is designed to connect to the end of the air section of the power transmission line, the switch input-output is connected to the high-frequency connection, the first and second outputs of the switch are connected respectively to the inputs of the wave transmission damage detection unit and the first input of the probe sounding pulse receiver, the first output of the wave damage detection unit of the power transmission line is connected to the second input of the bl information processing window, the second output of the wave damage detection unit of the power transmission line is connected to the input of the probe pulse generator and the first input of the switch, the first and second outputs of the probe pulse generator are connected respectively to the second input of the switch and the second input of the probe pulse receiver, the first output of the information processing block is the signal output repeated inclusion, and its second output is the output of information about the place of damage.

Однако опытный образец такого устройства АПВ достаточно сложен в реализации, так как включает устройства активного зондирования с применением сложных модулированных высокочастотных сигналов.However, a prototype of such a reclosure device is quite difficult to implement, as it includes active sensing devices using complex modulated high-frequency signals.

Известна система блокирования автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи [Патент РФ № 2669542, МПК G01R 15/24, H02H 03/06, опубл. 11.10.2018 Бюл. № 29], содержащая размещенное на подстанции устройство запрета автоматического повторного включения, размещенные на одной стороне кабельного участка линии электропередачи датчик суммарного тока заземления экранов кабельного участка, манипулятор оптического сигнала, подключенный управляющим входом к выходу указанного датчика, и оптоволоконную линию, связывающую указанные манипулятор и устройство запрета, при этом устройство запрета снабжено источником и приемником оптического излучения, оптоволоконная линия выполнена в виде петли, соединяющей указанные источник и приемник, указанный манипулятор выполнен с возможностью прерывания оптического излучения в оптоволоконной линии при превышении однополярного порога мгновенным значением суммарного тока заземления экранов кабельного участка, а указанное устройство запрета - с возможностью сравнивать длительность каждой паузы в принимаемом импульсном оптическом излучении с заданной минимальной длительностью паузы и формировать сигнал запрета автоматического повторного включения при положительном результате сравнения.A known system for blocking the automatic re-inclusion of cable-overhead power lines [RF Patent No. 2669542, IPC G01R 15/24, H02H 03/06, publ. 10/10/2018 Bull. No. 29], comprising a device for prohibiting automatic restart, located on a substation, a sensor for the total grounding current of the screens of the cable section, an optical signal manipulator connected to the control input to the output of the specified sensor, and a fiber-optic line connecting the specified manipulator and placed on one side of the cable section of the power line the prohibition device, while the prohibition device is equipped with a source and a receiver of optical radiation, the optical fiber line is made in the form of a loop, connecting the specified source and receiver, the specified manipulator is capable of interrupting optical radiation in the fiber optic line when the unipolar threshold is exceeded by the instantaneous value of the total grounding current of the cable section screens, and the said prohibition device is able to compare the duration of each pause in the received pulsed optical radiation with a specified minimum duration pause and generate a signal prohibiting automatic re-inclusion with a positive result comp Eden.

Однако такая система блокирования автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи является сложной в технической реализации. Она предполагает размещение со стороны кабельного участка линии датчика суммарного тока заземления экранов кабельного участка, манипулятора оптического сигнала, подключенного входом к выходу указанного датчика и к оптоволоконной линии связи для каждого из переходов кабельного участка в воздушный или воздушного в кабельный. Дополнительно для функционирования системы блокирования необходимо в указанных местах переходов обеспечить электропитание, климатические условия и защиту от осадков и др. для размещаемого оборудования, что предполагает строительство зданий или сооружений.However, such a system for blocking the automatic re-inclusion of a cable-overhead power line is difficult in technical implementation. It involves placing on the cable section of the cable a total grounding current sensor of the cable section screens, an optical signal manipulator connected by an input to the output of the specified sensor and a fiber optic communication line for each of the cable section transitions into air or cable into the cable. Additionally, for the functioning of the blocking system, it is necessary to provide power supply, climatic conditions and protection from precipitation, etc., at the indicated crossing points, for the equipment being placed, which involves the construction of buildings or structures.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП) [Патент РФ № 2658673, МПК H02H 03/06, опубл. 22.06.2018, Бюл. № 18], согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП с использованием блока волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП. Согласно предложения производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и формируют на его основе базу данных волновых портретов, характерных для каждого из мест повреждений и разделенных на кабельные и воздушные участки, базу данных волновых портретов предварительно записывают в блок обработки информации, причем под волновым портретом понимают временную диаграмму результатов переотражений волн, возникающих в месте повреждения от неоднородностей ЛЭП и зафиксированных на одном из концов ЛЭП, формируют волновой портрет по зафиксированным электромагнитным волнам при повреждении ЛЭП в блоке волнового определения повреждения ЛЭП, производят распознавание сформированного волнового портрета ЛЭП в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, при реализации распознавания используют базу данных волновых портретов и расчеты взаимных корреляционных функций сформированного волнового портрета и волновых портретов из базы данных, а по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП.The closest technical solution to the alleged invention is a method for automatically reconnecting a cable-overhead power line (power transmission line) [RF Patent No. 2658673, IPC H02H 03/06, publ. 06/22/2018, Bull. No. 18], according to which, when a cable-air power line is damaged, electromagnetic waves propagating from the place of damage to the ends of the power lines are used using the wave damage detection unit for the power lines, the fact of damage to the power lines is determined by the recorded electromagnetic waves, the distance to the place of damage to the power lines is calculated, the information processing unit, a signal indicating the possibility of reconnecting the cable-air power line, as well as information about the estimated distance to the place of damage to the cable-air power line. According to the proposal, preliminary simulation of the power transmission line is carried out and a database of wave portraits typical for each of the damage sites and divided into cable and air sections is formed on its basis, the database of wave portraits is pre-recorded in the information processing unit, and under the wave portrait is understood the time diagram of the results re-reflections of waves that occur at the site of damage from power line inhomogeneities and are fixed at one end of the power line, form a wave portrait x electromagnetic waves when the power line is damaged in the wave line unit for determining damage to the power line, the generated wave portrait of the power line is recognized in the information processing unit, which consists in determining the damaged cable or air section of the power line, as well as the distance to the damage site, when realizing the recognition, use the database of wave portraits and calculations of the mutual correlation functions of the generated wave portrait and wave portraits from the database, and the results are recognized I is issued with the information processing unit inhibit signal on reclosing of cables and overhead lines, if the fault occurred in at least one of the cable transmission portions.

Несмотря на одностороннее исполнение, способ-прототип предполагает достаточно сложные алгоритмы обработки «волновых портретов», связанные с реализацией процедур их распознавания и требующие высокой производительности, времени обработки и стоимости вычислительных средств. С другой стороны, способ-прототип обладает низкой помехозащищенностью, поскольку «волновые портреты», искаженные помехами, могут приводить к ошибкам распознавания и, соответственно, к неправильному функционированию устройства АПВ кабельно-воздушной ЛЭП.Despite the one-sided execution, the prototype method involves quite sophisticated algorithms for processing “wave portraits” associated with the implementation of procedures for their recognition and requiring high performance, processing time and cost of computing tools. On the other hand, the prototype method has low noise immunity, since “wave portraits” distorted by noise can lead to recognition errors and, accordingly, to the malfunctioning of the AR device of a cable-air power line.

Рассмотрим процесс распространения волновых сигналов при повреждении ЛЭП. От места повреждения вдоль проводов ЛЭП к разным её концам начинают распространяться электромагнитные бегущие волны. При однофазных замыканиях амплитуда фронта сигнала в поврежденной фазе в основном зависит от величины фазного напряжения (от фазы напряжения) и переходного сопротивления в точке повреждения. При двухфазных повреждениях амплитуда фронта волнового сигнала зависит от фазы соответствующего линейного напряжения. При распространении волн по ЛЭП для однопроводной линии величина напряжения в некоторой точке может быть описана выражением (1), а величина тока - выражением (2)Consider the process of propagation of wave signals in case of damage to power lines. From the place of damage along the wires of the power lines to its different ends, electromagnetic traveling waves begin to propagate. With single-phase faults, the amplitude of the signal front in the damaged phase mainly depends on the magnitude of the phase voltage (voltage phase) and the transition resistance at the point of damage. In case of two-phase damage, the amplitude of the wavefront depends on the phase of the corresponding line voltage. When waves propagate through power lines for a single-wire line, the voltage value at some point can be described by expression (1), and the current value by expression (2)

Figure 00000001
; (1)
Figure 00000001
; (1)

Figure 00000002
, (2)
Figure 00000002
, (2)

где f пад, f отр - функция падающей и отраженной волны напряжения соответственно;where f pad , f FR - the function of the incident and reflected voltage waves, respectively;

γ - комплексный коэффициент распространения; Z в - волновое сопротивление. γ is the complex propagation coefficient; Z in - wave impedance.

При измерении токов и напряжений на подстанции (ПС) примем за направление распространения падающей волны - направление из линии к шинам ПС, а за положительное направление тока в линии - направление от шин ПС. Тогда выражения для напряжения и тока в месте измерения могут быть записаны в упрощенном виде:When measuring currents and voltages at a substation (PS), we take for the direction of propagation of the incident wave — the direction from the line to the busbars of the substation, and for the positive direction of the current in the line — the direction from the busbars of the substation. Then the expressions for voltage and current at the measurement site can be written in a simplified form:

Figure 00000003
; (3)
Figure 00000003
; (3)

Figure 00000004
. (4)
Figure 00000004
. (4)

Зачастую пренебрегают относительно малой мнимой составляющей комплексной величины волнового сопротивления и представляют его чисто активным сопротивлением.Often neglect the relatively small imaginary component of the complex value of the wave resistance and represent it as a purely active resistance.

Когда волна достигает неоднородности ЛЭП (место соединения двух участков с разными волновыми сопротивлениями), например, место кабельно-воздушного перехода, часть энергии волны отражается и начинает распространяться в обратном направлении (образуется отраженная волна), а другая часть - проходит за место неоднородности (прошедшая волна) (фиг. 1). Частью энергии, которая рассеивается в месте соединения двух разнородных участков, обычно пренебрегают.When the wave reaches the heterogeneity of the power transmission line (the junction of two sections with different wave impedances), for example, the place of the cable-air transition, part of the wave energy is reflected and begins to propagate in the opposite direction (a reflected wave is formed), and the other part passes beyond the place of heterogeneity (past wave) (Fig. 1). The part of the energy that is dissipated at the junction of two dissimilar sites is usually neglected.

Напряжение и ток на границе неоднородности (фиг. 1), таким образом, характеризуются следующими выражениями:The voltage and current at the boundary of the heterogeneity (Fig. 1), thus, are characterized by the following expressions:

Figure 00000005
; (5)
Figure 00000005
; (5)

Figure 00000006
; (6)
Figure 00000006
; (6)

Figure 00000007
;
Figure 00000008
, (7)
Figure 00000007
;
Figure 00000008
, (7)

где k отр, k пр - коэффициент отражения и прохождения (преломления) волны напряжения.where k OTR , k CR - reflection coefficient and transmission (refraction) of the voltage wave.

Для случая ВЛ-КЛ перехода Z в1= Z в.КЛ, Z в2= Z в.ВЛ, а для КЛ-ВЛ перехода Z в1= Z в.ВЛ, Z в2= Z в.КЛ. (ВЛ - воздушная линия, КЛ - кабельная линия). Те же соотношения справедливы также для места присоединения ЛЭП к ПС. При этом Z в1= Z в.ЛЭП, а Z в2= Z экв.ПС, где Z экв.ПС - эквивалентное сопротивление ПС. Если пренебречь емкостями первичного оборудования ПС, а также ВЧ присоединениями, то Z экв.ПС определяется как параллельное соединение волновых сопротивлений присоединений ПС. In the case of overhead cable lines B1 transition Z = Z v.KL, Z = Z e2 v.VL, and for CR-VL transition Z c1 = Z v.VL, Z = Z e2 v.KL. (VL - overhead line, KL - cable line). The same relations are also valid for the place of connection of power lines to substations. In this case, Z b1 = Z c. Power transmission line , and Z b2 = Z equiv. PS , where Z equiv . PS - the equivalent resistance of the PS. If we neglect the capacities of the primary equipment of the substation, as well as the RF connections, then Z equivalent to the substation is defined as a parallel connection of the wave impedances of the substations of the substation.

Стоит отметить, что приведенные выше соотношения справедливы для однопроводной линии, в то время как для многопроводных линий необходимо переходить к телеграфным уравнениям. Однако при анализе электромагнитных волн в первом междуфазном волновом канале сохраняется справедливость ранее полученных выражений и выводов.It is worth noting that the above relations are valid for a single-wire line, while for multi-wire lines it is necessary to go over to telegraph equations. However, when analyzing electromagnetic waves in the first interphase wave channel, the validity of the previously obtained expressions and conclusions remains valid.

Таким образом, электромагнитная волна, распространяясь по ЛЭП с неоднородными участками, таких как КВЛ, претерпевает дополнительное затухание, связанное с рассогласованностью волновых сопротивлений разных участков. В зависимости от поврежденного участка КВЛ и места повреждения электромагнитные волны претерпевают различное затухание на пути к ПС и месту измерения. Поэтому, измерив амплитуду фронта волнового сигнала, можно косвенно определить поврежденный участок. Однако на основе только односторонних измерений сделать вывод о поврежденном участке затруднительно из-за зависимости амплитуды фронта от фазы напряжения в момент КЗ и переходного сопротивления. Целесообразно использовать измерения по двум концам ЛЭП, причем отношение сигналов токов или напряжений по двум концам КВЛ позволяет практически селективно определить поврежденный участок.Thus, an electromagnetic wave propagating along power lines with inhomogeneous sections, such as a short-wavelength wave, undergoes additional attenuation due to the mismatch of the wave resistances of different sections. Depending on the damaged section of the waterline and the location of the damage, the electromagnetic waves undergo various attenuation on the way to the substation and the measurement site. Therefore, by measuring the amplitude of the wavefront, it is possible to indirectly determine the damaged area. However, on the basis of only one-sided measurements, it is difficult to make a conclusion about the damaged area due to the dependence of the front amplitude on the voltage phase at the time of short-circuit and transition resistance. It is advisable to use measurements at the two ends of the power transmission line, and the ratio of the current or voltage signals at the two ends of the HFL allows you to almost selectively determine the damaged area.

Рассмотрим фиг. 2, где показана ВЛ с кабельной вставкой на удалении от обоих ПС А и Б (конфигурация ВЛ-КЛ-ВЛ). Каждому участку (m-ый участок) соответствуют свои параметры: волновое сопротивление Z в. m и затухание. Затухание может быть выражено через коэффициент затухания m-го участка k зат. m , характеризующий отношение амплитуды падающей волны напряжения в конце m-го участка к амплитуде сигнала в начале участка. Отметим, что расчет коэффициента k зат. m может осуществляться с использованием имитационной модели КВЛ. Можно оценить коэффициент затухания в децибелах с учетом методик, используемых для расчета затухания линейного тракта ЛЭП для высокочастотной связи [например, ПАО «РОССЕТИ» СТО 56947007-33.060.40.052-2010. Методические указания по расчету параметров и выбору схем высокочастотных трактов по линиям электропередачи 35-750 кВ переменного тока]. В этом случае k зат. m определяется по выражению:Consider FIG. 2, where an overhead line with a cable insert is shown at a distance from both substations A and B (VL-KL-VL configuration). Each section ( m- th section) has its own parameters: wave impedance Z c. m and attenuation. The attenuation can be expressed in terms of the attenuation coefficient of the mth section k zat. m , characterizing the ratio of the amplitude of the incident voltage wave at the end of the m- th section to the signal amplitude at the beginning of the section. Note that the calculation of the coefficient k zat. m can be carried out using the simulation model of the waterline. It is possible to estimate the attenuation coefficient in decibels, taking into account the methods used to calculate the attenuation of the linear path of the power transmission line for high-frequency communication [for example, PJSC ROSSETI STO 56947007-33.060.40.052-2010. Guidelines for the calculation of parameters and the selection of high-frequency path circuits for power lines 35-750 kV AC]. In this case, k zat. m is determined by the expression:

Figure 00000009
, (8)
Figure 00000009
, (8)

где α m - коэффициент затухания соответствующей модальной составляющей для m-ого участка КВЛ, дБ/км; L m - длина m-ого участка КВЛ.where α m is the attenuation coefficient of the corresponding modal component for the m- th section of the waterline, dB / km; L m - the length of the m- th section of the waterline.

Определим напряжение фронта падающей волны по концам КВЛ при повреждениях на различных участках (фиг. 2).Let us determine the voltage of the incident wave front at the ends of the waterline during damage in various areas (Fig. 2).

Для 1-го участка ЛЭП имеют место соотношенияFor the 1st section of power lines, the relations

Figure 00000010
; (9)
Figure 00000010
; (9)

Figure 00000011
; (10)
Figure 00000011
; (10)

Figure 00000012
, (11)
Figure 00000012
, (eleven)

где k пр. m - n - коэффициент прохождения неоднородности, характерный m-ому участку ЛЭП и n-ому элементу ЛЭП и предполагающий, что волны напряжения движутся со стороны m-ого участка; L КЗ. m - расстояние до места повреждения от начала m-го участка КВЛ. В качестве элемента ЛЭП принимается место КЗ, шины ПС, участок ЛЭП.where k ave. m - n is the heterogeneity transmission coefficient characteristic of the m- th power transmission line section and the n- th power transmission line element and assuming that the voltage waves move from the m- th section; L KZ. m - distance to the place of damage from the beginning of the m- th section of the waterline. As an element of the power transmission line, the place of a short circuit, a PS bus, a section of a power transmission line is taken.

Для 2-го и 3-го участка ЛЭП справедливы равенства (12) и (13) соответственно:For the 2nd and 3rd sections of power lines, equalities (12) and (13) are valid, respectively:

Figure 00000013
; (12)
Figure 00000013
; (12)

Figure 00000014
. (13)
Figure 00000014
. (thirteen)

Выражения (11-13) характеризуют соотношения сигналов напряжения на концах КВЛ при повреждениях на различных участках. Однако при повреждениях, близких к местам неоднородности, волны, последовательно отражающиеся от неоднородности и от места повреждения, достигают места измерения через очень короткое время после первой волны от повреждения. Поэтому в таких случаях на измерения амплитуды фронта напряжения будут влиять эти дополнительные отраженные волны.Expressions (11-13) characterize the ratio of voltage signals at the ends of the waterline during damage in various areas. However, in case of damage close to the places of heterogeneity, waves successively reflected from the heterogeneity and from the place of damage reach the measurement point in a very short time after the first wave of damage. Therefore, in such cases, these additional reflected waves will influence the measurements of the amplitude of the voltage front.

Рассмотрим соотношения сигналов напряжения при повреждении ЛЭП в непосредственной близости от КВЛ перехода. При этом не учитываем затухание волн на участке между точкой повреждения и КВЛ переходом ввиду малого расстояния.Consider the ratio of voltage signals when a power line is damaged in the immediate vicinity of the CVL junction. In this case, we do not take into account the attenuation of waves in the region between the damage point and the CVL transition due to the small distance.

Для точки 1'' (фиг. 2) справедливы следующие выраженияFor point 1 '' (Fig. 2) the following expressions are valid

Figure 00000015
; (14)
Figure 00000015
; (14)

Figure 00000016
; (15)
Figure 00000016
; (fifteen)

Figure 00000017
(16)
Figure 00000017
(sixteen)

Для точки 2' (фиг. 2) отношение напряжений падающих волн характеризуется равенствомFor point 2 '(Fig. 2), the ratio of the stresses of the incident waves is characterized by the equality

Figure 00000018
. (17)
Figure 00000018
. (17)

С учетом преобразований для точек 2'' и 3' получаем следующее выражение для отношения напряжений падающих волнTaking into account the transformations for points 2 '' and 3 ', we obtain the following expression for the ratio of the stresses of the incident waves

Figure 00000019
. (18)
Figure 00000019
. (eighteen)

На основе равенств (8)-(18) можно построить график зависимости отношения u пад.А / u пад.Б от места повреждения. На фиг. 3 а, б показаны такие зависимости для КВЛ 220кВ (конфигурации ВЛ-КЛ-ВЛ) при различных соотношениях длин участков. Параметры распространения волн для фиг. 3 выбраны по рекомендациям [ПАО «РОССЕТИ» СТО 56947007-33.060.40.052-2010. Методические указания по расчету параметров и выбору схем высокочастотных трактов по линиям электропередачи 35-750 кВ переменного тока]. Средние значения параметров в диапазоне частот 10 - 100 кГц составили для первого междуфазного волнового канала: Z в1= 370 Ом, а Z в2= 30 Ом, Z в3= 370 Ом, а αЛТ.1= 0,023 дБ/км, αЛТ.2= 1,1 дБ/км, αЛТ.3= 0,022 дБ/км. Для удобства на фиг. 3 показана функция десятичного логарифма от соотношения u пад.А / u пад.Б.Based on equalities (8) - (18), we can plot the relationship of the ratio u pad.A / u pad.B from the place of damage. In FIG. Figures 3a and 3b show such dependences for 220 kV HVL (VL-KL-VL configurations) for various ratios of the lengths of the sections. Wave propagation parameters for FIG. 3 were selected according to the recommendations of [PJSC ROSSETI STO 56947007-33.060.40.052-2010. Guidelines for the calculation of parameters and the selection of high-frequency path circuits for power lines 35-750 kV AC]. The average values of the parameters in the frequency range 10 - 100 kHz were for the first interphase wave channel: Z b1 = 370 Ohm, and Z b2 = 30 Ohm, Z b3 = 370 Ohm, and α LT.1 = 0.023 dB / km, α LT. 2 = 1.1 dB / km, α LT.3 = 0.022 dB / km. For convenience, in FIG. Figure 3 shows the function of the decimal logarithm of the ratio u pad.A / u pad.B.

Анализируя фиг. 3.а, б, можно заметить, что при переходе через место соединения участков ВЛ и КЛ логарифм отношения напряжений претерпевает скачок, который зависит от соотношения параметров распространения волн по участкам и не зависит от длин этих участков. Следует отметить, что наличие неоднородностей на участках ЛЭП (например, транспозиция фаз ВЛ или транспозиция экранов КЛ) будет искажать зависимость фиг. 3. Поэтому при формировании сложных зависимостей (фиг. 3) с учетом неоднородностей ЛЭП целесообразно применять имитационное моделирование.By analyzing FIG. 3.a, b, one can notice that when passing through the junction of the OHL and CL sections, the logarithm of the stress ratio undergoes a jump, which depends on the ratio of the wave propagation parameters over the sections and does not depend on the lengths of these sections. It should be noted that the presence of inhomogeneities in the power transmission line sections (for example, transposition of OHL phases or transposition of CL screens) will distort the dependence of FIG. 3. Therefore, when forming complex dependencies (Fig. 3), taking into account the heterogeneities of power lines, it is advisable to use simulation modeling.

Анализ выражений (18) и (19), а также фиг. 3 приводит к выводу о том, что в непосредственной близости от КВЛ переходов существует зона неопределенности, в которой КЗ на ВЛ и КЛ участках практически не различаются без применения дополнительных методов распознавания. Поэтому при выборе параметров срабатывания алгоритма распознавания поврежденного участка КВЛ целесообразно зону неопределенности относить к кабельному участку для предотвращения АПВ при повреждениях муфты кабеля и вблизи неё. Проведенное имитационное моделирование КВЛ и соответствующего алгоритма распознавания поврежденного участка показало, что зона неопределенности зависит от методов цифровой фильтрации волновых сигналов тока и напряжения, а также переходных характеристик устройства присоединения (измерительных трансформаторов).Analysis of expressions (18) and (19), as well as FIG. 3 leads to the conclusion that in the immediate vicinity of the cross-section lines, there is a zone of uncertainty in which the short-circuit on the overhead line and the short-circuit sections practically do not differ without the use of additional recognition methods. Therefore, when choosing the response parameters of the recognition algorithm for the damaged section of the HFL, it is advisable to assign the zone of uncertainty to the cable section to prevent reclosure during damage to and around the cable sleeve. Conducted simulation of the CFL and the corresponding algorithm for recognizing the damaged area showed that the uncertainty zone depends on the methods of digital filtering of wave signals of current and voltage, as well as the transient characteristics of the connection device (measuring transformers).

Приведенные выше соотношения удобно отобразить в двумерной области |u пад.А|, |u пад.Б|, как показано на фиг. 4. При этом область первого квадранта разбивается лучами на зоны, соответствующие участкам КВЛ. Выбор параметров для процедуры распознавания поврежденного участка при этом сводится к расчету углов наклона (θ1 и θ2) указанных лучей (фиг. 4).It is convenient to display the above relations in the two-dimensional region | u pad.A |, | u pad. B | as shown in FIG. 4. In this case, the region of the first quadrant is divided by rays into zones corresponding to sections of the waterline. The choice of parameters for the procedure for recognizing the damaged area in this case comes down to calculating the tilt angles (θ 1 and θ 2 ) of these rays (Fig. 4).

Задача изобретения - упрощение способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи, а также повышение его помехозащищенности.The objective of the invention is to simplify the method of automatically re-enabling the cable-overhead power line, as well as increasing its noise immunity.

Поставленная задача достигается способом автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП), согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП. Согласно предложения фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации.The task is achieved by the method of automatically re-activating the cable-overhead power line (power transmission line), according to which, when the cable-air transmission line is damaged, electromagnetic waves propagating from the place of damage to the ends of the power transmission line using wave transmission units for determining damage to the power transmission line are determined, the fact of damage to the power transmission line is determined by the recorded electromagnetic waves, calculate the distance to the place of damage to the power lines, give a signal from the information processing unit about the possibility of repeated a cable-air power line, as well as information about the estimated distance to the place of damage to the cable-air power line, make preliminary simulation of the power line and implement the recognition procedure in the information processing unit, which consists in determining the damaged cable or air section of the power line, as well as the distance to the place of damage , according to the recognition results, a prohibit signal is issued from the information processing unit to re-enable the cable-air power line, if the damage has occurred at least about nom of cable transmission sites. According to the proposal, the amplitudes of the first current pulses and the voltage of electromagnetic waves coming to the ends of the power lines are fixed using the wavelength damage determination blocks for the power lines, the amplitudes of the first current pulses and the voltage of the electromagnetic waves coming to the ends of the power lines are formed, the procedure for recognizing the damaged area is carried out and the place of damage is determined by cable -air transmission line in relation to the amplitude of the first current pulses and the voltage of electromagnetic waves coming to the ends of the transmission line, recognition of damaged plot and determining the location of damage to the cable-air power line is implemented using simulation results, which form the relationship between the amplitudes of the first current pulses and the voltage of electromagnetic waves coming to the ends of the power line, on the length of the power line, preliminarily record the results of simulation in the information processing blocks.

На фиг. 1. представлены соотношения напряжений и токов бегущих волн на границе неоднородности ЛЭП.In FIG. 1. presents the ratio of voltages and currents of traveling waves at the boundary of the heterogeneity of power lines.

На фиг. 2. схематично изображена КВЛ с конфигурацией ВЛ-КЛ-ВЛ.In FIG. 2. schematically depicts a HFL with the configuration of VL-KL-VL.

Фиг. 3. иллюстрирует зависимости отношения амплитуд падающих волн напряжения по двум концам КВЛ от места повреждения.FIG. 3. illustrates the dependences of the ratio of the amplitudes of the incident voltage waves at the two ends of the HFL from the place of damage.

Фиг. 4. иллюстрирует принципы выбора параметров срабатывания АПВ КВЛ.FIG. 4. illustrates the principles of selecting the response parameters of automatic reclosure arrester.

На фиг. 5 представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи.In FIG. 5 is a structural diagram that implements the proposed method for automatically reconnecting a cable-overhead power line.

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП может реализоваться устройством, представленным на фиг. 5.A method for automatically re-enabling a cable-air power line can be implemented by the device shown in FIG. 5.

Устройство (фиг. 5) содержит: блоки присоединения 1' и 1"; блоки волнового определения повреждения ЛЭП 2' и 2"; блоки обработки информации 3' и 3"; канал связи 4; кабельно-воздушную линию электропередачи 5.The device (Fig. 5) contains: connection units 1 'and 1 "; wave blocks for determining damage to power lines 2' and 2"; information processing units 3 'and 3 "; communication channel 4; cable-overhead power line 5.

В качестве блока присоединения 1 могут выступать трансформатор (трансформаторы) тока или высокочастотные присоединения ЛЭП.As a connection unit 1, a current transformer (s) or high-frequency power line connections can be used.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед реализацией способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП выполняется имитационное моделирование всевозможных повреждений на различных удалениях от концов ЛЭП с получением зависимостей, аналогичных фиг. 3, 4. На основе полученных зависимостей определяются параметры срабатывания устройства АПВ КВЛ, причем зависимости (фиг. 3, 4) индивидуальны для каждой КВЛ. Исходя из соотношений, представленных на фиг. 3 определяется место повреждение КВЛ, а на основе лучей, разделяющих двумерную область фиг. 4, формируются параметры срабатывания устройства АПВ КВЛ. При отнесении повреждения ЛЭП к группе кабельных участков выдается запрещающий сигнал на АПВ кабельно-воздушной ЛЭП, в противном случае АПВ разрешается. Цифровые значения, характеризующие зависимости (фиг. 3, 4) перед реализацией способа АПВ кабельно-воздушной ЛЭП записывается в блок обработки информации 3 на каждом из концов ЛЭП.Before implementing the method of automatically re-enabling a cable-air power line, a simulation of all kinds of damage at various distances from the ends of the power line is performed to obtain dependencies similar to FIG. 3, 4. On the basis of the obtained dependencies, the response parameters of the automatic reclosure device are determined, and the dependences (Fig. 3, 4) are individual for each type of device. Based on the relationships shown in FIG. 3, the location of the damage to the waterline is determined, and based on the rays separating the two-dimensional region of FIG. 4, the response parameters of the automatic reclosure device are generated. When assigning damage to power transmission lines to a group of cable sections, a prohibiting signal is issued to the AR of the cable-air power line, otherwise AR is allowed. The digital values characterizing the dependences (Fig. 3, 4) before the implementation of the AR method of the cable-air power line is recorded in the information processing unit 3 at each end of the power line.

При повреждении кабельно-воздушной ЛЭП 5 от точки повреждения к концам ЛЭП 5 распространяются электромагнитные волны. Эти волны проходят неоднородности ЛЭП 5 и поступают в блоки присоединения 1' и 1", расположенные по концам ЛЭП 5. Электромагнитные волны фиксируются блоками 2' и 2" определения повреждения ЛЭП, в которых происходит обнаружение факта повреждения кабельно-воздушной ЛЭП 5, а также формирование волновых сигналов токов и напряжений с последующим аналого-цифровым преобразованием и цифровой обработкой сигналов. If the cable-overhead power line 5 is damaged, electromagnetic waves propagate from the point of damage to the ends of the power line 5. These waves pass the inhomogeneities of the power transmission line 5 and enter the connection units 1 'and 1 "located at the ends of the power transmission line 5. Electromagnetic waves are fixed by the power transmission damage detection units 2' and 2", in which the fact of damage to the cable-air power transmission line 5 is detected, as well as the formation of wave signals of currents and voltages, followed by analog-to-digital conversion and digital signal processing.

Вначале осуществляется выделение модальной составляющей первого междуфазного волнового канала ЛЭП с реализацией предварительной фильтрации волнового сигнала. Выбор первой междуфазной модальной составляющей целесообразен потому, что в соответствующем канале параметры распространения волн наиболее стабильны. Далее из модального сигнала выделяются высокочастотные составляющие. При этом могут применяться цифровые фильтры верхних частот или полосовые фильтры. Например, может использоваться алгоритм фильтрации с центрированием выборки сигнала в скользящем окне данных (удаление постоянной составляющей), согласно выраженияFirst, the modal component of the first interphase wave channel of the power transmission line is selected with the preliminary filtering of the wave signal. The choice of the first interphase modal component is advisable because in the corresponding channel the wave propagation parameters are most stable. Next, high-frequency components are extracted from the modal signal. In this case, digital high-pass filters or band-pass filters can be used. For example, a filtering algorithm can be used with centering the signal sample in a moving data window (removing the DC component), according to the expression

Figure 00000020
,
Figure 00000021
, (19)
Figure 00000020
,
Figure 00000021
, (nineteen)

где N - число отсчетов в окне данных (число коэффициентов импульсной характеристики фильтра). where N is the number of samples in the data window (the number of coefficients of the impulse response of the filter).

После фильтрации фиксируется максимальное значение (амплитуда) сигнала (Δu max ), которое соответствует фронту первой волны напряжения. Измеренные и зафиксированные таким образом величины на концах ЛЭП (Δu А max и Δu Б max ) передаются по каналу связи между ПС А и ПС Б.After filtering, the maximum value (amplitude) of the signal (Δ u max ), which corresponds to the front of the first voltage wave, is fixed. The values measured and recorded in this way at the ends of the transmission lines (Δ u A max and Δ u B max ) are transmitted through the communication channel between PS A and PS B.

Следует отметить, что приведенные выше выражения для соотношений сигналов по концам ЛЭП (9)-(18) описывают напряжения падающих волн. Однако следует иметь ввиду, что измеряются на ПС не падающие волны, а напряжение и ток, являющиеся суммой падающих и отраженных волн, согласно (3) и (4). Тогда отношение измеряемых величин напряжений может быть выражено в видеIt should be noted that the above expressions for the signal ratios at the ends of power lines (9) - (18) describe the voltage of the incident waves. However, it should be borne in mind that it is not the incident waves that are measured at the substation, but the voltage and current, which are the sum of the incident and reflected waves, according to (3) and (4). Then the ratio of the measured voltages can be expressed as

Figure 00000022
, (20)
Figure 00000022
, (twenty)

где k прив . u - коэффициент приведения, характеризующий количественное отличие напряжений падающих волн и измеряемых напряжений (при данных коэффициентах отражения от шин ПС k прив. u является величиной постоянной). Получение коэффициентов k прив . u также осуществляется на основе имитационного моделирования или натурных экспериментов.where k pref . u - reduction coefficient characterizing the quantitative difference between voltages of the incident waves and the measured voltages (. under these reflection coefficients from tires PS anchor u k is constant). Obtaining coefficients k pref . u is also carried out on the basis of simulation or field experiments.

Если по концам ЛЭП измеряются токи, то аналогичным образом формируется выражение для отношений токовIf currents are measured at the ends of power lines, then an expression for current relations is formed in a similar way

Figure 00000023
, (21)
Figure 00000023
, (21)

где k прив . i - коэффициент приведения при измерениях тока. Получение коэффициентов k прив. i также осуществляется на основе имитационного моделирования или натурных экспериментов.where k pref . i is the reduction coefficient in current measurements. Obtaining coefficients k pref. i is also carried out on the basis of simulation or field experiments.

В соответствии с соотношениями (20) и (21) при реализации распознавания волновых процессов для АПВ КВЛ отсутствует принципиальная разница, что измерять: ток или напряжение. В тоже время известно, что полоса пропускания трансформаторов тока (ТТ), как правило, шире полосы пропускания трансформаторов напряжения (ТН). Поэтому при практической реализации предлагаемого способа АПВ КВЛ целесообразно использовать измерения тока. Однако, если на ЛЭП организована ВЧ связь, то возможно проводить измерения волновых сигналов напряжения с использованием фильтров присоединения. Также известен способ выделения падающих волн напряжения посредством комбинации сигналов тока и напряжения, например, согласно выражениюIn accordance with relations (20) and (21), there is no fundamental difference in the implementation of wave process recognition for a short-wave recirculation arrester, what to measure: current or voltage. At the same time, it is known that the bandwidth of current transformers (CT), as a rule, is wider than the bandwidth of voltage transformers (VT). Therefore, in the practical implementation of the proposed AR reclosure method, it is advisable to use current measurements. However, if RF communication is organized on the power transmission line, it is possible to measure the voltage wave signals using the connection filters. Also known is a method of extracting incident voltage waves through a combination of current and voltage signals, for example, according to the expression

Figure 00000024
, (22)
Figure 00000024
, (22)

где u пад.А (n) - выборочное значение вычисляемого сигнала напряжения падающей волны на текущем отсчете n, при измерениях на ПС А; u А(n), i А(n) - соответствующие выборочные значения измеряемых на ПС А сигналов напряжения и тока.where u pad.A ( n ) is the sample value of the calculated voltage signal of the incident wave at the current sample n , when measured at PS A; u А ( n ), i А ( n ) - corresponding sample values of voltage and current signals measured at PS A.

При этом с целью снижения уровня помех целесообразно производить раздельную обработку сигналов тока и напряжения, а величину фронта напряжения падающей волны определять по выражениюMoreover, in order to reduce the level of interference, it is advisable to separately process the current and voltage signals, and determine the magnitude of the incident wave voltage front by the expression

Figure 00000025
, (23)
Figure 00000025
, (23)

где Δu пад.А max - вычисляемая амплитуда напряжения падающей волны на ПС А; Δu А max , Δi А max - амплитуды измеряемых волновых сигналов напряжения и тока на ПС А.where Δ u pad. And max is the calculated amplitude of the voltage of the incident wave at PS A; Δ u A max , Δ i A max - the amplitudes of the measured wave signals of voltage and current at PS A.

Такая обработка позволяет не учитывать Z экв.ПС (выражения (5)-(7)), однако приводит к некоторому усложнению устройства АПВ КВЛ. Such processing allows not to take into account Z equiv. PS (expressions (5) - (7)), however, it leads to some complication of the automatic reclosure device.

Еще раз отметим, что после реализации операций цифровой обработки сигналов регистрируются максимальные значения (амплитуды) сигналов (Δu max ) по концам ЛЭП, которые соответствуют фронтам первых волн, например, напряжения. Измеренные и зафиксированные таким образом величины на концах ЛЭП (Δu А max и Δu Б max ) передаются по каналу связи между ПС А и ПС Б.Once again, we note that after the implementation of digital signal processing operations, the maximum values (amplitudes) of the signals (Δ u max ) are recorded at the ends of the power lines, which correspond to the fronts of the first waves, for example, voltage. The values measured and recorded in this way at the ends of the transmission lines (Δ u A max and Δ u B max ) are transmitted through the communication channel between PS A and PS B.

После чего происходит косвенная оценка расстояния до повреждения по отношению амплитуд напряжений (Δu А max и Δu Б max ) и проверка попадания места повреждения в зону блокирования АПВ (фиг. 4). В зависимости от результата с выхода блока обработки информации 3 выдается запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков. Дополнительно с другого выхода блока обработки информации 3 выдается информация о расчетном расстоянии до места повреждения, определенного на основе зависимости (фиг. 4).Then there is an indirect assessment of the distance to the damage in relation to the amplitudes of the voltages (Δ u A max and Δ u B max ) and verification of the location of the damage in the AR blocking zone (Fig. 4). Depending on the result, a prohibiting signal is issued from the output of the information processing unit 3 to re-enable the cable-air power line if damage has occurred in at least one of the cable sections. Additionally, information about the estimated distance to the place of damage, determined on the basis of the dependence (Fig. 4), is provided from another output of the information processing unit 3.

Важно отметить, что сигнал, разрешающий АПВ КВЛ, и информация о месте повреждения формируется по обоим концам ЛЭП блоками обработки информации 3' и 3", поэтому с учетом канала связи их можно использовать для резервирования и повышения надежности АПВ КВЛ, в том числе в условиях воздействия помех.It is important to note that the signal permitting the AR of the HFL and information about the location of the damage is generated at both ends of the power lines by the information processing units 3 'and 3 ", therefore, taking into account the communication channel, they can be used to reserve and increase the reliability of the HF of the HFL, including in conditions exposure to interference.

Поскольку в предлагаемом способе АПВ КВЛ отсутствуют сложные операции цифровой обработки сигналов по сравнению со способом-прототипом (множественная реализация процедуры распознавания волновых портретов ЛЭП) достигается задача изобретения - упрощение способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи. Дополнительное использование операций фильтрации токов и напряжений в блоках волнового определения повреждения ЛЭП 2' и 2", а также введение резервирования при обмене информацией с разных сторон ЛЭП повышает помехозащищенность АПВ КВЛ.Since the proposed AR reclosure method does not have complex digital signal processing operations as compared to the prototype method (multiple implementation of the recognition procedure for wave portraits of power lines), the object of the invention is achieved - a simplification of the method for automatically re-enabling a cable-overhead power line. The additional use of filtering currents and voltages in the wave blocks for determining damage to power lines 2 'and 2 ", as well as the introduction of redundancy during the exchange of information from different sides of power lines, increases the noise immunity of automatic overhead lines.

Claims (1)

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП), согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП, с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП, отличающийся тем, что фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации.A method for automatically reconnecting a cable-overhead power line (PTL), according to which, when a cable-overhead power line is damaged, electromagnetic waves propagating from the place of damage to the ends of the power transmission line are detected using wave transmission units for determining damage to the power transmission line, the fact of damage to the power transmission line is determined by the recorded electromagnetic waves, calculate the distance to the place of damage to the power lines, issue a signal from the information processing unit about the possibility of re-enabling the cable-air power lines, and Also, information about the estimated distance to the place of damage to the cable-overhead power line, preliminary simulation of the power line is carried out and the recognition procedure is implemented in the information processing unit, which consists in determining the damaged cable or air section of the power line, as well as the distance to the place of damage, from the recognition results information processing prohibiting signal to re-enable the cable-air power lines, if damage has occurred at least on one of the cable sections of power lines, ex characterized in that the amplitudes of the first current pulses and the voltage of the electromagnetic waves arriving at the ends of the power lines are recorded using the wavelength damage determination blocks for the power lines, the amplitudes of the first current pulses and the voltage of the electromagnetic waves arriving at the ends of the power lines are formed, the procedure for recognizing the damaged area is implemented and the place is determined damage to the cable-air power line with respect to the amplitude of the first current pulses and the voltage of electromagnetic waves coming to the ends of the power line, recognition of the damaged TCA and fault location of cables and overhead lines implemented using simulation results that are formed as a function of the amplitude ratio of the first current and voltage pulses of electromagnetic waves coming to the power transmission line ends of transmission line lengths, previously recorded simulation results in the information processing units.
RU2019143621A 2019-12-25 2019-12-25 Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line RU2719763C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143621A RU2719763C1 (en) 2019-12-25 2019-12-25 Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143621A RU2719763C1 (en) 2019-12-25 2019-12-25 Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719763C1 true RU2719763C1 (en) 2020-04-23

Family

ID=70415599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019143621A RU2719763C1 (en) 2019-12-25 2019-12-25 Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719763C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4724391A (en) * 1984-02-14 1988-02-09 Bbc Brown, Boveri & Company Ltd. Method for determining the time of reclosing a circuit breaker and device for carrying out this method
RU2365013C1 (en) * 2008-06-23 2009-08-20 Александр Леонидович Куликов Method of automatic repeated switching-on of power transmission line (ptl)
RU2658673C1 (en) * 2017-09-26 2018-06-22 Александр Леонидович Куликов Method of automatic reclosure of overhead transmission line

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4724391A (en) * 1984-02-14 1988-02-09 Bbc Brown, Boveri & Company Ltd. Method for determining the time of reclosing a circuit breaker and device for carrying out this method
RU2365013C1 (en) * 2008-06-23 2009-08-20 Александр Леонидович Куликов Method of automatic repeated switching-on of power transmission line (ptl)
RU2658673C1 (en) * 2017-09-26 2018-06-22 Александр Леонидович Куликов Method of automatic reclosure of overhead transmission line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saleh et al. Ultra-high-speed traveling-wave-based protection scheme for medium-voltage DC microgrids
Jafarian et al. A traveling-wave-based protection technique using wavelet/PCA analysis
Bang et al. Classification of faults in multicore cable via time–frequency domain reflectometry
NL2002664C2 (en) Time-domain reflectometry.
KR102014582B1 (en) Apparatus for processing reflected wave
EP3482472B1 (en) A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line
Huai et al. Single-ended line fault location method for multi-terminal HVDC system based on optimized variational mode decomposition
Mor et al. Comparison of charge estimation methods in partial discharge cable measurements
Granado et al. Time domain analysis of partial discharges envelope in medium voltage XLPE cables
US7603243B2 (en) Method and error location in branched low voltage and medium voltage networks and evaluation circuit used thereof
US10359465B2 (en) Method for characterizing a soft fault in a cable
Reis et al. An improved single-ended correlation-based fault location technique using traveling waves
Chang et al. Condition monitoring of instrumentation cable splices using Kalman filtering
Sallem et al. Self-adaptive correlation method for soft defect detection in cable by reflectometry
Nayak et al. Travelling wave based directional relaying without using voltage transients
RU2719763C1 (en) Method for automatic re-connection of cable-overhead power transmission line
Lee et al. Contactless monitoring technique for live shielded cable via stepped-frequency waveform reflectometry and inductive coupler
KR101886808B1 (en) System and design method compensating filter distortion and attenuate for cable propagation signal
Javaid et al. High pass filter based traveling wave method for fault location in VSC-Interfaced HVDC system
Kulikov et al. The Method of Faulted Section Estimation for Combined Overhead and Cable Power Lines Using Double-Ended Measurements
Prabhavathi et al. Detection and location of faults in 11kv underground cable by using continuous wavelet transform (cwt)
Leterme et al. HVDC grid protection algorithm performance assessment
Kulikov et al. Application of correlation methods for traveling wave fault locating and automation of intelligent electrical networks
JPH0545405A (en) Partial discharge measurement method of cable
Chang Advanced signal sensing method with adaptive threshold curve based on time frequency domain reflectometry compensating the signal attenuation

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201118

Effective date: 20201118