RU2767287C1 - Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи - Google Patents

Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи Download PDF

Info

Publication number
RU2767287C1
RU2767287C1 RU2021117705A RU2021117705A RU2767287C1 RU 2767287 C1 RU2767287 C1 RU 2767287C1 RU 2021117705 A RU2021117705 A RU 2021117705A RU 2021117705 A RU2021117705 A RU 2021117705A RU 2767287 C1 RU2767287 C1 RU 2767287C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wave
signal
impedance
fronts
polarity
Prior art date
Application number
RU2021117705A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Олегович Фёдоров
Владимир Сергеевич Петров
Владислав Иванович Антонов
Владимир Александрович Наумов
Original Assignee
Алексей Олегович Фёдоров
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 Алексей Олегович Фёдоров filed Critical Алексей Олегович Фёдоров
Priority to RU2021117705A priority Critical patent/RU2767287C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767287C1 publication Critical patent/RU2767287C1/ru

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерениям в электротехнике и может быть использовано для определения места повреждения на линии электропередачи (ЛЭП). Технический результат: повышение точности одностороннего волнового определения места повреждения благодаря определению рабочих фронтов волн с учетом волнового сопротивления электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин. Сущность: фазные токи и фазные напряжения в месте измерений линейно преобразуют в сигнал тока и сигнал напряжения, формируют контролируемый сигнал и в нем определяют момент возникновения фронта первой волны. На заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны, определяют полярность фронтов волн в контролируемом сигнале и с учетом полярности отбирают рабочие фронты волн и определяют их моменты возникновения. Для правильного отбора рабочих фронтов волн определяют волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, и сравнивают его с волновым сопротивлением ЛЭП. Если упомянутое волновое сопротивление электрической системы оказывается меньше волнового сопротивления ЛЭП, то за рабочие принимают фронты волн, полярность которых совпадает с полярностью фронта первой волны, а если нет, то - фронты волн, полярность которых противоположна полярности фронта первой волны. По каждому рабочему фронту волн определяют предполагаемое место повреждения путем умножения скорости распространения волны в ЛЭП на половину от длительности интервала между моментами возникновения рабочего фронта и фронта первой волны. За место повреждения принимают одно из предполагаемых мест, которое расположено ближе к месту повреждения, определенному другим способом. Линейное преобразование фазных токов и фазных напряжений в месте измерений в сигнал тока и сигнал напряжения выполняют согласно одному из правил преобразования Кларк, Карренбауэра или Ведпола с последующим заграждением основной гармоники. Волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, определяют либо как обратную величину суммы волновых проводимостей включенных элементов электрической системы, определяемых согласно сигналам SCADA-системы, либо как частное от деления синхронных измерения напряжения на измерение тока на фронтах первых волн сигнала напряжения и сигнала тока, соответственно. Контролируемый сигнал может быть сформирован как сигнал падающей или отраженной волны либо напряжения, либо тока, или же им может быть сам сигнал напряжения или сигнал тока. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике, и может быть использовано для определения места повреждения на линии электропередачи (ЛЭП).
Известен способ одностороннего волнового определения места повреждения на ЛЭП (WO 2018/122627 A1 Traveling Wave Based Method for Locating a Fault in a Transmission Line and Device Therefor. Дата публикации: 05.07.2018), согласно которому формируют контролируемый сигнал путем линейного преобразования фазных напряжений или фазных токов в месте измерений и в нем определяют моменты возникновения фронтов трех первых волн. В селекторе фронтов отбирают последние два из фронтов волн в качестве рабочих. По разнице моментов возникновения фронта первой волны и первого рабочего фронта волн определяют два предполагаемых места повреждения, одно из которых находится на первой, а второе - на второй половине ЛЭП. Рассчитывают момент возникновения фронта третьей волны от ближайшего предполагаемого места повреждения и сравнивают с моментом возникновения второго рабочего фронта волн. Если они равны, то за истинное место повреждения принимают ближайшее предполагаемое место повреждения, иначе - отдаленное предполагаемое место повреждения.
Способ не учитывает вероятность возникновения в месте измерений фронтов волн, возвращающихся из левой и правой частей электрической системы, примыкающих к концам ЛЭП. Это приводит к ошибке при отборе рабочих фронтов волн в селекторе фронтов, в связи с чем способ может определить место повреждения неправильно.
Этот недостаток частично устранен в способе одностороннего волнового определения места повреждения ЛЭП, реализованном в устройстве по патенту US 10585133 B2 Electric Power Fault Protection Device Using Single-Ended Traveling Wave Fault Location Estimation (Дата публикации: 10.03.2020). Согласно ему формируют контролируемый сигнал путем линейного преобразования фазных напряжений или фазных токов в месте измерений и в нем определяют момент возникновения фронта первой волны. На заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны, с помощью дискриминатора определяют полярность фронтов волн в контролируемом сигнале. Селектором фронтов выявляют фронты волн, совпадающие по полярности с полярностью фронта первой волны, и принимают их в качестве рабочих фронтов волн. По каждому рабочему фронту волн определяют предполагаемое место повреждения путем умножения скорости распространения волны в ЛЭП на половину от длительности интервала между моментами возникновения рабочего фронта и фронта первой волны. При этом за истинное место повреждения принимают одно из предполагаемых мест, которое расположено ближе к месту повреждения, определенному другим способом.
Принятый в способе критерий отбора рабочих фронтов волн корректен только в случае, когда волновое сопротивление ЛЭП больше волнового сопротивления электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин. Поэтому при волновом сопротивлении ЛЭП меньшем волнового сопротивления электрической системы рабочие фронты волн будут отобраны ошибочно и способ определит место повреждения неправильно.
Этот способ является наиболее близким к заявленному способу по использованию, технической сущности и достигаемому техническому результату, и принят за прототип.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в повышении точности одностороннего волнового определения места повреждения благодаря отбору рабочих фронтов волн с учетом волнового сопротивления электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин.
С целью повышения точности способа одностороннего волнового определения места повреждения ЛЭП в него вводят новый функциональный блок. В новом способе, так же, как и в известном, фазные токи и фазные напряжения в месте измерений линейно преобразуют в сигнал тока и сигнал напряжения, формируют контролируемый сигнал и в нем определяют момент возникновения фронта первой волны. Вместе с этим на заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны, с помощью дискриминатора определяют полярность фронтов волн в контролируемом сигнале и селектором фронтов с учетом полярности отбирают рабочие фронты волн и определяют их моменты возникновения. По каждому рабочему фронту волн определяют предполагаемое место повреждения путем умножения скорости распространения волны в ЛЭП на половину от длительности интервала между моментами возникновения рабочего фронта и фронта первой волны, при этом принимают за место повреждения одно из предполагаемых мест, которое расположено ближе к месту повреждения, определенному другим способом. Отличие предлагаемого способа заключается в использовании дополнительного функционального блока - блока контроля импеданса, способствующего правильному отбору рабочих фронтов волн. В нем определяют волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, и сравнивают его с волновым сопротивлением ЛЭП и формируют признак отбора рабочих фронтов волн как положительный, если упомянутое волновое сопротивление электрической системы оказывается меньше волнового сопротивления ЛЭП, и отрицательный - если упомянутое волновое сопротивление электрической системы оказывается больше волнового сопротивления ЛЭП, при этом рабочие фронты волн определяются селектором фронтов согласно признаку отбора рабочих фронтов волн: если признак положительный, то за рабочие принимают фронты волн, полярность которых совпадает с полярностью фронта первой волны, а если отрицательный - то фронты волн, полярность которых противоположна полярности фронта первой волны.
Новый функциональный блок обеспечивает правильный отбор селектором рабочих фронтов из множества фронтов волн различного происхождения, возникающих в месте измерений, в том числе возвращающихся из левой и правой частей электрической системы, примыкающих к концам ЛЭП.
Вторая реализация способа отличается тем, что упомянутое линейное преобразование фазных напряжений и фазных токов в месте измерений в сигнал напряжения и сигнал тока выполняют согласно одному из правил преобразования Кларк с последующим заграждением основной гармоники.
Третья реализация способа отличается тем, что упомянутое линейное преобразование фазных напряжений и фазных токов в месте измерений в сигнал напряжения и сигнал тока выполняют согласно одному из правил преобразования Карренбауэра с последующим заграждением основной гармоники.
Четвертая реализация способа отличается тем, упомянутое линейное преобразование фазных токов и фазных напряжений в месте измерений в сигнал тока и сигнал напряжения выполняют согласно одному из правил преобразования Ведпола с последующим заграждением основной гармоники.
Вторая - четвертая реализации способа представляют собой однородные линейные преобразования фазных величин в сигнал напряжения или сигнал тока. Эти преобразования создают сигналы, свободные от составляющей основной гармоники и отражающие волновые процессы в ЛЭП.
Пятая реализация способа отличается тем, что с помощью SCADA-системы контролируют положение выключателей и определяют включенные элементы электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, и согласно сигналам SCADA-системы и принятому правилу линейного преобразования фазных токов и фазных напряжений определяют в блоке контроля импеданса волновое сопротивление электрической системы как обратную величину суммы соответствующих волновых проводимостей, элементов, включенных в работу. Такое выполнение способа упрощает определение волнового сопротивления электрической системы.
Шестая реализация способа отличается тем, что в блоке контроля импеданса на фронтах первых волн сигнала напряжения и сигнала тока в произвольный момент выбирают синхронные измерения и определяют волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, как частное от деления измерения напряжения на измерение тока. Эта реализация способа позволяет в блоке контроля импеданса определять актуальную величину волнового сопротивления электрической системы, поскольку учитывается ее реакция на падающую волну.
Седьмая и восьмая реализации способа формируют контролируемый сигнал в виде удвоенного сигнала падающей волны напряжения или волны тока в месте измерений, а девятая и десятая - в виде удвоенного сигнала отраженной волны напряжения или волны тока от места измерений. Это исключает влияние величины волнового сопротивления электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, на фронты волн в контролируемом сигнале и, следовательно, повышает точность определения места повреждения.
Седьмая реализация способа отличается тем, что контролируемый сигнал формируют как сумму сигнала напряжения и сигнала тока, умноженного на волновое сопротивление ЛЭП.
Восьмая реализация способа отличается тем, что контролируемый сигнал формируют как сумму сигнала напряжения, деленного на волновое сопротивление ЛЭП, и сигнала тока.
Девятая реализация способа отличается тем, что контролируемый сигнал формируют как разность сигнала напряжения и сигнала тока, умноженного на волновое сопротивление ЛЭП.
Десятая реализация способа отличается тем, что контролируемый сигнал формируют как разность сигнала напряжения, деленного на волновое сопротивление ЛЭП, и сигнала тока.
Одиннадцатая реализация способа отличается тем, что за контролируемый сигнал принимают сигнал напряжения. Эта реализация используется при недостаточно высоком уровне фронтов волн в сигнале тока.
Двенадцатая реализация способа отличается тем, что за контролируемый сигнал принимают сигнал тока. Эта реализация используется при недостаточно высоком уровне фронтов волн в сигнале напряжения.
Фиг. 1 иллюстрирует распространение волн по ЛЭП в электрической сети, в которой волновое сопротивление
Figure 00000001
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, меньше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000002
а фиг. 2 - в которой волновое сопротивление
Figure 00000001
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, больше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000003
Сущность предлагаемого способа поясняется структурной схемой, приведенной на фиг. 3. Фиг. 4 иллюстрирует электрическую сеть, на примере которой поясняется принцип работы предлагаемого способа.
Прежде чем пояснить принцип работы способа, рассмотрим особенности возникновения волн напряжения и тока в месте установки устройства определения места повреждения (ОМП).
Удобно анализировать распространение волн при трехфазном коротком замыкании (КЗ). В этом случае волновые процессы в ЛЭП можно рассматривать в однолинейной схеме. Нас интересует распространение волны напряжения, возникшей в месте КЗ и направляющейся в сторону места установки устройства ОМП. Распространение волны тока происходит аналогично распространению волны напряжения.
Полярность фронта волны, возникающей в месте КЗ, противоположна знаку мгновенного значения предаварийного напряжения в месте повреждения. Примем, что полярность возникшей волны положительная.
Падающая на место установки устройства ОМП первая волна
Figure 00000004
порождает преломленную и отраженную волны. Полярность фронта отраженной волны
Figure 00000005
определяется знаком коэффициента отражения:
Figure 00000006
Коэффициент отражения
Figure 00000007
зависит от волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
и волнового сопротивления
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин.
Если волновое сопротивление
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерений фазных величин, меньше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
, то
Figure 00000010
и полярность фронта отраженной волны
Figure 00000005
противоположна полярности фронта падающей волны
Figure 00000004
. Этот случай иллюстрируется фиг. 1. Отраженная волна 3 с полярностью фронта, противоположной полярности фронта первой падающей на место установки устройства ОМП волны 1, направляется к месту КЗ
Figure 00000011
. Достигнув места КЗ, она отражается обратно, изменяя полярность фронта. Во второй раз в месте установки устройства ОМП она возникает в виде новой волны 4. Как видно из фиг. 1, полярность падающих волн 1 и 4 в этом случае будет одинаковой.
Следовательно, при волновом сопротивлении
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерений фазных величин, меньшем волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
, устройство ОМП должно определять расстояние до места КЗ по волнам, полярность которых совпадает с полярностью фронта первой волны.
Если волновое сопротивление
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, больше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
, то
Figure 00000012
и полярность фронта отраженной волны
Figure 00000013
совпадает с полярностью фронта падающей волны
Figure 00000004
. Этот случай иллюстрируется фиг. 2. В этом случае отраженная волна 3 вернется к месту установки устройства ОМП в виде новой волны 4 с полярностью, уже противоположной к полярности первой волны 1.
Поэтому при волновом сопротивлении
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерений фазных величин, большем волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
, устройство ОМП должно определять расстояние до места КЗ по волнам, полярность которых противоположна полярности фронта первой волны.
Для удобства определения моментов возникновения фронтов волн в устройствах ОМП фазные величины линейно преобразуются либо в сигнал напряжения, либо в сигнал тока. Правила преобразования должны быть такими, чтобы полученные сигнал напряжения и сигнал тока могли рассматриваться как сигналы волновых процессов в однолинейных схемах с определенными характеристиками (с известными волновыми сопротивлениями). Такие правила формируются, например, модальными преобразованиями, которые формируют сигналы волн напряжения и тока, распространяющиеся в воздушных и земляном волновых каналах. Из этих сигналов напряжения и тока формируют контролируемый сигнал, а иногда и сам сигнал принимается за контролируемый сигнал.
Общим принципом определения расстояния от устройства ОМП до места повреждения является оценивание времени пробега волны, отраженной от места установки устройства ОМП, до места КЗ и обратно. Поэтому сначала в контролируемом сигнале определяют момент возникновения фронта первой волны и на заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны, с помощью дискриминатора определяют полярность фронтов волн в контролируемом сигнале. Затем селектором фронтов волн с учетом полярности отбирают рабочие фронты волн. По каждому рабочему фронту волн определяют предполагаемое место повреждения на ЛЭП путем умножения скорости распространения волны в ЛЭП на половину от длительности интервала между моментами возникновения рабочего фронта
Figure 00000014
и фронта первой волны
Figure 00000015
(фиг. 1):
Figure 00000016
где ν - скорость распространения волны в ЛЭП.
По принципу своего действия прототип при отборе рабочих фронтов волн всегда полагает, что волновое сопротивление
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерений фазных величин, меньше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
. Во множестве случаев это предположение обоснованно, но известны примеры электрических систем, в которых это условие не выполняется. Поэтому прототип, правильно выбирая рабочие фронты волн и правильно определяя место повреждения в сети фиг. 1, теряет работоспособность в сети фиг. 2 из-за изъяна в критерии отбора рабочих фронтов волн.
Предлагаемый способ свободен от этого недостатка, поскольку при отборе рабочих фронтов волн всегда учитывается величина волнового сопротивления
Figure 00000009
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерений фазных величин.
Рассмотрим работу предлагаемого способа при реализации его по схеме фиг. 3. Для пояснения принципа действия способа воспользуемся примером электрической сети, приведенным на фиг. 4.
В способе используются измерения фазных напряжений
Figure 00000017
и фазных токов
Figure 00000018
с одной стороны ЛЭП (фиг. 4), где
Figure 00000019
- обозначение фаз. Расстояние до места КЗ определяется путем выполнения следующих операций.
1. Фазные напряжения
Figure 00000017
и токи
Figure 00000018
преобразуют в сигнал напряжения
Figure 00000020
и сигнал тока
Figure 00000021
в блоке линейного преобразования 6 (фиг. 3). Преобразование фазных величин осуществляется в два этапа. Сначала трехфазные электрические величины преобразуются в промежуточные сигналы воздушных (
Figure 00000022
и
Figure 00000023
) и земляного (
Figure 00000024
) волновых каналов согласно общей формуле:
Figure 00000025
где
Figure 00000026
- матрица преобразования;
Figure 00000027
Figure 00000028
При формировании промежуточных сигналов напряжения и тока предпочтение отдают величинам воздушного волнового канала (
Figure 00000022
или
Figure 00000023
), поскольку они менее подвержены затуханию. Правила преобразования могут быть различными. Известны преобразования:
Кларк
Figure 00000029
Карренбауэра
Figure 00000030
и Ведпола
Figure 00000031
Для определенности изложения принципа действия предлагаемого способа будем рассматривать сигнал воздушного волнового канала
Figure 00000032
Необходимые сигнал напряжения
Figure 00000033
и сигнал тока
Figure 00000034
получают путем заграждения основной гармоники в промежуточных сигналах напряжения
Figure 00000035
и тока
Figure 00000036
фильтром
Figure 00000037
Figure 00000038
где
Figure 00000039
Figure 00000040
В качестве заграждающего фильтра обычно используют цифровой дифференциатор:
Figure 00000041
где k - номер отсчета. Выбор дифференциатора объясняется тем, что скорость изменения основной гармоники несравнима с приращением сигнала на фронте волны. Поэтому он подавляет основную гармонику и подчеркивает фронт волны.
2. Контролируемый сигнал
Figure 00000042
создают в блоке 7. Он может быть получен по-разному. В одной из реализаций способа им может быть сигнал падающей волны напряжения, формируемый как сумма сигнала напряжения
Figure 00000043
и сигнала тока
Figure 00000044
умноженного на волновое сопротивление ЛЭП
Figure 00000045
:
Figure 00000046
В другой реализации им будет сигнал отраженной волны напряжения, формируемый как разность сигнала напряжения
Figure 00000043
и сигнала тока
Figure 00000044
умноженного на волновое сопротивление ЛЭП
Figure 00000045
:
Figure 00000047
В следующей реализации за контролируемый сигнал
Figure 00000042
принимается сам сигнал напряжения
Figure 00000043
:
Figure 00000048
В случае использования контролируемого сигнала
Figure 00000042
в виде тока, в одной из реализаций способа им может быть сигнал падающей волны тока, формируемый как сумма сигнала напряжения
Figure 00000049
, деленного на волновое сопротивление ЛЭП
Figure 00000045
, и сигнала тока
Figure 00000050
:
Figure 00000051
В другой реализации им будет сигнал отраженной волны тока, формируемый как разность сигнала напряжения
Figure 00000052
деленного на волновое сопротивление ЛЭП
Figure 00000053
и сигнала тока
Figure 00000050
Figure 00000054
В следующей реализации за контролируемый сигнал
Figure 00000055
принимается сам сигнал тока
Figure 00000050
Figure 00000056
3. Момент возникновения фронта первой волны
Figure 00000057
в контролируемом сигнале
Figure 00000055
определяют в блоке 8. В самом простейшем случае момент возникновения фронта определяется как момент превышения абсолютного значения контролируемого сигнала
Figure 00000055
некоторого порога (E.O. Schweitzer, A.
Figure 00000058
M.V. Mynam, V. Skendzic, B. Kasztenny and S. Marx, "Locating faults by the traveling waves they launch, "2014 67th Annual Conference for Protective Relay Engineers, 2014, pp. 95-110). Тогда блок 8 представляет собой пороговый орган.
4. На заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны
Figure 00000059
дискриминатором 9 определяют полярность
Figure 00000060
фронтов волн в контролируемом сигнале
Figure 00000061
Действие дискриминатора 9 может быть основано на одном из общеизвестных принципов, например, на принципе определения знака переменного сигнала путем сравнения его с нулем.
5. В блоке контроля импеданса 10 формируют признак отбора
Figure 00000062
рабочих фронтов волн на основе анализа волнового сопротивления
Figure 00000063
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин. Если волновое сопротивление электрической системы
Figure 00000063
оказывается меньше волнового сопротивления ЛЭП
Figure 00000008
, то признак отбора принимают положительным
Figure 00000064
а если больше - то отрицательным
Figure 00000065
Волновое сопротивление
Figure 00000063
электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, определяют с помощью сигналов SCADA-системы (фиг. 4) в блоке контроля импеданса 10 путем контроля включенных элементов электрической системы по положению выключателей:
Figure 00000066
Figure 00000067
где
Figure 00000068
- волновая проводимость i-ого включенного элемента электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин; n - количество включенных элементов электрической системы.
При отсутствии сигналов SCADA-системы в блоке контроля импеданса 10 на фронтах первых волн сигнала напряжения
Figure 00000069
и сигнала тока
Figure 00000070
в произвольный k-ый момент выбирают синхронные измерения и определяют волновое сопротивление
Figure 00000063
электрической системы как:
Figure 00000071
6. Селектором фронтов 11 отбирают рабочие фронты волн согласно признаку отбора
Figure 00000072
: если
Figure 00000073
то за рабочие принимают фронты волн, полярность которых совпадает с полярностью фронта первой волны
Figure 00000074
:
Figure 00000075
а если
Figure 00000076
- то фронты волн, полярность которых противоположна полярности фронта первой волны
Figure 00000074
:
Figure 00000077
Этим же селектором фронтов 11 определяют моменты возникновения
Figure 00000078
Figure 00000079
рабочих фронтов волн, например, способом, описанным в п. 3.
7. По каждому рабочему фронту волн в блоке расчета расстояния до места повреждения 12 определяют предполагаемое место повреждения
Figure 00000080
где
Figure 00000081
- момент возникновения q-ого рабочего фронта волны;
Figure 00000082
- скорость распространения волны в ЛЭП.
За место повреждения принимают одно из предполагаемых мест, которое расположено ближе к месту повреждения
Figure 00000083
, определенному другим способом, например, односторонним способом ОМП по параметрам аварийного режима.
Таким образом, учет волнового сопротивления электрической системы, примыкающей к ЛЭП в месте измерения фазных величин, позволяет повысить точность одностороннего волнового определения места повреждения благодаря правильному отбору рабочих фронтов волн среди множества фронтов волн, приходящих к месту установки устройства не только от места КЗ, но и от других неоднородностей сети.

Claims (12)

1. Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи, согласно которому фазные токи и фазные напряжения в месте измерений линейно преобразуют в сигнал тока и сигнал напряжения, формируют контролируемый сигнал и в нем определяют момент возникновения фронта первой волны, вместе с этим на заданном отрезке времени, отсчитываемом от момента возникновения фронта первой волны, с помощью дискриминатора определяют полярность фронтов волн в контролируемом сигнале и селектором фронтов с учетом полярности отбирают рабочие фронты волн и определяют их моменты возникновения, по каждому рабочему фронту волн определяют предполагаемое место повреждения путем умножения скорости распространения волны в линии электропередачи на половину от длительности интервала между моментами возникновения рабочего фронта и фронта первой волны и принимают за место повреждения одно из предполагаемых мест, которое расположено ближе к месту повреждения, определенному другим способом, отличающийся тем, что в блоке контроля импеданса определяют волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к линии электропередачи в месте измерения фазных величин, и сравнивают его с волновым сопротивлением линии электропередачи и формируют признак отбора рабочих фронтов волн как положительный, если упомянутое волновое сопротивление электрической системы оказывается меньше волнового сопротивления линии электропередачи, и отрицательный – если упомянутое волновое сопротивление электрической системы оказывается больше волнового сопротивления линии электропередачи, при этом рабочие фронты волн определяются селектором фронтов согласно признаку отбора рабочих фронтов волн: если признак положительный, то за рабочие принимают фронты волн, полярность которых совпадает с полярностью фронта первой волны, а если отрицательный – то фронты волн, полярность которых противоположна полярности фронта первой волны.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое линейное преобразование фазных токов и фазных напряжений в месте измерений в сигнал тока и сигнал напряжения выполняют согласно одному из правил преобразования Кларк с последующим заграждением основной гармоники.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое линейное преобразование фазных токов и фазных напряжений в месте измерений в сигнал тока и сигнал напряжения выполняют согласно одному из правил преобразования Карренбауэра с последующим заграждением основной гармоники.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое линейное преобразование фазных токов и фазных напряжений в месте измерений в сигнал тока и сигнал напряжения выполняют согласно одному из правил преобразования Ведпола с последующим заграждением основной гармоники.
5. Способ по одному из пп. 1–4, отличающийся тем, что с помощью SCADA-системы контролируют положение выключателей и определяют включенные элементы электрической системы, примыкающей к линии электропередачи в месте измерения фазных величин, и согласно сигналам SCADA-системы и принятому правилу линейного преобразования фазных токов и фазных напряжений определяют в блоке контроля импеданса волновое сопротивление электрической системы как обратную величину суммы соответствующих волновых проводимостей, элементов, включенных в работу.
6. Способ по одному из пп. 1–4, отличающийся тем, что в блоке контроля импеданса на фронтах первых волн сигнала напряжения и сигнала тока в произвольный момент выбирают синхронные измерения и определяют волновое сопротивление электрической системы, примыкающей к линии электропередачи в месте измерения фазных величин, как частное от деления измерения напряжения на измерение тока.
7. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что контролируемый сигнал формируют как сумму сигнала напряжения и сигнала тока, умноженного на волновое сопротивление линии электропередачи.
8. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что контролируемый сигнал формируют как сумму сигнала напряжения, деленного на волновое сопротивление линии электропередачи, и сигнала тока.
9. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что контролируемый сигнал формируют как разность сигнала напряжения и сигнала тока, умноженного на волновое сопротивление линии электропередачи.
10. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что контролируемый сигнал формируют как разность сигнала напряжения, деленного на волновое сопротивление линии электропередачи, и сигнала тока.
11. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что за контролируемый сигнал принимают сигнал напряжения.
12. Способ по одному из пп. 1–6, отличающийся тем, что за контролируемый сигнал принимают сигнал тока.
RU2021117705A 2021-06-18 2021-06-18 Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи RU2767287C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117705A RU2767287C1 (ru) 2021-06-18 2021-06-18 Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117705A RU2767287C1 (ru) 2021-06-18 2021-06-18 Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767287C1 true RU2767287C1 (ru) 2022-03-17

Family

ID=80737048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021117705A RU2767287C1 (ru) 2021-06-18 2021-06-18 Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767287C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790629C1 (ru) * 2022-10-05 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766549A (en) * 1984-11-30 1988-08-23 Electric Power Research Institute, Inc. Single-ended transmission line fault locator
US20140074414A1 (en) * 2011-10-12 2014-03-13 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Fault Location Using Traveling Waves
CN107037316A (zh) * 2016-11-23 2017-08-11 国网湖北省电力公司检修公司 一种适应于输电线路行波测距的单端波形自动识别方法
US20180136269A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Traveling wave based single end fault location
WO2018122627A1 (en) * 2016-12-28 2018-07-05 Abb Schweiz Ag Travelling wave based method for locating a fault in a transmission line and device therefor
RU2688889C1 (ru) * 2018-02-19 2019-05-22 Елена Владимировна Лесных Способ определения расстояния до места повреждения, связанного с землей на линии электропередачи
US10585133B2 (en) * 2016-11-11 2020-03-10 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Electric power fault protection device using single-ended traveling wave fault location estimation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766549A (en) * 1984-11-30 1988-08-23 Electric Power Research Institute, Inc. Single-ended transmission line fault locator
US20140074414A1 (en) * 2011-10-12 2014-03-13 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Fault Location Using Traveling Waves
US20180136269A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-17 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Traveling wave based single end fault location
US10585133B2 (en) * 2016-11-11 2020-03-10 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Electric power fault protection device using single-ended traveling wave fault location estimation
CN107037316A (zh) * 2016-11-23 2017-08-11 国网湖北省电力公司检修公司 一种适应于输电线路行波测距的单端波形自动识别方法
WO2018122627A1 (en) * 2016-12-28 2018-07-05 Abb Schweiz Ag Travelling wave based method for locating a fault in a transmission line and device therefor
RU2688889C1 (ru) * 2018-02-19 2019-05-22 Елена Владимировна Лесных Способ определения расстояния до места повреждения, связанного с землей на линии электропередачи

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790629C1 (ru) * 2022-10-05 2023-02-28 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи
RU225431U1 (ru) * 2024-03-22 2024-04-22 Акционерное Общество "Дальневосточная Распределительная Сетевая Компания" (Ао "Дрск") Устройство для определения места повреждения линии электропередачи
RU2824723C1 (ru) * 2024-05-21 2024-08-13 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи с обходной связью

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109952514B (zh) 基于行波的单端故障定位
US8131485B2 (en) Method for fault location in electric power lines
EP3482472B1 (en) A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line
EP3956962A1 (en) Transient based method for identifying faults in a high / medium voltage electric power transmission system, related fault identification module and high / medium voltage electric power transmission and / or distribution system equipped with such fault identification module
Razzaghi et al. Fault location in multi-terminal HVDC networks based on electromagnetic time reversal with limited time reversal window
Reis et al. An improved single-ended correlation-based fault location technique using traveling waves
RU2767287C1 (ru) Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи
Dantas et al. Transient current protection for transmission lines based on the Kalman filter measurement residual
CN116609617A (zh) 结合零序电流和相电流特征的单相接地故障定位方法
Fedorov et al. Adaptive single-end fault location method
RU2492565C1 (ru) Способ определения места повреждения линии электропередачи при двухстороннем наблюдении
Kulikov et al. Methods for implementing of the single-ended traveling wave fault locating on the transmission lines based on traveling wave pattern recognition
Guha et al. Real-time wide-area fault locator for power transmission networks using sparse PMU measurements
RU2824729C1 (ru) Способ двухстороннего волнового определения места однофазного короткого замыкания на линии электропередачи с ответвлениями
RU2824724C1 (ru) Способ двухстороннего волнового определения места междуфазного повреждения на линии электропередачи с ответвлениями
RU2790629C1 (ru) Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи
Prabhavathi et al. Detection and location of faults in 11kv underground cable by using continuous wavelet transform (cwt)
RU2685746C1 (ru) Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью
Kulikov et al. Application of correlation methods for traveling wave fault locating and automation of intelligent electrical networks
RU2824723C1 (ru) Способ одностороннего волнового определения места повреждения линии электропередачи с обходной связью
RU2639718C1 (ru) Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи
RU2819327C1 (ru) Способ двухстороннего волнового определения места повреждения кабельно-воздушной линии электропередачи
Esmaeilian et al. Evaluation of fault analysis tool under power swing and out-of-step conditions
Raju et al. Fault direction detection and fault location identification in transmission lines using traveling waves
RU2807951C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на землю на магистральной линии электропередачи с ответвлением