RU57018U1

RU57018U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF DAMAGE TO THE ELECTRICAL VOLTAGE NETWORK OF 6 (10) -35 KV WITH ISOLATED OR COMPENSATED NEUTRAL

Info

Publication number: RU57018U1
Application number: RU2006113039/22U
Authority: RU
Inventors: Людмила Прокопьевна Андрианова; Эдуард Рамилевич Байбурин
Original assignee: Людмила Прокопьевна Андрианова; Эдуард Рамилевич Байбурин
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при эксплуатации трехфазных электрических сетей с изолированной или компенсированной нейтралью для оперативного определения места их повреждения, без отключения потребителей. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является создание устройства, позволяющего находясь на подстанции быстро и точно определять с помощью анализа параметров переходного процесса аварийного режима, места повреждения. Поставленная задача решается устройством для определения расстояния до места повреждения в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью состоящее из последовательно соединенных средства для снятия первичной информации сети, средства обработки сигналов и средство обработки и отображения информации, причем, средство для обработки сигналов состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности, выход которого соединен со входом фильтра напряжения, первый выход которого соединен со входом первого компаратора, а второй выход - с первым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтра тока нулевой последовательности, выход которого соединен со входом фазочувствительного выпрямителя, первый выход которого соединен со входом второго компаратора, а второй выход соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен, со входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом средства анализа и отображения информации в качестве которого использована ЭВМ, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, при этом в качестве средств для снятия первичной информации использованы датчики напряжения и датчики тока фазы А, фазы В и фазы C. 1 ил.The inventive utility model relates to electrical engineering and can be used in the operation of three-phase electrical networks with isolated or compensated neutral to quickly determine the place of damage, without disconnecting consumers. The task to which the claimed utility model is directed is to create a device that allows, while at the substation, to quickly and accurately determine, by analyzing the parameters of the transient emergency mode, the location of damage. The problem is solved by a device for determining the distance to the place of damage in networks with isolated or compensated neutral, consisting of series-connected means for acquiring primary network information, signal processing means and information processing and display means, moreover, the signal processing means consists of a zero-sequence voltage filter the output of which is connected to the input of the voltage filter, the first output of which is connected to the input of the first comparator, and the second output - with the first input of the phase-sensitive rectifier, a zero-sequence current filter, the output of which is connected to the input of the phase-sensitive rectifier, the first output of which is connected to the input of the second comparator, and the second output is connected to the second input of the phase-sensitive rectifier, the output of which is connected to the input of the single-vibrator, the output of which is connected with the first input of the means of analysis and display of information as the computer used, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first and second comparators, wherein as a means for removal of primary information utilized voltage sensors and current sensors of phase A, phase B and phase C. 1-yl.

Description

Заявляемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при эксплуатации трехфазных электрических сетей с изолированной или компенсированной нейтралью для оперативного определения места их повреждения, без отключения потребителей.The inventive utility model relates to electrical engineering and can be used in the operation of three-phase electrical networks with isolated or compensated neutral to quickly determine the place of damage, without disconnecting consumers.

Из существующего уровня техники известно устройство для определения места однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью (см. патент РФ на изобретение №2260812), содержащее датчик тока, включенный в одну из неповрежденных фаз, замкнутую на ближнем конце линии с поврежденной фазой, ключ, установленный на дальнем конце линии с возможностью замыкания между собой и размыкания поврежденной фазы с датчиком тока и измерительную часть с последовательно включенным арифметическим устройством, функциональным корректором и индикатором, стабилизированный источник постоянного тока, предназначенный для питания образуемых схем измерения одной и той же величиной тока и включенный между землей и фазами, замкнутыми на ближнем конце линии, а в измерительную часть введены устройство управления и подключенный параллельно к стабилизированному источнику тока постоянного тока вольтметр, причем устройство управления выполнено с возможностью управления работой вольтметра для осуществления им пикоразностной функции пикового вольтметра для режимов с разомкнутым и замкнутым ключом и с возможностью управления арифметическим устройством получающим информацию от вольтметра о выполнении функции вычитания напряжения, полученного при втором режиме из напряжения первого режима, заложенного предварительно в память, арифметическое устройство выполнено с возможностью осуществления деления полученной разности напряжений на ток, измеренный датчиком тока, и передачи результата деления в функциональный корректор, а последний выполнен с возможностью учета параметров The prior art device for determining the location of a single-phase earth fault in networks with isolated neutral (see RF patent for the invention No. 2260812), containing a current sensor included in one of the intact phases, closed at the near end of the line with a damaged phase, a key mounted at the far end of the line with the possibility of shorting between each other and opening the damaged phase with a current sensor and a measuring part with an arithmetic device connected in series, a functional corrector and an indicator rum, a stabilized DC source, designed to power the generated measurement circuits with the same current value and connected between the ground and the phases closed at the near end of the line, and a control device and a voltmeter connected in parallel to the stabilized DC current source, are introduced into the measuring part, moreover, the control device is configured to control the operation of the voltmeter to implement the pic-difference function of the peak voltmeter for open and closed modes the key and with the ability to control the arithmetic device receiving information from the voltmeter on the function of subtracting the voltage obtained in the second mode from the voltage of the first mode, previously stored in the memory, the arithmetic device is configured to divide the resulting voltage difference by the current measured by the current sensor, and transmit the result of division into a functional corrector, and the latter is made with the possibility of taking into account the parameters

линии и преобразования результата деления в сигнал, удобный для вывода на индикатор информации о расстоянии от подстанции до места замыкания фазы на землю. Для функционирования данного устройства производится отключение питания поврежденной линии и на ближнем конце на подстанции поврежденная фаза соединяется с любой из неповрежденных фаз. Недостатком данного устройства является большая трудоемкость процесса измерения, недостаточная точность, а самое главное необходимость отключения питания.lines and converting the result of division into a signal, convenient for displaying information on the indicator about the distance from the substation to the point of phase to ground fault. For the operation of this device, the power supply to the damaged line is turned off and at the near end of the substation, the damaged phase is connected to any of the intact phases. The disadvantage of this device is the high complexity of the measurement process, lack of accuracy, and most importantly the need to turn off the power.

Известно устройство для определения места однофазного замыкания на землю в сетях 635 кВ электрических систем с изолированной или компенсированной нейтралью (см. патент РФ №2096795),которое выбрано за прототип. Устройство-прототип состоит из последовательно соединенной стандартной ячейки РУ 635 кВ, оборудованной блоком автоматического отключения выключателя после его включения, образующих коммутирующую ячейку устройства, измерительной ячейки, переносного кабеля со струбцинами на выходе, которые последовательно соединены со стандартной ячейкой, причем измерительная ячейка устройства содержит бэтеловый или металлический токоограничивающий резистор и два трехфазных разъединителя с двумя нормально открытыми и одним нормально закрытым ножом каждый, за разъединителями в цепи фаз измерительной ячейки включены трансформаторы тока, вторичные обмотки которых присоединены к микропроцессорной системе записи и обработки данных. В этом устройстве сборка измерительной схемы осуществляется путем отключения поврежденной фазы линии от питания и подключения ее с обеих сторон к неповрежденной фазе. На освободившийся полюс выключателя, между ним и землей, включается токоограничивающий резистор. Замеряются токи по участвующим в измерениях фазам линии и по отношению этих токов определяется расстояние до места повреждения. При этом питание схемы осуществляется рабочим источником переменного тока.A device for determining the location of a single-phase earth fault in 635 kV networks of electrical systems with isolated or compensated neutral (see RF patent No. 2096795), which is selected as a prototype. The prototype device consists of a series-connected standard switchgear cell 635 kV, equipped with an automatic circuit breaker circuit breaker after it is turned on, forming a switching cell of the device, a measuring cell, a portable cable with clamps at the output, which are connected in series with a standard cell, and the measuring cell of the device contains betel or a metal current-limiting resistor and two three-phase disconnectors with two normally open and one normally closed knife each, behind the disconnectors in the phase circuit of the measuring cell, current transformers are included, the secondary windings of which are connected to a microprocessor-based data recording and processing system. In this device, the assembly of the measuring circuit is carried out by disconnecting the damaged phase of the line from the power supply and connecting it on both sides to the intact phase. A current-limiting resistor is connected to the released pole of the switch, between it and the ground. The currents are measured by the phases of the line participating in the measurements, and the distance to the place of damage is determined by the ratio of these currents. In this case, the circuit is powered by a working AC source.

Недостатком данного устройства является большая погрешность определения места повреждения, поскольку возникают токи через межфазные емкости. Составляющая этого тока замыкается через емкости «фаза - земля» проводов The disadvantage of this device is the large error in determining the location of damage, since currents occur through interphase capacitances. The component of this current is closed through the phase-to-ground capacitance of the wires

неповрежденных фаз линии. Влиянием этого пренебречь нельзя, так как провод, по которому ток возвращается на подстанцию, расположен близко от проводов, участвующих в измерении. Установлено, что в этом случае измерительные токи менее 1 А дают погрешность выше 30%. Попытки уйти от такой погрешности путем повышения значения токов до 100 А и выше могут привести к повреждению изоляции линии не рассчитанной на такие нагрузки и повышению опасности самого процесса измерения. Другим, еще более существенным недостатком известного устройства является то, что для его использования необходимо отключить выключатель этой линии, иными словами отключить потребителя от питания. Кроме того, применение известного устройства отнимает много времени. Между тем известно, (см. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2003, с.316) что защиты от однофазных замыканий на землю должны быть выполнены в виде селективной защиты, действующей на сигнал, так как в течение определенного промежутка времени потребитель не ощущает повреждения на линии и, если сократить время устранения такого повреждения, то отключения потребителей можно избежать, что является очень важным для всех потребителей, а для потребителей с непрерывным производственным циклом, (например химпроизводство) в особенности.intact line phases. The influence of this cannot be neglected, since the wire through which the current returns to the substation is located close to the wires involved in the measurement. It was found that in this case, the measuring currents of less than 1 A give an error of more than 30%. Attempts to get away from such an error by increasing the currents to 100 A and higher can lead to damage to the insulation of the line not designed for such loads and increase the danger of the measurement process itself. Another, even more significant drawback of the known device is that for its use it is necessary to disconnect the switch of this line, in other words, disconnect the consumer from the power supply. In addition, the use of the known device is time consuming. Meanwhile, it is known (see Electrical Installation Rules. - M.: Energoatomizdat, 2003, p. 316) that protection against single-phase earth faults must be made in the form of selective protection acting on the signal, since the consumer has a certain period of time does not feel damage on the line and, if you reduce the time to eliminate such damage, then consumers can be disconnected, which is very important for all consumers, and for consumers with a continuous production cycle (for example, chemical production) in particular nosti.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является устранение указанных недостатков, а именно создание устройства, позволяющего находясь на подстанции быстро и точно определять с помощью анализа параметров переходного процесса аварийного режима, места повреждения, с тем, чтобы ремонтная бригада была направлена точно к месту повреждения, и при этом отключения потребителей от питания не производилось.The task to which the claimed utility model is directed is to eliminate these drawbacks, namely, to create a device that allows, when at the substation, to quickly and accurately determine, by analyzing the parameters of the transient emergency mode, the location of damage, so that the repair team is directed exactly to the place damage, and at the same time, consumers were not disconnected from power.

Поставленная задача решается устройством для определения расстояния до места повреждения в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью состоящее из последовательно соединенных средства для снятия первичной информации сети, средства обработки сигналов и средство обработки и отображения информации в котором, в отличие от прототипа, средство для обработки сигналов состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности, The problem is solved by a device for determining the distance to the place of damage in networks with isolated or compensated neutral, consisting of series-connected means for removing primary network information, signal processing means and information processing and display means in which, unlike the prototype, the signal processing means consists from a zero sequence voltage filter,

выход которого соединен со входом фильтра напряжения, первый выход которого соединен со входом первого компаратора, а второй выход - с первым входом фазочувствительного выпрямителя, фильтра тока нулевой последовательности, выход которого соединен со входом фазочувствительного выпрямителя, первый выход которого соединен со входом второго компаратора, а второй выход соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен, со входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом средства анализа и отображения информации в качестве которого использована ЭВМ, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, при этом в качестве средств для снятия первичной информации использованы датчики напряжения и датчики тока фазы А, фазы В и фазы С.the output of which is connected to the input of the voltage filter, the first output of which is connected to the input of the first comparator, and the second output to the first input of the phase-sensitive rectifier, a zero-sequence current filter, the output of which is connected to the input of the phase-sensitive rectifier, the first output of which is connected to the input of the second comparator, and the second output is connected to the second input of the phase-sensitive rectifier, the output of which is connected to the input of a single-shot, the output of which is connected to the first input of the analysis tool and expressions information which is used as a computer, the second and third inputs connected to the outputs of the first and second comparators, wherein as a means for removal of primary information utilized voltage sensors and current sensors of phase A, phase B and phase C.

На фиг.1 изображен общий вид заявляемой полезной модели « Устройство для определения места повреждения электрической сети напряжения 6(10)-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью»Figure 1 shows a General view of the claimed utility model "Device for determining the location of damage to the electrical network voltage 6 (10) -35 kV with isolated or compensated neutral"

Устройство состоит из фильтра напряжения нулевой последовательности 1 выход которого соединен со входом фильтра напряжения 2 первый выход которого соединен со входом первого компаратора 3, а второй выход - с первым входом фазочувствительного выпрямителя 4. Устройство содержит также фильтр тока нулевой последовательности 5 выход которого соединен со входом фильтра тока 6 первый выход которого соединен со входом второго компаратора 7, а второй выход соединен со вторым входом фазочувствительного выпрямителя 4, выход которого соединен, со входом одновибратора 8, выход которого соединен с первым входом устройства анализа и отображения информации в качестве которого использована ЭВМ 9., второй и третий входы которого соединены с выходами первого 3 и второго 7 компараторов. Для снятия первичной информации использованы датчики напряжения и датчики тока фазы А, фазы В и фазы С.The device consists of a zero sequence voltage filter 1 whose output is connected to the input of the voltage filter 2 whose first output is connected to the input of the first comparator 3, and the second output is connected to the first input of the phase-sensitive rectifier 4. The device also contains a zero sequence current filter 5 whose output is connected to the input current filter 6, the first output of which is connected to the input of the second comparator 7, and the second output is connected to the second input of the phase-sensitive rectifier 4, the output of which is connected to the input a single-vibrator house 8, the output of which is connected to the first input of the information analysis and display device, which is used as a computer 9., the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first 3 and second 7 comparators. To remove the primary information, voltage sensors and current sensors of phase A, phase B and phase C are used.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При исправной сети сигнала на датчиках нет, устройство находится в ждущем режиме. При возникновении замыкания фазы на землю с датчиков на фильтр напряжения нулевой последовательности 1 и фильтр тока нулевой последовательности 5 поступает первичная информация о напряжении Ua, Ub, Uc и токе ia, ib, ic всех трех фаз. Фильтры 2 и 6 подавляют величины напряжения и тока промышленной частоты и пропускают гармонические составляющие переходного процесса. Первый компаратор 3 и второй компаратор 7 производят оцифровку сигналов и определение собственной частоты переходного процесса. Фазочувствительный выпрямитель 4 определяет знак импулса тока и напряжения, а одновибратор 8 отделяет положительную полуволну для дальнейшей обработки, для определения расстояния до места повреждения lк которое осуществляет ЭВМ 9, выдавая конечный результат на экран дисплея. Определение lк производится программно в соответствии с зависимостью.The inventive device operates as follows. With a working network there is no signal on the sensors, the device is in standby mode. In the event of a phase-to-ground fault from the sensors, the zero-sequence voltage filter 1 and the zero-sequence current filter 5 receive primary information about the voltage Ua, Ub, Uc and current ia, ib, ic of all three phases. Filters 2 and 6 suppress the voltage and current of industrial frequency and pass the harmonic components of the transition process. The first comparator 3 and the second comparator 7 digitize the signals and determine the natural frequency of the transient. The phase-sensitive rectifier 4 determines the sign of the current and voltage impulses, and the one-shot 8 separates the positive half-wave for further processing, to determine the distance to the damage site lk that the computer 9 carries out, giving the final result to the display screen. Determination of lk is performed in software in accordance with the dependence.

Claims

A device for determining the location of damage to an electric network of voltage 6 (10) -35 kV with isolated or compensated neutral, consisting of series-connected means for removing primary network information, signal processing means and information processing and display means, characterized in that the signal processing means consists of a zero-sequence voltage filter, the output of which is connected to the input of the voltage filter, the first output of which is connected to the input of the first comparator, the second output is with the first input of the phase-sensitive rectifier, a zero-sequence current filter, the output of which is connected to the input of the phase-sensitive rectifier, the first output of which is connected to the input of the second comparator, and the second output is connected to the second input of the phase-sensitive rectifier, the output of which is connected to the input of the single-vibrator, the output of which is connected to the first input of the means of analysis and display of information which is used as a computer, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first and second room Arathor, wherein as a means for removal of primary information utilized voltage sensors and current sensors of phase A, phase B and phase C.