SU746343A1

SU746343A1 - Способ определени рассто ни до места замыкани фазы в электрической сети с изолированной нейтралью

Info

Publication number: SU746343A1
Application number: SU772530859A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Савков
Original assignee: Московский Институт Инженеров Сельскохозяйственного Производства Им. В.П.Горячкина
Priority date: 1977-10-13
Filing date: 1977-10-13
Publication date: 1980-07-07

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ис- пользовано для дистанционного определения расстояния до места однофаз- $ ного замыкания на землю электрической сети с изолированной нейтралью.

Известны способы, включающие измерение частоты искусственно вызы-. ваемого с помощью генератора возбуж- |θ дающих импульсов переходного процесса в контуре, образованном эталонным конденсатором и индуктивностью участка поврежденной линии, и определение расстояния до места повреждения по формуле _Р 1_____ . ^К 4£ЧС£^г ' где t — расстояние до места повреждения; 20

С — емкость эталонного конденсатора ;

L — удельная индуктивность поврежденной линии;

f - измеряемая частота переход- 25 ного процесса [1] .

Недостаток известных способов заключается в их низкой точности.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения 30 расстояния до места замыкания фазы в электрической сети с изолированной нейтралью, основанный на измерении реактивного сопротивления проверяемой фазы линии в момент достижения резонанса при воздействии на проверяемую фазу переменным напряжением (2) .

Недостаток этого способа — его низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Эта цель, достигается тем, что в известном способе, заключающемся в воздействии на проверяемую фазу через основную катушку индуктивности основным сигналом, установлении резонанса в электрической цепи и фиксации резонансной частоты.основного сигнала, на проверяемую фазу через дополнительную катушку индуктивности воздействуют дополнительным сигналом, устанавливают резонанс в электрической цепи и фиксируют резонансную частоту дополнительного сигнала, причем фиксация резонансных частот основного и·дополнительного сигналов осуществляется при отсутствии замыкания проверяемой фазы, а основной и дополнительный сигналы выбирают с от746343 ношением напряжений, обратно пропорциональным отношению квадратов их частот, в момент замыкания фазы фиксируют величины токов и напряжений основного и дополнительного сигналов и расстояние до места замыкания фазы определяют по формуле:

+ R_rt) и (j ^хд20 £ + М + *п) отношениях:

J ^ХСЭ1 _ _ J ^ХСЭ2 при со5

(3) (4) а этого можнодобиться при резонансе напряжений в нормальном режиме работы проверяемой фазы изменением частот генераторов и η, , так как *Г2 '^ХЛ20 резонансные частоты основного и дополнительного сигналов; индуктивное сопротивление основной катушки индуктивности и удельное индуктивное_tсопротивление проверяемой фазы на частоте ;

- индуктивное сопротивле-ние дополнительной катушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление проверяемой' фазы на частоте ; 25 величины напряжений ⁴и токов основного й дополнительного сигналов в момент замыкания проверяемой фазы. 30 ^хсэГ

Χ_η=325£^_α

X я—l·)___ «2 2JTf₂C₃Х_Г2--3 2Н₂1_Гг (5) (6) (8) где C_a=C_oL

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схема размещения электрической сети с генераторами iy и Гу , подключаемых к электрической сети через катушки индуктивности с сопротивлением х_ни х_г2 ; на фиг. 3 изображена векторная диаграмма для схемы размещёния, приведенной на фиг. 2.

Сущность способа состоит в следующем .

Согласно схеме замещения (фиг.З) можно для токов и 1₅₂ , протекающих через индуктивные х_Л10 С и х_лал £ соответственно и активное R_o £ сопротивления проверяемой фазы, а также через активное переходное сопротивление в месте замыкания проверяемой фазы на землю R_n записать следующие выражения:

эквивалентная проверяемой фазы при Со ^— удельной емкости одного километра линии и L — суммарной протяженности проверяемой фазы;

индуктивности катушек индуктивности в цепях присоединения генераторов Г₁ и Г_г соответственно; накладываемые частоты генераторов Γ_γ и Ij, соответственно.

С учетс?м резонанса напряжений режиме работы электрической сети емкость \- -3 ^3^/(3^ ⁴ эквивалентные ем- костные сопротивления проверяемой фазы током генератором Г, и Г₂ соответственно.

(1) и (2) видно, не зависят от

Из уравнений

ЧТО ТОКИ Tjj И не зависят ит изменения параметров (j х_Л<( ? + R_o t + в

перед замыканием проверяемой фазы на землю уравнения (1), (2) шутся запиf в следующем виде:

т -3¼

4‘ί^ι Т ^Uri ^д2 3^Хсэ2 уравнений (9), (10) с (7) вытекает, что токи в месте замыкания проверяе(9) (Ю) учетом , те(11) (12)

Из (5) и кущие мой фазы на землю от. генераторов Г. и Га связаны выражением

Z £

I —1при θη

Учитывая (11), можно записать следующее выражение при R_ot + R_n = = const для накладываемых частот _;iJ)

Имея в виду (11), (12) и (13), из векторной.' диаграммы (фиг. 2) следует:

V.·»/ 77 * ^й„ Л

-г^г X² (151

Вычитая уравнение (14) из уравнения (15) с учетом (12), (9)> (10), ( 3 ) и (4), находим

Из формулы’(16) следует, что расстояние £ до места замыкания проверяв мой фазы на землю однозначно определяется параметрами 1_Г1 , Г_г2 , U_r1 , и_Г2 , Х_Г1 , Х_Г2 , Х_Л1о и х₂о ^{и не зави} сит от активного сопротивления провода проверяемой фазы R_o С и переходного сопротивления R_n в месте замыкания проверяемой фазы электрической сети на землю.

Устройство, реализующее способ, содержит (см.фиг. 1) генератор 1, преобразователи частоты 2 и напряжения 3, блок 4 измерения, пороговый элемент 5, блок 6 присоединения, блок 7 считывания информации, блок 8 обратной связи и вычислительный блок 9.

Устройство, работает следующим образом.

Генератор 1 через преобразователь частоты 2 и напряжение 3, формирующие сигналы в соответствии с формулой (12), а также через блок 4 измерения, пороговый элемент 5 и блок 6 присоединения подключен к проверяемым фазам электрической сети 10.

В нормальном режиме работы электрической сети 10, при величине тока на выходе порогового элемента 5 выше пороговой величины, автоматическим изменением частоты генератора 1 через блок 8 обратной связи поддерживается резонанс напряжений в контуре, образованном катушками индуктивности (на фиг. 1 не показан) блока 6 присоединения и эквивалентными емкостями 11 электрической сети 10.

Момент замыкания одного из фазных проводов электрической сети 10 на землю характеризуется включением добавочных сопротивлений: переходного активного в месте замыкания 12, активного и индуктивного сопротивлений 13, поврежденной фазы — параллельно эквивалентной емкости 11 электрической сети 10, нарушающих резонансный режим.

При этом, в цепи генератора 1 происходит резкое уменьшение тока, фиксируемого пороговым элементом 5.

При этом пороговый элемент 5 подает сигнал через блок 8 обратной связи на управляющий вход генератора 1, запрещающий изменение частоты генератора 1 и сигнал на управляющий вход блока 7 считывания информации, разрешающий считывание информации, поступающей с блока 4 измерения

Информация, полученная блоком 7 считывания,преобразуется в сигналы, удобные для вычитания, и обрабатывается вычислительным блоком 9 в соответствии с формулой (16).

По результату, считываемому с вычислительного блока 9, судят о расстоянии до места замыкания проверяемой фазы на землю.

Способ обеспечивает быстрое и точное определение расстояния до места замыкания фазы на землю в. электрической сети с'изолированной нейтралью .

Claims

ношением напр жений, обратно пропор циональным отношению квадратов их частот, в момент замыкани фазы фик сируют величины токов и напр жений основного и дополнительного сигнало и рассто ние до места замыкани фа определ ют по формуле: u.-u,(%)Vr,xi-i: ir, . 2 ,у2 лго И f. резонансные частоты Основного и дополнительного сигналов; П ; Л1Ь индуктивное сопротивление основной катушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление провер мой фазы на частоте Г2 л1о индуктивное coпpoтивл ние дополнительной ка тушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление провер емой фазы на частоте f. ; и Uj. 1 I. - величины напр жений . и токов основного и дополнительного сигна лов в момент замыкани . провер емой фаз.ы. На фиг. 1 представлена функционал на схема устройства; на фиг. 2 схема размещени электрической сети с генераторам Г и Г , подключаемых к электрической сети через катушки индуктивности с сопротивлением х. и Хр2 ; на фиг. 3 изображена векторна диаграмма дл схемы размещени , приведенной на фиг. 2. Сущность способа состоит в следующем . Согласно схеме замещени (фиг.З) можно дл токов Ij и Ijj , протекающих через индуктивные х 6 и Е соответственно и активное R 8 сопротивлени провер емой фазы, а также через активное Переходное сопротивление в месте замыкани провер емой фазы на землю R записать следующие выражени : , UnHX ai) , . 3 )(-jXc,) .иггСЗ сэг)/ Ч (W;yn)(.) где к : , Xj, - эквивалентные ем- костные сопротивлени провер емой фазы током генератором Г, и Гу соответственно . Из уравнений (1) и (2) видно, что токи Tz, и Tj2 не завис т от изменени параметров (Jx € -ь RO 6 + ft) и RO + R«) при соошени х: (3) Jxra, С) того можно добитьс при резонансе р жений в нормальном режиме раы провер емой фазы изменением часгенераторов Г и г , так как сэГ 2Л$,С Xr, X zx-lJ «2 ac-fgC эквивалентна емкость провер емой фазы при Со удельной емкости однОго километра линии и L - суммарной прот женности провер емой фазы; индуктивности катушек индуктивности в цеп х присоединени генераторов Г и Г соответственно; f и f, - накладываемые частоты генераторов Г и Tj, соответственно. С учетрм резонанса напр жений ежиме работы электрическ ой сети ед замыканием провер емой фазы землю уравнени (1), (2) запис в следующем виде: г, Uri VjX, Из уравнений (9), (10) с учетом и (7) вытекает, что токи, теие в месте замыкани провер ефазы на землю от. генераторов и Г, л св заны выражением , Vlj2 Or, Учитыва (11), можно записать дующее выражение при Rot + Rn onst дл накладываемых частот накладыв аемых 5i()Iizl( -о- п(13) Име в виду (11), (12) и (13), из торной. диаграммы (фиг. 2) следуг1з/л ,(еЧ) Ьуа лго ТГ rj-f г7 Вычита уравнение () из уравнени (15) с учетом (12), (9), (Ю), (3) и (А) находим ,: П ti , 2. г т 1/Z т « r,--rz 7f (16) v2 . Yi Из формулы (16) следует, что рассто ние 8 до места замыкани провер мой фазы на землю однозначно определ етс параметрами 1р , Ipg r-t Upi г. V2 Л10 и 20 и е зависит от активного сопротивлени провода провер емой фазы RO & и переход нрго сопротивлени R в месте замыкани провер емой фазы электрической сети на землю. Устройство, реализующее способ, содержит (см.фиг. 1) генератор 1, преобразователи частоты 2 и напр жени 3, блок 4 измерени , пороговый элемент 5, блок 6 присоединени , блок 7 считывани информации, блок 8 обратной св зи и вычислительный блок 9. Устройство, работает следующим образом. Генератор 1 через преобразователь частоты 2 и напр жение 3, формирующие сигналы р соответствии с формулой (12), а также через блок 4 измерени пороговый элемент 5 и блок б присоединени подключен к провер емым фазам электрической сети 10. В нормальном режиме работы электрической сети 10, при величине тока на выходе порогового элемента 5 выше пороговой величины, автоматическим изменением частоты генератора 1 через блок 8 обратной св зи поддерживаетс резонанс напр жений в контуре , образованном катушками индуктивности (на фиг. 1 не показан) блока 6 присоединени и эквивалентными емкост ми 11 электрической сети 10. Момент замыкани одного из фазных проводов электрической сети 10 на землю характеризуетс включением добавочных сопротивлений: переходного активного в месте замыкани 12 активного и индуктивного сопротивле ний 13, поврежденной фазы - параллельно эквивалентной емкости 11 электрической сети 10, нарушающих {зезонансный режим. При этом, в цепи генератора 1 пр исходит резкое уменьшение тока, фик сируемого пороговым элементом 5. При этом пороговый элемент 5 подает сигнал через блок 8 обратной св зи на управл ющий вход генератоpa 1, запрещающий изменение частоты генератора 1 и сигнал на управл ющий вход блока 7 считывани информа ции, разрешающий считывание информа ции, поступающей с блока 4 измерени Информаци , полученна блоком 7 считывани ,преобразуетс в сигналы, удобные дл вычитани , и обрабатываетс вычислительным блоком 9 в соответствии с формулой (16). По результату, считываемому с вычислительного блока 9, суд т о риссто нии до места замыкани провер емой фазы на землю. Способ обеспечивает быстрое и точное определение рассто ни до места замыкани фазы на землю в, электрической сети сизолированной нейтралью . Формула изобретени Способ определени рассто ни до места замыкани фазы в электрической сети с изолированной нейтралью, Заключающийс в воздействии на провер емую фазу через основную катушку индуктивности основным сигналом, установлении резонанса в электрической цепи и фиксации резонансной частоты основного сигнала, о т л ичающийс тем, что, с целью повышени точности, на провер емую фазу через дополнительную катушку индуктивности воздействуют дополнительным сигналом, устанавливают ре.зонанс в электрической цепи и фиксируют резонансную частоту дополнительного сигнала, причем фиксаци резонансных частот основного и дополнительного сигналов осуществл етс при отсутствии замыкани провер емой фазы, а основной и дополнительный сигналы выбирают с отношением напр жений, обратно пропорциональным отношению квадратов их частот, в момент замыкани фазы фиксируют величины токов и напр жений основного-и дополнительного сигналов и рассто ние до места замыкани фазы определ ют по формуле: , n./UrVUrbferJl4x|-Ir,-Xr/ lr,V Х.,. где -резонансные частоты основного и дополнительного сигналов; mVio -индуктивное сопротивление основной катушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление провер емой фазы на частоте f. ;

ЛгЛ

индуктивное сою противление дополнительной катушки индуктивности и

удельное индуктивное сопротивление провер емой фазы на частоте ,У„1.;Е- величины напр жений и токов основного и дополнительного сигна746343

8

лов в момент замыкани провер емой фазы.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Жучков г.П. Ненормальные режимы и борьба с ними в электрических, системах. Научные труды СПИ. Вып.87, Саратов, 1975, с. 33-38.
2. Авторское свидетельство СССР № 287185, кл. G 01 R 31/08, 1968.

. «

--3tj. i

..--е-.

Фи1.1

. п Фиг.г.

) ii

Фиг.Ь Pot