Способ определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания

(51) рционального ждения, учить активную и р нагрузочного пропо о СССР 08, 1985, АССТОЯНИЯ ТКОГО ЗА 1"Не щие мои последователы ет исключить ошибк тем, что через изм анц ленныи на вводе с только ток повреж и токи нагрузки н ний, подключенных ти. 2 ил. до м отког ог та дву (КЗ) н редачи оврежденных ли общим шинам с опео.сетейетелек к п Ж 4 ема сети; сети при до ни ОсудАРстненный номитетпо изОБРетениям и ОтнРытиямПРИ ГННТ СССР(71) Рижский политехнический институт им, А,Я.Пельше(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РДО МЕСТА ДВУХФАЗНОГО КОРОКАНИЯ(57) Изобретение может быть и зовано для одностороннего дис онного определения расстояния а воздушных линиях распределительныхением 6-35 кВ. Цель Изобретение относится к электроэнергетике и может быть. использовано для одностороннего дистанционного определения расстояния до места двухфазного короткого замыкания (КЗ) на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) распределительных электросетей напряжением 6-35 кВ.Целью изобретения является повыие точности определения расстояния до места двухфазного КЗ путемполнительного выделения и измерея активной и реактивной составляния - повышение точности определениярасстояния до места двухфазного КЗ.Измеряются и запоминаются реактивныеи активные составляющие напряженийи токов прямых последовательностейповрежденных фаз в предаварийном режиме на вводе сети. После измеренияактивных и реактивных составляющихнапряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаз в аварийном режиме производят вычислениеиндуктивного сопротивления петли К расстоянию до мест вая в формуле расактивную составлясопротивления пряости. Это позволяу, определяемую еритель, установти, протекает не енной линии, но ющих напряжений и токов прямых последовательностей в предаварийном и аварийном режимах с последующим определением активной и реактивной составляющей предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности и учета полученных величин при вычислении индуктивного сопротивления петли КЗ, пропорционального расстоянию до места КЗ.На фиг, 1 представлена схна фиг. 2 - схема замещениядвухфазном КЗ.Принято, что КЗ произошло между. фазами В и С. Особой является фаза Л,Схема (фиг. 2) содержит эквивалентную ЭДС питающей системы Е, эквивалентные сопротивления Е, и Е г прямойи обратной последовательностей питающей системы; эквивалентные сопротивления Е и Е прямой и обратной последовательностей присоединений на 10грузки (принято, что нагрузка подключена непосредственно к шинам),сопротивления Еи Е прямой и обратнойпоследовательностей до места КЗ, переходное сопротивление 3. в месте КЗ, 15Сущность способа заключается впредварительном (в предаварийном режиме) выделении и запоминании значений реактивных и активных составляющих токов и напряжений прямых после,довательностей с последующим, послевыделения и измерения этих составляющих в аварийном режиме, расчете наоснове полученных значений индуктивного сопротивления петли короткого 25замыкания.Схема сети (фиг. 1) содержит измеритель 1, отходящие от шин распредустройства линии 2-5, ввод б и источник 7 питания, трансформаторы напряжения 8 и тока 9. В распределительнойсети измеритель 1 устанавливается навводе распредустройства и используется при КЗ на любой из отходящих отраспредустройсва линий, Измеритель1 реализуется на основе микропроцессорного устройства, на его вход подаются с трансформаторов тока 9 и напряжения 8 значения фазных токов илинейных напряжений,Составляющие напряжений и токовпрямых последовательностей выделяютсяс помощью фильтров прямых последовательностей, входящих в состав измерителя 1. В измерителе 1 проводятсяоперации измерения активных и реактивных составляющих напряжений и токов поврежденных фаз в предаварийноми аварийном режимах, суммирование ивычитание, умножение и деление, возведение в квадрат, При проведении измерений через измеритель 1 протекаетне только ток поврежденной линии,5,но и токи нагрузки неповрежденныхлиний 2-4. При этом измерение искажается.55При двухфазных металлических КЗточное измерение можно получить если измерять линейное напряжение поврежденных фаз, напримеР П с и со ответствующую разность токов 1 в .1ка кс в аварийном режиме, При этом сопротивление цепи КЗ, пропорциональное расстоянию до места КЗ, находят как68Е1 -1кВ ксПри КЗ через переходное сопротивление на линиях с одностоРонним питанием, характерных для распределительных сетей, влияние переходного сопротивления, которое имеет чисто активный характер, может быть .устранено, если в указанном выраже,нии выделить из обеих сторон равенства мнимые частиаВЦсХ=Т. (1)1 кв Т ксОднако выражение (1) обеспечивает высокую точность измерения лишьв случае, если измерения производятся непосредственно на данной линииэлектропередачи.Для исключения влияния токов нагрузки осуществляется их запоминание в предаварийном режиме с последующим вычитанием из токов аварийного режима, Однако такой подход неучитывает того, что при несимметричных КЗ нагрузка характеризуется нетолько сопротивлением прямой, но иобратной последовательностей. Значение сопротивления нагрузки обратнойпоследовательности неизвестно и значительно отличается от прямой. Приэтом определение места КЗ являетсянеточным.Для исключения влияния сопротивления нагрузки обратной последовательности при измерении используются составляющие тока и напряженияпрямых последовательностей. Токипрямой и обратной последовательностей в месте КЗ связаны зависимостью Тцд= Тг 1 А(фиг. 2), При этом разность фазных токов в месте КЗТ -1 =а 1 +а 1 -аТ -а Т-кб - кс -кА -гкд 11 кд а 1 гкд=.2(а -а)1- ЧАфгде а=1 ( 120Ток прямой последовательности вместе КЗ (фиг. 2)аб а 6-1 КА - 7 А - 1 нА (3)95где 1 А- ток отсоса прямой последовательности в сопротив1569752 лении нагрузки в аварийномрежиме;1- ток прямой последовательности в цепи источника питанийв аварийном режиме.Ток отсоса (фиг, 2)аВ аВ11 нл ="1 А Я 1 навгде У - напряжение прямой последовательности на шинах распредустройства в аварийном режиме.Сопротивление Е 1 нможет быть определено, исходя из напряжения У и токаГ о -1 А 1, прямых последовательностей пред- аварийного режимаю иЕЦ 1 А(7) 1 ьв ыв ав аВ аВ аВ ыВ ав, ьв аВ Ю а Х 1 н+ПР к 1 н) (1 аВ 1 н Па 1 ВХн) Жскн УР Х 1 с 1(1 ы Хнс+1 Рк сн) ав аВ аВ В сСВ аВ ав .т 2(11 ан П 1 и 1 РХ 1 н) (11 а 1 н 1 Р Р н )ния, в котором индуктивное сопротив ление петли короткого замыкания,пропорциональное расстоянию до места повреждения, определяют по значениям напряжений и токов поврежденных фаз в аварийном и предаварийном ре жимах, причем измеряют активную и реактивную составляющие линейного напряжения поврежденных фаз в аварийном режиме, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно выделяют и измеряют активные и реактивные составляющие напряжений и токов прямых последовательностей поврежденных фаэ в пред" аварийном и аварийном режимах, опреФормула из о бр етения Способ определения расстояния доместа двухфазного короткого замыкаС учетом того, чтойВ аВ ав(а -а)Ц 1 А =1)18,.1 ВСЕн 18 1 п- 1 В - 1 СссвП ВсХ=1, -- -,-; - р- .1 Н Далее, выражая сопротивления, токи и напряжения через их ортогональные активные и реактивные составляющие, получают где Ба,П Р - соответственно активнаяи реактивная составляющие линейного напряжения поврежденных фаз;индекс "аЪ" указывает на измерение аварийного режима.Таким образом, введение симметричных составляющих прямой последова-. ,тельности дает возможность исключить влияние сопротивления нагрузки обратной последовательности. Е 1 Н 1 н+ЗХ 1 нав ав , ав- вс Па ЗПРав ав ав , ыв1-1=1 З 1,аВ с 8 , аВП 18:-П;а+3 П 1 р ьи и а . а11 с -11+З 11 РО, и18 С=1 З 1 Р .Подстановка ортогональных составляющих в выражение (6) после преобразований приводит к зависимостями и и иП 1 а 11 а +Б Р 1 1 РК5 (8)1 н (1 и )1,1,(1 п )а эсаи и и п0 Р 11 ссЗ а 11 Н (1 и )2+(1 п )с 9а Р где У 1,У 1, - соответственно активнаяи реактивная составляющие линейного напряженияпрямой последовательности поврежденных фаэ;11 а,11 Р - соответственно активнаяи реактивная составляющиеразности токов прямойпоследовательности поврежденных фаэ; индекс и указывает на измерение предаварийного режима. Подстановка этих же ортогональных составляющих в (7) после аналогичных преобразований позволяет получить зависимость индуктивного сопротивления цепи КЗ, пропорционально-, го расстоянию до места повреждения1569752 щие линейного напряжения прямой последовательности поврежденных фаз в предаварийном режиме;11 и 1- соответственно активнаяи реактивная составляющие разности токов прямой последовательности поврежденных фаз в пред- аварийном режиме, причем индуктивное сопротивление петли короткого замыкания находят как авав ав ав ав ав ав ав ав авЯа Х 1 н+БР В 1 н)(11 аВ 1 на 11 Р Хн) Жа Вн Б Р Х 1) (11 аХ 1 ир+11 Р В 1)аВ ав аВ 1 аВ . аВ ЦВ2 (1 щ В 1 я-П 1 ир Х 1 н ) +2 (11 а Х 1 н П 1 р +11 р В 1 я )1 и реактивная составляющие линейного напряжения поврежденных фазаварийного режима;соответственно активная 25 ав ав1 и 11 и реактивная составляю -щие разности токов прямой последовательности 25.едактор И.Шулла Техред М,Ходанич Н,Ренская Кор Заказ 1446 ВНИИПИ Гос Тираж 565 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Прои венно-издательс деляют активную и реактивную составляющие предаварийного нагрузочного сопротивления прямой последовательности поврежденных фаз по выражениям5и и п иБ 1 а 11 а+П 1 Р 11 Р1 н (1 и )1+(1 и )л и и1 1 Р 1 аа 11 РХ.1 н (1 и )1+(1 и1 а 1 Р 1 О и игде П и П - соответственно активная1 а 1 ри реактивная составляюаВ а 6, где ца и Бр - соответственно активная 2 О поврежденных фаз аварийного режима,Б 1 и Б 1 - соответственно активнаяи реактивная составляющие линейного напряжения прямой последовательности поврежденных фазаварийного режима,