Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи

(19) 1 8 31 08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОР У СВИДЕТЕЛЬСТВ кение ехнол и сете по наогии и й "Сотас ИЯ МЕСТ ПО" ЫХ ЛИНИЙ использовано определения х линий электварийного реряжением 110 тромагнитную трассы, Цель ОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 315133, кл. 6 01 В 31/08, 1971.Авторское свидетельство СССРМ 1661687, кл. 6 01 й 31/08, 1986,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕН ВРЕЖДЕНИЯ ВОЗДУШН ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ. (57) Изобретение может быть при создании устройств для мест повреждения воздушны ропередачи по параметрам а жима, в частности линий нап кВ и выше, имеющих элек связь между собой на части Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, в частности линий напряжением 110 кВ и выше, имеющих электромагнитную связь между собой на части трассы.Целью изобретения .является повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих изобретения - повышение точности определения мест повреждения воздушных линий, имеющих электромагнитную связь между , собой на части трассы, Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи состоит в том, что производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фаэного напряжения к току нулевой последовательности, формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения. Дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также измеряют полярности реактивной составляющей второго напряжения. 2 ил. электромагнитную связь между собой на части трассы, при однофазных коротких замыканиях путем вычисления численного значения величины расстояния до места повреждения по выражению, в котором используются мнимые величины напряжений, сформированных из соотношений компенсированного фазного тока, фазного напряжения, тока нулевой последовательности поврежденной линии и дополнительного учета мнимой составляющей напряжения,сформированного из соотношей тока нулевой последовательности поврежденной линии и тока нулевой последовательности неповрежденной линии, имеющей электромагнитную связь с поврежденной линией, а также учетом поуррности реактивной составляющей эгого;дополнительного напряжения,На фиг.1 показана схема воздушных линий электропередачи, имеющих электромагнитную связь на части трассы, с однофазным коротким замыканием на одной из них (9/); на фиг,2 приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.На фиг,1 приняты следующие обозначения: Оф, ф - фазные соответственно напряжение и ток поврежденной фазы, о 1, ои - токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линий; ТН - трансформатор напряжения; ТТ - трансформаторы тока поврежденной .линйи; ТТи - трансформаторы тока неповрежденной линии;12- длина участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией; . - полная длина поврежденной линии (Я); Вп - переходное сопротивление в месте повреждения; Ь - ток короткого замыкания там же.Сущность способа заключается в том, что при определении мест повреждения при однофазных коротких замыканиях производят формирование компенсированного фазного тока, производят формирование сопротивления и его реактивной составляющей, причем сопротивление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, пропорциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовател-ости поврежденной линии, формируют отношение реактивных составляющих сопротивления и первого напряжения, дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы, а также измеряют полярность реактивной составляющей второго напряжения, исходя иэ полученных значений производят расчет расстояния до места повреждения.Устройство содержит блок 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, блок 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, блок 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, орган 4 направления 5 мощности нулевой последовательности (полярности), три 5-7 блока деления, сумматоры -вычитатели 8, 9,. компаратор 10, умножитель 11, мультиплексор 12, логический элемент НЕ 13 и выходной блок 14.10 При этом фазное напряжение поврежденной фазы (Оф) подается на первый вход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления, фазный ток поврежденной фазы (ф) подается на первый 15 вход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения, ток нулевой последовательности поврежденной линии (с) подается на второй вход блока формирования реактивной составляющей 20 первого напряжения, второй вход блока 1формировании реактивной составляющей сопротивления и первый вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения, ток нулевой последовательно сти неповрежденной линии подается на второй вход блока 3 формирования реактивной составляющей второго напряжения и второй вход органа 4 направления мощности нулевой последовательности, на первый 30 вход этого блока подается напряжение нулевой последовательности Оо, измеряемое на стороне подстанции А (ПС А), Выход блока 2 формирования реактивной составляющей первого напряжения подключен 35 соответственно к второму входу блока 5 деления и первому входу блока 6 деления, выход блока 1 формирования реактивной составляющей сопротивления подключен к первому входу блока 5 деления, выход блока 40 3 формирования реактивной составляющейвторого напряжения подключен к второму входу блока 6 деления, выход органа направления мощности нулевой последовательности подключен соответственно к 45 второму входу сумматора-вычитателя 8 и через логический элемент НЕ 13 к третьему входу сумматора-вычитателя 9, выход блока 6 деления подключен соответственно к первому входу сумматора-вычитателя 8 и перво му входу умножителя 11, выход блока 5деления подключен к первым входам соответственно блока 7 деления и сумматоравычитателя 9, второй вход которого подключен к выходу умножителя 11, Второй 55 вход блока 7 деления подключен к выходусумматора-вычитателя 8, выход блока 7 деления подключен к первым входам компаратора 10 и мультиплексора 12, второй вход которого подключен к выходу компаратора 10, а третий - к выходу сумматора-вычитателя 9, выход мультиплексора 12 подключен к выходному блоку 14, на третий вход сумматора-вычитателя 8, на вторые входы умно- жителя 11 и компаратора 10 подаются соответственно напряжения, пропорциональные следующим величинам Ы.12,Структурная схема устройства, реализующего способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, имеЮщих электромагнитную связь с неповрежденной линией на части трассы обеспечивает выполнение расчетов расстояния исходя из выражений, полученных на основании следующих рассуждений.При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии ЧЧ 1, имеющей взаимоиндукцию с неповрежденной линией В/ (фиг.1), с учетом принятого направления токов получают; 1 гфудуфф+12 удо 2 удд 1 о 1+2 удуг 11 оо+ЗЕд 1 д,(1) которое после деления левой и правой его частей на величину 1 о преобразовывается в выражение (2). При обратном направлении тока нулевой последовательности 10 ц неповрежденной линии М/ меняется знак в знаменателе выражения (2) на противопо- ложный 1 а Е1 +Ко 1 о 10 1(г 1/(2) где Коуд2 удо - удельное полное сопротивление нулевой последовательности ВЛ, Ом/км;Еуд 1, Еуд 12 - удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции, Ом/км;Ко - коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии.При однофазном коротком замыкании на участке поврежденной линии Ю без взаимоиндукции уравнение (1) принимает вид Оф 4 уд 1 фф+(гудО 2-уд 1)фо+2 уд 121210+ ЗЯп 1 к,(3) которое преобразовывается в выражение (4). При изменении направления токао в неповрежденной линии Щ перед вторым членом выражения (2) знак меняется на противоположныйгуур г дЬ-= . (4),д ш"-двУстройство, реализующее предлагаемый способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, работает следующим образом.,5 Блоки Формирования реактивной составляющей сопротивления 1 и реактивной составляющей первого напряжения 2, реактивной составляющей второго напряжения 3 производят преобразование входных си нусоидальных величин в цифровую форму,т.е. в виде двух величин, пропорциональных ортогональным составляющим синусоидальной величины.На выходе блока 1 появляется напряже ние О 1, пропорциональное величинеО 1 1 е(5)а на выходе блока 2 - напряжение 02, пропорциональное величине+Ко о 11 оДалее с помощью делителя 5 определяется их отношение. В результате на выходе блока деления 5 появляется напряжение Оз, 25 пропорциональное величине 2 уд 1 г 1 ооП 3Озо(7)пав(Еуд 1 (1 ф+ Ко 10 )/101На выходе блока 3 выдается напряжение О 4. пропорциональное величине101О 4- ЬГ -31 оНа выходе делителя б появляется напряжение О 5, пропорциональное величине 30 35 2 уд 1 г 10 о 1 о40 1 в11 Окоторое с учетом направления тока нулевой последовательности 1 О неповрежденной линии (оно определяется органом 4 направ ления мощности) подается на входы сумматора-вычитателя 8 и умножителя 11, На выходе сумматора-вычитателя 8 появляется. напряжение Ое, пропорциональное величине, равной знаменателю выражения (2), ко торое вместо с напряжением Оз подается навход делителя 7.Напряжение О 7 на выходе умножителя11, пропорциональное величине, равной числителю второго члена выражения (4), вместе с напряжением Оз и сигналом органа 4 направления мощности с учетом работы логического элемента НЕ 13 подается на вход сумматора-вычитателя 9.Напряжение Ов на выходе делителя 7,соответствующее величи:.е согласно выра 1721555жению (2), подается на мультиплексор 12 и компаратор 10, и напряжение О 9 на выходе сумматора-вычитателя 9, соответствующее величине согласно выражению (4), подается на мультиплексор 12. Далее в зависимо сти от работы компаратора 10, который определяет на каком из участков поврежденной линии (с взаимоиндукцией или без нее) произошло короткое замыкание, мультиплексор 12 подает на вход выходного бло ка 14 соответствующее напряжение (либо Ов, либо О 9). На выходе блока 14 выдается действительное расстояние 1, до места по. вреждения.Формула изобретения 15 Способ определения мест повреждения воздушных линий электропередачи, при котором производят формирование компенсированного фазного тока, сопротивления и его реактивной составляющей, причем со противление формируют пропорциональным отношению фазного напряжения к току нулевой последовательности поврежденной линии, а также формируют реактивную составляющую первого напряжения, про порциональную отношению компенсированного фазного тока к току нулевой последовательности поврежденной линии, формируют отношение реактивной составляющей сопротивления к реактивной со ставляющей первого напряжения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при однофазных коротких замыканиях, дополнительно формируют реактивную составляющую второго напряжения, 35 пропорциональную отношению тока нулевой последовательности неповрежденной линии к току нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи, имеющей электромагнитную связь с непов режденной линией начасти трассы, а также определяют полярность реактивной составляющей второго напряжения, а расстояние до места повреждения при однофазном коротком замыкании опреде ляют по формулеаког где - расстции й за начало от по ржд км;Ъ - реактивная со ексной величины;Оф, ф - фазные напряжения и ток поврежденной фазы;о и ои - токи нулевой последовательности соответственно поврежденной и неповрежденной линии;дауд, Худи - удельные полные сопротивления соответственно прямой последовательности и взаимоиндукции взаимодействующих воздушных линий, Ом/км;Ко- коэффициент компенсации тока нулевой последовательности поврежденной линии ояние от подстан счета, до места ставляющая компл КоудХудо - удельное полное сопнулевой последовательности иной линии, Ом/км;.12 - длина участка поврежденнии, имеющего электромагнитнуюнеповрежденной линией. ротивле оврежд й лиязь с а если полученное расстояние окажется больше длины участка поврежденной линии, имеющего электромагнитную связь с неповрежденной линией, то действительное расстояние до места повреждения определяется по формулеТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5