RU2540851C2 - Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания - Google Patents

Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания Download PDF

Info

Publication number
RU2540851C2
RU2540851C2 RU2012112213/07A RU2012112213A RU2540851C2 RU 2540851 C2 RU2540851 C2 RU 2540851C2 RU 2012112213/07 A RU2012112213/07 A RU 2012112213/07A RU 2012112213 A RU2012112213 A RU 2012112213A RU 2540851 C2 RU2540851 C2 RU 2540851C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
short circuit
indicators
flt
type
Prior art date
Application number
RU2012112213/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012112213A (ru
Inventor
Пжемыслав БАЛЬЦЕРЕК
Марек ФУЛЬЧИК
Эугениуш РОСОЛОВСКИ
Ян ИЗИКОВСКИ
Мурари САХА
Петр ПЕЖ
Original Assignee
Абб Рисерч Лтд
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 Абб Рисерч Лтд filed Critical Абб Рисерч Лтд
Publication of RU2012112213A publication Critical patent/RU2012112213A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2540851C2 publication Critical patent/RU2540851C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0092Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Согласно способу детектируют возникновение короткого замыкания и оценивают сигналы токов короткозамкнутой фазы, сигналы токов перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для того, чтобы получить абсолютную величину сигналов нарастающих токов (IAB, IBC, ICA) и их максимальное значение (Imax), из которых определяют действительные значения индикаторов (SA, SB, Sc) короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов (S3A, S3B, S3C,) трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора (SG) короткого замыкания на землю, при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых: вычисляют максимальное значение всех индикаторов (Fflt) типа короткого замыкания в соответствии с формулой: Fmax = max((Fflt)), где индекс (flt) является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания, определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов (Fflt), где индекс (flt) означает тип короткого замыкания; и представляют индикатор (Fmax) действительного типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение касается способа выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи и применимо как к линиям электропередачи с последовательной компенсацией, так и к некомпенсированным линиям электропередачи и пригодно для использования в энергетической промышленности для воздушных и воздушно-кабельных линий передачи или распределения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Быстрое и надежное определение типа короткого замыкания при коротком замыкании в линиях электропередачи имеет большое значение как для энергетических компаний, занимающихся распределением электрической энергии, так для конечных потребителей электрической энергии. Быстрый и точный выбор типа короткого замыкания влияет на качество защиты энергетической системы. Средство для выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, как правило, является частью цифрового защитного реле, расположенного на электростанциях или подстанциях. В зависимости от типа короткого замыкания в защитном реле различаются и обрабатываются различные контуры тока и напряжения короткого замыкания. Поэтому надлежащий выбор типа короткого замыкания влияет на конечную работу защитного реле, и ошибка в идентификации типа короткого замыкания может привести к неправильной работе защитного реле. Пример защитного реле, которое использует выбор короткозамкнутой фазы, описан в патенте США № 4409636. В этом решении переключатель фазы, подключенной по схеме треугольника, как известно, не может надежно детектировать трехфазные короткие замыкания. Он вычисляет процентное соотношение от наибольшего значения (тока) короткого замыкания, а затем вычитает его из (значений тока) фаз. Если результат является положительным, то фаза детектируется как короткозамкнутая. Если результат отрицательный, то фаза не является короткозамкнутой. Часто при трехфазном коротком замыкании одна из короткозамкнутых фаз не достигает этого уровня, и фаза остается недетектированной. Другой пример способа и устройства для выбора фазы для однофазного расцепления высокоимпедансных коротких замыканий на землю описан в патенте США № 5390067. Патент США № 5390067 ограничивается выбором только короткого замыкания на землю. Применение этого способа ограничивается сетями с заземленной нейтральной точкой.
Упомянутые недостатки преодолеваются с помощью способа, устройства и компьютерной программы, определенных в пп.1-3 формулы изобретения, соответственно.
Из патентной заявки Японии JP 2001192428 (публикация № JP 2003009381) известен способ выбора короткозамкнутой фазы в многотерминальной системе. В этом способе используется переключатель фаз, который содержит первое функциональное средство для вычисления дифференциального тока каждой фазы каждой линии передачи; второе функциональное средство для вычисления линейного дифференциального тока короткозамкнутой линии, на основе дифференциального тока каждой фазы, полученного от первого функционального средства и информации о короткозамкнутой линии; третье функциональное средство для определения соотношения минимального значения к максимальному значению, полученному от второго функционального средства; четвертое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло однофазное короткое замыкание, если соотношение, полученное от третьего функционального средства, меньше указанного значения; пятое функциональное средство для определения соотношения дифференциального тока в фазе, не составляющего максимального значения, к меньшему дифференциальному току, по отношению к дифференциальным токам двух фаз, составляющих максимальное значение линейного дифференциального тока; шестое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло двухфазное короткое замыкание, если соотношение, полученное от пятого функционального средства, меньше, чем указанное значение; и седьмое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло трехфазное короткое замыкание, когда соотношение, полученное от пятого функционального средства, не меньше указанного значения. Как правило, существуют проблемы с выбором трехфазного короткого замыкания, потому что одна из короткозамкнутых фаз не достигает заданного уровня. Более того, применение этого способа ограничено сетями с заземленной нейтральной точкой.
Процесс идентификации типа короткого замыкания, детектированного с помощью защитного реле, известен из патента США 5783946. Этот процесс включает в себя образцы формы волны тока до короткого замыкания и после него в проводниках фазы А, фазы B и фазы C линии передачи. Вычисляются следующие нарастающие токи, DELIA1, DELIB1 и DELIC1, где
DELIA1 = (Iar-Iapr)2-(Iai-Iapi)2,
DELIB1 = (Ibr-Ibpr)2-(Ibi-Ibpi)2,
DELIC1 = (Icr-Icpr)2-(Ici-Icpi)2.
Затем нарастающие токи используются для идентификации двухфазного короткого замыкания на землю. При вычислении нарастающих токов Iar представляет собой значение действительной части тока фазы А после короткого замыкания, Iapr представляет собой значение действительной части тока фазы А до короткого замыкания, Iai представляет собой значение мнимой части тока фазы А после короткого замыкания, Iapi представляет собой значение мнимой части тока фазы А до короткого замыкания.
Значения токов фазы В и фазы C обозначаются соответственно. Тип короткого замыкания определяется с помощью четких логических операторов - больше чем, меньше чем.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно изобретению предложенный способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи обеспечивает использование защитного реле, имеющего средство для детектирования короткого замыкания и компьютерное средство для обработки сигнала и данных с использованием детектирования возникновения короткого замыкания и оценки сигналов тока короткозамкнутой фазы, сигналов тока перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для получения абсолютного значения сигналов IAB, IBC, ICA нарастающего тока и их максимального значения Imax, из которых определяются действительные значения индикаторов SA, SB, SC короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов S3A, S3B, S3C трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора SG короткого замыкания на землю, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- вычисляют максимальные значения всех индикаторов Fflt типа короткого замыкания по формуле:
Fmax = max{{Fflt}),
где индекс flt является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания,
- определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов Fflt с максимальным значением, который в то же время определяет тип короткого замыкания на основе того, что индекс flt обозначает тип короткого замыкания, причем, если:
flt = 1, тогда происходит короткое замыкание фазы A на землю G,
flt = 2, тогда происходит короткое замыкание фазы B на землю G,
flt = 3, тогда происходит короткое замыкание фазы C на землю G,
flt = 4, тогда происходит короткое замыкание фазы A на фазу B,
flt = 5, тогда происходит короткое замыкание фазы B на фазу C,
flt = 6, тогда происходит короткое замыкание фазы C на фазу А,
flt = 7 тогда происходит короткое замыкание фазы A на фазу В и на землю G,
flt = 8 тогда происходит короткое замыкание фазы B на фазу С и на землю G,
flt = 9 тогда происходит короткое замыкание фазы C на фазу А и на землю G,
flt = 10 тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу B и на фазу C;
- представляют индикатор Fmax действительного типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.
Предпочтительно вычисление индикаторов Fflt типа короткого замыкания осуществляют в виде минимальных значений действительных значений индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG следующим образом:
вычисляют сумму минимальных значений комбинаций действительных значений индикаторов (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A),
(S3A, S3B) и действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C для короткого замыкания фазы на землю согласно следующим формулам:
F1 = min(SA, SG) + min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы A землю G,
F2 = min(SB, SG) + min(S3c, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В землю G,
F3 = min(Sc, SG) + min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С землю G, что дает первую группу индикаторов F1, F2, F3;
вычисляют минимальное значение комбинации действительных значений индикаторов (SA, SB), (SB, SC), (Sc, SA), для короткого замыкания фазы на фазу согласно следующим формулам:
F4 = min(SA, SB) в случае короткого замыкания фазы A на фазу B,
F5 = min(SB, SC) в случае короткого замыкания фазы В на фазу С,
F6 = min(Sc, SA) в случае короткого замыкания фазы С на фазу А,
что дает вторую группу индикаторов F4, F5, F6;
вычисляют сумму ранее вычисленных индикаторов F1-F6 для короткого замыкания фазы на фазу и на землю, как сумму вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:
F7 = F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,
F8 = F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы B на фазу C и на землю G,
F9 = F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы C на фазу A и на землю G, что дает третью группу индикаторов F7, F8, F9;
вычисляют минимальное значение действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C согласно формуле
F10 = min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу В и на фазу С, что дает индикатор F10.
Устройство для осуществления способа по п.1 или 2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи, содержащее средство фильтрации сигнала тока, идентификации времени возникновения короткого замыкания, определения сигнала тока перед коротким замыканием и во время короткого замыкания, вычисления нарастающего тока и вычисления максимального значения сигнала нарастающего тока, встроенное в защитное реле в блоке предварительной фильтрации модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, дополнительно содержит:
- средство для вычисления действительных значений индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, которые указывают минимальные значения комбинации данных для коротких замыканий фазы на фазу и для трехфазного короткого замыкания и указывают максимальное значение данных для короткого замыкания фазы на землю SG, встроенное в защитное реле в блоке анализа данных модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,
- средство для вычисления индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания как минимальных значений действительных значений индикаторов, встроенное в блок выбора модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,
- средство для выбора короткозамкнутой фазы и для определения типа короткого замыкания путем вычисления максимального значения всех индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания, встроенное в блок принятия решения о типе короткого замыкания модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,
- средство для представления данных в информационный модуль защитного реле или в средство, подключенное к защитному реле.
Компьютерный программный продукт, содержащий компьютерный программный код, который при выполнении на вычислительном устройстве выполняет этапы способа по п.1 или 2.
Новый способ используется в защитном реле, имеющем модули выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания. Цифровые сигналы тока в режиме реального времени, поступающие от трансформаторов тока и преобразованные в аналого-цифровом (A/D) преобразователе, или цифровой сигнал, совместимый со стандартом IEC 61850, передается с помощью протокола IEC 618550 9-2 или любого другого протокола связи. Преобразование аналоговых сигналов, измеренных сигналов тока фаз iA, iB, iC с помощью измерительного трансформатора тока CT для получения дискретизированных во времени значений, в этом контексте, и взаимная связь с помощью протокола станционной связи предпочтительно совместимого со стандартом IEC 61850 должны рассматриваться в качестве общеизвестных методов, и поэтому были опущены.
Настоящее изобретение относится к способу выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания на основе только измерений сигнала тока. Благодаря новому подходу достигается высокая надежность идентификации короткозамкнутой фазы. Разработанный способ является быстрым и позволяет идентифицировать любые типы коротких замыканий с высокой надежностью даже для высокоимпедансных коротких замыканий. Тип короткого замыкания оценивается с помощью нечетких логических операторов, таких как: минимальный, максимальный вместо четких логических операторов, таких как, больше чем, меньше чем. Решение определяется для последовательных дискретных значений путем вычисления индексов действительного значения индикатора. Все эти индексы являются непрерывными действительными величинами, а не логическими. Основная особенность предлагаемого способа состоит в новом способе принятия окончательного решения. Решение о выборе типа короткого замыкания производится таким образом, чтобы наибольшее значение указывало на более вероятный выбор.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 схематически изображает систему выбора фазы;
фиг.2 схематически изображает новую часть системы выбора фазы в защитном реле;
фиг.3 изображает блок-схему алгоритма осуществления нового способа.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Трансформаторы 1 тока подключены к защитному реле 2 с помощью аналоговой проводной линии 3 передачи или с помощью вычислительной шины 4 связи, содержащей резервный блок 5. Защитное реле 2 с блоком Р обработки данных содержит аналого-цифровой преобразователь 6 и компоновку функциональных модулей М1, М2, М3, М4, где модуль М1 - буферный модуль для хранения полученных данных текущих измерений, модуль М2 является новым модулем выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, модуль M3 является модулем вычисления, подключенным к другим модулям, и модуль M4 является информационным модулем для выдачи результата нового способа. В случае, когда защитное реле 2 подключено с помощью шины 4 связи, аналого-цифровой преобразователь 6 может быть размещен в резервном блоке 5 вместо того, чтобы находиться в защитном реле 2. Очевидно, что защитное реле содержит другие модули, которые необходимы для правильной работы защитного реле 2 и которые не описаны в этом описании и не представлены на фиг.1. Модуль M2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, представленный на фиг.2, содержит блок В1 предварительной фильтрации, блок B2 анализа данных, блок B3 выбора и блок B4 принятия решения о типе короткого замыкания.
Входные данные, сигналы токов iA, iB, iC от отдельных фаз A, B, C измеряются трансформаторами 1 тока и подаются в аналого-цифровой преобразователь 6 в защитном реле 2 с помощью аналоговой проводной линии 3 или в аналого-цифровой преобразователь 6 в резервном блоке 5, из которого оцифрованные сигналы токов IA, IB, IC подаются в защитное реле 2 по шине 4 связи. Цифровые сигналы токов хранятся в буферном модуле M1. Цифровые сигналы токов IA, IB, IC обрабатываются в модуле М2 его функциональными блоками B1-B4, где данные фильтруются известным способом с использованием блока B1 предварительной фильтрации (Фиг.2), выход которого подключен к блоку B2 анализа данных, в котором обрабатываются данные сигнала тока и вычисляются действительные значения индикаторов. Сигналы токов I A, I B, I C из блока B1 предварительной фильтрации принимаются блоком B2 анализа данных таким образом, что они не удаляются из этого блока, благодаря чему они доступны также и другим модулям защитного реле 2. Выход блока В2 подключен к блоку B3 выбора для определения индикаторов типа короткого замыкания. Наконец, когда идентифицируется тип короткого замыкания в блоке B4 принятия решения о типе короткого замыкания и информация о типе короткого замыкания передается на выход блока B4 таким образом, что эта информация является доступной для других модулей М3 и М4 защитного реле 2.
Способ согласно изобретению содержит следующие этапы:
1) На первом этапе S1 (фиг.3) цифровые сигналы токов IA, IB, IC от отдельных фаз A, B, C и дополнительные входные данные: коэффициент CFI доли короткого замыкания фазы на фазу, коэффициент CFo доли короткого замыкания фазы на землю, действующее значение номинального тока Ir линии, который известен для защищенной линии, передают и сохраняют в буферном модуле М1 защитного реле 2.
Коэффициент CFO доли короткого замыкания фазы на землю представляет собой предварительно определенный набор коэффициентов, значения которых выбираются таким образом, чтобы достигалась хорошая чувствительность для короткого замыкания фазы на землю и для короткого замыкания фазы на фазу и на землю.
Обычно CFO определяется следующим соотношением:
CFO > I r 3I Om
Figure 00000001
,
Где 3IOm представляет минимальный детектированный сигнал тока в нейтрали во время короткого замыкания фазы на землю,
Ir представляет сигнал действующего значения номинального тока линии. Обычно предполагается что cFO > 2,0. В варианте осуществления изобретения установлено, что cFO = 2,5.
Коэффициент cFI доли короткого замыкания фазы на фазу отображает предварительно определенный набор коэффициентов, значения которых выбираются таким образом, что осуществляется хорошая избирательность между коротким замыканием фазы на фазу и трехфазным коротким замыканием, а также между коротким замыканием фазы на фазу и на землю. Эти условия обеспечиваются для отношения:
cFI > 3 и cFl/cFO < 3,0. В варианте осуществления изобретения был установлен cFI = 5,0.
2) Далее на этапе S2 цифровые сигналы токов от отдельных фаз IA, IB, IC фильтруют одним из известных способов фильтрации, например, способом узкополосной фильтрации посредством преобразования Фурье для получения векторных значений цифровых сигналов токов IA, IB, IC для каждой из отдельных фаз A, B, C.
3) На этапе S3 определяют сигналы токов перед коротким замыканием IAp, IBp, ICp и сигналы токов во время короткого замыкания IAf, IBf ,Icf с помощью внутренних сигналов защитного реле - времени tF возникновения короткого замыкания. Время tF возникновения короткого замыкания идентифицируется на основе анализа векторных значений цифровых сигналов токов IA, IB, IC общеизвестными способами, например, на основе численного вычисления первой производной сигналов токов и циклического алгоритма сравнения текущего значения тока со значением тока на один цикл назад.
4) На этапе S4 определяют значения разности сигналов токов короткозамкнутой фазы ΔIAB, ΔIBC, ΔICA и значения разности сигналов токов перед коротким замыканием ΔIABp, ΔIBCp, ΔICAp для каждой из фаз A, B, C соответственно по следующим формулам:
Figure 00000002
5) На этапе S5 вычисляют абсолютные значения сигналов нарастающих токов IAB, IBC, ICA как абсолютное значение разности сигналов токов короткозамкнутой фазы ΔIAB, ΔIBC, ΔICA и значения разности сигналов токов перед коротким замыканием ΔIABp, ΔIBCp, ΔICAp, как:
Figure 00000003
и далее вычисляют максимальное значение сигнала нарастающего тока Imx, как:
Imx = max(IAB, IBC, ICA).
6) Далее на этапе S6 определяют действительные значения индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG для всех типов короткого замыкания с учетом трех типов данных:
а) первый тип данных имеет отношение к индикаторам на основе тока для короткого замыкания фазы на фазу, для которых действительные значения индикаторов SA, SB, SC для каждой фазы A, B, C, вычисляют как минимальное значение коэффициентов x1, x2, x3, xa, xb, xc:
Figure 00000004
где
х1 - коэффициент, который вычисляют как: x1 = cFlxAB-1,
x2 - коэффициент, который вычисляют как: x2 = cFlxBC-1,
x3 - коэффициент, который вычисляют как: x3 = cFlxСА-1,
xa - коэффициент, который вычисляют как: xa = 1-xBC,
xb - коэффициент, который вычисляют как: xb = 1-xCA,
xc - коэффициент, который вычисляют как: xc = 1-xAB
и где
cFl - коэффициент доли короткого замыкания фазы на фазу, подаваемый в буферный модуль М1 на этапе 1,
xAB - коэффициент, который вычисляют как: xAB = IAB/Imx,
xBC - коэффициент, который вычисляют как: xBC = IBC/Imx,
xCA - коэффициент, который вычисляют как: xCA = ICA/Imx;
б) второй тип данных относится к индикаторам на основе тока трехфазного короткого замыкания, причем действительные значения индикаторов S3A, S3B, S3C для каждого трехфазного короткого замыкания вычисляют как результат минимальных значений коэффициентов xBC, xAB, xCA минус действительные значения индикаторов SΛ, SB, SC, которые были вычислены на первом этапе, а именно:
S3A = min(xAB, xCA)-SA,
S3B = min(xBC, xAB)-SB,
S3C = min(xCA, xBC)-Sc,
с) третий тип данных относится к индикатору короткого замыкания фазы на землю, для которого действительное значение индикатора SG вычисляют по следующей формуле:
SG = max(IGo,(IG1-ΔIm))/Imx,
где
IG1 вычисляют как IG1 = cFOabs(3IO),
cFO - коэффициент доли короткого замыкания фазы на землю, подаваемый в буферный модуль М1 на этапе 1.
IO - сигнал тока нулевой последовательности вычисляют как I0 = 1/3·(I Af+I Bf+I Cf);
IGo вычисляют как IGo = IG1-Ir, где Ir - действующее значение номинального тока линии, переданное в буферный модуль М1 на этапе 1,
ΔIm вычисляют как максимальное значение абсолютных значений разности сигналов токов короткозамкнутой фазы в соответствии с формулой:
ΔIm = max(abs(ΔIAB), abs(ΔIBC), abs(ΔICA)).
7) Далее, на этапе S7, имея действительные значения индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG и используя «нечеткие» логические операторы в качестве минимального значения действительного значения индикаторов, индикаторы F1-F10 типа короткого замыкания вычисляют для определения типа короткого замыкания таким образом, что:
- индикаторы F1-F3 типа короткого замыкания вычисляют для коротких замыканий фазы на землю как сумму минимальных значений комбинаций (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A), (S3A, S3B) и действительного значения индикаторов S3A, S3B, S3C согласно следующим формулам:
F1 = min(SA, SG)+min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы А землю G,
F2 = min(SB, SG)+min(S3C, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В землю G,
F3 = min(Sc, SG)+min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С землю G;
- индикаторы F4-F6 типа короткого замыкания вычисляют для коротких замыканий фазы на фазу как минимальное значение комбинации (SA, SB), (SB, SC), (SC, SA) по следующим формулам:
F4 = min(SA, SB) для короткого замыкания фазы А на фазу В,
F5 = min(SB, Sc) для короткого замыкания фазы В на фазу С,
F6 = min(Sc, SA) для короткого замыкания фазы С на фазу А;
- индикаторы F7-F9 типа короткого замыкания вычисляют для короткого замыкания фазы на фазу и на землю как сумму вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:
F7 = F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,
F8 = F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы В на фазу С и на землю G,
F9 = F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы С на фазу А и на землю G;
- индикатор F10 типа короткого замыкания вычисляют для трехфазного короткого замыкания как минимальное значение действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C согласно формуле
F10 = min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу B и на фазу C.
8) На следующем этапе S8 вычисляют максимум всех значений индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания по следующей формуле:
Fmax = max({Fflt}),
где flt является целым числом от 1 до 10,
и затем определяют индикатор F1-F10 типа короткого замыкания, который имеет максимальное значение, которое в то же время определяет тип короткого замыкания на основании того, что
flt = 1 используют для короткого замыкания фазы A на землю G,
flt = 2 используют для короткого замыкания фазы В на землю G,
flt = 3 используют для короткого замыкания фазы С на землю G,
flt = 4 используют для короткого замыкания фазы А на фазу В,
flt = 5 используют для короткого замыкания фазы В на фазу С,
flt = 6 используют для короткого замыкания фазы С на фазу А,
flt = 7 используют для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,
flt = 8 используют для короткого замыкания фазы B на фазу C и на землю G,
flt = 9 используют для короткого замыкания фазы C на фазу А и на землю G,
flt = 10 используют для короткого замыкания фазы A на фазу B и на фазу С.
Если величина Fmax больше, чем thresF, это означает, что произошла ошибка при определении короткого замыкания или при детектировании возникновения короткого замыкания.
thresF - малое положительное пороговое значение, используемое для стабилизации алгоритма и исключения влияния шума.
Типовое значение лежит в пределах 0 < thresF <0,1.
9) На следующем этапе S9 индикатор Fmax действительного типа короткого замыкания, доступный в каждом из модулей М1...М4, передают на дисплей или печатающие устройства, которые подключены к одному из модулей и которые не представлены на рисунке.
Информация о выбранной фазе, в которой произошло короткое замыкание, представляется пользователю защитного реле 2 вместе с информацией о типе короткого замыкания.

Claims (3)

1. Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи с использованием защитного реле, имеющего средство для детектирования короткого замыкания и компьютерное средство для обработки сигнала и данных, с использованием детектирования возникновения короткого замыкания и оценки сигналов тока короткозамкнутой фазы, сигналов тока перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для получения абсолютного значения сигналов (IAB, IBC, ICA) нарастающего тока и их максимального значения (Imax), из которых определяют действительные значения индикаторов (SA, SB, SC) короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов (S3A, S3B, S3C) трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора (SG) короткого замыкания на землю, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- вычисляют максимальные значения всех индикаторов Fflt типа короткого замыкания по формуле:
Fmax=max({Fflt}),
где индекс flt является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания,
- определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов Fflt с максимальным значением, который в то же время определяет тип короткого замыкания на основе того, что индекс flt обозначает тип короткого замыкания, причем, если:
flt=1, тогда происходит короткое замыкание фазы А на землю G,
flt=2, тогда происходит короткое замыкание фазы В на землю G,
flt=3, тогда происходит короткое замыкание фазы С на землю G,
flt=4, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В,
flt=5, тогда происходит короткое замыкание фазы В на фазу С,
flt=6, тогда происходит короткое замыкание фазы С на фазу А,
flt=7, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В и на землю G,
flt=8, тогда происходит короткое замыкание фазы В на фазу С и на землю G,
flt=9, тогда происходит короткое замыкание фазы С на фазу А и на землю G,
flt=10, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В и на фазу С,
- представляют действительный индикатор Fmax типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.
2. Способ по п.1, в котором:
- вычисление индикаторов типа короткого замыкания осуществляют в виде минимальных значений действительных значений индикаторов (SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG) следующим образом:
а) вычисляют сумму минимальных значений комбинаций действительных значений индикаторов (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A), (S3A, S3B) и действительных значений индикаторов (S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы на землю по следующим формулам:
F1=min(SA, SG)+min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы А на землю G,
F2=min(SB, SG)+min(S3C, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В на землю G,
F3=min(Sc, SG)+min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С на землю G, что дает первую группу индикаторов (F1-F3);
б) вычисляют минимальное значение комбинации действительных значений индикаторов (SA, SB), (SB, SC), (Sc, SA) короткого замыкания фазы на фазу по следующим формулам:
F4=min(SA, SB) для короткого замыкания фазы А на фазу В,
F5=min(SB, Sc) для короткого замыкания фазы В на фазу С,
F6=min(SC, SA) для короткого замыкания фазы С на фазу А,
что дает вторую группу индикаторов F4-F6;
в) вычисляют суммы ранее вычисленных индикаторов F1-F6 для короткого замыкания фазы на фазу и на землю как суммы вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:
F7=F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы А на фазу В и на землю G,
F8=F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы В на фазу С и на землю G,
F9=F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы С на фазу А и на землю G,
что дает третью группу индикаторов (F7-F9);
г) вычисляют минимальное значение действительных значений индикаторов (S3A, S3B, S3C) согласно формуле
F10=min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу В и на фазу С, что дает индикатор F10.
3. Устройство для осуществления способа по п.1 или 2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи, содержащее средство фильтрации сигнала тока, идентификации времени возникновения короткого замыкания, определения сигнала тока перед коротким замыканием и во время короткого замыкания, вычисления нарастающего тока и вычисления максимального значения сигнала нарастающего тока, встроенное в защитное реле (2) в блоке (В1) предварительной фильтрации модуля (М2), отличающееся тем, что дополнительно содержит:
- средство для вычисления действительных значений индикаторов (SA, SB, Sc, S3A, S3B, S3C), которые указывают минимальные значения комбинации данных для короткого замыкания фазы на фазу и для трехфазного короткого замыкания и указывают максимальное значение данных для короткого замыкания фазы на землю SG, встроенное в защитное реле (2) в блоке (В2) анализа данных модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для вычисления индикаторов (F1-F10) типа короткого замыкания как минимальных значений действительных значений индикаторов, встроенное в блок (В3) выбора модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для выбора короткозамкнутой фазы и для определения типа короткого замыкания путем вычисления максимального значения всех индикаторов (F1-F10) типа короткого замыкания, встроенное в блок (В4) принятия решения о типе короткого замыкания модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для представления данных в информационный модуль (М4) защитного реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.
RU2012112213/07A 2009-08-31 2010-08-06 Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания RU2540851C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09460038.4 2009-08-31
EP09460038A EP2290775A1 (en) 2009-08-31 2009-08-31 A method of fault phase selection and fault type determination
PCT/EP2010/004970 WO2011023305A1 (en) 2009-08-31 2010-08-06 A method of fault phase selection and fault type determination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012112213A RU2012112213A (ru) 2013-10-10
RU2540851C2 true RU2540851C2 (ru) 2015-02-10

Family

ID=41503538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112213/07A RU2540851C2 (ru) 2009-08-31 2010-08-06 Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9118181B2 (ru)
EP (2) EP2290775A1 (ru)
CN (1) CN102484365B (ru)
RU (1) RU2540851C2 (ru)
WO (1) WO2011023305A1 (ru)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102608483B (zh) * 2012-02-22 2014-04-16 北京航空航天大学 小电流接地配电***的接地故障方向诊断***
CN102608495B (zh) * 2012-03-02 2014-08-06 华北电力大学 一种基于电流突变量的故障选相方法
CN103675569B (zh) * 2012-09-06 2016-06-08 国家电网公司 架空线路接地故障的检测装置及***
CN102904227A (zh) * 2012-09-29 2013-01-30 天津大学 一种基于六序分量的同杆双回线相差保护方法
CN103809070B (zh) * 2012-11-15 2017-11-17 施耐德电器工业公司 基于三相电流变化进行的方向接地故障检测方法和装置
CN102944806B (zh) * 2012-11-20 2014-11-05 中国石油大学(华东) 一种基于零序电流极性比较的谐振接地***选线方法
CN103472348A (zh) * 2013-03-27 2013-12-25 昆明理工大学 一种基于瞬时功率的谐振接地***单相接地故障选线方法
CN103248005B (zh) * 2013-05-10 2016-04-20 国家电网公司 一种同杆并架双回线路交流电气量采样同步方法
CN103560482B (zh) * 2013-09-24 2016-08-31 许继集团有限公司 基于相量集合的差动保护方法
US9297723B1 (en) * 2013-11-15 2016-03-29 American Public Power Association Inc. Tracking and analyzing service outages
CN103944655B (zh) * 2014-04-14 2016-06-15 江苏益邦电力科技有限公司 电力线载波通信故障检测***中的噪声识别方法
CN104142452B (zh) * 2014-07-28 2016-09-28 国家电网公司 基于两个单相电压互感器提取配电网单相接地时的零序电压的方法
CN105807174B (zh) * 2014-12-30 2019-02-15 施耐德电器工业公司 输配电***保护中的电流互感器断线检测方法
US9977066B2 (en) 2015-04-15 2018-05-22 Cooper Technologies Company Systems, methods, and devices for diagnosing integrity of electrical conductor-carrying systems
CN105245015B (zh) * 2015-11-12 2016-06-29 国家电网公司 基于多agent的分层扩展电网故障信息处理***及方法
CA3020677C (en) 2016-04-11 2020-12-01 Eaton Intelligent Power Limited Ground impedance measurement of a conduit system
EP3469674A1 (en) * 2016-06-14 2019-04-17 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Phase selection for traveling wave fault detection systems
CN105974984B (zh) * 2016-07-13 2017-12-15 济南大学 一种应用于串联交流稳压器的开关切换装置
CN106207825A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 江苏亿能电气有限公司 具有温度在线智能监测功能和三遥功能的触头盒
CN106207763A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 江苏亿能电气有限公司 具有智能在线监测功能的触头盒
CN111512512B (zh) 2017-12-20 2021-07-30 Abb电网瑞士股份公司 使用传输线路的多终端测量的相位选择
CN108536911B (zh) * 2018-03-12 2020-12-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种基于中心距和样本特征的换流变压器状态评估方法
US10445673B1 (en) 2018-03-15 2019-10-15 American Public Power Assocation Inc. Predictive models for electric power grid maintenance
CN108872795A (zh) * 2018-07-26 2018-11-23 国网福建省电力有限公司 基于零序电流的中性点不接地***单相失地故障定位方法
CN110990395B (zh) * 2018-09-29 2023-04-07 北京国双科技有限公司 一种数据处理方法及装置
CN109103841B (zh) * 2018-10-30 2019-08-30 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种供电变压器的电力***
CN110942599A (zh) * 2019-11-22 2020-03-31 中国民航信息网络股份有限公司 一种数据监控方法及***
CN111208387B (zh) * 2020-02-17 2022-03-11 国电南瑞南京控制***有限公司 基于同步对比相电流故障分量的配网单相接地选线方法
RU203930U1 (ru) * 2020-11-16 2021-04-28 Публичное акционерное общество "Россети Московский регион" (ПАО "Россети Московский регион") Устройство дистанционной защиты
CN113219300B (zh) * 2021-04-22 2022-02-22 华北电力大学 一种基于相电流暂态稳态的配电网单相接地故障感知方法
CN115542142B (zh) * 2022-08-25 2023-09-08 华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂 一种在线监视电动机电源接触器的方法
CN116680113B (zh) * 2023-08-01 2023-10-27 江苏普达迪泰科技有限公司 一种设备检测实施控制***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783946A (en) * 1997-03-05 1998-07-21 Abb Power T&D Company Inc. Fault type classification algorithm
WO1999010753A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Abb Transmit Oy Method for the location of a high-resistance earth fault in a power distribution system on the basis of current measurements
JP2003009381A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Toshiba Corp 事故相選別装置
RU2356062C1 (ru) * 2007-10-16 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Способ распознавания однофазного дугового замыкания на землю и поврежденной фазы в распределительных сетях с изолированной нейтралью

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN154286B (ru) * 1979-05-16 1984-10-13 Gen Electric Co Ltd
SE446795B (sv) 1980-12-05 1986-10-06 Asea Ab Anordning for detektering av felbeheftad(e) fas(er) i flerfassystem
SE9200874L (sv) 1992-03-20 1993-09-13 Asea Brown Boveri Förfarande för fasval för enpolig utlösning av högimpediva jordfel i direktjordade kraftnät samt anordning för genomförande av det nämnda förfarandet
US5428549A (en) * 1993-05-28 1995-06-27 Abb Power T&D Company Transmission line fault location system
GB2375242A (en) * 2001-05-03 2002-11-06 Alstom Protecting a section of an electrical power line
US20060152866A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 Gabriel Benmouyal System for maintaining fault-type selection during an out-of-step condition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783946A (en) * 1997-03-05 1998-07-21 Abb Power T&D Company Inc. Fault type classification algorithm
WO1999010753A1 (en) * 1997-08-27 1999-03-04 Abb Transmit Oy Method for the location of a high-resistance earth fault in a power distribution system on the basis of current measurements
JP2003009381A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Toshiba Corp 事故相選別装置
RU2356062C1 (ru) * 2007-10-16 2009-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Способ распознавания однофазного дугового замыкания на землю и поврежденной фазы в распределительных сетях с изолированной нейтралью

Also Published As

Publication number Publication date
EP2474076A1 (en) 2012-07-11
CN102484365A (zh) 2012-05-30
EP2474076B1 (en) 2015-06-17
EP2290775A1 (en) 2011-03-02
CN102484365B (zh) 2015-04-29
US9118181B2 (en) 2015-08-25
WO2011023305A1 (en) 2011-03-03
RU2012112213A (ru) 2013-10-10
US20120150460A1 (en) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2540851C2 (ru) Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
US4795983A (en) Method and apparatus for identifying a faulted phase
RU2631025C2 (ru) Обнаружение направления слабоустойчивого короткого замыкания на землю среднего напряжения с помощью линейной корреляции
US9461458B2 (en) Method of distance protection of parallel transmission line
KR100350722B1 (ko) 병행 2회선 송전선로상에서의 고장점 표정방법 및 장치
EP2544322A1 (en) A method of selecting between internal and external faults in parallel lines using one-end measurements
CN110988604A (zh) 一种配电网单相接地故障选相方法
CN110221115B (zh) 单相接地电容电流的确定方法、装置和设备
CN113504430A (zh) 一种特高压直流故障检测***
CN109188181A (zh) 电网电压互感器二次回路中性线虚接判断方法
US10310017B2 (en) Detection of generator stator inter-circuit faults
JP4921246B2 (ja) 地絡距離継電器
JPH10132890A (ja) 故障点標定方法および装置
JP2984294B2 (ja) 3端子平行2回線送電線の短絡故障点標定方法
Saha et al. A novel fault classification technique for high speed protective relaying of transmission lines
RU57018U1 (ru) Устройство для определения места повреждения электрической сети напряжения 6( 10)-35 кв с изолированной или компенсированной нейтралью
JP4564199B2 (ja) 事故点標定装置
RU55153U1 (ru) Устройство для определения места повреждения электрической сети напряжения 6( 10 )-35 кв с изолированной или компенсированной нейтралью
Jha et al. Differential Protection Challenges in Auto Transformers with Tertiary Delta Windings-A Case Study
JPH09257854A (ja) 保護継電装置
WO2013004357A1 (en) A method of selecting between internal and external faults in parallel lines using one-end measurements
FI115323B (fi) Menetelmä yksivaiheisen maasulkuvian etäisyyden määrittämiseksi sähkönjakeluverkossa
CN116184108A (zh) 一种故障检测方法、***、装置及存储介质
JPH02106126A (ja) 送電線の事故の種類の判別方法及び装置
CN116430168A (zh) 一种低压配电网断零与缺相故障诊断方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160807