RU2605491C1 - Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии - Google Patents

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии Download PDF

Info

Publication number
RU2605491C1
RU2605491C1 RU2015126374/28A RU2015126374A RU2605491C1 RU 2605491 C1 RU2605491 C1 RU 2605491C1 RU 2015126374/28 A RU2015126374/28 A RU 2015126374/28A RU 2015126374 A RU2015126374 A RU 2015126374A RU 2605491 C1 RU2605491 C1 RU 2605491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
phase
complex
short circuit
sum
Prior art date
Application number
RU2015126374/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Степан Георгиевич Тигунцев
Original Assignee
Степан Георгиевич Тигунцев
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 Степан Георгиевич Тигунцев filed Critical Степан Георгиевич Тигунцев
Priority to RU2015126374/28A priority Critical patent/RU2605491C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605491C1 publication Critical patent/RU2605491C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks

Landscapes

  • Locating Faults (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи по измерениям с двух ее концов без использования эквивалентных параметров питающих систем. Технический результат: повышение точности определении места короткого замыкания. Сущность: измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи и напряжения основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют угол между одноименными напряжениями по концам линии, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания с использованием фазных величин токов и напряжений и продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи по замерам с двух концов линии.
Изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 97], так как решает проблему уменьшения времени задержек при транспортировке электроэнергии потребителям в случае повреждения электрических сетей.
Наиболее известны способы определения места повреждения по измерениям с одного конца линии. Такие способы реализованы в регистрирующих приборах (МФИ-1, МИР-1, ЦРАП [Техническое описание и инструкция по эксплуатации МФИ-1, г. Рига, 1991; Алгоритмы функционирования и опыт эксплуатации микропроцессорных устройств определения повреждения линий электропередачи. Электрические станции №12, 1997]). Способы, основанные на односторонних замерах параметров короткого замыкания предполагают определение падения напряжения на переходном сопротивлении, и точность его определения имеет большое значение. Однако на точность оказывают влияние различные факторы.
Известен способ определения места повреждения по измерениям параметров аварийного режима с одного (и с другого) конца линии, в котором измеряют реактивную составляющую сопротивления поврежденной фазы [Разработка и исследование защиты линий электропередач с фиксацией места повреждения. Новочеркасский политехнический институт, г. Новочеркасск, 1969].
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца мнимых составляющих комплексных величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
Данный метод, использующий только реактивную составляющую отношения измеренного напряжения к измеренному току, позволяет уменьшить влияние переходного сопротивления в месте повреждения. Однако точность во многом зависит от величины переходного сопротивления и величины подпитывающего тока противоположного конца линии тому, на котором производятся измерения.
Хорошо известен способ, использующийся в устройствах релейной защиты некоторых западных производителей - компенсационный метод [Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: Учебное пособие. - Иркутск: Издательство ИрГТУ, 2001, ч. 1]. Данный способ использует параметры аварийного и предаварийного режимов, полученные с одного конца линии.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются измерение фазных токов и напряжений в момент короткого замыкания на линии на одном конце линии, определение вида короткого замыкания и определение по соотношению измеренных с одного конца величин расстояния до места короткого замыкания. Аналогично по соотношению измеренных величин с другого конца определяют расстояние до места короткого замыкания со второго конца.
Основная особенность способа - это возможность учета влияния питания с противоположного конца линии, а также исключение погрешности от переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Для реализации этого метода требуется полная модель сети, т.е. программы расчета установившихся и аварийных режимов сети. Кроме того, требуется произвести предварительные измерения тока нагрузки, которые сохраняют и используют для компенсации погрешности от влияния нагрузки.
Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [Заявка RU №2009137563/28, G01R 31/08 (2006.01), дата публикации 20.04.2011], в котором указанные недостатки устраняются. В этом способе измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям и, используя мнимые части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются: измерение с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированных по углам комплексных фазных токов
Figure 00000001
,
Figure 00000002
и напряжений
Figure 00000003
,
Figure 00000004
основной частоты в момент короткого замыкания, определение вида короткого замыкания, расчетным путем с использованием замеров с обоих концов определение относительного значения расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L.
Недостатком способа является необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за недостаточного объема учитываемых параметров.
Известен способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов [патент RU №2485531, С2], в котором указанные недостатки устраняются. В этом способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексное сопротивление прямой (индекс 1), обратной (индекс 2) и нулевой (индекс 0) последовательностей Z 1Л, Z 2Л, Z 0Л, длину L, соединяющую две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000005
,
Figure 00000006
и напряжения
Figure 00000007
,
Figure 00000008
основной частоты в момент короткого замыкания, определяют вид короткого замыкания, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, преобразуют фазные токи и напряжения в симметричные составляющие комплексные токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
и определяют в зависимости от вида короткого замыкания относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю по выражениям:
Figure 00000013
.
для двухфазного замыкания по выражениям:
Figure 00000014
для любых замыканий по выражениям:
Figure 00000015
или
Figure 00000016
,
где:
Figure 00000017
- компенсированный фазный ток первого конца;
Figure 00000018
- компенсированный фазный ток второго конца;
Figure 00000019
(для одноцепной линии).
Недостатками способа являются: необходимость использования величин симметричных составляющих токов, напряжений и сопротивлений линии и отсутствие учета поперечных параметров линии.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за усреднения величин продольных и неучета поперечных сопротивлений линии.
Известен способ [патент RU 2531769 С2], принятый за прототип, в котором технический результат достигается тем, что на линии электропередачи, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC, междуфазные комплексные сопротивления ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB, длину L, соединяющую две питающие системы, измеряют с двух концов линии (′ - один конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000020
,
Figure 00000021
и напряжения
Figure 00000022
,
Figure 00000023
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем формируют для любого вида короткого замыкания относительное значение расстояния до места короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000024
и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L,
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000025
- векторная сумма фазных напряжений с первого конца линии (В);
Figure 00000026
- векторная сумма фазных напряжений со второго конца линии (В);
Figure 00000027
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000028
- векторная сумма фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
Недостатком способа является отсутствие учета поперечных фазных и междуфазных параметров линии.
Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места короткого замыкания из-за неучета величин поперечных сопротивлений линии.
Изобретение направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения места короткого замыкания за счет использования величин емкостных фазных и междуфазных проводимостей при использовании фазных токов и напряжений и величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии.
Технический результат достигается тем, что в способе определения места короткого замыкания на линии электропередачи по замерам с двух ее концов, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC, междуфазные комплексные сопротивления ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB, емкостные проводимости проводов фаз линии на землю YAA, YBB, YCC, емкостные междуфазные проводимости линии YAB, YAC, YBA, YBC, YCA, YCB, длину L, соединяющую две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (′ - первый конец линии, ′′ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000029
,
Figure 00000030
и напряжения
Figure 00000031
,
Figure 00000032
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L, согласно изобретению формируют комплексные падения напряжений на элементах линии:
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
,
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
,
где ZAA, ZBB, ZCC - комплексные сопротивления проводов фаз линии (Ом);
ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB - междуфазные комплексные сопротивления линии (Ом);
YAA, YBB, YCC - емкостные проводимости проводов фаз линии на землю (См);
YAB, YAC, YBA, YBC, YCA, YCB - емкостные междуфазные проводимости линии (См);
Figure 00000045
,
Figure 00000046
- комплексные фазные токи, измеренные с первого (′) и второго (′′) концов линии (А);
Figure 00000047
,
Figure 00000048
- комплексные фазные напряжения, измеренные на шинах с первого (′) и второго (′′) концов линии (В),
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000049
,
Figure 00000050
,
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000051
- сумма комплексных фазных напряжений с первого конца линии (В);
Figure 00000052
- сумма комплексных фазных напряжений со второго конца линии (В);
Figure 00000053
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000054
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
Figure 00000055
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии (В);
Figure 00000056
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии (В).
При этом для реализации условия симметричных составляющих нулевой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000057
,
Figure 00000058
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000059
,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
,
Figure 00000062
.
Для реализации условия симметричных составляющих прямой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000063
,
Figure 00000064
,
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000065
,
Figure 00000066
,
Figure 00000067
Figure 00000068
где a=ej120 - оператор поворота, a2=ej240 - оператор поворота в квадрате.
Для реализации условия симметричных составляющих обратной последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000069
Figure 00000070
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000071
Figure 00000072
Figure 00000073
Figure 00000074
Для реализации произвольного условия формируют суммы комплексных фазных напряжений, например, по выражениям:
Figure 00000075
Figure 00000076
суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000080
Для однофазного короткого замыкания предварительно определяют поврежденную фазу линии, для которой формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083
,
Figure 00000084
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000085
.
Значения комплексных сопротивлений проводов фаз линии и междуфазных комплексных сопротивлений (соответственно собственных и взаимных сопротивлений) определяются по общеизвестным выражениям (например, Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в энергетических системах. Изд-во Энергия, 1970 г., с 293, 294).
Значения емкостных проводимостей фаз на «землю» и взаимных емкостных проводимостей междуфаз определяются по общеизвестным выражениям (например, Висящев А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи. Иркутск, уч. пособие, изд-во ИрГТУ, 2001 г., с. 27-29).
При наличии осциллограмм токов и напряжений для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например фазы А по концам линии.
Отличия от прототипа доказывают новизну технического решения, охарактеризованного в формуле изобретения.
Новый подход позволяет повысить точность определения места короткого замыкания при использовании величин фазных токов и напряжений и величин полных фазных и междуфазных сопротивлений линии за счет использования величин фазных и междуфазных емкостных проводимостей линии и в то же время дает возможность практической реализации метода благодаря раскрытию довольно простых средств и методов, что подтверждает соответствие заявляемых технических решений условию патентоспособности «промышленная применимость».
Из уровня техники не известны отличительные существенные признаки заявляемого способа, охарактеризованного в формуле изобретения, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 представлена общая трехфазная схема замещения линии электропередачи с двухсторонним питанием;
на фиг. 2 представлена трехфазная схема замещения линии для короткого замыкания на землю;
на фиг. 3 представлена трехфазная схема замещения линии для междуфазного короткого замыкания (здесь АВ).
На фиг. 1 показана трехфазная схема замещения линии электропередачи с двухсторонним питанием, длиной L, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С ZAA, ZBB, ZCC, комплексные междуфазные сопротивления ZAB, ZBC, ZCA, ZBA, ZCB, ZAC (причем ZAB=ZBA, ZBC=ZCB, ZCA=ZAC), емкостные проводимости проводов фаз А, В и С на землю YAA, YBB, YCC, емкостные междуфазные проводимости YAB, YBC, YCA, YBA, YCB, YAC (причем YAB=YBA, YBC=YCB, YCA=YAC), соединяющей шины 3 и 4 двух систем 1 и 2 с эквивалентными параметрами (ЭДС и комплексные сопротивления соответственно
Figure 00000086
, ′- один конец линии, ′′ - второй конец линии).
На фиг. 2 на линии показано короткое замыкание 6 за переходным сопротивлением (RП) 7 на расстоянии nL от первого конца линии, участок 8 длиной nL от первого конца линии до места короткого замыкания, участок 9 длиной (1-n)L, от второго конца линии до места короткого замыкания. При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают фазные токи
Figure 00000087
в сопротивлениях участка 8, токи
Figure 00000088
в сопротивлениях участка 9, сумма которых дает полный ток короткого замыкания ( I ˙ K )
Figure 00000089
 в переходном сопротивлении 7, при этом на шинах 3 и 4 измеряют с двух концов линии несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000090
,
Figure 00000091
и напряжения
Figure 00000092
,
Figure 00000093
.
На фиг. 3 на линии показано междуфазное короткое замыкание 6 через переходное сопротивление (RП) 7 на расстоянии nL от первого конца линии.
Рассмотрим любое короткое замыкание на одноцепной линии с двухсторонним питанием. Параметры аварийного режима - токи
Figure 00000094
,
Figure 00000095
и напряжения
Figure 00000096
,
Figure 00000097
замерены с двух концов и поэтому влияние RП (7) и питающих систем (1, 2) можно исключить.
Разницу фазных напряжений на шинах питающих систем и фазных падений напряжений до точки короткого замыкания от первого и второго концов линии можно приравнять и записать следующим образом:
Figure 00000098
где
Figure 00000099
,
Figure 00000100
,
Figure 00000101
,
Figure 00000102
,
Figure 00000103
,
Figure 00000104
- фазные токи, измеренные с двух концов линии (А);
Figure 00000105
,
Figure 00000106
,
Figure 00000107
,
Figure 00000108
,
Figure 00000109
,
Figure 00000110
- фазные напряжения, измеренные на шинах питающих систем (В);
ZAA, ZBB, ZCC - комплексные сопротивления проводов фаз А, В и С (Ом);
ZAB, ZBC, ZCA, ZBA, ZCB, ZAC - комплексные междуфазные сопротивления (Ом);
YAA, YBB, YCC - емкостные проводимости проводов фаз А, В и С на землю (См);
YAB, YBC, YCA, YBA, YCB, YAC - емкостные междуфазные проводимости (См).
Для двух- и n-цепной линии электропередачи можно составить соответственно шесть или n*3 уравнений (при наличии измерений во всех фазах всех цепей по концам линии). При этом питающие системы по концам линии могут быть как связаны, так и не связаны, могут быть разного уровня напряжений.
Полученная система трех (шести или n*3) связанных уравнений может быть решена множеством путей.
Например, если сложить все три уравнения (для одноцепной линии), то получим уравнение для нулевой последовательности:
Figure 00000111
где:
Figure 00000112
,
Figure 00000113
,
Figure 00000114
,
Figure 00000115
,
Figure 00000116
,
Figure 00000117
,
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
,
Figure 00000121
,
Figure 00000122
,
Figure 00000123
,
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000124
Если умножить второе уравнение на оператор поворота а2=ej120, а третье уравнение на оператор поворота а2=ej240, то получим уравнение для прямой последовательности:
Figure 00000125
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000126
Если умножить второе уравнение на оператор поворота а2=ej240, а третье уравнение на оператор поворота а2=ej120, то получим уравнение для обратной последовательности:
Figure 00000127
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000128
Также можно сложить два уравнения и вычесть третье:
Figure 00000129
откуда относительное расстояние n′ определится по выражению:
Figure 00000130
Такой вариант целесообразно применять при двухфазных коротких замыканиях.
В общем случае относительные расстояния от концов линии до места повреждения определяют для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000131
,
Figure 00000132
,
где n′, n′′ - относительные значения расстояний соответственно от первого и второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000133
- сумма комплексных фазных напряжений с первого конца линии (В);
Figure 00000134
- сумма комплексных фазных напряжений со второго конца линии (В);
Figure 00000135
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии (В);
Figure 00000136
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии (В);
Figure 00000137
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии (В);
Figure 00000138
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии (В).
При этом следует учитывать, наличие множества комбинаций с тремя начальными уравнениями.
Для однофазного замыкания на землю любое из трех уравнений можно решить одиночно для поврежденной фазы, однако при этом нужно предварительно установить фазу линии, в которой произошло замыкание.
Например, при коротком замыкании в фазе А место короткого замыкания определяют по выражениям:
Figure 00000139
где:
Figure 00000140
,
Figure 00000141
,
Figure 00000142
,
Figure 00000143
Для реализации способа измеряют комплексные величины фазных токов
Figure 00000144
,
Figure 00000145
и напряжений
Figure 00000146
,
Figure 00000147
по концам линии, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии (например, с помощью средств GPS [Балабин М.А. и др. Тестовые испытания устройств синхронизированных измерений векторных величин энергосистем. Электричество, №4, 2011, с. 17]). При наличии осциллограмм токов и напряжений для определения угла между одноименными напряжениями по концам линии совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания и измеряют угол сдвига между синусоидами напряжений, например фазы А по концам линии. Далее, поворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для замыканий на землю с учетом множества возможных комбинаций векторных сумм фазных напряжений и векторных сумм фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000148
,
Figure 00000149
,
Предлагаемый способ позволяет определить место короткого замыкания на одной из цепей многоцепной линии электропередачи при условии наличия измерений токов и напряжений во всех фазах всех цепей по концам линии.
Проверка способа на реальных коротких замыканиях показала высокую точность определения места повреждения. Определение места повреждения, выполненное по предложенной методике, показало также полное отсутствие методической погрешности при наличии переходного сопротивления от 5 до 50 Ом и при изменениях нагрузочного режима в широких диапазонах. Погрешность отсутствует как при измерениях со стороны слабой, так и со стороны мощной питающих систем.
Таким образом, использованием алгоритма определения расстояния до места повреждения при двухстороннем замере на основании известного угла сдвига между напряжениями и токами по концам линии, известных фазных и междуфазных продольных и поперечных параметров линии достигается более точное определение расстояние до места короткого замыкания.

Claims (2)

1. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии, имеющей комплексные сопротивления проводов фаз ZAA, ZBB, ZCC, междуфазные комплексные сопротивления ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB, емкостные проводимости проводов фаз линии на землю YAA, YBB, YCC, емкостные междуфазные проводимости линии YAB, YAC, YBA, YBC, YCA, YCB, длину L, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии (' - первый конец линии, “ - второй конец линии) несинхронизированные по углам комплексные фазные токи
Figure 00000150
,
Figure 00000151
и напряжения
Figure 00000152
,
Figure 00000153
основной частоты в момент короткого замыкания, измеряют любыми известными средствами угол между одноименными напряжениями по концам линии, например, с помощью средств GPS, доворачивают векторы напряжений и токов на втором конце на измеренный угол, расчетным путем определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и расстояние до места короткого замыкания Ln=n*L, отличающийся тем, что формируют комплексные падения напряжений на элементах линии:
Figure 00000154

Figure 00000155

Figure 00000156

Figure 00000157

Figure 00000158

Figure 00000159

Figure 00000160

Figure 00000161

Figure 00000162

Figure 00000163

Figure 00000164

Figure 00000165

где
ZAA, ZBB, ZCC - комплексные сопротивления проводов фаз линии, Ом;
ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB - междуфазные комплексные сопротивления линии, Ом;
YAA, YBB, YCC - емкостные проводимости проводов фаз линии на землю, См;
YAB, YAC, YBA, YBC, YCA, YCB - емкостные междуфазные проводимости линии, См;
Figure 00000166
,
Figure 00000167
- комплексные фазные токи, измеренные с первого (') и второго (“) концов линии, А;
Figure 00000168
,
Figure 00000169
- комплексные фазные напряжения, измеренные на шинах с первого (') и второго (“) концов линии, В,
и определяют относительные расстояния от концов линии до места повреждения для любого вида короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000170
,
Figure 00000171
,
где n', n” - относительные значения расстояний соответственно от первого и от второго концов линии до места короткого замыкания;
Figure 00000172
- сумма комплексных фазных напряжений с первого конца линии, В;
Figure 00000173
- сумма комплексных фазных напряжений со второго конца линии, В;
Figure 00000174
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов первого конца линии, В;
Figure 00000175
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от токов второго конца линии, В;
Figure 00000176
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов первого конца линии, В;
Figure 00000177
- сумма комплексных фазных падений напряжений на всем сопротивлении линии от емкостных токов второго конца линии, В,
при этом для реализации условия симметричных составляющих нулевой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000178

Figure 00000179

суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000180

Figure 00000181

Figure 00000182

Figure 00000183

для реализации условия симметричных составляющих прямой последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000184

Figure 00000185

суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000186

Figure 00000187

Figure 00000188

Figure 00000189

для реализации условия симметричных составляющих обратной последовательности формируют суммы комплексных фазных напряжений по выражениям:
Figure 00000190

Figure 00000191

суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000192

Figure 00000193

Figure 00000194

Figure 00000195

для реализации произвольного условия формируют суммы комплексных фазных напряжений, например, по выражениям:
Figure 00000196

Figure 00000197

суммы комплексных фазных падений напряжений по выражениям:
Figure 00000198

Figure 00000199

Figure 00000200

Figure 00000201

где
a=ej120 - оператор поворота,
a2=ej240 - оператор поворота в квадрате.
2. Способ по п. 1 отличающийся тем, что для однофазного короткого замыкания предварительно определяют поврежденную, например, фазу А линии, для которой формируют комплексные падения напряжений по выражениям:
Figure 00000202
,
Figure 00000203
,
Figure 00000204
,
Figure 00000205
,
и определяют место короткого замыкания по выражениям:
Figure 00000206
,
Figure 00000207
,
где:
ZAA - комплексные сопротивления провода фазы А линии, Ом;
ZAB, ZAC, ZBA, ZBC, ZCA, ZCB - междуфазные комплексные сопротивления линии, Ом;
YAA - емкостные проводимости провода фазы А линии на землю, См;
YAB, YAC, YBA, YBC, YCA, YCB - емкостные междуфазные проводимости линии, См;
Figure 00000208
,
Figure 00000209
- комплексные фазные токи, измеренные с первого (') и второго (“) концов линии, А.
RU2015126374/28A 2015-07-01 2015-07-01 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии RU2605491C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126374/28A RU2605491C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126374/28A RU2605491C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605491C1 true RU2605491C1 (ru) 2016-12-20

Family

ID=58697302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126374/28A RU2605491C1 (ru) 2015-07-01 2015-07-01 Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605491C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107192922A (zh) * 2017-05-11 2017-09-22 西安交通大学 利用相电流突变量高频信号相位比较的谐振接地***单相接地故障区段定位方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466031B1 (en) * 2000-12-29 2002-10-15 Abb Power Automation Ltd. Systems and methods for locating faults on a transmission line with multiple tapped loads
WO2003044547A1 (en) * 2001-11-23 2003-05-30 Abb Ab Fault location using measurements from two ends of a line
RU2485531C2 (ru) * 2011-08-22 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2505827C1 (ru) * 2012-05-23 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
EP1971869B1 (en) * 2006-01-12 2014-04-23 ABB Technology Ltd Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
RU2526095C2 (ru) * 2009-10-09 2014-08-20 Александр Никандорович Висящев Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи (варианты)
RU2531769C2 (ru) * 2013-07-23 2014-10-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466031B1 (en) * 2000-12-29 2002-10-15 Abb Power Automation Ltd. Systems and methods for locating faults on a transmission line with multiple tapped loads
WO2003044547A1 (en) * 2001-11-23 2003-05-30 Abb Ab Fault location using measurements from two ends of a line
EP1971869B1 (en) * 2006-01-12 2014-04-23 ABB Technology Ltd Method and device for fault location in a two-terminal transmission or distribution power line
RU2526095C2 (ru) * 2009-10-09 2014-08-20 Александр Никандорович Висящев Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи (варианты)
RU2485531C2 (ru) * 2011-08-22 2013-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2505827C1 (ru) * 2012-05-23 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2531769C2 (ru) * 2013-07-23 2014-10-27 Степан Георгиевич Тигунцев Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107192922A (zh) * 2017-05-11 2017-09-22 西安交通大学 利用相电流突变量高频信号相位比较的谐振接地***单相接地故障区段定位方法
CN107192922B (zh) * 2017-05-11 2019-07-23 西安交通大学 基于相电流相位比较的谐振接地***接地故障定位方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531769C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии
RU2508556C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Shi et al. Identification of short transmission-line parameters from synchrophasor measurements
EP2829887B1 (en) Method and device for estimating angle of zero-sequence voltage in single-phase earth fault
RU2539830C2 (ru) Способ определения места повреждения на воздушных и кабельных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью
Kang et al. A fault location algorithm based on circuit analysis for untransposed parallel transmission lines
Dehghani et al. A new fault location technique on radial distribution systems using artificial neural network
RU2610852C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с выполнением расчетной синхронизации измерений с двух её концов
RU2605491C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
US11327105B2 (en) Fault location in multi-terminal tapped lines
RU2586453C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух её концов
RU2505827C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
RU2605558C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с грозозащитным тросом по замерам с двух концов линии с учетом различия продольных и поперечных фазных и междуфазных параметров линии
CN108982947A (zh) 带辅助测量功能的电气线路及电力参数测量方法
RU2615150C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами, заземленными на анкерных опорах, трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2609727C1 (ru) Способ определения удаленности места повреждения контактной сети (варианты)
CN104316842B (zh) 利用相间故障位置因子相位特性实现线路相间故障单端测距方法
RU2485531C2 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты)
Jiao et al. Accurate location of evolving faults on transmission lines using sparse wide area measurements
RU2544889C1 (ru) Способ экспериментального определения сопротивлений обмоток трансформаторов
RU2775149C1 (ru) Способ определения места повреждения линии электропередачи с использованием ее модели при двустороннем наблюдении
Zhang et al. A robust fault location algorithm for single line-to-ground fault in double-circuit transmission systems
RU2620193C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2623180C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на многоцепной с грозозащитными тросами трехфазной воздушной линии электропередачи с распределенными параметрами
RU2790790C1 (ru) Способ одностороннего определения места повреждения линии электропередачи с использованием её моделей