RU2748479C1 - Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof - Google Patents

Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2748479C1
RU2748479C1 RU2020105355A RU2020105355A RU2748479C1 RU 2748479 C1 RU2748479 C1 RU 2748479C1 RU 2020105355 A RU2020105355 A RU 2020105355A RU 2020105355 A RU2020105355 A RU 2020105355A RU 2748479 C1 RU2748479 C1 RU 2748479C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
branch
power transmission
transmission line
damage
Prior art date
Application number
RU2020105355A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Ильин
Александр Витальевич Булычев
Константин Игоревич Ермаков
Николай Самсонович Ефимов
Владимир Николаевич Козлов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер")
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 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер")
Priority to RU2020105355A priority Critical patent/RU2748479C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2748479C1 publication Critical patent/RU2748479C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the area of electrical engineering and power engineering and can be used to determine the point of damage to overhead power lines in 6 to 750 kV electric power networks. Substance: the point of damage is calculated considering the times of arrival of the electromagnetic wavefront to the branch units of the overhead power line determined according to the results of processing the current and voltage measurement data from the connection circuits of the branch equipment recorded with increased time resolution and global synchronisation within the period of time between the times of arrival of the electromagnetic wavefront to opposite ends of the overhead power line. The apparatus comprises additional subsets located on the branch units of the overhead power line connected via communication ports by a communication channel with the point of calculation of the point of damage to the overhead power line. The input of the unit for electrical value measurement in each subset at the branch unit is connected to measuring current and (or) voltage converters installed in the branch equipment circuits
EFFECT: technical result is possibility to determine the point of damage more accurately, as well as increased accuracy of determining the point of damage and expanded area of application.
11 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения линий электропередачи в электрических сетях 6-750 кВ.The invention relates to the field of electrical engineering and power engineering and can be used to determine the location of damage to power lines in electrical networks 6-750 kV.

Известно техническое решение для определения места повреждения линии электропередачи с использованием волнового метода и двухсторонних измерений [1], по которому измеряют токи и напряжения на концах линии электропередачи, сравнивают их с соответствующими пороговыми величинами и фиксируют моменты прихода фронта электромагнитной волны, возникающей в месте короткого замыкания и распространяющейся к концам линий, посредством остановки счетчика хронирующих импульсов, передаваемых по каналам связи и обеспечивающих синхронность хода счетчиков (привязку моментов отсчета) на обоих концах линии электропередачи. Место повреждения вычисляют путем суммирования половинной длины линии и половинного произведения разности времени прихода этих фронтов на концы линии на скорость распространения электромагнитных волн вдоль линии.Known technical solution for determining the location of damage to a power line using the wave method and two-way measurements [1], which measure currents and voltages at the ends of the power line, compare them with the corresponding threshold values and fix the moments of arrival of the front of the electromagnetic wave that occurs at the point of short circuit and propagating to the ends of the lines, by stopping the counter of timing pulses transmitted through the communication channels and ensuring the synchronization of the course of the counters (binding of the counting moments) at both ends of the power line. The location of the damage is calculated by summing the half length of the line and the half product of the difference in the time of arrival of these fronts at the ends of the line by the speed of propagation of electromagnetic waves along the line.

Недостатком его является низкая точность, обусловленная тем, что моменты прихода фронта электромагнитной волны к концам линии, соотносят с моментами фиксирования аварийного переходного тока или напряжения, амплитуда и фаза которых может существенно отличаться от реальных параметров электромагнитной волны.Its disadvantage is its low accuracy, due to the fact that the moments of arrival of the front of the electromagnetic wave to the ends of the line are correlated with the moments of fixing the emergency transient current or voltage, the amplitude and phase of which can differ significantly from the real parameters of the electromagnetic wave.

Известен способ [2], по которому на каждом конце линии электропередачи измеряют токи и напряжения, выделяют из измеренных токов и напряжений аварийный сигнал, вычисляют коэффициент эксцесса выделенного аварийного сигнала внутри скользящего временного окна, сравнивают вычисленный коэффициент эксцесса с величиной порога, фиксируют момент превышения порога с помощью спутниковой навигационной системы. Устройство, осуществляющее способ, предусматривает на каждом конце линии блок измерителя напряжения и токов линии электропередачи, блок выделения аварийного сигнала и вычисления коэффициента эксцесса, компаратор и таймер, счетный вход которого связан блоком, принимающим сигналы от спутниковой навигационной системы. Фиксируемые таймерами временные интервалы передаются на блок вычислителя места повреждения, который может быть вынесен на диспетчерский пункт, связанный каналами связи с каждым концом линии.There is a known method [2], according to which currents and voltages are measured at each end of the power line, an alarm is isolated from the measured currents and voltages, the kurtosis coefficient of the selected alarm is calculated within a sliding time window, the calculated kurtosis coefficient is compared with the threshold value, the moment when the threshold is exceeded is recorded using a satellite navigation system. The device implementing the method provides at each end of the line a unit for measuring voltage and currents of a power line, a unit for detecting an alarm and calculating the kurtosis coefficient, a comparator and a timer, the counting input of which is connected by a unit that receives signals from a satellite navigation system. The time intervals fixed by the timers are transmitted to the fault location calculator unit, which can be taken out to the control center, connected by communication channels to each end of the line.

В данном техническом решении начало переходного процесса определяется процессом выделения аварийного сигнала и вычисления коэффициента эксцесса в условиях скользящего временного окна, которым инициируется срабатывание компаратора и пуск таймера. Это дает возможность точнее фиксировать момент аварийного события, чем в предыдущем аналоге. Однако данное решение не исключает негативное влияние на форму исходного сигнала (амплитудные и фазовые искажения), рассогласующих факторов самого объекта измерения - протяженной линии электропередачи и измерительной оснастки в схеме первичного соединения В результате в условиях разовой процедуру выделения метки времени вероятность неточного определения места повреждения оказывается достаточно высокой.In this technical solution, the beginning of the transient process is determined by the process of isolating an alarm and calculating the kurtosis coefficient in a sliding time window, which triggers the comparator to operate and the timer to start. This makes it possible to more accurately record the moment of an emergency event than in the previous analogue. However, this solution does not exclude the negative influence on the shape of the initial signal (amplitude and phase distortions), mismatched factors of the measurement object itself - an extended power line and measuring equipment in the primary connection circuit.As a result, under the conditions of a one-time procedure for allocating a time stamp, the probability of inaccurate determination of the location of damage is sufficient high.

Наиболее близким по технической сущности решением является способ [3], в котором по факту срабатывания компаратора инициируют процедуру регистрации переходных токов и напряжений, измеренных на концах линии с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией, после чего данные передают на вычислительный пункт, где определяют моменты прихода фронта электромагнитной волны на соответствующие концы линии по результатам аналитической обработки зарегистрированных исходных данных, а затем вычисляют место повреждения. Способ осуществляется устройством из двух полукомплектов, размещенных на соответствующих концах линии электропередачи, каждый из которых содержит следующие функциональные блоки: блок измерителя электрических величин; блока сравнения с пороговыми величинами; блок приема сигнала глобального точного времени от спутниковой системы и блок регистрации измеренных с повышенным временным разрешением электрических величин, связанный через порт связи по каналу связи с пунктом вычисления места повреждения.The closest solution in technical essence is the method [3], in which, upon the operation of the comparator, the procedure for registering transient currents and voltages measured at the ends of the line with increased time resolution and global synchronization is initiated, after which the data is transmitted to the computing point, where the moments of arrival are determined the front of the electromagnetic wave to the corresponding ends of the line according to the results of analytical processing of the registered initial data, and then the location of the damage is calculated. The method is carried out by a device of two semi-sets located at the respective ends of the power transmission line, each of which contains the following functional blocks: a unit for measuring electrical quantities; block comparison with threshold values; a unit for receiving a global accurate time signal from a satellite system; and a unit for registering electrical values measured with an increased time resolution, connected via a communication port via a communication channel with a point for calculating a fault location.

Данное техническое решение обуславливает возможность ослабить влияния амплитудных и фазовых искажений на исходный сигнал, и несколько улучшить точность, по сравнению с аналогами. Но это положение справедливо лишь в отношении к линиям электропередачи с достаточно однородными распределенными параметрами на всем протяженном участке, которые характеризуются минимальными фазочастотными искажениями информационного сигнала, используемого для определения временных меток электромагнитной волны. На практике широко распространены линии электропередачи с теми или иными узлами ответвлениями, где по причине нарушения однородности линии электропередачи имеют место существенные искажения информационного сигнала. Это фактор обуславливает ограниченную область применения технического решения.This technical solution makes it possible to weaken the influence of amplitude and phase distortions on the original signal, and somewhat improve the accuracy, in comparison with analogs. But this position is true only in relation to power lines with fairly uniform distributed parameters over the entire extended section, which are characterized by minimal phase-frequency distortions of the information signal used to determine the time stamps of the electromagnetic wave. In practice, power transmission lines with various branch nodes are widespread, where, due to a violation of the homogeneity of the power transmission line, significant distortions of the information signal take place. This factor determines the limited scope of the technical solution.

Технический результат предложенного технического решения заключается в повышении точности определения места повреждения и расширении области применения.The technical result of the proposed technical solution consists in increasing the accuracy of determining the location of damage and expanding the scope.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения места повреждения линии электропередачи, заключающимся в том, что измеряют токи и напряжения на концах линии электропередачи, сравнивают их с соответствующими пороговыми величинами и вычисляют место повреждения по разности моментов времени прихода фронта электромагнитной волны к концам линии электропередачи, которые определяют по результатам обработки данных измерений, зарегистрированных с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией, вычисляют место повреждения с учетом моментов времени прихода фронта электромагнитной волны к узлам ответвления линии электропередачи, которые определяют по результатам обработки данных измерений токов и напряжений в цепях соединения ответвляющего оборудования, зарегистрированных с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией в период времени между моментами прихода фронта электромагнитной волны к противоположным концам линии электропередачи.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for determining the location of damage to the power transmission line, which consists in the fact that the currents and voltages at the ends of the power transmission line are measured, they are compared with the corresponding threshold values and the location of the damage is calculated by the difference in the times of arrival of the front of the electromagnetic wave to the ends of the line power transmission lines, which are determined from the results of processing the measurement data recorded with an increased time resolution and global synchronization, calculate the location of the fault taking into account the moments of time of arrival of the electromagnetic wave front to the branch nodes of the power transmission line, which are determined from the results of processing the measurement data of currents and voltages in the connection circuits of the branch equipment recorded with increased time resolution and global synchronization in the period of time between the moments of arrival of the front of the electromagnetic wave to the opposite ends of the power line.

Достижению технического результата способствует следующие варианты способа.The achievement of the technical result is facilitated by the following variants of the method.

На узлах ответвления линии электропередачи измеряют токи и (или) напряжения во вторичных цепях ответвляющего оборудования.At the nodes of the branch of the power transmission line, currents and (or) voltages in the secondary circuits of the branch equipment are measured.

На узлах ответвления линии электропередачи измеряют токи и (или) напряжения в цепях заземления ответвляющего оборудования.At the nodes of the branch of the power transmission line, currents and (or) voltages in the ground circuits of the branch equipment are measured.

На узлах ответвления линии электропередачи измеряют, по меньшей мере, ток и (или) напряжение в цепи заземления нейтрали соответствующей группы обмоток трансформатора ответвления.At the nodes of the branch of the power transmission line, at least the current and (or) the voltage in the grounding circuit of the neutral of the corresponding group of windings of the branch transformer is measured.

На узлах ответвления линии электропередачи измеряют, по меньшей мере, ток и (или) напряжение в цепи заземления токопроводящего корпуса трансформатора ответвления.At the nodes of the branch line of the power transmission line measure at least the current and (or) voltage in the grounding circuit of the conductive body of the branch transformer.

Способ осуществляется устройством, состоящим из двух полукомплектов, подключенных к соответствующим концам линии электропередачи, причем каждый полукомплект содержит блок измерителя электрических величин, вход которого подключен к измерительным преобразователям тока и напряжения на соответствующем конце линии электропередачи, блок сравнения с пороговыми величинами, вход которого подключен к выходу блока измерителя электрических величин, блок регистрации измеренных с повышенным временным разрешением электрических величин, у которого первый вход подключен к выходу блока измерителя электрических величин, второй вход подключен к выходу блока сравнения с пороговыми величинами, третий вход подключен к выходу блока приема сигнала глобального точного времени от спутниковой системы, а выход блока регистрации связан через порт связи по каналу связи с пунктом вычисления места повреждения линии электропередачи, и введенные дополнительно полукомплекты, размещенные на узлах ответвления линии электропередачи, которые связаны через порты связи по каналу связи с пунктом вычисления места повреждения линии электропередачи, причем в каждом полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока и (или) напряжения, установленным в цепях ответвляющего оборудования.The method is carried out by a device consisting of two semi-sets connected to the corresponding ends of the power transmission line, and each semi-set contains a unit for measuring electrical quantities, the input of which is connected to measuring current and voltage transducers at the corresponding end of the power transmission line, a comparison unit with threshold values, the input of which is connected to the output of the unit for measuring electrical quantities, the unit for recording electrical quantities measured with increased time resolution, in which the first input is connected to the output of the unit for measuring electrical quantities, the second input is connected to the output of the comparison unit with threshold values, the third input is connected to the output of the unit for receiving the signal of global accurate time from the satellite system, and the output of the registration unit is connected through the communication port via a communication channel with the point for calculating the location of the damage to the power transmission line, and the additionally introduced semi-sets located on the branch nodes of the power line transmissions, which are connected through the communication ports via a communication channel with the point for calculating the location of the damage to the power transmission line, and in each semi-set at the branch node, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to measuring current and (or) voltage transducers installed in the circuits of the branch equipment.

Достижению технического результата способствует следующие варианты устройства.The achievement of the technical result is facilitated by the following device options.

В полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока и (или) напряжения, установленным во вторичных цепях ответвляющего оборудования.In a semi-set at the branch node, the input of the electrical quantity meter unit is connected to the current and (or) voltage measuring transducers installed in the secondary circuits of the branch equipment.

В полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока или (и) напряжения, установленным в цепях заземления ответвляющего оборудования.In a semi-set at the branch node, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to measuring current and / or voltage transducers installed in the grounding circuits of the branch equipment.

В полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительному преобразователю тока или (и) напряжения, установленному, по меньшей мере, в цепи заземления нейтрали соответствующей группы обмоток трансформатора ответвления.In a semi-set at the branch unit, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to a current and / or voltage measuring transducer installed at least in the neutral grounding circuit of the corresponding group of windings of the branch transformer.

В полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительному преобразователю тока или (и) напряжения, установленному, по меньшей мере, в цепи заземления токопроводящего корпуса трансформатора ответвления.In a semi-set at the branch unit, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to a current and / or voltage measuring transducer installed at least in the grounding circuit of the conductive body of the branch transformer.

В полукомплекте на узле ответвления блок измерителя электрических величин выполнен с возможностью подключения к измерительным преобразователям тока и напряжения с расширенной полосой частот.In a semi-set at the branch unit, the unit for measuring electrical quantities is configured to connect to current and voltage measuring transducers with an extended frequency band.

Сравнительный анализ заявленного технического решения с известными аналогами и прототипом, показал, что предложенное техническое решение содержит новые элементы и новые связи, обеспечивающие повышение точности и более широкое применение.Comparative analysis of the claimed technical solution with the known analogs and prototype, showed that the proposed technical solution contains new elements and new connections that provide increased accuracy and wider application.

Предложенное техническое решение связано с возможностью увеличения объема информационных данных, призванных обеспечить улучшение в отношении анализа и идентификации параметров электромагнитной волны. Это положение реализуется с помощью дополнительных полукомплектов, размещенных на промежуточных узлах линии электропередачи, где наиболее высоки риски искажений по причине нарушения однородности фазочастотных характеристик линии электропередачи. При этом объект измерения, представленный протяженной линией электропередачи с неоднородными участками, оказывается условно разделенным на ряд объектов измерения, представленных короткими участками линии электропередачи с однородными фазочастотными характеристиками, где временные параметры электромагнитной волны могут быть определены достаточно точно. Если ответвляющее оборудования не предусматривает использование измерительных преобразователей в первичных цепях, то возможно их использование в цепях вторичного соединения. Электромагнитная волна распространяется от места повреждения одновременно по всем линиям электропередачи относительно земли, следовательно, для ее идентификации могут быть использованы измерения тока или напряжения и в цепях заземления. В этих случаях собственные распределенные параметры ответвляющего оборудования выполняют функцию избирательной цепи, связывающей линии электропередачи с землей через заземляющий проводник, на котором осуществляется измерение волнового сигнала с помощью широкополосных пробников тока и напряжения.The proposed technical solution is associated with the possibility of increasing the amount of information data designed to provide an improvement in the analysis and identification of the parameters of the electromagnetic wave. This provision is realized with the help of additional semi-sets located at the intermediate nodes of the power transmission line, where the risks of distortion are highest due to the violation of the uniformity of the phase-frequency characteristics of the power transmission line. In this case, the measurement object, represented by an extended power transmission line with inhomogeneous sections, turns out to be conditionally divided into a number of measurement objects, represented by short sections of the power transmission line with uniform phase-frequency characteristics, where the temporal parameters of the electromagnetic wave can be determined quite accurately. If the branch equipment does not provide for the use of measuring transducers in the primary circuits, then it is possible to use them in the secondary connection circuits. The electromagnetic wave propagates from the fault location simultaneously along all power lines with respect to the ground, therefore, current or voltage measurements in the ground circuits can be used to identify it. In these cases, the inherent distributed parameters of the branch equipment act as a selective circuit that connects the power line to ground through the ground conductor, on which the waveform is measured using wideband current and voltage probes.

Таким образом, заявленные способ и устройство обеспечивают возможность более точно определять место повреждения и могут иметь более широкое применение, чем прототип.Thus, the claimed method and device provide the ability to more accurately determine the location of damage and can be used more widely than the prototype.

Заявленные способ и устройство представляют собой новые и оригинальные решения, они существенно отличаются от известных аналогов и соответствуют критериям изобретательского уровня и новизны.The claimed method and device represent new and original solutions, they differ significantly from the known analogs and meet the criteria of inventive step and novelty.

На фигуре приведена структурная схема одного из варианта предложенного технического решения.The figure shows a block diagram of one of the variants of the proposed technical solution.

Схема содержит линию электропередачи 1 с местом повреждения 2 (3, 4). На первом 5 и втором 6 концах линии электропередачи 1 размещены полукомплекты 7 и 8, подключенные к измерительным преобразователям, соответственно к трансформаторам тока 9 и 10 и напряжения 11 и 12. Размещенные на узлах ответвлений 13 и 14 полукомплекты 15 и 16, подключены к цепям заземления 17 и 18 трансформаторов ответвлений 19 и 20 через измерительные преобразователи с расширенной полосой частот: трансформаторные пробники тока 21 и 22, установленные на заземляющих проводниках 17 и 18, и пробники напряжения 23 и 24, подключенные непосредственно к зажимам заземления трансформаторов ответвлений 19 и 20. Полукомплекты 7 и 8 на концах линии и полукомплекты 15 и 16 на узлах ответвлений связаны по каналу связи 25 с пунктом вычисления места повреждения 26 линии электропередачи 1, который может быть размещен как на первом, так и на втором конце линии электропередачи.The diagram contains a power line 1 with a fault location 2 (3, 4). At the first 5 and second 6 ends of the power transmission line 1, there are semi-sets 7 and 8 connected to measuring transformers, respectively, to current transformers 9 and 10 and voltage 11 and 12. Semi-sets 15 and 16, located on the nodes of branches 13 and 14, are connected to ground circuits 17 and 18 of tap-off transformers 19 and 20 through transformer-wide frequency converters: current transformer probes 21 and 22 mounted on grounding conductors 17 and 18, and voltage probes 23 and 24 connected directly to the ground terminals of tap-off transformers 19 and 20. Semi-sets 7 and 8 at the ends of the line and semi-sets 15 and 16 at the nodes of the branches are connected via a communication channel 25 with the point of calculating the location of the fault 26 of the power transmission line 1, which can be located both at the first and at the second end of the power transmission line.

Полу комплект 7 содержит следующие функциональные блоки: блок измерителя электрических величин 27, на вход которого поступают сигналы от соответствующих измерительных преобразователей тока и напряжения; блок сравнения с пороговыми величинами 28, вход которого подключен к выходу блока измерителя электрических величин 27; блок регистрации электрических величин 29, у которого первый вход подключен к выходу блока измерителя электрических величин 27, второй вход подключен к выходу блока сравнения с пороговыми величинами 28, третий вход подключен к выходу блока приема сигнала глобального точного времени от спутниковой системы 30, и порт связи 31, через который данные с выхода блока регистрации 29 передаются на пункт вычисления места повреждения 26. Полукомплекты 8, 15 и 16 содержат аналогичные функциональные блоки.Semi-kit 7 contains the following functional blocks: unit for measuring electrical quantities 27, to the input of which signals are received from the corresponding measuring transducers of current and voltage; a comparison unit with threshold values 28, the input of which is connected to the output of the unit for measuring electrical values 27; unit for recording electrical values 29, in which the first input is connected to the output of the unit for measuring electrical values 27, the second input is connected to the output of the comparison unit with threshold values 28, the third input is connected to the output of the unit for receiving the global accurate time signal from the satellite system 30, and the communication port 31, through which data from the output of the registration unit 29 is transmitted to the point of calculating the location of the damage 26. Semi-sets 8, 15 and 16 contain similar functional blocks.

В полукомплектах 7 и 8 на концах линии электропередачи используются блоки измерителя электрических величин, выполненные с возможностью приема сигналов от измерительных преобразователей, установленных в первичных цепях. В полукомплектах 15 и 16 на узлах ответвлений 13 и 14 линии электропередачи используются блоки измерителя электрических величин, выполненные с возможностью приема сигналов от широкополосных измерительных преобразователей, устанавливаемых во вторичных цепях ответвляющего оборудования, в частности, в цепях заземления трансформаторов ответвления.In semi-sets 7 and 8 at the ends of the power transmission line, blocks for measuring electrical quantities are used, made with the ability to receive signals from measuring transducers installed in the primary circuits. In semi-sets 15 and 16 at the nodes of the branches 13 and 14 of the power transmission line, blocks of measuring electrical quantities are used, made with the possibility of receiving signals from broadband measuring transducers installed in the secondary circuits of the branch equipment, in particular, in the grounding circuits of the branch transformers.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме измерительным блоком 27 полукомплекта 7 и аналогичным измерительным блоком полукомплекта 8 осуществляются измерения текущих токов и напряжений с помощью трансформаторов тока 9 и 10 и напряжения 11 и 12 в первичных цепях на концах 5 и 6 линии 1. Аналогичными измерительными блоками полукомплектов 15 и 16 осуществляются измерения текущих электрических величин в цепях заземления 17 и 18 ответвляющих трансформаторов 19 и 20, которые выполняются с помощью ВЧ пробников тока 21 и 22 напряжения 23 и 24. Измерения осуществляются с повышенным временным разрешением в условиях скользящего окна.The device works as follows. In normal mode, the measuring unit 27 of the semi-set 7 and a similar measuring unit of the semi-set 8 measure current currents and voltages using current transformers 9 and 10 and voltage 11 and 12 in the primary circuits at the ends 5 and 6 of line 1. Similar measuring blocks of semi-sets 15 and 16 measurements of the current electrical quantities in the ground circuits 17 and 18 of the branch transformers 19 and 20 are carried out using the RF current probes 21 and 22 of the voltage 23 and 24. The measurements are carried out with an increased temporal resolution under the conditions of a sliding window.

При повреждениях на линии возникает переходные процессы в первичных и вторичных цепях на концах и на узлах ответвлений линии, фиксируемые всеми полукомплектами по факту превышения измеряемых токов и напряжений соответствующих пороговых величин. Аварийное событие при коротком замыкании в точке 2 в первую очередь фиксируются полукомплектом 7 на конце линии 1, в котором блоком сравнения 28 производится пуск блока регистрации 29, осуществляющего запись информационного сигнала с выделением начального этапа развития переходного процесса, и ближайшим к месту повреждения полукомплектом 15 на узле ответвления 13, в котором регистрация информационного сигнала осуществляется с помощью аналогичных блоков. Полукомплектом 16 на узле ответвления 14 и полукомплектом 8 на другом конце линии 6 это событие фиксируется несколько позже, причем по причине неоднородности волновых параметров линии на участках от места повреждения ими записываются искаженные информационные сигналы. В том случае, когда замыкание происходит в точке 3, то меньшим искажениям подвергаются информационные сигналы, регистрируемые ближайшими к месту повреждения 3 полукомплектами 15 и 16. Когда замыкания происходит в точке 4 менее искаженными оказываются сигналы, записанные ближайшими к месту повреждения 4 полукомплектами 16 и 8.In case of damage on the line, transient processes occur in the primary and secondary circuits at the ends and at the nodes of the line branches, which are fixed by all semi-sets upon exceeding the measured currents and voltages of the corresponding threshold values. An emergency event in the event of a short circuit at point 2 is first of all recorded by semi-set 7 at the end of line 1, in which the comparison unit 28 starts up the registration unit 29, which records the information signal with the selection of the initial stage of development of the transient process, and the semi-set 15 closest to the place of damage on branch node 13, in which the registration of the information signal is carried out using similar blocks. Semi-set 16 at the branch node 14 and semi-set 8 at the other end of line 6, this event is recorded a little later, and due to the inhomogeneity of the wave parameters of the line in the sections from the place of damage, they record distorted information signals. In the case when the closure occurs at point 3, then the information signals recorded by the semi-sets 15 and 16 closest to the fault location 3 are subject to less distortion. When the short circuit occurs at point 4, the signals recorded by the semi-sets 16 and 8 closest to the fault location 4 are less distorted. ...

Синхронность записи информационных сигналов блоком 29 полукомплекта 7 и аналогичными блоками полукомплектов 8, 15 и 16 обеспечивается с помощью сигналов точного времени, поступающих с блока приема глобального точного времени спутниковой системы 30 в полукомплекте 7 и аналогичных блоков - в полукомплектах 8, 15 и 16.Synchronous recording of information signals by block 29 of semi-set 7 and similar blocks of semi-sets 8, 15 and 16 is ensured with the help of precise time signals coming from the unit for receiving global accurate time of the satellite system 30 in semi-set 7 and similar blocks in semi-sets 8, 15 and 16.

Определение меток времени производится посредством детальной обработки данных, поступивших в пункт вычисления 26 по каналу связи 25 от полукомплекта 7 через порт связи 31 и через аналогичные порты связи от полу комплектов 8, 15 и 16. По результатам анализа данных, поступивших от полукомплектов 7 и 8, определяются моменты времени прихода фронта электромагнитной волны к концам 5 и 6 линии электропередачи, которые используются для приближенной оценки места повреждения. По результатам анализа данных, поступивших от полукомплектов 15 и 16, определяются моменты времени прихода фронта электромагнитной волны на узлы ответвления 13 и 14, после чего пересчитывается расстояние до места повреждения с повышенной точностью.Determination of time stamps is carried out by detailed processing of the data received at the calculation point 26 via communication channel 25 from semi-set 7 through communication port 31 and through similar communication ports from the floor of sets 8, 15 and 16. According to the results of the analysis of data received from semi-sets 7 and 8 , the moments of time of arrival of the front of the electromagnetic wave to the ends 5 and 6 of the power line are determined, which are used for an approximate assessment of the place of damage. According to the results of the analysis of the data received from semi-sets 15 and 16, the times of arrival of the front of the electromagnetic wave at the branch nodes 13 and 14 are determined, after which the distance to the place of damage is recalculated with increased accuracy.

Таким образом, использование дополнительных введенных полукомплектов на промежуточных узлах линии электропередачи с средствами измерения электрических величин с расширенной полосой частот и регистрации с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией дает возможность повысить качественное и количественное информационное наполнение в собранных данных, использованных для определения места повреждения с повышенной точностью.Thus, the use of additional introduced semi-sets at intermediate nodes of the power transmission line with means for measuring electrical quantities with an extended frequency band and recording with increased time resolution and global synchronization makes it possible to increase the qualitative and quantitative information content in the collected data used to determine the location of damage with increased accuracy. ...

Источники информацииInformation sources

1. Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. - М.: Энергоатомиздат, 1982, стр. 18-19.1. Shalyt G.M. Determination of places of damage in electrical networks. - M .: Energoatomizdat, 1982, pp. 18-19.

2. Патент РФ №2475768 МПК G01R 31/08, опубл. 20.02.2013, бюл. №5.2. RF patent No. 2475768 IPC G01R 31/08, publ. 02/20/2013, bul. No. 5.

3. Патент РФ №2700294 МПК G01R 31/08, опубл. 16.09.2019, бюл. №26 (прототип).3. RF patent No. 2700294 IPC G01R 31/08, publ. 09/16/2019, bul. No. 26 (prototype).

Claims (11)

1. Способ определения места повреждения линии электропередачи, заключающийся в том, что измеряют токи и напряжения на концах линии электропередачи, сравнивают их с соответствующими пороговыми величинами и вычисляют место повреждения по разности моментов времени прихода фронта электромагнитной волны к концам линии электропередачи, которые определяют по результатам обработки данных измерений, зарегистрированных с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией, отличающийся тем, что вычисляют место повреждения с учетом моментов времени прихода фронта электромагнитной волны к узлам ответвления линии электропередачи, которые определяют по результатам обработки данных измерений токов и напряжений в цепях соединения ответвляющего оборудования, зарегистрированных с повышенным временным разрешением и глобальной синхронизацией в период времени между моментами прихода фронта электромагнитной волны к противоположным концам линии электропередачи.1. A method for determining the location of damage to a power transmission line, which consists in measuring currents and voltages at the ends of the power transmission line, comparing them with the corresponding threshold values and calculating the location of damage by the difference in time moments of arrival of the front of the electromagnetic wave to the ends of the power transmission line, which are determined by the results processing measurement data recorded with an increased time resolution and global synchronization, characterized in that the location of the fault is calculated taking into account the moments of time of arrival of the front of the electromagnetic wave to the nodes of the branch line of the power transmission line, which are determined from the results of processing the measurement data of currents and voltages in the connection circuits of the branch equipment, recorded with increased time resolution and global synchronization in the time period between the moments of arrival of the front of the electromagnetic wave to the opposite ends of the power line. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на узлах ответвления линии электропередачи измеряют токи и (или) напряжения во вторичных цепях ответвляющего оборудования.2. The method according to claim 1, characterized in that currents and (or) voltages in the secondary circuits of the branch equipment are measured at the branches of the power transmission line. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на узлах ответвления линии электропередачи измеряют токи и (или) напряжения в цепях заземления ответвляющего оборудования.3. The method according to claim 1, characterized in that currents and (or) voltages in the ground circuits of the branch equipment are measured at the branch nodes of the power transmission line. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на узлах ответвления линии электропередачи измеряют, по меньшей мере, ток и (или) напряжение в цепи заземления нейтрали соответствующей группы обмоток трансформатора ответвления.4. The method according to claim 1, characterized in that at least the current and (or) voltage in the neutral grounding circuit of the corresponding group of windings of the branch transformer is measured at the branch nodes of the power transmission line. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на узлах ответвления линии электропередачи измеряют, по меньшей мере, ток и (или) напряжение в цепи заземления токопроводящего корпуса трансформатора ответвления.5. The method according to claim 1, characterized in that at least the current and (or) voltage in the grounding circuit of the conductive body of the branch transformer is measured at the branches of the power transmission line. 6. Устройство для определения места повреждения линии электропередачи, состоящее из двух полукомплектов, подключенных к соответствующим концам линии электропередачи, причем каждый полукомплект содержит блок измерителя электрических величин, вход которого подключен к измерительным преобразователям тока и напряжения на соответствующем конце линии электропередачи, блок сравнения с пороговыми величинами, вход которого подключен к выходу блока измерителя электрических величин, блок регистрации измеренных с повышенным временным разрешением электрических величин, у которого первый вход подключен к выходу блока измерителя электрических величин, второй вход подключен к выходу блока сравнения с пороговыми величинами, третий вход подключен к выходу блока приема сигнала глобального точного времени от спутниковой системы, а выход блока регистрации связан через порт связи по каналу связи с пунктом вычисления места повреждения линии электропередачи, отличающееся тем, что в устройство введены дополнительно полукомплекты, размещенные на узлах ответвления линии электропередачи, которые связаны через порты связи по каналу связи с пунктом вычисления места повреждения линии электропередачи, причем в каждом полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока и (или) напряжения, установленным в цепях ответвляющего оборудования.6. A device for determining the location of damage to a power transmission line, consisting of two semi-sets connected to the corresponding ends of the power transmission line, and each semi-set contains a unit for measuring electrical quantities, the input of which is connected to measuring current and voltage converters at the corresponding end of the power transmission line, a comparison unit with threshold values, the input of which is connected to the output of the unit for measuring electrical quantities, the unit for recording electrical quantities measured with increased time resolution, in which the first input is connected to the output of the unit for measuring electrical quantities, the second input is connected to the output of the comparison unit with threshold values, the third input is connected to the output the unit for receiving the global accurate time signal from the satellite system, and the output of the registration unit is connected through the communication port via the communication channel with the point for calculating the location of the damage to the power transmission line, characterized in that the device is supplemented with separately, semi-sets located on the branch nodes of the power transmission line, which are connected through the communication ports via the communication channel with the point for calculating the location of the damage to the power transmission line, and in each semi-set at the branch node the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to measuring current and (or) voltage transducers installed in the circuits of branch equipment. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока и (или) напряжения, установленным во вторичных цепях ответвляющего оборудования.7. The device according to claim 6, characterized in that, in a semi-set at the branch unit, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to current and (or) voltage measuring transducers installed in the secondary circuits of the branch equipment. 8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительным преобразователям тока и (или) напряжения, установленным в цепях заземления ответвляющего оборудования.8. The device according to claim 6, characterized in that, in a semi-set at the branch unit, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to current and (or) voltage measuring transducers installed in the grounding circuits of the branch equipment. 9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительному преобразователю тока или (и) напряжения, установленному, по меньшей мере, в цепи заземления нейтрали соответствующей группы обмоток трансформатора ответвления.9. The device according to claim 6, characterized in that, in the semi-set at the tap-off unit, the input of the electrical quantity meter unit is connected to a current and / or voltage measuring transducer installed at least in the neutral grounding circuit of the corresponding group of tap-off transformer windings. 10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в полукомплекте на узле ответвления вход блока измерителя электрических величин подключен к измерительному преобразователю тока или (и) напряжения, установленному, по меньшей мере, в цепи заземления токопроводящего корпуса трансформатора ответвления.10. The device according to claim 6, characterized in that, in a semi-set at the branch unit, the input of the unit for measuring electrical quantities is connected to a current and / or voltage measuring transducer installed at least in the grounding circuit of the conductive body of the branch transformer. 11. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в полукомплекте на узле ответвления блок измерителя электрических величин выполнен с возможностью подключения к измерительным преобразователям тока и напряжения с расширенной полосой частот.11. The device according to claim 6, characterized in that, in a semi-set at the branch unit, the unit for measuring electrical quantities is configured to connect to current and voltage measuring transducers with an extended frequency band.
RU2020105355A 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof RU2748479C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105355A RU2748479C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105355A RU2748479C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2748479C1 true RU2748479C1 (en) 2021-05-26

Family

ID=76033957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105355A RU2748479C1 (en) 2020-02-04 2020-02-04 Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2748479C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774050C1 (en) * 2021-08-20 2022-06-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for two-way wave determination of the power line damage site

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2372624C1 (en) * 2008-03-12 2009-11-10 Рустэм Газизович Хузяшев Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation
CN105676075B (en) * 2016-03-25 2018-07-24 国家电网公司 A kind of power distribution network traveling wave fault positioning method based on multiterminal data
US20190187202A1 (en) * 2013-09-16 2019-06-20 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Traveling wave fault location with dispersion compensation in electric power delivery systems
CN110231542A (en) * 2019-06-21 2019-09-13 海南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of configuration method and system of transmission line of electricity distributed fault monitoring terminal
RU2700294C1 (en) * 2018-12-19 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") Method of determining point of damage of power transmission line and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2372624C1 (en) * 2008-03-12 2009-11-10 Рустэм Газизович Хузяшев Method for detection of single-phase earth fault location in ramified overhead power transmission line, method for detection of phase-to-phase short circuit in ramified overhead power transmission line and device for current and voltage monitoring for their realisation
US20190187202A1 (en) * 2013-09-16 2019-06-20 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Traveling wave fault location with dispersion compensation in electric power delivery systems
CN105676075B (en) * 2016-03-25 2018-07-24 国家电网公司 A kind of power distribution network traveling wave fault positioning method based on multiterminal data
RU2700294C1 (en) * 2018-12-19 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "НПП Бреслер" (ООО "НПП Бреслер") Method of determining point of damage of power transmission line and device for its implementation
CN110231542A (en) * 2019-06-21 2019-09-13 海南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of configuration method and system of transmission line of electricity distributed fault monitoring terminal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774050C1 (en) * 2021-08-20 2022-06-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭКРА" Method for two-way wave determination of the power line damage site
RU2807951C1 (en) * 2023-07-26 2023-11-21 Анастасия Геннадьевна Семенова Method for determining the short circuit location on tpl with a branch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10228409B2 (en) Fault location using traveling waves
CN106443353B (en) Traveling wave-based GIL discharge fault positioning method and device
US8269503B2 (en) Electrical network fault location by distributed voltage measurements
US3991364A (en) Autocorrelation method for detecting insulation defects in cable
US5682100A (en) System and method for locating faults in electric power cables
US10564246B2 (en) Testing system for traveling wave fault detectors
CN104808106A (en) Electrical equipment local discharge positioning method and system
EP3710842B1 (en) Traveling wave based fault location using unsynchronized measurements for transmission lines
CN111934760B (en) Signal processing transmission delay characteristic detection device and method and terminal equipment
CN109564256B (en) Travelling wave based method for locating a fault in a transmission line and device for the method
Zou et al. An efficient cross-terms suppression method in time–frequency domain reflectometry for cable defect localization
RU2748479C1 (en) Method of determining point of damage to overhead power line and apparatus for implementation thereof
Christopoulos et al. Signal processing and discriminating techniques incorporated in a protective scheme based on travelling waves
Yan et al. On-line partial discharge localization of 10-kV covered conductor lines
EP4310522A1 (en) A method and a fault locator system for determining a location of a fault in a transmission line
RU2700294C1 (en) Method of determining point of damage of power transmission line and device for its implementation
RU2763876C2 (en) Device for determining location of damage to power line
RU2511640C2 (en) Method of determining point of damage on electric power lines with tree structure
RU225431U1 (en) Device for determining the location of a power line fault
Grundhöfer et al. Characterization of a transmitter in a medium frequency maritime terrestrial navigation system
RU2724352C1 (en) Device for power transmission line damage point determination
Dzienis et al. Experiences with Double-and Single-Ended Fault Location in Compensated Network Applaying Travelling Wave Technology
JPS58174863A (en) Fault locating system
Lopes et al. A deeper look at sources of errors that affect the classical double-ended traveling wave-based fault location method
de Freitas A brief history of fault location in transmission lines