SU1550441A1 - Method of determining short-circuit and distance to its location in electric network with 6-10 kw - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в электрических сет х 6 - 10 кВ дл  определени  в бестоковую паузу автоматического повторного включени  линии (АПВ), наличи  короткого замыкани  (КЗ) между двум  проводами и рассто ни  до места короткого замыкани . Цель - расширение функциональных возможностей и повышение точности определени  рассто ни  до места КЗ между проводами линии. В паузе АПВ на сеть накладывают контрольное напр жение повышенной частоты и с помощью Г-образного индуктивно-емкостного преобразовател  в проводах линии задают ток, отстающий от контрольного напр жени  на угол, равный ϕ/2. Измер ют напр жение между проводами линии, по уровню этого напр жени  определ ют наличие или отсутствие КЗ на линии и выбирают поврежденные провода. Измерив угол между контрольным напр жением и напр жением на проводах, определ ют рассто ние до места КЗ по формуле, приведенной в описании изобретени . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention can be used in electrical networks of 6 - 10 kV for determining, in a current-free pause, an automatic reclosing of the line (AR), the presence of a short circuit (CC) between two wires and the distance to the short circuit site. The goal is to expand the functionality and improve the accuracy of determining the distance to the short circuit between the wires of the line. During the pause of the reclosure, the control voltage is applied to the network at an increased frequency and, using an L-shaped inductive-capacitive converter in the line wires, they set a current lagging the control voltage by an angle equal to ϕ / 2. The voltage between the wires of the line is measured, the presence or absence of short circuits on the line is determined by the level of this voltage, and the damaged wires are selected. By measuring the angle between the test voltage and the voltage on the wires, determine the distance to the short circuit according to the formula given in the description of the invention. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электрических сет х дл  определени  наличи  короткого замыкани  (КЗ) в бестоковую паузу автоматического повторного включени  линии (АПВ) и рассто ни  до места КЗ. Целью изобретени   вл етс  расширение Лункпиональных возможностей и повышение точности определени  рассто ни  до места двухфазного КЗ, путем создани  на линии в бестоковой паузе АПВ стабилизированного тока повышенной частоты, измерени  напр жени  между проводами линии и угла между измеренным и накладываемым на сеть контрольным напр жени ми.The invention relates to electrical engineering and can be used in electrical networks to determine the presence of a short circuit (short circuit) in the dead time of an automatic restart of the line (AR) and the distance to the short circuit. The aim of the invention is to expand the Lunar potential and improve the accuracy of determining the distance to a two-phase short circuit by creating a stabilized current of increased frequency on the line in the dead time reclose, measuring the voltage between the line wires and the angle between the measured and superimposed control voltages.

На фиг.1 представлена схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг.2 - векторна  .диаграмма, по сн юща  сущность способа .Figure 1 shows a diagram of an apparatus for carrying out the proposed method; Figure 2 shows a vector diagram explaining the essence of the method.

Сущность способа заключаетс  в том, что бестоковую паузу АПВ на сеть накладывают контрольное напр жение повышенной частоты и с помощью Г-обСП СПThe essence of the method lies in the fact that the dead pause of the auto-recloser is applied to the network by a control voltage of increased frequency and with the help of the G-PSB SP

4ь Јь4b

разного индуктивно-емкостного преобразовател  в проводах линии задают ток, отстающий от контрольного напр жени  на угол, равный /2, измер ют напр жение между проводами линии и по уровню этого напр жени  определ ют наличие КЗ на линии и выбирают поврежденные провода. Измерив угол между контрольным напр жением и на- пр жением на проводах, величину напр жени  между поврежденными проводами , рассчитывают рассто ние до места КЗ.A different inductive-capacitive converter in the wires of the line sets the current lagging behind the control voltage by an angle of / 2, measures the voltage between the wires of the line and determines the presence of short circuits on the line and selects the damaged wires. By measuring the angle between the test voltage and the voltage on the wires, the magnitude of the voltage between the damaged wires, calculate the distance to the short circuit.

Устройство дл  осуществлени  спо- соба содержит генератор 1 повышенной частоты, реле 2 максимального напр жени  с замыкающим контактом 2.1 , и размыкающими контактами 2.2; 2.3, то- коограничивающий резистор 3, катушку 4 индуктивности (L) сопротивлением X C)3L, конденсатор 5, емкость которого С, а сопротивление Хс 1/OJC, причем X Хс - сопротивлени  Г-об- разного индуктивно-емкостного преоб- разовател  6 (ИЕП), активные сопротивлени  7 линии, индуктивные сопротивлени  8 линии, переходное сопротивление 9 линии в месте КЗ, замыкающие блок-контакты 10.1-10.4 выключа- тел  линии, реле 1 1 с- контактами 11.1-11.2, реле 12 максимального напр жени  с контактами 12.1, клеммы 13 и 14, реле 15 с контактами 15.1- 15.4, реле 16 с контактами 16.1-16.4 реле 17 максимального напр жени  с контактом 17.1, вольтметр 18, фазометр 19, клеммы Фаз А, В, С линии.A device for implementing the method comprises an over frequency generator 1, a maximum-voltage relay 2 with a closing contact 2.1, and an opening contact 2.2; 2.3, the current-limiting resistor 3, the coil 4 of inductance (L) with resistance XC) 3L, the capacitor 5, the capacitance of which is C, and the resistance XC 1 / OJC, and X XC - the resistance of the T-shaped inductive-capacitive converter 6 (IEP), active resistances of 7 lines, inductive resistances of 8 lines, transitional resistance of 9 lines in the place of short circuit, closing block contacts 10.1-10.4 of the circuit breakers of the line, relay 1 1 with - contacts 11.1-11.2, relay 12 maximum voltage contacts 12.1, terminals 13 and 14, relay 15 with contacts 15.1-15.4, relay 16 with contacts 16.1-16.4 relay 17 max. Nogo voltage to the contact 17.1, the voltmeter 18, phase meter 19, the phase terminals A, B, C lines.

При этом первый выход генератора 1 повышенной частоты подключен к пер вому входу фазометра 19 и через замыкающий контакт 11.2 к первому входу катушки 4 индуктивности индуктивно- емкостного преобразовател  6. Второй выход генератора 1 повышенной часто- ты подключен через токоограничиваю- щий резистор 3 к клемме 14 и конденсатору 5 индуктивно-емкостного преобразовател  6, размыкающий контакт 2.In this case, the first output of generator 1 of increased frequency is connected to the first input of phase meter 19 and through the closing contact 11.2 to the first input of coil 4 of inductive-capacitive converter 6. The second output of generator 1 of high frequency is connected via terminal 14 to the terminal 14 and the capacitor 5 of the inductive-capacitive converter 6, the opening contact 2.

реле 2 максимального напр жени  шунmaximum shun voltage relay 2

тирует токоограничивающий резистор 3, обща  точка объединени  катушки 4 индуктивности и конденсатора 5 индуктивно-емкостного преобразовател  6 подключена к клемме 13, реле 2 максимального напр жени , вольметр 18( включены между клеммами 13 и 14, второй вход фазометра 18 подключен к клемме 13, а его третий и четвертыйtites the current limiting resistor 3, the common point of combining the inductor 4 and the capacitor 5 of the inductive-capacitive converter 6 is connected to terminal 13, the maximum voltage relay 2, volmeter 18 (connected between terminals 13 and 14, the second input of the phase meter 18 is connected to terminal 13, and his third and fourth

5 five

о 5 about 5

00

входы к клемме 14, клемма 13 через размыкающий контакт 15,3 подключена к клемме Фазы А, котора  блок-контактом 10.1 подключаетс  к проводу Лазы А через замыкающий контакт 15.3 и размыкающий контакт 16.3 клемма 13 подключаетс  к клемме Фазы С, котора , в свою очередь, блок-контактомinputs to terminal 14, terminal 13 through a break contact 15.3 is connected to the Phase A terminal, which is connected by an auxiliary contact 10.1 to the Lazy A wire via a closing contact 15.3 and disconnecting the 16.3 terminal 13 is connected to the Phase C terminal, which in turn , block contact

10.2подключаетс  к проводу Фазы С, клемма 14 подключена как через размыкающий контакт 15.4, так и через замыкающий контакт 15.4 и размыкающий контакт 16.4 подключена к клемме Фазы В, а через замыкающий контакт 15.4 и замыкающий контакт 16.4 к клемме фазы С, клемма Фазы В блок-контактом10.2 is connected to the Phase C wire, terminal 14 is connected both through the opening contact 15.4 and through the closing contact 15.4 and the opening contact 16.4 connected to the Phase B terminal, and through the closing contact 15.4 and the closing contact 16.4 to the phase C terminal, Phase B terminal block -contact

10.3подключаетс  к проводу Лазы В, обмотка реле 17 включаетс  между клеммами фазы А и С, а обмотка реле 12 включаетс  между клеммами Фазы С и В, обмотка реле 11 коммутируетс  включенными параллельно замыкающими контактами 10.4 и 11.1, обмотка реле 15 коммутируетс  параллельно включенными замыкающими контактами 2.1 и 15.1, обмотка реле 16 через замыкающий контакт 15.2 коммутируетс  параллельно включенными контактами 12.110.3 is connected to the Lazy B wire, the relay coil 17 is connected between the phase A and C terminals, and the relay coil 12 is connected between the Phase C and B terminals, the relay coil 11 is switched by the parallel-wiring contacts 10.4 and 11.1, the winding of the relay 15 is switched by the parallel-connected wiring contacts 2.1 and 15.1, the winding of the relay 16 through the closing contact 15.2 is switched in parallel by the contacts 12.1

и 16.1, цепь АПВ включаетс  последовательно соединенными контактами 16.2; 2.3 и 17.1.and 16.1, the automatic reclosing circuit is connected by series-connected contacts 16.2; 2.3 and 17.1.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При КЗ между проводами, например между Фазами А и С через сопротивление 9, отключаетс  головной выключатель линии (не показано) и замыкаютс  его замыкаюшие блок-контакты (фиг.1а) 10.1-10.4. Запитываетс  катушка реле 11 (Фиг.1 б), и, срабатыва , контактом 11,2 замыкает цепь питани  ИЕП 6. Сигнал повышенной частоты от клемм 13 и 14 через размыкающие KOHTakTbi реле 15 и 16 подаетс  в Фазы А и В (по цеп м 15.3-15.4, В). Кс- ли между фазами А и В КЗ нет, то срабатывает реле 2 максимального напр жени , так как напр жение на его катушке больше порогового и своими контактами 2.1 замыкает цепь питани  катушки реле 15. Срабатыва , реле 15 через замыкающие контакты 15.3 и 15.4 подает сигнал повышенной частоты на фазы С и В. При этом замыкаетс  контакт 15,2, подготавлива  цепь дл  питани  катушки реле 16. Если между Фазами С и В КЗ отсутствует, то реле 12 максимального напр жени  срабаты 1In case of a short circuit between wires, for example, between Phases A and C, through a resistance 9, the main circuit breaker (not shown) is disconnected and its closure contacts (Fig. 1a) 10.1-10.4 are closed. The coil of the relay 11 is energized (Fig. 1b), and, triggered, by the contact 11.2 closes the power supply circuit of the IEP 6. The increased frequency signal from the terminals 13 and 14 through the KOHTakTbi disconnecting relays 15 and 16 is fed to Phases A and B 15.3-15.4, B). The switch between the phases A and B does not exist, then the relay 2 trips the maximum voltage, since the voltage on its coil is greater than the threshold voltage and by its contacts 2.1 it closes the power supply circuit of the relay coil 15. When activated, the relay 15 supplies the contacts 15.3 and 15.4 a signal of increased frequency to phase C and B. This closes contact 15.2, preparing a circuit for supplying the coil of relay 16. If there is no relay between Phases C and B of a short-circuit, then relay 12 is the maximum voltage of the triggering

вает, так как на его катушке ние выше порогового и замыкает цепь питани  реле 16 контактами 12.1. Сра батыва , реле 16 через замыкающие контакты 16.3 и 16.4 подает сигнал повышенной частоты на сЬазы А и С. Ее ли на каком-либо рассто нии от шин подстанпии КЗ между Лазами А и С име етс , то реле 17 максимального напр  жени  не срабатывает, так как напр жение на его катушке меньше порогового и его замыкающий контакт 17.1, наход щийс  в цепи катушки включени  выключател , разомкнут (в этой же не пи контакт 16.2 замкнут, контакт 2.3 разомкнетс , так как напр жение на катушке реле 2 будет также ниже порогового ) .Этим осуществл етс  запрет АПВ. При КЗ в линии шунтируетс  резистор 3 контактами 2.2 и производитс  измерение напр жени  UK вольтметром 18 иThis is because the coil is above the threshold and closes the power circuit of the relay 16 by contacts 12.1. By accident, the relay 16 through the closing contacts 16.3 and 16.4 supplies an increased frequency signal to the terminals A and C. If it is at any distance from the substation bus bars between Lazy A and C, then the maximum voltage relay 17 does not work, since the voltage on its coil is less than the threshold and its closing contact 17.1, which is in the circuit of the switch-on coil, is open (in the same non-pi contact 16.2 is closed, contact 2.3 is opened, because the voltage on the coil of the relay 2 will also be lower than the threshold ). This is the prohibition of reclosure. When a short-circuit in the line is shunted, the resistor is 3 contacts 2.2 and the voltage is measured by a UK voltmeter 18 and

416416

угла ср Лазометром 19. Рассто ние от места КЗ определ етс  по выражению UKLangle cp Lazometer 19. The distance from the location of the short circuit is determined by the expression UKL

2UL0 С°82UL0 С ° 8

Если КЗ в линии отсутствует между всеми фазами, т.е. было КЗ проход щего (самоустранилось) типа, то через замыкающие контакты (Лиг.1 в) 16.2; 2.3; 17.1 пройдет сигнал на АПВ линии .If the short circuit in the line is missing between all phases, i.e. if the short-circuit of the passing (withdrawn) type, then through the closing contacts (Lig.1 c) 16.2; 2.3; 17.1 will pass the signal on the auto-reclosing line.

Дл  устранени  вли ни  междуАаз- ной емкости емкость конденсатора ИЕЛ- 6 берут на пор док больше междуЛаз- ной емкости сети.To eliminate the effect of inter-capacitance capacitance, the IEL-6 capacitor is on the order of greater than the inter-capacitance of the network.

Согласно Лиг.1 имеем дл  тока I, протекающего через активные 7 и индуктивные 8 сопротивлени  линии до места КЗ, а также через переходное активное сопротивление 9 (Rn) B месте КЗAccording to Lig.1, we have for current I flowing through active 7 and inductive 8 line resistances to the point of short circuit, as well as through the transitional resistance 9 (Rn) B to the point of short circuit

-JXCJX +-JXCJX +

Так как X X,Since X X,

UU

Т - ПT - P

1 - -jx 1 - -jx

т.е. ток I не зависит от изменени  . параметров линии и других сопротивлений подключенных к выходу ИЕП. Следует иметь в виду, что при КЗ между проводами, о котором можно судить по напр жению, измер емому вольтметром 18, резистор 3 шунтируетс  размыкающим контактом 2.2 реле 2 максимального напр жени .those. the current I does not depend on the change. line parameters and other resistances connected to the IEP output. It should be borne in mind that with a short-circuit between the wires, which can be judged by the voltage measured by a voltmeter 18, the resistor 3 is shunted by the disconnecting contact 2.2 of the maximum voltage relay 2.

Предположим, что клеммы ИЕП 13 и 14 замкнуты на Лазу А и С соответственно . Тогда рассто ние от тин подстанции до места КЗ в соответствии с фиг.1а и Лиг.2 можно определить по формулеSuppose that IEP terminals 13 and 14 are closed at Laza A and C, respectively. Then the distance from the substation to the fault location in accordance with fig. 1a and Lig.2 can be determined by the formula

1 one

UkUk

I- 20) L,I- 20) L,

sinoi,sinoi

де Ид Щс - напр жение между проводами , имеющими КЗ,de Id Shch - voltage between wires with short circuit,

в;at;

оЈ - угол между напр жениемОЈ - the angle between the voltage

ик и током I;IR and current I;

СЗ в 2ff - кругова  частота контрольного напр жени Sz in 2ff - circular frequency of control voltage

и, в;L - индуктивность 1 км линии , Гн. and, in; L - inductance of 1 km line, Gn.

U(-jXc) (Rn + 2WL0U (-jXc) (Rn + 2WL0

1 + 2R01) (JX-JXC)1 + 2R01) (JX-JXC)

0),0)

Выразив в уравнении (3) ток I из 30 уравнени  (2) , а угол «6 через угол Cf, (cf - угол между вектором контрольного напр жени  U и вектором напр жени  UK) рассто ние до места КЗ определитс  как 351 1 созЦ,при oi 90 -Ср . (4) и / ь„By expressing in equation (3) the current I of 30 of equation (2) and the angle "6 through the angle Cf, (cf is the angle between the control voltage vector U and the stress vector UK), the distance to the short circuit location is defined as 351 1 soC, at oi 90-cf. (4) and / s „

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula 4040 1 . Способ определени  наличи  короткого замыкани  и рассто ни  до его места в электрической сети напр жением 6-10 кВ, состо щий в том, что посд5 ле ее отключени  и сн ти  рабочего напр жени  подают контрольное напр жение повышенной частоты, измер ют электрические параметры, о т л и г- чающийс  тем, что, с цельюone . The method of determining the presence of a short circuit and the distance to its place in the electrical network with a voltage of 6-10 kV, consisting in that after it is turned off and the operating voltage removed, a control voltage of increased frequency is measured, the electrical parameters measured tl and hr by the fact that 50 расширени  Лункииональных возможностей и повышени  точности, задают в проводах электрической линии ток, независимый от изменени  параметров линии и нагрузок, отстающий от прилосс женного контрольного напр жени  на угол, равный , измер ют напр жение между поврежденными проводами линии UK и угол if между измеренным и контрольным напр жением U, а рассто ние до места повреждени  определ ют по фо рмуле50 Expanding the capacity of the hole and increasing the accuracy, setting a current in the electric line wires that is independent of changes in line parameters and loads, lagging behind the applied control voltage by an angle equal to, measures the voltage between the damaged wires of the UK line and the angle if between the measured and control voltage U, and the distance to the damage site is determined by the formula ил иor COS(f,COS (f, е L - индуктивность Г-образного индуктивно-емкостного преобразовател , при этом индуктивное и емкостное сопротивлени  току повышенной частоты выбирают одинаковыми; индуктивность одного километ- ра€линии.e L is the inductance of the L-shaped inductance-capacitive converter, while the inductive and capacitive impedance currents of higher frequency are chosen the same; inductance of one kilometer € line. 2. Способ по п , 1 , отличаюийс  тем, что, с целью опредеЪл Z12. The method according to claim 1, differs in that, with the aim of determining Z1 шsh /г// g / Г5.2G5.2 7ff.f7ff.f 00 лени  наличи  короткого замыкани  между проводами и выбора проводов, имеющих короткое замыкание, сравнивают напр жени  между проводами с пороговым напр жением и по напр жени м, меньшим порогового, выбирают провода, имеющие короткое замыкание, при этом осуществл ют запрет на осуществление автоматического повторного включени  линии, а по направлени м, большим порогового, суд т об отсутствии короткого замыкани  на линии и осуществл ют автоматическое повторное включение .In order to shorten the presence of a short circuit between wires and select wires that have a short circuit, compare the voltage between the wires with a threshold voltage and for voltages lower than the threshold voltage, choose wires that have a short circuit, while banning the automatic reclosing of the line. and, in directions greater than the threshold, the absence of a short circuit on the line is judged and the automatic reclosing is performed. J5.3 J6.3 А 7 вJ5.3 J6.3 A 7 in 8eight йуелб АПВ yuelb apw 16.2 .3 17.116.2 .3 17.1 Фиг 1Fig 1 Фаг.2Phage.2 lit Wlit W ЯЬ+tbtiYb + tbti