SU780658A1 - Method of determining distance to fault area of power transmission line - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕВДЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ , заключающийс  в измерении параметров колебательного разр да , в месте повреждени , о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи, в качестве параметров одновременно измен ют на концах линий электропередачи амплитудные и фазовые спектры гармоник полного колебательного разр да и рассто ни  от концов линии электропередачи до места повреждени  определ ют по отнощению частот соответствующих гармоник полного колебательного разр да.A METHOD FOR DETERMINATION OF DISTANCE TO THE PLACE OF ELECTRICAL TRANSMISSION LINES, which consists in measuring the parameters of the oscillatory discharge, at the damage site, is so that, in order to improve the accuracy of determining the distance to the place of damage of power lines, the parameters are simultaneously changed at the ends of the transmission lines, the amplitude and phase spectra of the harmonics of the total oscillatory discharge and the distance from the ends of the transmission line to the fault site are determined by the frequency ratio of Enikeev vibrational harmonics full discharge.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи при возникновении дуговых и металлических замыканий. /The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to determine the distance to the point of damage to power lines in the event of arcing and metal faults. /

Известен способ, включающий посылку серии из п зондирующих импульсов , усиление приход щих с линий импульсов по закону, обратному.закону затухани  и1мпульсов в линии, и измерение интервала времени между зондирующим и отраженным импульсами, причем усиленные импульсы напр жени  на прот жении к,аждого цикла зондировани  поочередно -синхронно подают в течение интервалов времени, в m раз меньших времени двойного пробега импульса по линии, на т неза ч| висимых цепочек, на каждой из кото рых производитс  интегрирование за п циклов зондирований, сраврива ют проа интегрированное напр жение с заданСП ным пороговым уровнем и фиксируют The known method includes sending a series of n probe pulses, amplifying the pulses arriving from the lines according to the law, the inverse law of attenuation and 1 pulses in the line, and measuring the time interval between the probe and reflected pulses, and the amplified voltage pulses over a, each cycle sounding alternately -synchronously served for time intervals, m times smaller than the time of double run of the pulse along the line, for a m h | dependent chains, on each of which integration is carried out over n cycles of soundings, compare the integrated voltage with a predetermined SP threshold level and fix

00 превьппёние указанного напр жени  ЭТОГО уровн .00 exceeding the specified voltage of this level.

Недостаток известного способа заключаетс  в низкой точности определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи.A disadvantage of the known method is the low accuracy in determining the distance to the damage of power lines.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи, заключающийс  в измерении на одном из концов линий первого полупериода колебатепьйбго разр да, возникшего e Mi;cTe пЬвреждёни . Недостатком этого способа  вл етс  то, чтоон также имеет Низкую точность определени  рассто повреждени  линий элек НИН до места tpaii&pi&RA-. ..:.,.-..,- .-....:,.....Целью изобретений  вл етс  повыш ение точности определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропереда и . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, заключающемс  в измерении параметров колебательного разр  да в месте, по;-вреждейй , в Качестве парайётроё одновременно регистрируют на концах линии электропередачи амплитудные и фазовйе спектры га рмоник полного колебательного разр да и рассто ни  . от. концов линии электропередачи до места повреждени  определ ют по отношению частот соотв1етствующшс гармоник полного колебательного разр да На фиг.1 изображен импульс, возникающий в месте повреждени , гДе а - фронт -импульса в месте повреждени , б - фронт импульса на конце линии, ( при этом по оси абсцисс отло жена длина линии Ь а по оси ординат амплитуда ийпульса Е; на фиг.2 - пол ный колебательный разр д в линий, где Т - период следовани  йнПульсов (y ЙЯйтёЙьн6cть;ймпyльc;aг;; Йрй этом по оси абсцисс отложено врем  t, а ПО оси ординат амплитуда импульса Е на фиг.З - амплитудный спектр пол: ного колебательного разр да, где f . 2. частоты , длитель Юность импульса, при этом по оси абсцисс отложена частота f гармоник, а по оси ординат амплитуда Е, а К , - 1, .2, 3, ..., на фиг.4 - фазовый спектр полного колебательного разр  .. да, при этом по оси абсцисс отложен частота f, а по оси ординат фазопые : углыС| ; на фиг.5 - структурна  схем устройства, реализующего предлагаемый способ. , . Сущность способа состоит в следу 1ош;ем.- ; / , . Предположим , что в линии, наход щейс  под напр жением, прбизошло йовреждение, например, перекрытие изол ции. При этом в месте поврежде нй  возникает Дуга перекрыти , генерйрук ца  электромагнитные волны, т.е.в линии образуютс  фронты, рас прострйн ющиёс  в оба конца лйнйй. Так как на параметры колебательного разр да (на вид импульса) вли ют неоднородности и электрические параметры самой линии, то принимаемый на конце линии фронт отличаетс  от первоначального фронта, возникшего в месте повреждени , т.е. искажаетс  фронт импульса (форма и длительность ). Как видно из фиг.1 элёктромагйитна  волна, возникша  в месте повреждени  линии электропередачи., имеет крутой фронт а, а на конце линии фронт б волны искажаетс . От зажа сь от концов линий, фронт волны пробег.ает несколько раз до места повреждени , пока колебательный разр д не затухнет. Полный колебательньй разр д, записанный на концах линии , . имеет вид, изображеь1ный на, фиг.2. Дл  того, чтобы восстановить первоначальный импульс, необходимо в принимаемом колебательном разр де измерить амплитудный и фазовый спектры при одновременной регистрации колебательного разр да с обоих концов линии, что позвол ет считать картину колебательного разр да полной. Это дает возможность проанализировать колебательный разр д более точно. Точность, с которой должно быть определено рассто ние до места повреждени  линий электропередачи, определ етс  количеством исследуемых гармоник. .-. Известно, что частота высшей гармоники „ равн.а: п 7 где V - скорость распространени  электромагнитной волны в линии , приблизительно равна  300.103 км/с, Л - Длина волны. Частота первЪй гармоники колебательного разр да дл  данной линии равна: где L - длина линии.. Тогда количество исследуемых гармоник равно: Измер ют амплитуду фазу и частоту каждой гармоники и стро т огибаю щую (см. фиг.З). Огибающа  спект-I рального расположени  представл ет собой функцию, минимумы которой сов падают с обратной- величиной длите ь норти импульса , умноженной на ц лое число раз. Использу  фазовый спектр можно восстановите первоначальную форму импульса и точно опре делить .длительность его полупериода После измерени  времени, искомое рас сто ние до места повреждени  подсчи тывают по формуле: счита  скорость V - некоторой средней величиной дл  данного типа линий . Устройство, реализующее данный способ, содержит блоки 1 и 2 заграждени , блоки 3 и 4 присоединени , аналого-цифровые преобразователи 5 и-6, блоки 7 и 8 накоплени  данных, блок 9 передачи данных, блок 10 обработки данньк и вычислительный блок 11. Устройство работает следующим образом. . Устройство через подстанции 12 и 13 подключаетс  к двум концам линии 14. Информаци  о колебательном разр де , возникающем в момент повреждени  линии 14, через блоки присоединени  3 и 4 поступает на соответствующие аналого-цифровые преобразователи 5 и 6. Преобразованна  с помощью аналогоцифровых преобразователей 5 и 6 в цифровой код информдци  накапливаетс  в блоках 7 и 8 накоплени  данных соответственно , из которых накопленна  информаци  поступает на входы блока 10 обработки данных, который по существу проводит фурье - анализ, поступающий на его входы сигналов. Вычислительный блок 11 производит окончательный расчет рассто ни  до места повреждени  линии 14. Способ позвол ет устранить зависимость результатов измерени  рассто ни  до места повреждени  от изменени  скорости распространени  импульсов в линии, что обеспечивает более высокую точность определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи.The closest in technical essence is a method for determining the distance to a place of damage to power lines, which consists in measuring at one of the ends of the lines of the first half-period the oscillation type of discharge generated by e Mi; cTe damage. The disadvantage of this method is that it also has a low accuracy of determining the distance of damage to the power lines to the point tpaii & pi & RA-. ..:., .- .., -.-....:, ..... The aim of the inventions is to improve the accuracy of determining the distance to the point of damage to power lines and. The goal is achieved by the fact that in a known method consisting in measuring the parameters of an oscillatory discharge in a place; however; as a paratrooper, simultaneously the amplitude and phase spectra of full-harmonic harmonics and phase harmonics are recorded at the ends of the transmission line. from. the ends of the transmission line to the fault are determined by the frequency ratio of the corresponding harmonics of the total oscillatory discharge. Figure 1 shows the pulse arising at the fault, where and is the front pulse at the fault, b is the front of the pulse at the end of the line ( on the abscissa axis the length of the line b is plotted on the ordinate axis of the amplitude of ipulse E; in figure 2 - the full oscillatory discharge in lines, where T is the period of the pulse pulsing (y Я ytyoYy; 6; yplc; ay ;; time t, and the ordinate axis imput amplitude The value of E on FIG. 3 is the amplitude spectrum of the full oscillatory discharge, where f. 2. frequencies, the duration of the Youth of the pulse, while the frequency f of the harmonics is plotted on the abscissa axis, and the amplitude E on the ordinate axis, and K, - 1, .2, 3, ..., in Fig. 4, the phase spectrum of a full oscillatory discharge. Yes, the frequency f is plotted along the abscissa axis, and the phasomes along the ordinate axis: angles C |; in Fig. 5, the device circuit diagrams, implements the proposed method. , The essence of the method consists in the trace of 1osh; /, Suppose that in a line under voltage there has been damage, for example, isolation overlap. In this case, in the place of damage, an arc of overlap arises, the generation of electromagnetic waves, i.e. lines forming fronts, spreading in both ends of the line. Since the parameters of the oscillatory discharge (the type of pulse) are influenced by inhomogeneities and electrical parameters of the line itself, the front received at the end of the line differs from the original front that occurred at the site of damage, i.e. the pulse front is distorted (shape and duration). As can be seen from Fig. 1, the electromution wave having arisen at the site of damage to the transmission line has a steep front a, and at the end of the line the front b of the wave is distorted. From clutching from the ends of the lines, the wave front runs several times to the point of damage until the oscillating discharge is attenuated. Full oscillation bit recorded at the ends of the line,. has the form shown in figure 2. In order to restore the initial pulse, it is necessary to measure the amplitude and phase spectra in the received oscillatory discharge with simultaneous recording of the oscillatory discharge at both ends of the line, which allows us to consider the picture of the oscillatory discharge as complete. This makes it possible to analyze the oscillating bit more accurately. The accuracy with which the distance to the point of damage to power transmission lines must be determined is determined by the number of harmonics studied. .-. It is known that the frequency of the higher harmonic is equal to a: n 7 where V is the velocity of propagation of an electromagnetic wave in a line, approximately equal to 300.103 km / s, L is the wavelength. The frequency of the first harmonic of the oscillatory discharge for a given line is: where L is the length of the line .. Then the number of investigated harmonics is equal to: The amplitude of the phase and frequency of each harmonic is measured and an envelope is plotted (see Fig. 3). The envelope of the spectral location is a function whose minima coincide with the reciprocal of the magnitude of the length of the pulse, multiplied by a whole number of times. Using the phase spectrum, you can restore the original pulse shape and accurately determine its half-period duration. After measuring the time, the distance to the place of damage is calculated using the formula: counting velocity V as a certain average value for a given type of line. The device implementing this method contains blocks 1 and 2 of the barrier, blocks 3 and 4 of connection, analog-digital converters 5 and-6, blocks 7 and 8 of data accumulation, block 9 of data transmission, block 10 of data processing and computing unit 11. Device works as follows. . The device is connected to the two ends of line 14 through substations 12 and 13. Information about the oscillating discharge that occurs at the moment of damage to line 14, through connection blocks 3 and 4 is fed to the corresponding analog-to-digital converters 5 and 6. Converted using analog-to-digital converters 5 and 6, the digital code of the information is accumulated in the data accumulation units 7 and 8, respectively, of which the accumulated information enters the inputs of the data processing unit 10, which essentially performs the Fourier analysis received on it on the signal inputs. Computing unit 11 makes a final calculation of the distance to the point of damage to line 14. The method eliminates the dependence of the results of measuring the distance to the place of damage from the change in the speed of propagation of pulses in the line, which ensures a higher accuracy in determining the distance to the point of damage to the transmission lines.

ГR

././

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, заключающийся в измерен’ нии параметров колебательного разряда, в месте повреждения, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места повреждения линий электропередачи, в качестве параметров одновременно изменяют на концах линий электропередачи амплитудные и фазовые спектры гармоник полного колебательного разряда и расстояния от концов линии электропередачи до места' повреждения определяют по отношению частот соответствующих гармоник полного колебательного разряда.METHOD FOR DETERMINATION OF DISTANCE TO THE PLACE OF DAMAGE OF ELECTRICAL TRANSMISSION LINES, which consists in measuring the parameters of the oscillatory discharge, at the damage site, which is due to the fact that, in order to improve the accuracy of determining the distance to the location of damage to power lines, they simultaneously change the parameters at the ends power lines, the amplitude and phase spectra of the harmonics of the total oscillating discharge and the distance from the ends of the power line to the place of damage are determined by the frequency ratio corresponding to full harmonic discharge. ''