Устройство для определения расстояния до места повреждения линии электропередачи Советский патент 1986 года по МПК G01R31/11 

f1

Изобретение относится к электроэнергетике , в частности к определению места повреждения в кабельных -линиях электропередачи.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения путем выявления начальной стадии повреждения линии электропередачи,

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 присоединения, последовательно соединенные блок 2 разделения частот, блок 3 детектирования, блок 4 отношения напря

жений, блок 5 вычислений, высоко-, вольтный блок 6, генератор 7 зондирующих импульсов, аналоговый ключ 8 и блок 9 управления. Вход блока 1 присоединения соединен с выходом 10 устройства для подключения испытуемой линии электропередачи 11, Выход генератора 7 зондирующих импульсов и вход аналогового ключа 8 подключены к выходу блока 1, а управляющий вход аналогового ключа 8 соединен с первым выходом блока 9 управления, второй выход которого, соединен с входом генератора 7 зондирующих импульсов, а третий выход - с входом блока 5 вычислений, причем высоковольтный блок б соединен с выходом JO устройства для подключения линии электропередачи 11 ,

БЛОК 1 присоединения может быть выполнен из последовательно соединенных трансформатора и конденсатора, блок 2 разделения частот - в виде набора полосовых фильтров. Каждый из блоков 3 и 4 содержит Я входов, а каждый из блоков 2 и 3 по fi выходов, блок А содержит ni выходов, которые соединены с -т входами блока 5 вычислений , Числа .п и ГЦ зависят от числа частотных полос, на которые разделяют частотный спектр принимаемого напряжения, т.е. от количества полосовых фильтров блока 2 разделения частот. Блок 5 вычислений может быть выполнен в виде микро-ЭВМ, например Электроника 60. Высоковольтньш блок 6 является источником высокого напряжения и может быть выполнен, например, в виде регулировочного и повьш1ающего трансформаторов. Блок 9 управления может быть выполнен из регулируемого элемента задержки и тактового генератора, синхронизирующих работу генератора 7 и аналогового ключа 8, а

также тригтера, упрлпляюшгм о работой блока 5 вычислений.

Устройство работает следующим образом.

По команде блока 9 управления генератор 7 импульсов через блок 1 присоединения посьшает зондирующие импульсы в линию 1, Зондирующие импульсы пробегают вдоль линии, отражаются от ее неоднородностей и возвращаются к началу линии с задержкой

где Р - расстояние до неодноь

V

родности V - скорость распространения электромагнитной волны в кабеле.

По командам блока 9 управления аналоговый ключ 8 открывается с задержкой t, относительно времени посылки зондирующего импульса, соответствующей времени двойного пробега

импульса до известной неоднородности, расположенной на. расстоянии Е, на время приема отраженного импульса. Принятое напряжение разделяется

на ti частотных полос в блоке 2 разделения частот. Выходное напряжение каждого фильтра зависит от амплитуды сигнала и спектрального состава приходящих сигналов, а следовательно,

от формы зондируюошх импульсов и частотной характеристики контролируемой линии„ Напряжение на выходе i -го полосового фильтра блока 2 от зо1адирутощего импульса ,

±U(

U;rblu,Wi, (,) 1;

где (| (и) - спектральная плотность зондирующих импульсов, Напряжение на выходе i -го фильтра при приходе отраженного от неоднородности импульса ,

(21

где - затухание в кабельной линии Hci частоте

i,

iw,-i-,

-i-z 2 Соответственно на выходе фильтра имеем напряжение

i„.Ui,e- .

ii

2.

J

-го

(3)

55

Преобразуя выражения (2) и (3) получаем

U; Lli,

-2(oi;-oiil .

S7

(4)

.en4,

u

JO

U

J

при i т 1 .

Так как зондирующие импульсы весьма широкополосны, полоса частот и F ь -10 Гц, а ut мало (едини килогерц) и полосы расположены вблизи одна от другой, то в первом приближении можно считать ,, U,4 .- е-п-при Д { П : л F ,

Следовательно

0

е,.,

Й

25

Сигналы с выхода каждого фильтра блока 2 разделения частот детектируются раздельно в блоке 3 детектиро- вания, а в блоке 4 находятся отношения напряжений. Число взаимонезависимых отношений напряжений при и -полосном разделении может быть не более

,-г .nOvO

IT - - п о

(8)

Полученные взаимонезависимые значения отношений поступают в блок 5 вычислений, где по формуле (7) опре-- дёляется разность oCj -о(| для всех взаимно независимых отношений, которые хранятся в блоке 5.

Описанные операции выполняются устройством в течение нескольких миллисекунд-. После вьтолнения этих one- раций, т.е. через несколько секунд после начала работы, выключают генератор 7 и подают напряжение от высоковольтного блока 6. При этом в местах с ослабленной изоляцией возника- ют частичные разряды, имеющие вид коротких импульсов. Эти импульсы распростряняются вдоль линии, поступают через блок 1, ключ 8 и в блок 2 разделения частот. На выходе i -го полосового фильтра этого блока аналогично выражению (2) получаем

Ui AU-e

iin

ivU--J9( i;

Ф (и ) - спектральная плотность

частичных разрядов. После детектирования в блоке 3 все h напряжений поступают в блок отношений напряжений, на выходе которого

получается ir; взаимно независимых отношений

U; uU; -(oi;-oLi)ex

- -е

И; ли.

J -(«i-cv;jie, i

(10) (П),

Все значения отношений поступают в блок 5 вычислений, которьш по команде блока 9 управления переходит к вычислению

.Откуда

6n-g ((j-oi;U е

e,-J,(12) (13)

25

30 3540

50

55

е

где , определены ранее.

В качестве значения расстояния до места поврежден1 я принимается, например, среднее арифметическое значение.

Использование предлагаемого устройства дает возможность определять расстояния до места повреждения в ли- ннн со значительно меньшей неоднородностью волнового сопротивления (в 20 - 50 рЬз), вызванной частнчшлмн разрядами.

Формула изобретения

Устройство для определения расстояния до места, повреждения линии электропередачи, содержащее блок присоединения и последовательно соединенные блок разделения частот, блок де- тектирования, блок отношения напряжений и блок вычислений, причем вход блока присоедиь-ения соединен с выходом устройства для подключетсия линии электропередачи, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что. с целью расширения области применения путем выявления начальной стадии повреждения линии электропередачи, оно дополнительно снабжено высоковольтным блоком, генератором зондирующих импульсов, аналоговым ключом и блоком управления, причем выход генератора зондир:,тощих 1-тпульсов и вход аналогового ключа объединены и подключены к выходу блока присоединения, а управляющий вход анапогового ключа соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входом генератора зондирующих импульсов, а третий выход - с входом блока вычислений, причем высоковольтный блок соединен с выходомустройства для подключения линии электропередачи.

Изобретение относится к области электроэнергетики. Цель изобретения- расширение области применения устройства путем выявления начальной стадии повреждения линии электропередачи . З стройство содержит блок I присоединения, блок 2 разделения частот, блок 3 детектирования, блок 4 отношения напряжений, блок 5 вычислений, блок 9 управления. Устройство подключается к испытуемой линии электропередачи 11. Введение в устройство высоковольтного блока 6, генератора 7 зондирующих импульсов, аналогового. ключа 8 и блока 9 управления позволяет определять расстояние до места .повреждения ;в линии . со значительно меньшей неоднородностью волнового сопротивления (в 20-50 раз), вызван- .ной частичными разрядами. I ил. i W ю со со о о ю