Способ определения места короткого замыкания на землю на линии электропередачи Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

ледовательности и выключатели 10. Использование способа позволяет применять на питающем конце линии электропередачи одно устройство, подключенное к трансформатору напряжения, для определения угловых соотношений между током и напряжением в момент коротких замыканий на землю

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано-при определении места короткого замыкания на линиях электропередачи путем одностороннего измерения электрических величин в момент короткого замыкания, преимущественно в радиальных сетях с заземленной нейтралью со стороны питания.

Цель изобретения - упрощение способа определения мест короткого замыкания на землю по односторонним измерениям со стороны питания на тупиковых линиях электропередачи, питающих подстанции с изолированными нейтраля- ми, путем упрощения измерения угла фазового сдвига между током и напряжением, а также исключения из измерения составляющих прямой и обратной последовательности.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемьй способ; на фиг. 2 - векторная диаграмма токов и напряжений при однофазном коротком замыкании; на фиг. 3 - то же, при двухфазном замыкании на землю.

Устрой ство (фиг. 1) содержит обще- подстанционный блок 1 фиксации напряжений, который содержит избиратель 2 поврежденной фазы, блок 3 фиксации напряжений нулевой последовательности, избиратель 4 особой фазы, блок 5 индикации поврежденных фаз, элемент б фиксации особой фазы, трансформатор 7 суммирования, элемент 8 фиксации суммы напряжений неособых фаз.

Устройство также содержит два элемента 9 фиксации тока нулевой последовательности, а также выключате- Ли 10.

на всех отходящих линиях электропередачи без аппаратных средств измерения угла и выделения составляющих прямой и обратной последовательности, а также позволяет использовать серийно вьтускаемые приборы фиксации тока и напряжения. 2 з.п.ф-лы, 3 ил „

Воспроизведение показаний фикси- элементов осуществляется при появлении аварийного сигнала 11. На вход общеподстандионного блока 1 фиксации напряжений подаются

напряжения ( UQ, U,, Uc, UJ от трансформатора напряжения, вход общепод- станционного блока 1 фиксации напряжений соединен с входами избирателя 2 поврежденной фазы и избирателя 4 особой фаэы, первый выход которого соединен с первым входом элемента Ъ фиксации особой фазы, а второй выход - с входом трансформатора

7 суммирования,-выход которого соединен с первым входом элемента 8 фиксации неособых фаз, первый выход избирателя 2 поврежденной фазы соединен с входом блока 5 индикации поврежденных фаз, а второй выход -

с вторым входом элемента 6 фиксации особой фазы, вторым -входом элемента 8 фиксации неособых фаз и первыми входами блока 3

фиксации напряжений нулевой последовательности и первыми входами двух элементов фиксации токов нулевой последовательности .

При.коротком замыкании на линии

избиратель 2 поврежденных фаз выда- ; ет информацию о поврежденных фазах на блоке 5 индикации, а также пускает избиратель 4 особой фазы, который подключает на соответствзтщее сочетание напряжений элемент 6 фиксации особой фазы и через трансформатор 7 суммирования элемент 8 фиксации суммы неособых фаз. Через интервал времени, достаточный для отстройки от апериодической составляющей тока, избирателем 2 поврежденной фазы обеспечивается синхронный пуск всех фиксирующих элементов.Вос

произведение показаний фиксирующих элементов осуществляется при появлении аварийного сигнала 11, а также по отключенному положению выключателя 10,

Сущность способа состоит в том, что стороны питания в момент короткого замыкания фиксируют модуль напряжения особой фазы Up, модуль суммы напряжений неособых фаз U., модуль напряжения нулевой последовательности и, а также ток нулевой последовательности поврежденной линии электропередачи 1о .

При однофазном коротком замыкании особой фазой является поврежденная фаза, а при двухфазном коротком замыкании на землю особой фазой является неповрежденная фаза,

При однофазном коротком замыкании (фиг,2) из тригонометрических соотношений треугольника, образованного векторами 3Uo, Uocp iJ, вычисляют угол между векторами 3 Ц, и и„

Оср«

йа%и;

« arctR 1

Угол между током нулевой последовательности и напряжением поврежденной фазы

2559684

При двухфазном коротком замыкании на землю (фиг,3) на основании известных соотношений

THI isd

1 + i+i

io-(Zo.,- z,ya)l; (o.a-

(ЧЪ

г ,)1,

tSS

где

2о.а«

Ssd

и и и„ и I.,

- удельные сопротивления линии электропередачи;напряжения неособых (поврежденных) фаз;

токи неособых (поврежденных) фаз,

можно записать

н/

и 2,,э 1-(1н1+ IH)

20

+ 21 (г„,, - Z, . )-1,

-оч

1ЧЬ

Учитывая, что при отсутствии нейтралей на линии

25

31.

место повреждения определяется йо

формуле

30

()

где

угол между векторами

и,

и

% t, + - ISO,

где oi- угол сопротивления системы, который не зависит от величины сопротивления в месте короткого замыкания и может быть принят постоянным.

Учитывая, что при отсутствии заземленных нейтралей на линии ток повреждения р.авен утроенному току нуле- вой последовательности, расстояние до места повреждения 35

lajarccos

Вычисление мест повреждения может осуществляться из условия равенст- Ы .,

ва

При этом выражения упрощаются:

при однофазном коротком замыкании

4i.ll l2(3 Jif,

Зи. 21

( оуа+2х,й);

.JlsJMSiEJifl1Г 2х7„ х Л

X

1«д

isd - osa- 50

удельное реактивное сопротивление прямой последовательности линии электропередачи;

у, удельное реактивное соп- 55 соба позволяет выполнить на питающем

ротивление нулевой последовательности линии электропередачи.

конце лшши электропередач одно устройство, подключенное к трансформатору напряжения для определения утлопри двухфазном коротком замыкании на землю

Г .

Зи„-21„ .(х,,+2х,,)7- -Использование предлагаемого споконце лшши электропередач одно устройство, подключенное к трансформатору напряжения для определения утловых соотношений между током и напряжением в момент коротких замыканий на землю на всех отходящих линиях электропередачи, без аппаратных средств измерения угла и вьщеления составляющих прямой и обратной последовательностей, а также позволяет использовать серийно вьшускаемые приборы фиксации тока и напряжения.

Формула изобретения

1. Способ определения места короткого замыкания на землю на линии электропередачи, состоящий в том,что на одном конце линии электропередачи фиксируют токи и напряжения нулевой последовательности, вычисляют реактивные сапротивления прямой и нулевой последовательности, определяют углы сдвига между токами и напряжениями, вычисляют расстояние до места однофазного короткого замыкания и двухфазного замыкания на землю, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения способа, при однофазном коротком замыкании осуществляют измерение модуля напряжения поврежденной фазы, определяют геометрическую сумму напряжений неповрежденных фаз, производят определение угла сдвига между напряжением поврежденной фазы и током нулевой последовательности, а при двухфазном коротком замыкании на землю осуществляют измерение модуля суммы напряжений поврежденных фаз, напряжения неповрежденной фазы, производят определение угла сдвига между векторами геометрической суммы напряжений поврежденных фаз и током нулевой последовательности,

2,Способ по п,1, о тлич аю- щ и и с я тем, что углы сдвига между напряжениями и токами определяют при заданном угле сопротивления системы,

3,Способ поп,1, отличаю- щ и и с я тем, что реактивное сопротивление до места двухфазного замьпса- ния на землю определяют из отноше- .

ния мнимой части векторов геометрической суммы напряжений поврежденных фаз к току нулевой последовательности.

Изобретение может быть использовано при определении места короткого замыкания на линиях электропередачи путем одностороннего.измерения электрических величин в момент короткого замыкания преимущественно в радиальных сетях с заземленной нейтрал ью со стороны питания. Цель изобретения - упрощение способа на тупиковых линиях электропередачи, питающих подстанции с изолированными нейтралями. Устройство, реализующее способ, содержит общеподстан- ционный блок 1 фиксации напряжений, включающий избиратель 2 поврежденной фазы, блок 3 фиксации напряжений нулевой последовательности, избиратель 4 особой фазы, блок 5 индикации поврежденных фаз, элемент 6 фиксации особой фазы, трансформатор 7 суммирования и элемент В фиксации суммы напряжений неособых фаз. Кроме того, устройство содержит элементы 9 фиксации тока нулевой пос(Л

фиг.З

Редактор Н.Данкулич

Составитель Е,Кущ Техред М.Ходанкч

Заказ 4818/45Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор М.Самборская