Способ определения расстояния до места короткого замыкания на линии электропередачи и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01R31/08 

/

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстояния от места короткого замыкания на линиях электропередачи (ЛЭП). Цель изобретения - повьппение точности определения расстояния до места короткого замыкания на ЛЭП - достигается путем компенсации мешающего влияния гармонической составляющей помех, действующих на высоковольтной ЛЭП. Устройство, реализующее способ, состоит из двух идентичных каналов - канала напряжения и канала тока, каждый из которых содержит входной блок 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 памяти,умножитель 4, накапливающий сумматор 5, блок 6 фиксации, блок 7 вычисления коэффициентов Фурье, блок 8 вычисления эффективного значения, генератор 9 импульсов, счетчик 10 импульсов и первый и второй блоки постоянной памяти 11 и 12. Расчет до места короткого замыкания производится по методике и формулам, приведенным в описании изобретения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Л

tfOHa/f тонаГ

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места КЗ на линиях электроне- редачи.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до места КЗ на линии электропередачи путем компенсации мешающего влияния гармонической составляющей помех, действующих на высоковольтной линии.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая способ ределения расстояния до места КЗ на линии электропередачи.

Способ основан на анализе аварийног сигнала, представляющего собой аддитивную смесь гармонического сигнала из вестной частоты f и суммарной помехи, включает преобразование ного сигнала в сигналы y,(t) и ) напряжения и тока в линии электропередачи соответственно, формирование Двух вспомогательных сигналов Cf;(t) в виде М, (t)cos2rfot и C(j(t) 3in2 irfQt, определение эффективных значений напряжения и тока гармони- ческой составляющей аварийного сиг- нала, по величинам которых судят о расстоянии до места КЗ, в момент появления аварийного сигнала дополни- формируют п-2 вспомогательны сигнала Ср; (t) (), неортогональных по отношению к Cf, (t) и cpj(t), из каждого преобразованного сигнала у, (t) и YjCt) с помощью п вспомогательных сигналов cp;(t) формируют п сигналов

вида tp;(t).y(t), (,2п),

каждый из которых есть усиленный преобразованный аварийный сигнал, полученные сигналы интегрируют на заданном интервале времени, фиксируют значения С;,- проинтегрированных сигналов вычисляют коэффициенты Фурье а и b гармонической составляющей по формулам

(1)

a C;d;; Ь.С;1;,

1 С1

где d- и 1; - заранее рассчитанные

величины,

а по коэффициентам Фурье вычисляют эффективные значения гармонических составляющих сигналов у,(t) и y(t), по величинам которых определяют рас четным путем расстояния до места КЗ

Устройство для определения расг стояния до места КЗ состоит из двух идентичных каналов напряжения и тока соответственно, Каждый из каналов содержит входной блок I, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, блок 3 памяти, умножитель 4, накапливающий сумматор 5, блок 6 фиксации, блок 7 вычисления коэффициентов Фурье, блок 8 вычисления эффективного значения, генератор 9 импульсов (ГИ) счетчик 10 импульсов (СЧИ), первый 11 и второй 12 блоки постоянной памяти.

При этом с одного из концов линия электропередачи подключается к входа каналов напряжения и тока, где входами каналов являются входы входных блоков 1 каждого из каналов, которые в каждом из каналов первым выходом соединены с первым входом АЦП 2, а вторым выходом - с входом ГИ 9, выход которого соединен с вторым входом АЩ1 2 и входом СЧИ 10, выход АЦП 2 соединяется с первым входом блока 3 памяти, второй вход которого соединен с первым выходом СЧИ 10, выход блока 3 памяти соединен с первым входом умножителя 4, второй и третий входы которого соединены с выходом первого блока постоянной памяти I1 и с вторым выходом СЧИ IО соответственно, выход умножителя 4 соединен с входом накапливающего сумматора 5, последовательно соединенного- с блоко 6 фиксации, выход которого соединен с первым входом блока 7 вычисления коэффициентов Фурье, второй вход которого соединяется с выходом второго блока 12 постоянной памяти, выход блока 7 вычисления коэффициентов Фурье соединяется с входом блока 8 вычисления эффективного значения, выход которого является выходом каждого из каналов тока или напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ГИ 9 не формирует импульсную последовательность СЧИ. 10 установлен в нулевое состояние, работа умножителя 4 запрещена. На выходе канала значение гармоничес кой составляющей равно иулю.

При поступлении на вход устройства аварийного сигнала сигнал y(t) с первого выхода входного блока 1 поступает на сигнальный вход АЦП 2. Одновременно в момент появления аварий31413562

ного сигнала на втором выходе входно-жителя 4. Отсчеты y() сигнала с го блока 1 появляется управляющий им-выхода блока 3 памяти поступают на пульс, разрешающий работу ГИ 9. Им-первый вход умножителя 4, с помощью пульсы с выхода ГИ 9 поступают на -которого выполняются операции умно- тактовый вход АЦП 2, определяя момен-жения их на мгновенные значения ты времени t ( ,2,.. . ,N) дискре-c .CtK.) вспомогательных сигналов тизации и квантования мгновенных зна-су;(С). Набор вспомогательных сигналов чений y(tn) аварийного сигнала. Кодыопределен заранее. Поэтому предва- мгновенных значений с выхода АЦП 2 Юрительно вычисленные их мгновенные регистрируются в блоке 3 памяти. Объ-значения занесены в блок 11 постоянен регистрируемой выборки задается ,ной памяти, с выхода которого они по- СЧИ 10. После заполнения блока 3 па-ступают на второй вход умножителя 4. мяти N отсчетами аварийного сигнала, С выхода умножителя 4 снимаются п на выходе переноса СЧИ 10 формирует- 15числовых последовательностей следую- ся импульс, разрешающий работу умно-щего вида:

Cf, (t,)y(t,),cf, (t2)y(t5,),... ,cf,(tK)y(t); tftCt; )y(t, ) ,cfj(tj)y(t) ,..., t CtJyCt);

tpo((t|))y(t2),... ,4 n(tM)y(tv)

Каждая из n числовых последова- 25 расчет расстояния до места КЗ на ли- тельностей (2) интегрируется в накап- нии электропередачи, ливающем сумматоре 5. После накопления N результатов перемножений каждой Формула изобретения из последовательностей получается п величин С; :30 I. Способ определения расстояния

С 21f -Ct Wft ) (3) ° места короткого замыкания на линии 1., электропередачи, состоящий в том, что

которые запоминаются в блоке 6 фикса- анализируют аварийный сигнал, пред- ции. Объем N обрабатьгааемой выборки ставляющий собой аддитивную смесь задается блоком СЧИ 10 при считывании дс гармонического сигнала известной час- данных из блока 3 памяти.тоты f и суммарной помехи, преобраИз величин С;, содержащих информа- зуют аварийный сигнал в сигналы ) цию о параметрах гармонического сиг- и y(t) напряжения и тока соответст- нала x(t) и суммарной помехи х(t), венно, формируют два вспомогательных необходимо получить информацию об эф- 40 сигнала в виде cf, (t)cos27-f t и фективном значении сигнала x(t). Для C(j(t)sin2 irf„t, определяют эффектив- этого вначале вычисляются коэффициен- ные значения напряжения и тока гармо- ты Фурье а и b в блоке 7 вычисления нической составляющей аварийного сиг- коэффициентов Фурье подформулам .нала, по величинам которых судят о

J,. а z S r.H- 45 расстоянии до места короткого замыка 11 и. ° 1 ( i

- ff,ния, отличающийся тем

п h f

Ь С I- b. TC 1-.что, с целью повьппения точности за

и ;,1 i.i счет компенсации одновременно с апеВеличины d; и 1; вычис;1ены заранеериодической других составляющих сум- и хранятся в блоке 12 постоянной па- go марной помехи, в момент появления

мяти. По вычисленным, коэффициентамаварийного сигнала дополнительно фор-

Фурье в соответствии с вьфажениеммируют п-2 вспомогательных сигналов

I г ..г Cp;(t) (), неортогональных по отAJ « -:;-(5)ношению к .Cf, (t) и q(t) , из каждого

л/255 преобразованного сигнала y,(t) и

в каждом канале вычисляют эффективныеy(t) с помощью п вспомогательных

значения U,- и ,«) в блоках 8 вычис-сигналов Ср;() формируют п сигналов

ления эффективного значения. На осно-вида ц); (t)-y(t)J , ( ,2,3,,.. ,n) ,

ве полученных значений производитсякаждый из которых есть усиленный

(2)

5 к

преобразованный аварийный сигнал, полученные сигналы интегрируют на заданном интервале времени и фиксируют значения С, проинтегрированных сигналов, вычисляют коэффициенты Фурье а и b гармонической составляющей по формулам

a- Cid;; b-ZlC;.,

( 1-1

где. d и 1; - заранее рассчитанные

величины,

а по козффициентам Фурье вычисляют эффективные значения гармонических составляющих сигналов y,(t) и y(t), где fj, - гармонический сигнал извест.ной частоты; t - текущее время,

26

генератор импульсов, первый и второй блоки постоянной памяти, умножит тель, накапливающий сумматор, блок фиксации, блок вычисления коэффициентов Фурье и блок вычисления эффективного значения, выход которого является выходом канала, при этом первый выход входного блока соединен с

первым входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход с входом генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и входом

счетчика импульсов, выход аналого- цифрового преобразователя соединяется с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика импульсов, выход

блока памяти соединен с первым входом умножителя, второй и третий входы которого соединены с выходом первого блока постоянной памяти и с вторым выходом счетчика импульсов соответственно, выход умножителя соединен с входом накапливающего сумматора, последовательно соединенного с блоком фиксации, выход которого соединен с первым входом блока вычисления коэффициентов Фурье, второй вход которого соединяется с выходом второго блока постоянной памяти, выход блока вычисления коэффициентов Фурье соединен с входом блока вычисления эффективного значения.

I