Способ определения расстояния до мест двойного замыкания на землю Советский патент 1990 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояний до мест повреждения на воздушных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью напряжением 6-35 кВ.

Целью изоретения является повыгае- ние точности определения расстояния . до мест замыкания , расположенных на одной линии электропередачи, путем - учета разных удельных сопротивлений до ближайшей точки замыкания на землю и удельного сопротивления меаоду точками повреждения.

На фиг. 1 изображена схема сети 35 кВ; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряженгаЧ и токов при двойном замыкании на землю.

На фиг. 1 введены следующие обозначения: Ёд,Ёр,Ё.- зле фаз А,Б,С питающей системы; Z,, Zg, Z. - сопротивления фаз. А,В,С питающей системы; Р - шины подстанции 35 кВ; М, N - точки замыкания на землю соответственно фаз В, С; V, W - точки земпи за переходными сопротивлениями фаз В,С; Rj,R - переходные сопротивления точках замыкания на землю W и V; ТТ сл

00

сл

vl

ся sl

трансформаторы тока, соединенные с фиксирующим прибором (измеритель); ТН - трансформатор напряжения, соединенный с фиксирующим прибором (измери

тель).

Сущность способа заключается в Том что выявляется более удаленное место замыкания на землю по большему значению реактивной составляющей фазного напряжения в аварийном режиме, а расстояние до мест повреждения определяется с учетЬм сопротивления нулевой последовательности участка линии меж ду точками замыкания на землю.

Выявление режима короткого замыкания производят с помощью пороговых органов релейной защиты и автоматики. Вьювление реактивных составляющих напряжения поврежденных фаз производят с помощью фазовых детекторов. Реактивные составляющие напряжения сравнивают между собой, например, с помощью компаратора. Реализация вычислений по формуле может быть организована программным путем с помощью микроконтроллера либо с помощью элементов аналоговых цепей, используемых длявыполнения аналогичных вычислений в фиксирующем индикаторе сопротивления.

При возникновении двойного замыкания на землю, например в фазах В,С (фиг. 1), на. одной радиальной линии ток в любой точке фазы А может быть принят равным нулю. Токи фаз В и С соответственно равны и равны току короткого замыкания (КЗ) I j в петле повреждения. На основании второго закона Кирхгофа можем записать:

-6

.lirij

K 2z;;2z7f7/R7v

ZM -где Z f,- сопротивление фазы питающей

системы;. 45

Ед - сопротивление участка линии до первого места замыкания на землю; соп1 отивление участка линии между точками замыкания; R, переходные сопротивления в точках замыкания, на землю. Фазные напряжения находятся как па- дение напряжения от рассматриваемой трчки линии до точек нулевого потенциала V, W:

(2)

стке от места контроля точки Р до ; точки N составит;

UBC з1п.(и ее ) Y - мгГ

вс

UK&in(.) 21

MN

(6)

ttHWV B U4 i(2MN- V 6где .2I - линейный ток поврежденных фаз; : и gj.U - напряжение мелзду поврежденными г фазами.

В соответствии с известными методами измеренное реактивное сопротивление в петле КЗ пропорционально. (3) расстоянию до места повреждения, с

55

j

ю

Фазные напряжения, измеренные на шинах подстанции Р, равны выражениям (2), (3), так как на участке PN (фиг. 1) нет падения напряжения относительно земли. При измерении синуса угла между током и напряжением поврежденных фаз более дальней точке замыкания соответствует большее значение синуса угла (фиг. 2), где IxRu,

,1Ь и

, падение напряжения соответственно на сопротивлениях R, R,,

л падение напряжения соответственно на сопро

20

25

30

45

- и.15 тивлениях R, R,. Х, tJ, Ug

напряжения в фазах С и В, измеренные на шинах подстанции; U - напряжение

Ic 35

40

между поврежденными фазами; Ig, токи, протекающие по петле КЗ; ifg , ( углы между токами и напряжениями поврежденных фаз. Очевидно (фиг.2), что sin4 g sin if , реактивная составляющая напряжения фазы В

больше реактивной составлящей напряжения фазы С и (.Х. на величину ,д, то есть наличие на участке линии MN сопротивления нулевой последовательности (Хд.) обуславливает выполнение неравенства

(

Индуктивное сопротивление на участке поврежденной линии между точками М и N определится как

Y s РХ Ж Ц- . . мы.IB .

Ugii sin(U, , IK)(5)

Ix

Индуктивное сопротивление на уча-

стке от места контроля точки Р до ; точки N составит;

UBC з1п.(и ее ) Y - мгГ

вс

UK&in(.) 21

MN

(6)

учетом указанного выше расстояния до ближайшей точки пл вреждения равно: L .Kj.yKsin() .

21к

и.. 1. и.

10

y Siliiy IxIil(7)

I к

е К, К - коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения контролируемой линии; напряжения меязду поврежденными фазами; ток в петле короткого за- J5 мыкания;

напряжение фазы относительно земли с более удаленной точкой замыкания на землю;

индуктивное удельное сопротивление линии.

20

Расстояние до более удаленной точки зам1 кания .равно; . .

, Ki и,з1п(иФ« ,1к) L ь +- ,

033 f

(3)

в УА

где напряжение фазы относительно земли с более удаленной точкой замыкания на землю; удельное сопротивление нулевой последовательности участка линии между точками замыкания на землю. ovA может быть принято равным

выражению (1).

1,83(X.,+X):iX.

Формула изобретения

Способ определения расстояния до мест двойного замыкания на землю пу

:

10

- J5

тем измерения составляющих напряжений и токов поврежденных фаз. контролируемой линии электропередачи в аварийном режиме и вычисления по измеренным значениям реактивных сопротивлений до мест поврелздения, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности определения расстояния до мест замыкания, расположенных на одной линии электропередачи, поврежденную фазу с более удаленным местом замыкания определяют по большему значению реактивной составляющей фазного напряжения повреященных фаз, а расстояние до ближней к месту контроля Точке замьжания опредедтяют как

20

L 5J Г У 1§111(икА1к) 1 ХудКу 21ц

Чиф1 sin(, IK)

25

30

УА

и. 35

40

где - удельное сопротивление, на участке до первого места замыкания на землю; коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения контролируемой ли- .нии;

напряжение междУ поврежденными фазами;

тбк в петле повреждения; напряжение фазы относительно земли с более удаленной точкой замыкания,

расстояние до более удаленно й точки

замыкания определяют как

, т .. Ki.yj.,sin(.Ijs) 1 1 V 1 Т

Ку i. где X - удельное сопротивление

нулевой последовательности участка линии между точками замыкания на землю.

и

IK - ф1

IcX.

Фиг. 2

Изобретение может быть использовано для определения расстояний до мест повреждения на воздушных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью напряжением 6 - 35 кВ. Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до мест замыкания, расположенных на одной линии электропередачи. Сущность способа определения расстояния до мест короткого замыкания на землю заключается в том, что выявляется более удаленное место замыкания по большему значению реактивной составляющей фазного напряжения в аварийном режиме, а расстояние до мест повреждения определяется с учетом сопротивления нулевой последовательности участка линии между точками замыкания и разных удельных сопротивлений до ближней точки замыкания.