Измеритель расстояния до места короткого замыкания Советский патент 1991 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к устройствам автоматики энергосистем и предназначено для точного определения места короткого замыкания на линии электропередач. Устройство может использоваться для непрерывного измерения индуктивности цепи линия - нагрузка.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания„

На чертеже представлено предлагаемое устройство0

Выход перемножителя 1, через интегратор 2 подключен к входу элемента 3 памяти, выход которого подключен к блоку 4 индикации и первому входу перемножителя 5, к вторым входам перемножителей 1 и 5 подключен через дифференциатор 6 выход блока 7 выбора тока поврежденных фаз. Выход блока 8 выбора напряжений поврежденных фаз

подключен к первому входу вычитателя 9, к второму входу которого подключен выход умножителя 5, а выход вычитателя 9 подключен к входу умножителя 10 Выход блока 10 управления подключен к входу управления элемента 3 памяти,

Измеритель работает следующим образом „

Блоки выбора тока 7 и напряжения 8 поврежденных фаз формируют на выходах сигналы, пропорциональные току и напряжению поврежденных фаз„ Как видно из чертежа, среднее значение сигнала на входе интегратора в установившемся режиме должно равняться нулю, следовательно,

(U - Zi )i - О (1) где U - напряжение на поврежденной

фазе в точке замера; i - ток поврежденной фазы; Z - комплексное сопротивление,

05 СО 00 СЭ

1

СП

черта над переменными обозначает усреднение за период. Если считать, что связь тока и напряжения линии при коротком замыкании достаточно опсывается дифференциальным уравнением первого порядка

U Ri + Li Ujj,, (2) где R - активное сопротивление цепи

короткого замыкания; . L - ее индуктивность; U - падение напряжения на дуге

в месте короткого замыкания Так как дуга имеет преимущественн активное сопротивление, а напряжение на дуге синфазно с током короткого замыкания, то можно считать, что

Ua Kasigni(3)

где Kg коэффициент связи. Тогда

UL Z(i )Ј(4)

или, с учетом (3) и (4),

Rii1 + L (1)г+ i Kqsigni Z(i) .

3(5)

Так как ток и его производная величины периодические и ортогональные на периоде, следовательно,

ii 0,ILji 0,(6)

то выражение (6) примет вид

L (1)г ZTTT2(7)

или

L Z.(8)

Поскольку известна удельная индуктивность линии Lua

L L 1,(9)

где 1 - длина линии,

то

Z L

41

ю

(10)

СП)

Ч 4t

где l|ci расстояние до места коротко-д го замыкания.

Таким образом, шкала блока индикации может быть непосредственно про- градуирована в единицах длины.

Как видно из (8) и (10), выходная 4 функция измерителя не зависит от частоты, наличия гармоник в токе и напряжении, активного сопротивления линии, дуги и переходного сопротивления в месте короткого замыкания.

Как видно из (6), некоторое влияние, оказывает апериодическая составляющая, так как из-за ее наличия V 12-п-.

Прохождение сигналов с блоков 7 и 5 8 выбора тока и напряжения поврежденной фазы через дифференциатор 6, вычитатель 9, перемножители 1 и 5,

Q

5

0

5

30

35

дд

45

55

интегратор 2 последовательно реализует изложенный алгоритм. Запись сформированного выходного сигнала осуществляется в элемент памяти по команде блока 10 управления и индицируется блоком 4 индикации.

К основным преимуществам данного устройства следует отнести исключение влияния на точность измерения расстояния до места короткого замыкания частоты сети, дуги и переходного сопротивления в месте короткого замыкания, а также снижение влияния апериодической составляющей, особенно при большом времени затухания.

При коротких замыканиях через большое переходное сопротивление, сравнимое с сопротивлением нагрузки, точность определения места повреждения будет достаточно высокой, так как реактивное сопротивление нагрузки в большинстве случаев мало по сравнению с ее активным сопротивлением, а напряжение в месте короткого замыкания значительно ниже номинального

Формула изобретения

Измеритель расстояния до места короткого замыкания, содержащий блоки выбора тока и напряжения, соединенные с поврежденными фазами объекта контроля, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, к выходу которого подключен вход блока индикации, первый перемножитель, к первому входу которого подключен выход вычитателя, к первому входу которого подключен выход блока выбора напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места короткого замыкания, в него введены дифференциатор, интегратор и второй перемножитель, вход дифференциатора соединен с выходом блока выбора тока, выход дифференциатора соединен с вторым входом первого и первым входом второго перемножителе и, второй вход второго перемножителя соединен с выходом блока памяти, а выход второго перемножителя соединен с вторым входом вычитателя, выход первого перемножнтеля через индикатор соединен с входом блока памяти„

J

Изобретение относится к устройствам автоматики энергосистем. Целью изобретения является повышение точности опоеделения места короткого замыкания на линии электропередачи. Измеритель расстояния до места короткого замыкания состоит из перемножителей I, 5, интегратора 2 и управляемого блоком 10 управления элемента 3 памяти подключенного к входу блока 4 индшлчнии, сумматора 9, блоков выбора напряжения 8 и тока 9 поврежденных фаз, дифференциатора 6. Эти блоки реализуют интегрально-дифференциальный алгоритм вычисления расстояния до места дефекта. 1 ил„