Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололёда на проводах

Авторы патента:

G01R31/088 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

G01R31/08 - определение местоположения повреждений в кабелях, линиях передачи энергии или в сетях (схемы защиты электрических линий, машин и приборов H02H)

Владельцы патента RU 2639715:

Новиков Сергей Иванович (RU)
Мустафин Рамиль Гамилович (RU)
Хузяшев Рустэм Газизович (RU)
Кузьмин Игорь Леонидович (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для решения технической проблемы, касающейся определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи (ЛЭП) в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП. Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах, заключающийся в том, что в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления и в узлах разветвления ЛЭП устанавливают устройства контроля тока и напряжения. Каждое устройство регистрирует время прихода переднего фронта скачка напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования. Все устройства передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки. Техническим результатом является повышение скорости, удобства и точности определения мест повреждений. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для решения технической проблемы - определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи (ЛЭП) в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП (расстояние между узлами ЛЭП или между узлом и началом или концом ЛЭП).

Известен «Способ обнаружения появления гололеда на проводах линии электропередачи» (Патент РФ №RU2287883 С1, МПК H02G 7/16, опубликован 20.11.2006), включающий локацию участка провода зондирующими импульсами и контроль параметра, связанного с изменением условий их распространения по участку провода при появлении гололеда, участок провода ограничивают высокочастотными заградителями, в качестве контрольного параметра принимают время распространения зондирующих импульсов от начала ограниченного участка провода до его конца и обратно, определяют среднее значение температуры этого участка провода, а о появлении гололеда судят по изменению времени распространения зондирующих импульсов, вызванному появлением гололеда, с учетом влияния на контролируемый параметр температурного изменения длины участка провода.

Недостатком способа является большое затухание зондирующих импульсов, а также невозможность использования на линиях с ответвлениями.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототип) является «Способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи» (Патент РФ № RU 2532760 С1, МПК G01R 31/08, опубликован 10.11.2014), заключающийся в том, что фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают на проводах высоковольтной ЛЭП устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, в качестве импульсов используют скачок фазного напряжения, одновременно всеми устройствами регистрируют время нахождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденную ветку, а для зафиксированных времен от пары устройств контроля тока и напряжения, одно из которых находится на поврежденной ветке, разностно-дальномерным способом определяют место повреждения на этой ветке.

Недостатком данного способа является использование импульса в виде скачка фазного напряжения, возникающего при однофазном замыкании на землю, координаты места возникновения которого являются неизвестными, и эти координаты определяются из предположения отсутствия гололеда. Поэтому для определения появления гололеда в разветвленных воздушных ЛЭП необходимо данный импульс создавать искусственно в точке с известными координатами.

Задачей изобретения является повышение скорости, удобства и точности определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах ЛЭП.

Технический результат достигается тем, что в способе определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах, в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, каждое устройство контроля тока и напряжения регистрирует время прихода переднего фронта скачка напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, все устройства контроля тока и напряжения передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, дополнительно устанавливают устройства контроля тока и напряжения в узлах ЛЭП, для зафиксированных времен от каждой смежной пары устройств контроля тока и напряжения, разностно-дальномерным способом определяют наличие изменения скорости распространения переднего фронта скачка напряжения по участкам провода, расположенным между всеми смежными парами устройств контроля тока и напряжения, учитывают среднее значение температуры этих участков провода, места повреждений в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП определяют по уменьшению скорости распространения переднего фронта скачка напряжения с учетом влияния температурного изменения длины данных участков провода, скачок напряжения формируют в начале ЛЭП путем однократного замыкания фазного провода на высоковольтную емкость, второй конец которой заземлен в месте установки, при этом момент замыкания синхронизирован с максимальной величиной напряжения фазного провода.

На фиг. 1 представлена структурная схема разветвленной линии электропередачи, поясняющая определение места повреждения разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах. Подстанции (ПС) 1, 2, 3, 4 связаны между собой проводами ЛЭП (участки 5, 6, 7, 8, 9), разветвления которых образуют узлы (10, 11) ЛЭП. На ЛЭП имеется повреждение в виде гололеда на проводах участка 7.

На фиг. 2 представлена схема, поясняющая формирование скачка напряжения на ПС 1 (фиг. 1). К фазному проводу в начале ЛЭП на ПС 1 в точке 12 подключен выключатель 13, второй конец которого соединен с высоковольтным конденсатором 14, второй конец конденсатора соединен с точкой заземления 15.

Способ реализуется следующим образом.

При осуществлении способа определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах осуществляют циклическое формирование скачка напряжения в начале ЛЭП. При формировании скачка напряжения в фазном проводе волны напряжения распространяются от начала через узлы ко всем концам ЛЭП. Волны напряжения регистрируются соответствующими устройствами контроля тока и напряжения, в состав которых входят приемники спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, дающие сигналы точного времени. Устройства контроля тока и напряжения устанавливают в начале, в узлах ЛЭП и в конце каждого ответвления. В устройствах осуществляется фиксация времени прихода переднего фронта скачка напряжения в фазном проводе, причем измерения производятся синхронизировано, в единой шкале времени. Измеренные значения времен прихода переднего фронта скачка напряжения в фазном проводе от всех устройств контроля тока и напряжения передаются в диспетчерский центр для последующей автоматической обработки.

В диспетчерском центре определяются скорости распространения переднего фронта скачка напряжения по участкам фазного провода между смежными парами устройств контроля тока и напряжения разностно-дальномерным способом. При этом учитываются конструктивные особенности линии электропередачи, а именно известные длины всех участков между смежными парами устройств контроля тока и напряжения, и учитывается среднее значение температуры данных участков фазного провода. Места повреждений в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП определяют по уменьшению скорости распространения переднего фронта скачка напряжения с учетом влияния температурного изменения длины данных участков провода.

Рассмотрим выполнение предлагаемого способа на примере ЛЭП (фиг. 1). Циклическое формирование скачка напряжения производится в начале ЛЭП, с подстанции ПС 1. Используя зарегистрированные времена фиксации фронта скачка напряжения смежными устройствами контроля тока и напряжения, скорости Vij распространения переднего фронта скачка напряжения по участкам фазного провода от i до j устройств контроля тока и напряжения определяются согласно выражению

Vij=Lij/(Tj-Ti),

где Lij - длина фазного провода от i до j устройств контроля тока и напряжения с учетом изменения длины провода при изменении его средней температуры на данном участке;

Tj - зарегистрированное время фиксации фронта скачка напряжения одним из смежных устройств контроля тока и напряжения, которое расположено дальше от начала ЛЭП относительно смежного парного устройства;

Ti - зарегистрированное время фиксации фронта скачка напряжения одним из смежных устройств контроля тока и напряжения, которое расположено ближе к началу ЛЭП относительно смежного парного устройства.

О появлении гололеда на отрезке Lij судят по уменьшению скорости Vij распространения переднего фронта скачка напряжения, относительно скорости Vo распространения переднего фронта скачка напряжения до появления гололеда на проводах ЛЭП.

Пусть гололед появился на отрезке 7.

Для примера ЛЭП на фиг. 1 индексы i и j соответствуют номеру ПС или номеру узла. Скорость Vij распространения переднего фронта скачка напряжения уменьшится для V_10,11 и останется неизменной для других вычисленных скоростей (V_1,10, V_10,2, V_11,3, V_11,4).

Рассмотрим формирование скачка напряжения в точке 12 (фиг. 2). К фазному проводу в начале ЛЭП на ПС 1 в точке 12 подключен высоковольтный выключатель 13, который кратковременно подключает фазный провод ЛЭП к высоковольтному конденсатору 14, второй конец которого соединен с точкой заземления 15, при этом момент замыкания синхронизирован с максимальной величиной напряжения фазного провода. Для такой синхронизации контролируют значение фазного напряжения в начале ЛЭП на ПС 1. До момента замыкания выключателя 13 конденсатор 14 разряжен. После замыкания выключателя 13 происходит заряд конденсатора 14 от фазного провода. В момент замыкания выключателя 13 напряжение в точке 12 падает почти до нуля. Затем величина напряжения в точке 12 экспоненциально возвращается к мгновенному значению фазного напряжения с постоянной времени, измеряемой единицами микросекунд. Длительность скачка напряжения будет равна постоянной времени.

Таким образом, предлагаемый способ определения мест повреждений разветвленной воздушной ЛЭП в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП позволяет сделать это быстро и в автоматическом режиме, что, соответственно, даст возможность проводить мероприятия по плавке гололеда избирательно, только на участках с возникшим гололедом.

Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололеда на проводах, заключающийся в том, что в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают устройства контроля тока и напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых веток, каждое устройство контроля тока и напряжения регистрирует время прихода переднего фронта скачка напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, все устройства контроля тока и напряжения передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают устройства контроля тока и напряжения в узлах ЛЭП, для зафиксированных времен от каждой смежной пары устройств контроля тока и напряжения, разностно-дальномерным способом определяют наличие изменения скорости распространения переднего фронта скачка напряжения по участкам провода, расположенным между всеми смежными парами устройств контроля тока и напряжения, учитывают среднее значение температуры этих участков провода, места повреждений в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП определяют по уменьшению скорости распространения переднего фронта скачка напряжения с учетом влияния температурного изменения длины данных участков провода, скачок напряжения формируют в начале ЛЭП путем однократного замыкания фазного провода на высоковольтную емкость, второй конец которой заземлен в месте установки, при этом момент замыкания синхронизирован с максимальной величиной напряжения фазного провода.

Изобретение относится к калибровке инструментов, используемых для измерения поведения сигналов. Технический результат – получение характеристики сети и выполнение калибровки сети с неподдерживаемыми типами разъема, которые не отслеживают в соответствии с известными стандартами.

Устройство для диагностики воздушных линий электропередач // 2639570

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения следующих элементов: грозозащитного троса, силовых проводов, элементов конструкции опоры, подвесного зажима и анкерного крепежа грозозащитного троса, крепежа изоляторов, гирлянды изоляторов, гасителей вибрации и другого оборудования.

Способ диагностики силовых трансформаторов // 2638129

Изобретение относится к методам диагностики высоковольтного оборудования и может быть использовано на предприятиях, эксплуатирующих подобное оборудование. Заявленный способ диагностики силовых трансформаторов включает блок подготовки пробы масла, модуль хроматографического анализа, хроматограф, блок передачи данных хроматографии, блок цифровой обработки данных, общую шину, блок ввода данных, блок памяти, блок результатов диагностики.

Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса // 2635824

Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса относится к области диагностики технических систем и может быть использовано для диагностирования промышленного оборудования и технических систем, к которым могут быть отнесены подшипники электродвигателей, ленточные конвейеры, промышленные вентиляторы и т.п.

Устройство анализа результатов тестирования для локализации двукратных неисправностей // 2633908

Изобретение относится к области тестирования дискретных объектов большой размерности. Технический результат заключается в повышении кратности неисправностей при их локализации.

Система оценки электромагнитных параметров морского объекта // 2632984

Изобретение относится к устройствам для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, и может быть использовано для оценки стойкости крупногабаритных морских объектов (кораблей, судов, буровых платформ) к преднамеренному силовому электромагнитному воздействию.

Способ диагностирования механизма несвоевременных отключений источника питания компьютера моторного транспортного средства // 2630843

Изобретение относится к способу диагностирования механизма несвоевременных отключений источника питания компьютера моторного транспортного средства, который запрограммирован для исполнения подпрограммы запуска при активизации и подпрограммы выключения перед переходом в ждущий режим.

Испытательная система динамического моделирования электромагнитного переходного процесса гроз // 2624614

Изобретение относится к моделированию электромагнитного переходного процесса линии электропередач при ударе молнии. Сущность: в испытательной системе динамического моделирования электромагнитного переходного процесса гроз линии электропередачи на основе моделей линии электропередачи и заземляющего троса, моделей опоры и очага заземления опоры и модели изолятора опора делится на отрезок косого материала, отрезок траверсы и отрезок главной части.

Имитатор питающей электрической сети (ипэс) // 2624610

Изобретение относится к области электрических испытаний, а именно к испытаниям оборудования при имитации отклонений параметров качества электроэнергии. Технический результат: обеспечение возможности проведения комплексной проверки различных типов оборудования на одном стенде, возможности проведения параллельных испытаний, повышение гибкости и оперативности изменения режимов работы оборудования при проведении испытаний, возможность обеспечить минимальное запаздывание преобразования электроэнергии с момента передачи соответствующей команды, а также обеспечить визуализацию измерений и результатов испытаний в режиме реального времени.

Способ измерения теплового импеданса светодиодов // 2624406

Изобретение относится метрологии, в частности к технике измерения тепловых параметров светодиодов. Через светодиод пропускают последовательность импульсов греющего тока Iгр, широтно-импульсно модулированную по гармоническому закону, с частотой модуляции Ω и глубиной модуляции а; во время действия импульсов греющего тока измеряют напряжение на светодиоде и центральную длину волны излучения светодиода с известным температурным коэффициентом ΚТλ, по результатам измерения определяют амплитуду первой гармоники греющей мощности Рm1(Ω), потребляемой светодиодом, и амплитуду первой гармоники центральной длины волны излучения светодиода , а также сдвиг фазы между ними ϕ(Ω) на частоте модуляции греющей мощности, измеряют среднюю за период модуляции мощность оптического излучения светодиода, и модуль теплового импеданса находят по формуле ,а фазу ϕT(Ω) теплового импеданса светодиода определяют как разность фаз между первой гармоникой центральной длины волны излучения светодиода и первой гармоникой греющей мощности.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по массивам мгновенных значений токов и напряжений // 2639590

Изобретение относится к области электротехники, а именно к средствам обработки информации в электротехнике, и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи (ЛЭП).

Устройство для диагностики воздушных линий электропередач // 2639570

Способ измерения расстояния до места замыкания на землю // 2638088

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Способ измерения расстояния до места замыкания на землю в высоковольтных электрических сетях содержит следующие этапы.

Способ определения места короткого замыкания на длинной линии электропередачи с корректировкой параметров линии // 2637716

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и направлено на решение задачи по созданию технологий, позволяющих повысить эффективность электроснабжения.

Способ дистанционного определения места однофазного замыкания на землю // 2637378

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для дистанционного определения места однофазного замыкания на землю (ОЗЗЗ) на ЛЭП, находящихся под рабочим напряжением, в распределительных электрических сетях 6-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью, компенсацией емкостных токов или заземлением нейтрали через высокоомный резистор, имеющих радиальную структуру.

Способ определения места короткого замыкания на электрифицированной железнодорожной станции // 2636154

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности определения места короткого замыкания в тяговой сети многопутного участка.

Направленное обнаружение замыкания в сети, в частности, в системе с заземленной скомпенсированной или изолированной нейтралью // 2633433

Группа изобретений относится к направленному обнаружению замыкания на землю, в частности, в энергосистеме со скомпенсированной нейтралью и, в конкретном случае, с изолированной нейтралью.

Способ и устройство для определения местонахождения однофазного замыкания на землю в распределительной сети на основе вейвлет-преобразования переходных сигналов // 2632989

Изобретение относится к автоматизации энергетических систем для определения нахождения однофазного замыкания на землю в распределительной сети. Сущность: способ содержит этапы, на которых захватывают переходные сигналы тока нулевой последовательности, которые опережают и запаздывают на 2 периода от начального значения с помощью терминалов, установленных в различных местонахождениях на линии электропередачи.

Способ определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи // 2632583

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения.

Способ защиты параллельных линий // 2631679

Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности защиты параллельных линий.

Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи // 2639718

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности способа локации повреждений. Способ заключается в фиксации отсчетов токов и напряжений, наблюдаемых в линии в текущем и в предшествующем режимах, преобразовании отсчетов в комплексы токов и напряжений текущего и предшествующего режимов, использовании передающей модели, преобразующей комплексы наблюдаемых токов и напряжений предшествующего и текущего режимов в комплексы напряжений и токов соответствующих режимов в месте предполагаемого повреждения, преобразовании комплексов напряжения и тока предшествующего и текущего режимов этого места в комплекс основного замера и определении с его использованием координаты места повреждения линии электропередачи. Согласно способу комплексы электрических величин в месте предполагаемого повреждения преобразуют еще и в комплекс дополнительного замера, используют имитационную модель линии электропередачи для обучения передающей модели интервальному определению места повреждения, для чего воспроизводят в имитационной модели режимы повреждения линии и определяют в этих режимах области отображения комплексов основного и дополнительного замеров на соответствующих плоскостях. При наблюдении линии электропередачи определяют для разных мест предполагаемого повреждения отображения комплексов основного и дополнительного замеров на соответствующих плоскостях, фиксируют те места линии, для которых отображения как основного замера, так и дополнительного попадают в соответствующие области, и объединяют указанные места в интервал повреждения линии электропередачи. 1 з.п. ф-лы, 17 ил.