Способ определения места дугового короткого замыкания локационным методом

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП), в устройствах контроля погасания дуги ЛЭП, измерительных органах дистанционной защиты. Технический результат: повышение точности определения места повреждения ЛЭП за счет использования информации о фазе тока дугового короткого замыкания, о мгновенном значении амплитуды тока дугового короткого замыкания и реализации ее динамической модели, учитывающей изменение электрических параметров места дугового короткого замыкания во времени. Сущность: непрерывно измеряют мгновенные значения силы тока и фазы тока линий электропередачи. Процесс измерения запускается сигналом пуска релейной защиты, которая запускается в момент возникновения повреждения на данной линии электропередачи. На линию электропередачи, с которой пришел сигнал релейной защиты, воздействуют зондирующими импульсами. Принимают отраженные от места повреждения импульсы. Фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения, и определяют расстояние до места повреждения по интервалу времени между моментом зондирования и моментом прихода отраженного импульса с учетом параметров данной линии электропередачи. При этом по измеренным мгновенным значениям силы тока и фазы тока линий электропередачи определяют моменты минимального значения величины электрического сопротивления места дугового короткого замыкания, с которыми синхронизируют моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системной автоматике и релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП), в устройствах контроля погасания дуги ЛЭП, измерительных органах дистанционной защиты.

Из существующего уровня техники известен [Шалыт Г.М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. - М.: Энергия, 1968. Куликов А.Л. Дистанционное определение мест повреждений ЛЭП методами активного зондирования. - М.: Энергоатомиздат, 2006] локационный способ определения расстояния до места короткого замыкания в распределительных сетях, принятый за прототип, который основан на измерении времени между моментом посылки в линию зондирующего электрического импульса t1 и моментом прихода в начало линии импульса, отраженного от места замыкания t2. Расстояние до места ОЗЗ находят как l3=v⋅(t2-t1)/2, где v - скорость распространения зондирующего импульса по линии.

После возникновения короткого замыкания релейная защита отключает линию с повреждением от источника питания, ток короткого замыкания падает до нуля, при этом электрическая дуга в месте короткого замыкания гаснет. После погасания дуги в месте повреждения, короткое замыкание может самоустранится. Поэтому необходимо автоматически запускать локационный процесс с момента возникновения короткого замыкания на линии электропередачи, что определяется пуском релейной защиты (без задержки на время уставки релейной защиты по времени), и посылать зондирующие импульсы до момента отключения линии электропередачи релейной защитой.

Кроме того, одно устройство локационного зондирования обычно обслуживает несколько линий электропередачи, отходящих от шин подстанции. Поэтому в устройстве локационного зондирования необходим коммутатор, который подключает устройство к той линии электропередачи, на которой после появления короткого замыкания сработала релейная защита.

Недостатком известного метода является то, что импульсы локационного зондирования посылаются в случайные (относительно фазы тока короткого замыкания) моменты времени. Но электрические параметры дуги в месте короткого замыкания (например, электрическое сопротивление дуги) зависят как от величины мгновенного значения тока дуги, так и от предыстории, от тока дуги в предыдущие моменты времени (за счет временных эффектов нарастания и спада плотности ионов в дуге, ионизации и деионизации в объеме дуги). Амплитуда отраженного импульса в методе локационного зондирования места короткого замыкания тем выше, чем больше электрическое сопротивление в месте короткого замыкания отличается от волнового сопротивления линии электропередачи. Поэтому оптимально посылать импульсы локационного зондирования в моменты минимального значения электрического сопротивления дуги в месте короткого замыкания.

От амплитуды тока дуги, от электрического напряжения на дуговом промежутке места короткого замыкания, зависит также и электрические шумы, создаваемые дугой, которые мешают точно определить место короткого замыкания. Поэтому оптимально посылать импульсы локационного зондирования в моменты минимального значения амплитуды шумов, создаваемых дугой в месте короткого замыкания.

Задачей изобретения является разработка способа определения места дугового короткого замыкания локационным методом, в котором устранены недостатки прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения места повреждения ЛЭП за счет использования информации о фазе тока дугового короткого замыкания, о мгновенном значении амплитуды тока дугового короткого замыкания и реализации ее динамической модели, учитывающей изменение электрических параметров места дугового короткого замыкания во времени.

Технический результат достигается тем, что в способе определения места дугового короткого замыкания локационным методом, непрерывно измеряют мгновенные значения силы тока и фазы тока линий электропередачи, процесс измерения запускается сигналом пуска релейной защиты, которая запускается в момент возникновения повреждения на данной линии электропередачи, на линию электропередачи, с которой пришел сигнал релейной защиты, воздействуют зондирующими импульсами, принимают отраженные от места повреждения импульсы, фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения, и определяют расстояние до места повреждения по интервалу времени между моментом зондирования и моментом прихода отраженного импульса, с учетом параметров данной линии электропередачи, согласно настоящему изобретению, по измеренным мгновенным значениям силы тока и фазы тока линий электропередачи определяют моменты минимального значения величины электрического сопротивления места дугового короткого замыкания, с которыми синхронизируют моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов.

Способ реализуется следующим образом.

1. Непрерывно измеряют мгновенные значения силы тока I(t) и фазы тока ϕ(t) линий электропередачи, где t - текущее время. Под фазой тока в данном способе понимается фаза относительно момента времени to перехода значения силы тока I(t) от отрицательных на положительные значения. При этом момент времени to формируется каждый раз, формируя начало периода Т1~0,02 сек синусоидального тока частотой F1~50 Гц. При таких определениях величина фазы тока ϕ(t) по дочитывается по формуле:

ϕ(t)=360⋅(t-to)/T1 (фаза в градусах)

2. Процесс измерения расстояния до места повреждения запускается сигналом пуска релейной защиты, которая запускается в момент возникновения повреждения на данной линии электропередачи, сопровождаемого возникновением дугового замыкания в месте повреждения ЛЭП.

3. На линию электропередачи, с которой пришел сигнал релейной защиты, воздействуют зондирующими импульсами, принимают отраженные от места повреждения импульсы, фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения, и определяют расстояние до места повреждения по интервалу времени между моментом зондирования и моментом прихода отраженного импульса, с учетом параметров данной линии электропередачи.

4. Моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов синхронизированы как с фазой тока ϕ(t) данной линии электропередачи, так и с предысторией мгновенных значений тока I(t) на данной линии электропередачи.

Открытая дуга переменного тока при коротких замыканиях на высоковольтных ЛЭП в моменты перехода тока короткого замыкания через ноль сохраняет высокую проводимость, и поэтому в установках высокого напряжения гашение открытой дуги происходит не вследствие перехода тока через ноль и образования прочности промежутка, а главным образом вследствие растяжения дугового столба и образования на нем высокого напряжения горения. При этом напряжение горения дуги при токах более (50-60) А не зависит от силы тока I(t), а только от длины дуги, изменяясь пропорционально ей.

Каждые пол периода (Т1)/2 на дуге переменного тока в установках высокого напряжения происходят следующие процессы.

• Вблизи моментов времени перехода тока дуги I(t) через ноль, вблизи фазы ϕ(t)~0° и ϕ(t)~180°, происходит частичная деионизация дугового объема, и увеличение электрического сопротивления дугового промежутка. При этом, за счет падения тока дуги, происходит уменьшение амплитуд электрических шумов, создаваемых дугой.

• В промежутках между (ϕ(t)~0° и ϕ(t)~180o), (ϕ(t)~180° и ϕ(t)~360°) величина тока дуги I(t) возрастает по синусоидальному закону, и происходит накопление ионизации дугового объема, и пропорциональное уменьшение электрического сопротивления дугового промежутка. Для учета процессов ионизации дугового объема, зависящие от мощности, выделяемой в дуговом промежутке, и процессов деионизации, которые протекают непрерывно, необходимо проводить учет предыстории мгновенных значений тока I(t). Наиболее просто этот учет можно вести, непрерывно интегрируя во времени квадрат силы тока дуги I2(t), отвечающий за процесс ионизации, и процессы деионизации, в простейшем случае моделируемые некой постоянной константой. В такой модели сопротивление дугового промежутка R(t) может быть определено интегралом:

Где интегрирование (момент времени t=0) начинается в начале каждого полупериода (в моменты времени to, и to+T1/2), Ro - остаточное электрическое сопротивление дугового промежутка вблизи моментов времени перехода тока дуги I(t) через ноль. Константы модели а и b описывают процессы ионизации и деионизации.

• Моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов могут выбираться по разным критериям. Для приоритета уменьшения амплитуд электрических шумов, создаваемых дугой, зондирующие импульсы формируют в моменты времени to, и to+T1/2. Для приоритета минимального электрического сопротивления дугового промежутка, зондирующие импульсы формируют в моменты минимального значения величины R(t).

Таким образом, предлагаемый способ определения места дугового короткого замыкания локационным методом позволяет повысить точность определения места повреждения ЛЭП за счет использования информации о фазе тока дугового короткого замыкания, о мгновенном значении амплитуды тока дугового короткого замыкания и реализации ее динамической модели, учитывающей изменение электрических параметров места дугового короткого замыкания во времени.

Способ определения места дугового короткого замыкания локационным методом, состоящий в том, что непрерывно измеряют мгновенные значения силы тока и фазы тока линий электропередачи, процесс измерения запускается сигналом пуска релейной защиты, которая запускается в момент возникновения повреждения на данной линии электропередачи, на линию электропередачи, с которой пришел сигнал релейной защиты, воздействуют зондирующими импульсами, принимают отраженные от места повреждения импульсы, фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения, и определяют расстояние до места повреждения по интервалу времени между моментом зондирования и моментом прихода отраженного импульса, с учетом параметров данной линии электропередачи, отличающийся тем, что по измеренным мгновенным значениям силы тока и фазы тока линий электропередачи определяют моменты минимального значения величины электрического сопротивления места дугового короткого замыкания, с которыми синхронизируют моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки фактического положения и состояния подземных коммуникаций. Технический результат: повышение надежности и достоверности диагностики подземных коммуникаций.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения местоположения повреждений (ОМП) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения местоположения повреждений (ОМП) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к беспилотным аппаратам для контроля состояния или выполнения ремонтных работ на линиях электропередач. Способ захвата провода линии электропередач рабочим органом исполнительного блока устройства для дистанционного контроля, оснащенного для доставки его к месту работы летно-подъемным средством, включает открытие рабочего органа - магнитной головки - при взлете, используя подъемную силу летно-подъемного средства, при посадке на провод для закрытия магнитной головки - силу тяжести летно-подъемного средства, воздействующие на механизм открытия-закрытия в результате перемещений летно-подъемного средства относительно исполнительного блока.

Изобретение относится к области преобразовательной электротехники и предназначено для формирования акустических импульсов при поиске мест повреждения в силовых кабельных линиях.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для установления места снижения сопротивления изоляции в обмотках электрических машин, электроустановок и др.

Заявляемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к вопросам диагностики и мониторинга электрооборудования, позволяющим контролировать техническое состояние конденсаторов связи класса напряжения 110-500 кВ.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля состояния воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), а именно измерения гололедно-ветровых нагрузок и мониторинга температурного режима эксплуатации.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях и системах для контроля их режимов, в том числе при создании цифровых релейных защит автоматики.

Автоматический комплекс дистанционной диагностики электросетевого оборудования содержит опорную поверхность с размещенной на ней навигационной станцией с площадкой для приема беспилотного летательного аппарата, центр управления.

Изобретение относится к области контроля состояния изоляторов. Техническим результатом является обеспечение маркировки полимерных изоляторов воздушной линии электропередачи и автоматизированного контроля состояния изоляторов по току пробоя и току утечки. Раскрыто устройство контроля состояния полимерных изоляторов, в котором в качестве индикатора используют RFID-метку, включающую гибкую ламинированную подложку прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы, чип контактными площадками крепится к изгибам плеч антенны без применения шунтирующего контакта, причем основная часть гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы закрепляется к оболочке полимерного изолятора нетокопроводящим клеем ближе к заземленной части конструкции полимерного изолятора, а обе полосы антенного слоя крепятся токопроводящим клеем к электродам полимерных изоляторов, концы полос антенного слоя смыкаются и индикатор принимает форму кольцеобразного электрода, причем каждый чип имеет свой индивидуальный код, наличие прохождения тока по чипу свидетельствует о нарушении диэлектрического состояния полимерного изолятора, что фиксируется регистрирующим устройством. 5 ил.

Изобретение относится к области контроля состояния изоляторов. Техническим результатом является обеспечение маркировки полимерных изоляторов воздушной линии электропередачи и автоматизированного контроля состояния изоляторов по току пробоя и току утечки. Раскрыто устройство контроля состояния полимерных изоляторов, в котором в качестве индикатора используют RFID-метку, включающую гибкую ламинированную подложку прямоугольной формы, на которой закреплена антенна с геометрической модификацией изгиба плеч диполя в виде меандра, а два вывода антенны присоединены к двум полосам антенного слоя, расположенного в виде полос по краям гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы, чип контактными площадками крепится к изгибам плеч антенны без применения шунтирующего контакта, причем основная часть гибкой ламинированной подложки прямоугольной формы закрепляется к оболочке полимерного изолятора нетокопроводящим клеем ближе к заземленной части конструкции полимерного изолятора, а обе полосы антенного слоя крепятся токопроводящим клеем к электродам полимерных изоляторов, концы полос антенного слоя смыкаются и индикатор принимает форму кольцеобразного электрода, причем каждый чип имеет свой индивидуальный код, наличие прохождения тока по чипу свидетельствует о нарушении диэлектрического состояния полимерного изолятора, что фиксируется регистрирующим устройством. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения в силовых кабелях. Технический результат: повышение точности определения мест однофазного замыкания фазы на оболочку силового кабеля при больших переходных сопротивлениях в месте замыкания. Сущность: индукционно-акустический кабелеискатель содержит переключатель, первый, второй и третий усилители, первый и второй транзисторные ключи, управляющие статическим триггером с двумя устойчивыми состояниями, транзисторный импульсный ключ, ко входу которого подключен выход статического триггера, и гнезда для головных телефонов, установленные в одном корпусе, индукционный и акустический выносные датчики, головные телефоны. Выход третьего усилителя выполнен с возможностью подключения к головным телефонам через гнезда. Переключатель выполнен с первым и вторым входами и первым, вторым и третьим выходами Транзисторный импульсный ключ выполнен с первым и вторым входами и первым и вторым выходами. В корпусе кабелеискателя дополнительно установлены задающий генератор с регулируемой частотой посылки импульсов, выход которого подключен ко второму входу транзисторного импульсного ключа, измеритель расстояния до места повреждения цифровой, вход которого подключен к первому выходу транзисторного импульсного ключа, и измеритель времени цифровой, вход которого подключен ко второму выходу транзисторного импульсного ключа, блок сброса показаний с кнопкой «Сброс», первым и вторым выходами. Измеритель времени цифровой содержит цифровой индикатор времени, который подключен к первому выходу блока сброса показаний. Измеритель расстояния до места повреждения цифровой содержит цифровой индикатор расстояния, который подключен ко второму выходу блока сброса показаний. При этом вход третьего усилителя подключен ко второму выходу переключателя, который выполнен с возможностью поочередного подключения входа третьего усилителя к выходу индукционного выносного датчика, подключенного к первому выходу переключателя, и к выходу акустического выносного датчика, подключенного ко второму выходу переключателя. Вход первого усилителя подключен к первому выходу переключателя, а вход второго усилителя подключен к третьему выходу переключателя. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для одностороннего определения расстояния до места повреждения на линиях трехфазного тока. Сущность: измеряют время между появлением фронта волны тока или напряжения без нулевой составляющей и появлением волны тока или напряжения нулевой составляющей. Расстояние до места повреждения определяют как отношение измеренного времени к разности обратных значений скоростей волны тока или напряжения нулевой составляющей и волны тока или напряжения без нулевой составляющей. Технический результат: повышение точности определения места повреждения.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи, в устройствах контроля погасания дуги ЛЭП, измерительных органах дистанционной защиты. Технический результат: повышение точности определения места повреждения ЛЭП за счет использования информации о фазе тока дугового короткого замыкания, о мгновенном значении амплитуды тока дугового короткого замыкания и реализации ее динамической модели, учитывающей изменение электрических параметров места дугового короткого замыкания во времени. Сущность: непрерывно измеряют мгновенные значения силы тока и фазы тока линий электропередачи. Процесс измерения запускается сигналом пуска релейной защиты, которая запускается в момент возникновения повреждения на данной линии электропередачи. На линию электропередачи, с которой пришел сигнал релейной защиты, воздействуют зондирующими импульсами. Принимают отраженные от места повреждения импульсы. Фиксируют время прихода импульса, отраженного от места повреждения, и определяют расстояние до места повреждения по интервалу времени между моментом зондирования и моментом прихода отраженного импульса с учетом параметров данной линии электропередачи. При этом по измеренным мгновенным значениям силы тока и фазы тока линий электропередачи определяют моменты минимального значения величины электрического сопротивления места дугового короткого замыкания, с которыми синхронизируют моменты формирования зондирующих линию электропередачи импульсов.

Наверх