Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение помехозащищенности способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП) и его упрощение. Согласно способу при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП, с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП. При этом фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации. 5 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении устройств релейной защиты и автоматики кабельно-воздушных линий электропередачи.

Согласно Правилам устройства электроустановок [Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 7-ое издание (утв. Приказом Минэнерго от 08.07.2002. №204] п.3.3.2. «…Должно предусматриваться автоматическое повторное включение (АПВ) воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий всех типов напряжений выше 1 кВ. Отказ от применения АПВ долен быть в каждом отдельном случае обоснован».

Однако в электротехнической практике отсутствуют типовые технические решения, обеспечивающие АПВ кабельно-воздушных ЛЭП высокого напряжения (например, 110 кВ и выше).

Для эффективного АПВ высоковольтных кабельно-воздушных ЛЭП необходимо с высокой точностью определить, на каком из участков (воздушном или кабельном) произошло повреждение и при устранении повреждения на воздушном участке реализовать АПВ ЛЭП.

Известным техническим решением является способ, реализованный в устройстве АПВ кабельно-воздушных ЛЭП, разработанном в результате НИОКР в ПАО «МОЭСК» [Догадкин Д., Марин Р., Ширшова Е., Исмуков Г., Куликов А., Линт М., Подшивалин А. Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи мегаполисов// Электроэнергия. Передача и распределение. №5(38). 2016. с. 114-119.]. Основу указанного технического решения составляет патент на полезную модель [Патент на полезную модель РФ №1655635 Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи H02H03/06, G01R01/00, опубл. 27.10.2016 г., Б.И. №30].

Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи, содержит генератор зондирующих импульсов, приемник зондирующих импульсов, блок обработки информации, причем выход приемника зондирующих импульсов подключен к первому входу блока обработки информации. Согласно предложения введены коммутатор, высокочастотное присоединение и блок волнового определения повреждения ЛЭП, причем высокочастотное присоединение предназначено для подключения к концу воздушного участка ЛЭП, вход-выход коммутатора подключен к высокочастотному присоединению, первый и второй выходы коммутатора подключены соответственно ко входам блока волнового определения повреждения ЛЭП и первому входу приемника зондирующих импульсов, первый выход блока волнового определения повреждения ЛЭП подключен ко второму входу блока обработки информации, второй выход блока волнового определения повреждения ЛЭП подключен ко входу генератора зондирующих импульсов и первому входу коммутатора, первый и второй выходы генератора зондирующих импульсов подключены соответственно ко второму входу коммутатора и второму входу приемника зондирующих импульсов, первый выход блока обработки информации является выходом сигнала повторного включения, а его второй выход является выходом информации о месте повреждения.

Однако опытный образец такого устройства АПВ достаточно сложен в реализации, так как включает устройства активного зондирования с применением сложных модулированных высокочастотных сигналов.

Известна система блокирования автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи [Патент РФ № 2669542, МПК G01R 15/24, H02H 03/06, опубл. 11.10.2018 Бюл. № 29], содержащая размещенное на подстанции устройство запрета автоматического повторного включения, размещенные на одной стороне кабельного участка линии электропередачи датчик суммарного тока заземления экранов кабельного участка, манипулятор оптического сигнала, подключенный управляющим входом к выходу указанного датчика, и оптоволоконную линию, связывающую указанные манипулятор и устройство запрета, при этом устройство запрета снабжено источником и приемником оптического излучения, оптоволоконная линия выполнена в виде петли, соединяющей указанные источник и приемник, указанный манипулятор выполнен с возможностью прерывания оптического излучения в оптоволоконной линии при превышении однополярного порога мгновенным значением суммарного тока заземления экранов кабельного участка, а указанное устройство запрета - с возможностью сравнивать длительность каждой паузы в принимаемом импульсном оптическом излучении с заданной минимальной длительностью паузы и формировать сигнал запрета автоматического повторного включения при положительном результате сравнения.

Однако такая система блокирования автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи является сложной в технической реализации. Она предполагает размещение со стороны кабельного участка линии датчика суммарного тока заземления экранов кабельного участка, манипулятора оптического сигнала, подключенного входом к выходу указанного датчика и к оптоволоконной линии связи для каждого из переходов кабельного участка в воздушный или воздушного в кабельный. Дополнительно для функционирования системы блокирования необходимо в указанных местах переходов обеспечить электропитание, климатические условия и защиту от осадков и др. для размещаемого оборудования, что предполагает строительство зданий или сооружений.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП) [Патент РФ № 2658673, МПК H02H 03/06, опубл. 22.06.2018, Бюл. № 18], согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП с использованием блока волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП. Согласно предложения производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и формируют на его основе базу данных волновых портретов, характерных для каждого из мест повреждений и разделенных на кабельные и воздушные участки, базу данных волновых портретов предварительно записывают в блок обработки информации, причем под волновым портретом понимают временную диаграмму результатов переотражений волн, возникающих в месте повреждения от неоднородностей ЛЭП и зафиксированных на одном из концов ЛЭП, формируют волновой портрет по зафиксированным электромагнитным волнам при повреждении ЛЭП в блоке волнового определения повреждения ЛЭП, производят распознавание сформированного волнового портрета ЛЭП в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, при реализации распознавания используют базу данных волновых портретов и расчеты взаимных корреляционных функций сформированного волнового портрета и волновых портретов из базы данных, а по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП.

Несмотря на одностороннее исполнение, способ-прототип предполагает достаточно сложные алгоритмы обработки «волновых портретов», связанные с реализацией процедур их распознавания и требующие высокой производительности, времени обработки и стоимости вычислительных средств. С другой стороны, способ-прототип обладает низкой помехозащищенностью, поскольку «волновые портреты», искаженные помехами, могут приводить к ошибкам распознавания и, соответственно, к неправильному функционированию устройства АПВ кабельно-воздушной ЛЭП.

Рассмотрим процесс распространения волновых сигналов при повреждении ЛЭП. От места повреждения вдоль проводов ЛЭП к разным её концам начинают распространяться электромагнитные бегущие волны. При однофазных замыканиях амплитуда фронта сигнала в поврежденной фазе в основном зависит от величины фазного напряжения (от фазы напряжения) и переходного сопротивления в точке повреждения. При двухфазных повреждениях амплитуда фронта волнового сигнала зависит от фазы соответствующего линейного напряжения. При распространении волн по ЛЭП для однопроводной линии величина напряжения в некоторой точке может быть описана выражением (1), а величина тока - выражением (2)

; (1)

, (2)

где fпад, fотр - функция падающей и отраженной волны напряжения соответственно;

γ - комплексный коэффициент распространения; Zв - волновое сопротивление.

При измерении токов и напряжений на подстанции (ПС) примем за направление распространения падающей волны - направление из линии к шинам ПС, а за положительное направление тока в линии - направление от шин ПС. Тогда выражения для напряжения и тока в месте измерения могут быть записаны в упрощенном виде:

; (3)

. (4)

Зачастую пренебрегают относительно малой мнимой составляющей комплексной величины волнового сопротивления и представляют его чисто активным сопротивлением.

Когда волна достигает неоднородности ЛЭП (место соединения двух участков с разными волновыми сопротивлениями), например, место кабельно-воздушного перехода, часть энергии волны отражается и начинает распространяться в обратном направлении (образуется отраженная волна), а другая часть - проходит за место неоднородности (прошедшая волна) (фиг. 1). Частью энергии, которая рассеивается в месте соединения двух разнородных участков, обычно пренебрегают.

Напряжение и ток на границе неоднородности (фиг. 1), таким образом, характеризуются следующими выражениями:

; (5)

; (6)

; , (7)

где kотр, kпр - коэффициент отражения и прохождения (преломления) волны напряжения.

Для случая ВЛ-КЛ перехода Zв1= Zв.КЛ, Zв2= Zв.ВЛ, а для КЛ-ВЛ перехода Zв1= Zв.ВЛ, Zв2= Zв.КЛ. (ВЛ - воздушная линия, КЛ - кабельная линия). Те же соотношения справедливы также для места присоединения ЛЭП к ПС. При этом Zв1= Zв.ЛЭП, а Zв2= Zэкв.ПС, где Zэкв.ПС - эквивалентное сопротивление ПС. Если пренебречь емкостями первичного оборудования ПС, а также ВЧ присоединениями, то Zэкв.ПС определяется как параллельное соединение волновых сопротивлений присоединений ПС.

Стоит отметить, что приведенные выше соотношения справедливы для однопроводной линии, в то время как для многопроводных линий необходимо переходить к телеграфным уравнениям. Однако при анализе электромагнитных волн в первом междуфазном волновом канале сохраняется справедливость ранее полученных выражений и выводов.

Таким образом, электромагнитная волна, распространяясь по ЛЭП с неоднородными участками, таких как КВЛ, претерпевает дополнительное затухание, связанное с рассогласованностью волновых сопротивлений разных участков. В зависимости от поврежденного участка КВЛ и места повреждения электромагнитные волны претерпевают различное затухание на пути к ПС и месту измерения. Поэтому, измерив амплитуду фронта волнового сигнала, можно косвенно определить поврежденный участок. Однако на основе только односторонних измерений сделать вывод о поврежденном участке затруднительно из-за зависимости амплитуды фронта от фазы напряжения в момент КЗ и переходного сопротивления. Целесообразно использовать измерения по двум концам ЛЭП, причем отношение сигналов токов или напряжений по двум концам КВЛ позволяет практически селективно определить поврежденный участок.

Рассмотрим фиг. 2, где показана ВЛ с кабельной вставкой на удалении от обоих ПС А и Б (конфигурация ВЛ-КЛ-ВЛ). Каждому участку (m-ый участок) соответствуют свои параметры: волновое сопротивление Zв.m и затухание. Затухание может быть выражено через коэффициент затухания m-го участка kзат.m, характеризующий отношение амплитуды падающей волны напряжения в конце m-го участка к амплитуде сигнала в начале участка. Отметим, что расчет коэффициента kзат.m может осуществляться с использованием имитационной модели КВЛ. Можно оценить коэффициент затухания в децибелах с учетом методик, используемых для расчета затухания линейного тракта ЛЭП для высокочастотной связи [например, ПАО «РОССЕТИ» СТО 56947007-33.060.40.052-2010. Методические указания по расчету параметров и выбору схем высокочастотных трактов по линиям электропередачи 35-750 кВ переменного тока]. В этом случае kзат.m определяется по выражению:

, (8)

где αm - коэффициент затухания соответствующей модальной составляющей для m-ого участка КВЛ, дБ/км; Lm - длина m-ого участка КВЛ.

Определим напряжение фронта падающей волны по концам КВЛ при повреждениях на различных участках (фиг. 2).

Для 1-го участка ЛЭП имеют место соотношения

; (9)

; (10)

, (11)

где kпр.m-n - коэффициент прохождения неоднородности, характерный m-ому участку ЛЭП и n-ому элементу ЛЭП и предполагающий, что волны напряжения движутся со стороны m-ого участка; LКЗ.m - расстояние до места повреждения от начала m-го участка КВЛ. В качестве элемента ЛЭП принимается место КЗ, шины ПС, участок ЛЭП.

Для 2-го и 3-го участка ЛЭП справедливы равенства (12) и (13) соответственно:

; (12)

. (13)

Выражения (11-13) характеризуют соотношения сигналов напряжения на концах КВЛ при повреждениях на различных участках. Однако при повреждениях, близких к местам неоднородности, волны, последовательно отражающиеся от неоднородности и от места повреждения, достигают места измерения через очень короткое время после первой волны от повреждения. Поэтому в таких случаях на измерения амплитуды фронта напряжения будут влиять эти дополнительные отраженные волны.

Рассмотрим соотношения сигналов напряжения при повреждении ЛЭП в непосредственной близости от КВЛ перехода. При этом не учитываем затухание волн на участке между точкой повреждения и КВЛ переходом ввиду малого расстояния.

Для точки 1'' (фиг. 2) справедливы следующие выражения

; (14)

; (15)

(16)

Для точки 2' (фиг. 2) отношение напряжений падающих волн характеризуется равенством

. (17)

С учетом преобразований для точек 2'' и 3' получаем следующее выражение для отношения напряжений падающих волн

. (18)

На основе равенств (8)-(18) можно построить график зависимости отношения uпад.А / uпад.Б от места повреждения. На фиг. 3 а, б показаны такие зависимости для КВЛ 220кВ (конфигурации ВЛ-КЛ-ВЛ) при различных соотношениях длин участков. Параметры распространения волн для фиг. 3 выбраны по рекомендациям [ПАО «РОССЕТИ» СТО 56947007-33.060.40.052-2010. Методические указания по расчету параметров и выбору схем высокочастотных трактов по линиям электропередачи 35-750 кВ переменного тока]. Средние значения параметров в диапазоне частот 10 - 100 кГц составили для первого междуфазного волнового канала: Zв1= 370 Ом, а Zв2= 30 Ом, Zв3= 370 Ом, а αЛТ.1= 0,023 дБ/км, αЛТ.2= 1,1 дБ/км, αЛТ.3= 0,022 дБ/км. Для удобства на фиг. 3 показана функция десятичного логарифма от соотношения uпад.А / uпад.Б.

Анализируя фиг. 3.а, б, можно заметить, что при переходе через место соединения участков ВЛ и КЛ логарифм отношения напряжений претерпевает скачок, который зависит от соотношения параметров распространения волн по участкам и не зависит от длин этих участков. Следует отметить, что наличие неоднородностей на участках ЛЭП (например, транспозиция фаз ВЛ или транспозиция экранов КЛ) будет искажать зависимость фиг. 3. Поэтому при формировании сложных зависимостей (фиг. 3) с учетом неоднородностей ЛЭП целесообразно применять имитационное моделирование.

Анализ выражений (18) и (19), а также фиг. 3 приводит к выводу о том, что в непосредственной близости от КВЛ переходов существует зона неопределенности, в которой КЗ на ВЛ и КЛ участках практически не различаются без применения дополнительных методов распознавания. Поэтому при выборе параметров срабатывания алгоритма распознавания поврежденного участка КВЛ целесообразно зону неопределенности относить к кабельному участку для предотвращения АПВ при повреждениях муфты кабеля и вблизи неё. Проведенное имитационное моделирование КВЛ и соответствующего алгоритма распознавания поврежденного участка показало, что зона неопределенности зависит от методов цифровой фильтрации волновых сигналов тока и напряжения, а также переходных характеристик устройства присоединения (измерительных трансформаторов).

Приведенные выше соотношения удобно отобразить в двумерной области |uпад.А|, |uпад.Б|, как показано на фиг. 4. При этом область первого квадранта разбивается лучами на зоны, соответствующие участкам КВЛ. Выбор параметров для процедуры распознавания поврежденного участка при этом сводится к расчету углов наклона (θ1 и θ2) указанных лучей (фиг. 4).

Задача изобретения - упрощение способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи, а также повышение его помехозащищенности.

Поставленная задача достигается способом автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП), согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП. Согласно предложения фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации.

На фиг. 1. представлены соотношения напряжений и токов бегущих волн на границе неоднородности ЛЭП.

На фиг. 2. схематично изображена КВЛ с конфигурацией ВЛ-КЛ-ВЛ.

Фиг. 3. иллюстрирует зависимости отношения амплитуд падающих волн напряжения по двум концам КВЛ от места повреждения.

Фиг. 4. иллюстрирует принципы выбора параметров срабатывания АПВ КВЛ.

На фиг. 5 представлена структурная схема, реализующая предлагаемый способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи.

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП может реализоваться устройством, представленным на фиг. 5.

Устройство (фиг. 5) содержит: блоки присоединения 1' и 1"; блоки волнового определения повреждения ЛЭП 2' и 2"; блоки обработки информации 3' и 3"; канал связи 4; кабельно-воздушную линию электропередачи 5.

В качестве блока присоединения 1 могут выступать трансформатор (трансформаторы) тока или высокочастотные присоединения ЛЭП.

Устройство работает следующим образом.

Перед реализацией способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП выполняется имитационное моделирование всевозможных повреждений на различных удалениях от концов ЛЭП с получением зависимостей, аналогичных фиг. 3, 4. На основе полученных зависимостей определяются параметры срабатывания устройства АПВ КВЛ, причем зависимости (фиг. 3, 4) индивидуальны для каждой КВЛ. Исходя из соотношений, представленных на фиг. 3 определяется место повреждение КВЛ, а на основе лучей, разделяющих двумерную область фиг. 4, формируются параметры срабатывания устройства АПВ КВЛ. При отнесении повреждения ЛЭП к группе кабельных участков выдается запрещающий сигнал на АПВ кабельно-воздушной ЛЭП, в противном случае АПВ разрешается. Цифровые значения, характеризующие зависимости (фиг. 3, 4) перед реализацией способа АПВ кабельно-воздушной ЛЭП записывается в блок обработки информации 3 на каждом из концов ЛЭП.

При повреждении кабельно-воздушной ЛЭП 5 от точки повреждения к концам ЛЭП 5 распространяются электромагнитные волны. Эти волны проходят неоднородности ЛЭП 5 и поступают в блоки присоединения 1' и 1", расположенные по концам ЛЭП 5. Электромагнитные волны фиксируются блоками 2' и 2" определения повреждения ЛЭП, в которых происходит обнаружение факта повреждения кабельно-воздушной ЛЭП 5, а также формирование волновых сигналов токов и напряжений с последующим аналого-цифровым преобразованием и цифровой обработкой сигналов.

Вначале осуществляется выделение модальной составляющей первого междуфазного волнового канала ЛЭП с реализацией предварительной фильтрации волнового сигнала. Выбор первой междуфазной модальной составляющей целесообразен потому, что в соответствующем канале параметры распространения волн наиболее стабильны. Далее из модального сигнала выделяются высокочастотные составляющие. При этом могут применяться цифровые фильтры верхних частот или полосовые фильтры. Например, может использоваться алгоритм фильтрации с центрированием выборки сигнала в скользящем окне данных (удаление постоянной составляющей), согласно выражения

, , (19)

где N - число отсчетов в окне данных (число коэффициентов импульсной характеристики фильтра).

После фильтрации фиксируется максимальное значение (амплитуда) сигнала (Δumax), которое соответствует фронту первой волны напряжения. Измеренные и зафиксированные таким образом величины на концах ЛЭП (ΔuАmax и ΔuБmax) передаются по каналу связи между ПС А и ПС Б.

Следует отметить, что приведенные выше выражения для соотношений сигналов по концам ЛЭП (9)-(18) описывают напряжения падающих волн. Однако следует иметь ввиду, что измеряются на ПС не падающие волны, а напряжение и ток, являющиеся суммой падающих и отраженных волн, согласно (3) и (4). Тогда отношение измеряемых величин напряжений может быть выражено в виде

, (20)

где kприв.u - коэффициент приведения, характеризующий количественное отличие напряжений падающих волн и измеряемых напряжений (при данных коэффициентах отражения от шин ПС kприв.u является величиной постоянной). Получение коэффициентов kприв.u также осуществляется на основе имитационного моделирования или натурных экспериментов.

Если по концам ЛЭП измеряются токи, то аналогичным образом формируется выражение для отношений токов

, (21)

где kприв.i - коэффициент приведения при измерениях тока. Получение коэффициентов kприв.i также осуществляется на основе имитационного моделирования или натурных экспериментов.

В соответствии с соотношениями (20) и (21) при реализации распознавания волновых процессов для АПВ КВЛ отсутствует принципиальная разница, что измерять: ток или напряжение. В тоже время известно, что полоса пропускания трансформаторов тока (ТТ), как правило, шире полосы пропускания трансформаторов напряжения (ТН). Поэтому при практической реализации предлагаемого способа АПВ КВЛ целесообразно использовать измерения тока. Однако, если на ЛЭП организована ВЧ связь, то возможно проводить измерения волновых сигналов напряжения с использованием фильтров присоединения. Также известен способ выделения падающих волн напряжения посредством комбинации сигналов тока и напряжения, например, согласно выражению

, (22)

где uпад.А(n) - выборочное значение вычисляемого сигнала напряжения падающей волны на текущем отсчете n, при измерениях на ПС А; uА(n), iА(n) - соответствующие выборочные значения измеряемых на ПС А сигналов напряжения и тока.

При этом с целью снижения уровня помех целесообразно производить раздельную обработку сигналов тока и напряжения, а величину фронта напряжения падающей волны определять по выражению

, (23)

где Δuпад.Аmax - вычисляемая амплитуда напряжения падающей волны на ПС А; ΔuАmax, ΔiАmax - амплитуды измеряемых волновых сигналов напряжения и тока на ПС А.

Такая обработка позволяет не учитывать Zэкв.ПС (выражения (5)-(7)), однако приводит к некоторому усложнению устройства АПВ КВЛ.

Еще раз отметим, что после реализации операций цифровой обработки сигналов регистрируются максимальные значения (амплитуды) сигналов (Δumax) по концам ЛЭП, которые соответствуют фронтам первых волн, например, напряжения. Измеренные и зафиксированные таким образом величины на концах ЛЭП (ΔuАmax и ΔuБmax) передаются по каналу связи между ПС А и ПС Б.

После чего происходит косвенная оценка расстояния до повреждения по отношению амплитуд напряжений (ΔuАmax и ΔuБmax) и проверка попадания места повреждения в зону блокирования АПВ (фиг. 4). В зависимости от результата с выхода блока обработки информации 3 выдается запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков. Дополнительно с другого выхода блока обработки информации 3 выдается информация о расчетном расстоянии до места повреждения, определенного на основе зависимости (фиг. 4).

Важно отметить, что сигнал, разрешающий АПВ КВЛ, и информация о месте повреждения формируется по обоим концам ЛЭП блоками обработки информации 3' и 3", поэтому с учетом канала связи их можно использовать для резервирования и повышения надежности АПВ КВЛ, в том числе в условиях воздействия помех.

Поскольку в предлагаемом способе АПВ КВЛ отсутствуют сложные операции цифровой обработки сигналов по сравнению со способом-прототипом (множественная реализация процедуры распознавания волновых портретов ЛЭП) достигается задача изобретения - упрощение способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи. Дополнительное использование операций фильтрации токов и напряжений в блоках волнового определения повреждения ЛЭП 2' и 2", а также введение резервирования при обмене информацией с разных сторон ЛЭП повышает помехозащищенность АПВ КВЛ.

Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи (ЛЭП), согласно которому при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП, с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП, отличающийся тем, что фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение передачи электроэнергии при отказе выключателя линии или устройств, с помощью которых производится повторное включение линии после ее отключения по любым причинам, кроме отключения от ключа управления.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение чувствительности устройства при автоматическом повторном включении после самоустранения короткого замыкания и уменьшение массогабаритных показателей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите и автоматике линий электропередачи переменного тока сверхвысокого напряжения с ненулевой степенью компенсации рабочей емкости, и может быть применено для определения факта погасания дуги подпитки или наличия устойчивого короткого замыкания во время бестоковой паузы однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ мгновенного автоматического повторного включения для выключателей фидеров контактной сети на тяговых подстанциях и постах секционирования, подразумевающий использование цифрового терминала защит фидеров контактной сети постоянного тока, с помощью которого реализуют цикл мгновенного автоматического повторного включения (МАПВ).

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ мгновенного автоматического повторного включения для выключателей фидеров контактной сети на тяговых подстанциях и постах секционирования, подразумевающий использование цифрового терминала защит фидеров контактной сети постоянного тока, с помощью которого реализуют цикл мгновенного автоматического повторного включения (МАПВ).

Изобретение относится к методу и системе определения неисправностей и восстановления преобразователя напряжения. Метод включает в себя: блокировку преобразовательной подстанции в случае обнаружения того, что напряжение переменного тока содержит напряжение нулевой последовательности или напряжение постоянного тока содержит несбалансированное напряжение; определение ошибки путем продолжения определения напряжения нулевой последовательности ветви переменного тока преобразователя; и восстановление работы каждой подстанции после того, как неисправность будет установлена.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение защиты электронных компонентов вызывной панели домофона от выхода из строя, а также от сбоев в их работе при воздействии электромагнитного импульса от разряда электрошокера.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение высокой надежности однофазного автоматического повторного включения линий электропередачи при любом числе шунтирующих реакторов (ШР) на линии, а также надежную идентификацию дугового повреждения, которое невозможно обнаружить на двусторонне отключенной аварийной фазе.
Использование: в области электротехники. Технический результат – упрощение способа и сокращение времени диагностики.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к системам релейной защиты и автоматики (РЗА) с функцией автоматического повторного включения (АПВ) линий электропередачи, и может быть применено в системах релейной защиты комбинированных кабельно-воздушных линий электропередачи (КВЛ), выполняемых с функцией запрета АПВ при повреждениях на кабельном участке КВЛ.

Изобретение относится к модулю уплотнения или пропускного приспособления для кабелей и проводов. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к машиностроению. Узел отделки щитка содержит панель и сдвижную крышку.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение помехоустойчивости к влиянию высших гармоник напряжения сети на пороги срабатывания по действующим значениям тока утечки и напряжения сети.

Использование: в области электротехники для защиты потребителей от коротких замыканий и перегрузки в электрических сетях. Технический результат – обеспечение реагирования устройства на приращения тока в электрической сети.

Изобретение относится к области технической диагностики и эксплуатации судовых дизель-генераторных агрегатов (ДГА). Способ определения перерасхода топлива с целью определения технического состояния и соответствия используемого топлива штатному дизельному топливу ДГА заключается в том, что для конкретных режимов работы результаты измерений расхода топлива, активной мощности, коэффициента мощности по показаниям штатных измерительных приборов вводят в математическую устанавливающую связь расхода топлива исправного ДГА при использовании штатного дизельного топлива с мощностью и электрической нагрузки.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в коммутируемых источниках питания с защитой от перегрузки по току. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет уменьшения времени срабатывания защиты при перегрузке по току, защиты нагрузки от выходного напряжения при его значениях выше допустимых, и увеличении КПД.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите судовых электроустановок от внутренних коротких замыканий (к.з.). Техническим результатом решения является расширение области применения - возможность применения для защиты от внутренних к.з.

Изобретение относится к контролю параметров электротехнического оборудования и электрических сетей, в частности к обеспечению возможности проведения работ по измерению сопротивления изоляции электрических сетей и электропроводки.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ мгновенного автоматического повторного включения для выключателей фидеров контактной сети на тяговых подстанциях и постах секционирования, подразумевающий использование цифрового терминала защит фидеров контактной сети постоянного тока, с помощью которого реализуют цикл мгновенного автоматического повторного включения (МАПВ).

Использование: в области электроэнергетики, в системах релейной защиты электроустановки. Технический результат - исключение случаев неправильной работы устройства путем своевременного выявления сверхнормативных отклонений его напряжений срабатывания и возврата, количества электричества импульса режекции и продолжительности задержки срабатывания.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение помехозащищенности способа автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи и его упрощение. Согласно способу при повреждении кабельно-воздушной ЛЭП фиксируют электромагнитные волны, распространяющиеся от места повреждения к концам ЛЭП, с использованием блоков волнового определения повреждения ЛЭП, определяют факт повреждения ЛЭП по зафиксированным электромагнитным волнам, производят расчет расстояния до места повреждения ЛЭП, выдают с блока обработки информации сигнал о возможности повторного включения кабельно-воздушной ЛЭП, а также информацию о расчетном расстоянии до места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП, производят предварительное имитационное моделирование ЛЭП и реализуют процедуру распознавания в блоке обработки информации, заключающееся в определении поврежденного кабельного или воздушного участка ЛЭП, а также расстояния до места повреждения, по результатам распознавания выдают с блока обработки информации запрещающий сигнал на повторное включение кабельно-воздушной ЛЭП, если повреждение произошло хотя бы на одном из кабельных участков ЛЭП. При этом фиксируют с помощью блоков волнового определения повреждения ЛЭП амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, формируют отношение амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, реализуют процедуру распознавания поврежденного участка и определяют место повреждения кабельно-воздушной ЛЭП по отношению амплитуды первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, распознавание поврежденного участка и определение места повреждения кабельно-воздушной ЛЭП реализуют с использованием результатов имитационного моделирования, которые формируют в виде зависимости отношения амплитуд первых импульсов тока и напряжения электромагнитных волн, приходящих к концам ЛЭП, от длины ЛЭП, предварительно записывают результаты имитационного моделирования в блоки обработки информации. 5 ил.

Наверх