Способ определения места замыкания на землю на линиях электропередачи

 

373663

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советские

Социалистические

Республие

Зависимое от авт. свидетельства №

M. Кл. б Olr 31/08

Заявлено 17.Ч1.1970 (№ 1448759/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.Ш.1973. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 21 VI.1973 йсмитет по делаю наобретений н открытий при Совете Мнннстрое

СССР

УДК 621.317.333.4:621.315.1 (088.8) I, 1,; i 1 3 Й4t 1 . Р Ф ) 1LйИ

Г. Г. Костанян, В. Ф. Гиоргобиани и Э. А. Геурков

Авторы изобретения

Заявитель

Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Известны способы определения места замыкания на землю на линиях электропередачи высокого напряжения по составляющим нулевой (обратной) последовательности, зафиксированным на концах линии, Однако такие способы требуют либо аналитических расчетов, либо графических построений, что очень трудоемко и не исключает ошибок.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что на двух одинаковых сопротивлениях имитируют распределение напряжений вдоль линии, причем на каждом из них по составляющим, зафиксированным на одном конце линии в предположении, что место замыкания на землю находится на другом ее конце, затем на этих сопротивлениях определяют точки с напряжениями, равными по абсолютным своим значениям, и равноудаленные от одноименных концов сопротивлений, которые и устанавливают место замыкания на землю в долях от длины линии.

Такой способ упрощает нахождение места повреждения.

Для определения места повреждения без учета сдвигов по фазе между напряжениями и токами по концам линии можно использовать скалярные значения составляющих.

Для определения места повреждения с учетом сдвигов по фазе между напряжениями и токами по концам линии можно использовать векторные значения составляющих.

На фиг. 1 приведена схема замещения одноцепной линии между двумя подстанциями в сети с глухозаземленными нейтралями силовых трансформаторов; на фиг. 2 — график, поясняющий определение места повреждения для этой линии; на фиг. 3 и 4 — принципиальные схемы устройств, реализующих onulo сываемый способ.

На схеме замещения (см. фиг, 1) приняты следующие обозначения: Z„, — сопротивление

Г нулевой последовательности линии; Z,о и

II

Z„, сопротивления нулевой последовательности от подстанции до места короткого заI мыкания; Z« Z« — сопротивления сетей, I ft примыкающих к линии; 1, и /о — токи нулевой последовательности на концах линий;

I и

L —; Уо и Уо — напряжения нулевой последовательности на концах линии;

Г

Uz< — фиктивное напряжение в правом конце линии от тока I, у„",— фиктивное напряI жение в левом конце линии от тока 10.

Устройство для осуществления способа содержит реостаты 1 и 2 с ползунками, укрепленными на общей траверсе. При перемещении траверсы вдоль сопротивления ползунки

30 обоих реостатов перемещаются идентично

373663

Если к зажимам а и б реостата 1 (см. фиг. 3) подать векторы напряжений Уо и

У о, то распределение напряжения вдоль реостата моделирует распределение напряжения нулевой последовательности вдоль линии электропередачи от тока 1о. Аналогично, распределение напряжения вдоль реостата 2 при поданных на него векторах напряжения

II I/

Уо H Uzo не отличается от распределения напряжения вдоль линии, вызванного тоIl ком 1о.

В месте короткого замыкания напряжения нулевой последовательности в линии от тоI II ков 1о и 1, совпадают по фазе и равны напряжению У„о в месте короткого замыкания.

Если к ползункам реостатов подключить вольтметры 8 и 4, то при движении траверсы от зажимов а и в к зажимам б и г можно найти такое ее положение, в котором вольтметры показывают равные по своим абсолютным значениям напряжения. Точки, в которых показания вольтметров равны, определяют место повреждения на линии электропередачи.

Если длину реостатов 1 и 2 и длину линии принять за единицу и между зажимами а и б реостата 1 нанести шкалу с делениями от

О до 1, то деление, против которого остановится ползунок при равных показаниях вольтметров 8 и 4, соответствует расстоянию от подстанции 1 до места короткого замыкания.

Для точного определения места повреждения желательно фиксировать векторные знаI ° // I // чения напряжений U, Уо, Uz, и Uz<, так как в этом случае можно определить место повреждения с учетом сдвигов по углу не только между напряжениями U, и У „У и

У о, но и междУ напРЯжениЯми Уо и Уо.Таким образом, место повреждения можно определить с учетом сдвигов между токами и напряжениями. Фиксация векторных значений напряжений или токов в процессе короткого замыкания на линии является сложной технической задачей.

Если в момент короткого замыкания на каждом конце линии фиксировать по три скалярные величины, а именно: напряжения

/ //

У, и Уо на шинах подстанции, падения наI lf пряжений в линии от токов I Z» и 1+» и

Г I

Нх геометрическую cyMMy U, = U0+10ZäpI

Ухо = I Uo+1o Z» I то для каждого конца линии можно построить треугольник напряжений и определить углы сдвига между напРЯжениЯми Цо и Ухое Уо B У о ИспользУ

/ II / II напряжения Уо, U<, и Uzo и Uz< при известI I II II ных углах между Uo и Ио, Уо и Uz<, описываемым способом можно определить место повреждения с учетом углового сдвига между всеми напряжениями по концам линии, в

I Г том числе и между напряжениями У,и Uo, 5

15 г0 редачи можно определить с учетом действительных сдвигов между токами и напряжениями в линии в схеме нулевой последовательности. г5 Для линий большого сечения учет углов между токами и напряжениями при определении места повреждения не имеет смысла.

В этом слу-.ае имитацию распределения напряжений вдоль линии можно создать подI lI

30 -ключением к реостатам напряжений Уо, Uo, ff

Uz, и Ui<, совпадающих по фазе, с использованием источников э. д. с. постоянного тока. Распределение напряжения вдоль реостатов 1 и 2 полностью соответствует графику (см. фиг. 2). Место повреждения можно определить, измеряя разность между напряже/ // ниями в линии от токов 10 и 1î (см. фиг. 4).

В месте короткого замыкания эти напряже40 ния равны и, соответственно, разность между ними равна нулю.

Предлагаемый способ описан для схемы нулевой последовательности, но он справедлив и еще более эффективен для схемы об45

65 хотя величина угла между этими напряжениями не известна. К зажимам а и г реостатов 1 и 2 (см. фиг. 3) подключают совпаff дающие по фазе напряжения Уо и Uo, а к

I // зажимам б и в — напряжения Uz< и Uz<, сдвинутые по отношению к напряжениям,UO

II и U< на углы, определенные из треугольников напряжений. Передвигая движки реостатов при помощи общей траверсы, можно найти точки, в которых вольтметры показывают равные по абсолютному значению напряжения. Эти точки соответствуют месту повреждения, хотя напряжения в этих точках равны только по своим абсолютным значения, но сдвинуты по углу, Способ автоматически учитывает угол

/ // между напряжениями У, и Уо, не требуя измерений величины этого угла. Таким образом, место повреждения на линии электроператнои последовательности.

Предмет изобретения

1. Способ определения места замыкания на землю на линиях электропередачи высокого напряжения по составляющим нулевой (обратной) последовательности, зафиксированным на концах линии, отличающийся тем, что, с целью упрощения нахождения места повреждения, на двух одинаковых сопротивлениях имитируют распределение напряжений вдоль линии, причем на каждом из них по составляющим, зафиксированным на одном конце линии в предположении, что место замыкания на землю находится на другом ее конце, затем на этих сопротивлениях определяют точки с напряжениями, равными по абсолютным своим значениям, и равноудаленные от одноименных концов сопротивлений, которые и устанавливают место замыкания на землю в долях от длины линии.

373663

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения места повреждения без учета сдвигов по фазе между напряжениями и токами по концам линии, используют скалярные значения составляющих.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения места повреждения с учетом сдвигов по фазе между напряжениями и токами по концам линии, используют

5 векторные значения составляющих.

Р

01 ОРУ Р4 Р5 РРР7 РВОТА

01 0,2 03 04 05 РЕ 07 0Я 00 1

Составитель И. Днепровская

Редактор А. Пейсоченко Техред Т. Курилко Корректор Н. Аук

Заказ 1711/l6 Изд. № 1389 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2