Способ определения расстояния до места замыкания фазы в электрической сети с изолированной нейтралью

 

..4», . ° .

О и И С й-Й -Е, ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

Союз Соеетскнк

С оцналнстннескнк Реслублнк и, 46343

И АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 131077 (21) 2530859/24-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (S1)M. Кл.2

G 01 R 31/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 070780. Ьоллетень ¹ 25 (53) УДК621 3 Ц7. .333.4:621. .315.1(088.8) Дата опубликования описания 07.07.80 (72) Автор и зобрет ен и я

Л.П. Савков

Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В. П. Горячкина

Ъ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА

ЗАМЫКАНИЯ ФАЗЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения расстояния до места однофазного замыкания на землю электрической сети с изолированной нейтралью.

Известны способы, включающие измерение частоты искусственно вызы-, ваемого с помощью генератора возбуждающих импульсов переходного процесса в контуре, образованном эталонным конденсатором и индуктивностью участка поврежденной линии, и определение расстояния до места повреж15 дения по формуле е==

4лк1.СР где с — расстояние до места повреждения; 20

С вЂ” емкость эталонного конденсатора

L — удельная индуктивность поврежденной линии;

f — измеряемая частота переход- 25 ного процесса (1) .

Недостаток известных способов заключается в их низкой точности.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения 30 расстояния до места замыкания фазы в электрической сети с изолированной нейтралью, основанный на измерении реактивного сопротивления проверяемой фазы линии в момент достижения резонанса при воздействии на проверяемую фазу переменным напряжением (2) .

Недостаток этого способа — его низкая точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Эта цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в воздействии на проверяемую фазу через основную катушку индуктивности основным сигналом, установлении резонанса в электрической цепи и фиксации резонансной частоты основного сигнала, на проверяемую фазу через дополнительную катушку индуктивности воздействуют дополнительным сигналом, устанавливают резонанс в электрической цепи и фиксируют резонансную частоту дополнительного сигнала, причем фиксация резонансных частот основного и дополнительного сигналов осуществляется при отсутствии замыкания проверяемой фазы, а основной и дополнительный сигналы выбирают с от746343 е=—

>(r<

Org!

Х -1=)2Э «Г2

<э2 2% f С

2 э

Хг j 21it «.

2 Г2 (7) (8) с 2 2f, à Г2, (151 ношением напряжений, обратно пропорциональным отношению квадратов их ча тот, в момент замыкания фазы фиксируют величины токов и напряжений основного и дополнительного сигналов и расстояние до места замыкания фазы определяют по формуле:

Где f и f2 — резонансные частоты

1 основного и дОполнительного сигналов;

Х Х . — индуктивное сопротивление основной катушки индуктивности H удельное индуктивное, сопротивление проверяемой фазы на частоте

Х Х вЂ” индуктивное сопротивлег2 л2о ние дополнительной ка-. тушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление проверяемой фазы на частоте

U U .«, Т вЂ” величины напряжений-.

Г1 Г2 Г1 Г2 и токов основного и дополнительного сигналов в момент замыкания проверяемой фазы. 30

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2— схема размещения электрической сети с генераторами Г и Г, подключаемых к электрической сети через катушки 35 индуктивности с сопротивлением х и х 2, на фиг. 3 изображена векторГ2 ная диаграмма для схемы размещения, приведенной на фиг. 2.

Сущность способа состоит в сле-, 40 дующем.

Согласно схеме замещения (фиг.3) можно для токов I3 и I, протекающих через индуктивные хл,о 0 и хлао 6 соответственно и активное «10(> сопро- тивления проверяемой фазы, а также 45 через активное переходное сопротивление в месте замыкания проверяемой фазы на землю к записать следующие вы ажения:

З1 - Х„, Х„,+(Х„„й,Е+й )(Х„ДК„,) ..

Ur2("с,Э2)

3 ""сэ23 "г2 3 „2o о „-1 "сэ Г2 55 где x,, x — эквивалентные емкостные сопротивления проверяемой фазы током генерато- щ ром Г, н Г соответственно.

Иэ уравнений (1) и (2) видно, ToKH I H Уэ2 изменениЯ llaPaMeTPoa (jх„, 8 + Ro f + У

ЙГ1) И («хi2О Г.,+ Ro + Й>1 ) ПРи соотношениях:

JхсЭ, - jx1 (3)

«хОЭ2 j x«2 (4) а этого можно добиться при резонансе напряжений в нормальном режиме работы проверяемой фазы изменением частот генераторов Г и Г, так как х -3 сэ >;у,с (5> где C =C L — эквивалентная емкость проверяемой фазы при

Cq — удельной емкости одного километра линии и — суммарной протяженности проверяемой фазы; — индуктивности катушек индуктивности в цепях присоединения генераторов Г„ и Г соответственно; и F — накладываемые часто2 ты генераторов Г и

Г соответственно.

С учетом резонанса напряжений в режиме работы электрической сети перед замыканием проверяемой фазы на землю уравнения (1), (2) запишутся в следующем виде:

Ur1 (9)

01-2

Э2 3 "сэ2 (1««)

Из уравнений (9), (10) с учетом (5) и (7) вытекает, что токи, текущие в месте замыкания проверяемой фазы на землю от генераторов

Г, и Г2 связаны выражением

Х =1

Э1 Э2

ОГ1 Л", при «га 12)

Учитывая (11), можно записать следующее выражение при Rof + R„ — const для накладываемых частот

АЕ К„)= „ (К.Е-К„) (13)

Имея в виду (11), (12) и (13), из векторной .диаграммы (фиг. 2) следует: («3„„-Х„Х„„Е) +i 2(К я„)2 = Х",Õ2

746343

Информация, полученная блоком 7 считывания, преобразуется в сигналы, удобные для вычитания, и обрабатывается вычислительным блоком 9 в соответствии с формулой (16).

Формула изобретения где

Вычитая уравнение (14) из уравнения (15) с учетом .12}, (9), (10), (3) и (4), находим б

2 2

)(r1 " "2

О + - -,—,-,Х„2-1,-,1 „, 1 1 (16

Л20 h1o

Из формулы (16) следует, что рас" стояние до места замыкания проверяемой фазы на землю однозначно определяется параметрами 1,, I 2, Uq1

0 2, Х„,, Х 2, Хл,о и 120 сйт от активного сопротйвления провода проверяемой фазы R 1; и переходНОГО сОпротивления R в месте замыкания проверяемой фазы электрической сети на землю.

Устройство, реализующее способ, содержит (см.фиг. 1) генератор 1, преобразователи частоты 2 и напряжения 3, блок 4 измерения, пороговый элемент 5, блок 6 присоединения, блок 7 считывания информации, блок 8 обратной связи и вычислительный блок 9.

Устройство работает следующим 25 образом.

Генератор 1 через преобразователь частоты 2 и напряжение 3, формирующие сигналы в соответствии с формулой (12), а также через блок 4 измерения, 30 пороговый элемент 5 и блок б присоединения подключен к проверяемым фазам электрической сети 10.

В нормальном режиме работы электрической сети 10, при величине тока З5 на выходе порогового элемента 5 выше пороговой величины, автоматическим изменением частоты генератора 1 через блок 8 обратной связи поддерживается резонанс напряжений в кон- 4О туре, образованном катушками индуктивности (на фиг. 1 не показан) блока 6 присоединения и эквивалентными емкостями 11 электрической сети 10.

Момент замыкания одного из фаз- 4 ных проводов электрической сети 10 . на землю характеризуется включением добавочных сопротивленйй: переходного активного в месте замыкания 12, активного и индуктивного сопротивле- 50 ний 13, поврежденной фазы — параллельно эквивалентной емкости 11 электрической сети 10, нарушающих резонансный режим.

При этом, в цепи генератора 1 яро- 5$ исходит резкое уменьшение тока, фиксируемого пороговым элементом 5.

При этом пороговый элемент 5 подает сигнал через блок 8 обратной связи на управляющий вход генерато- у» ра 1, запрещающий изменение частоты генератора 1 и сигнал на управляющий вход блока 7 считывания информации, разрешающий считывание информации, поступающей с блока 4 измерения

По результату, считываемому с вычислительного блока 9, судят о расстоянии до места замыкания проверяемой фазы на землю.

Способ обеспечивает быстрое и точное определение расстояния до места замыкания фазы на землю в электрической сети с изолированной нейтралью.

Способ определения расстояния до места замыкания фазы в электрической сети с изолированной нейтралью, заключающийся в воздействии на проверяемую фазу через основную катушку индуктивности основным сигналом, установлении резонанса в электрической цепи и фиксации резонансной частоты основного сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, на проверяемую фазу через дополнительную катушку индуктивности воздействуют дополнительным сигналом, устанавливают резонанс в электрической цепи и фиксируют резонансную частоту дополнительного сигнала, причем фиксация резонансных частот основного и дополнительного сигналов осуществляется при отсутствии замыкания проверяемой фазы, а основной и дополнительный сигналы выбирают с отношением напряжений, обратно пропорциональным отношению квадратов их частот, в момент замыкания фазы фиксируют величины токов и напряжений основного.и дополнитеяьного сигналов и расстояние до места замыкания фазы определяют по формуле: — резонансные час2 тоты основного и дополнительного сигналов;

Х„„,Х„, — индуктивное сопротивление основной катушки индуктивности и удельное индуктивное сопротивление ггроверяемой фазы на частоте

746343

Фиг. 7

)(ч — индуктивное со2 Пзд противление дополнительной катушки

"индуктивности и удельное индуктивное сопротивление проверяемой Фазы на частоте

U U Т - величины напряжеiti C2 i гг ний и токов основного и дополни тельного сигналов в момент замыкания проверяемой

Фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Жучков Г.II. Ненормальные режимы и борьба с ними в электрических системах. Научные труды СПИ. Вып.87, Саратов, 1975, с.33-38.

2. Авторское свидетельство СССР

9 28718, . G 0I R 3I/08, 1968.

746343

А1 tfhgoC

У

1у (eÎI )

fr

cut. б

Составитель С.Бычков

Редактор И.Ковальчук Техред N. Петко Корректор С.Шекмар

Заказ 4096/14 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗР, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4