Способ определения места короткого замыкания на землю на линиях высокого напряжения

273337

Республик

К АВТОРСКОМУ т.ВИДИЕПЬ САВВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 29.V.1969 (¹ 1245443i24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 15.V1.1970. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 2.Х1.1970.

Кл. 21е, 29, 10

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

У1ПК Ci 01г 31, 08

Х Д1х 621.317.333.4:

:621.315.1 (088.8) Авторы изобретения

В. М. Перадзе, Г. Е. Туркия, Г. Г. Костанян и Э. А. Геурков

Главное управление энергетики и электрификации и Тбилисский научно-исследовательский институт сооружений и гидроэнергетики им. А. В. Винтера

3 аявитсли

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

НА ЗЕМЛЮ НА Л И НИЯХ ВЫСОКОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Известны способы определения места короткого замыкания на землю на линиях высокого напряжения в сетях с глухо заземленными нейтралями силовых трансформаторов путем измерения составляющих напряжения нулевой последовательности. Однако в этих способак не учитывают разность в импедансных углах между сопротивлениями личин электропередачи и примыкающих сетей, что ведет к неточностям при определении места повреждения.

Предлагаемый способ отличаегся от известных тем, что для повышения точности определения места повре>бдения путем учега сдвига в импеданспых углах между сопротивлениями линии электропередачи и примыкающих сетей на каждой подстанции включаюг по два фиксирующих вольгметра. Одним измеряют напряжение на обмотка трансформатора напряжения, соединенных в разомкнутый треугольник, другим — геометрическую сумму указанного напря>кения и падения напряжения от тока на сопротивлении, моделирующем данную линию, и по получен: ым данным определяют расстояние до месга короткого замыкания.

На фиг, 1 представлена: а — одноцепная линия высокого напряжения между двумя подстанциями в сети с глухо заземленными нейтралями силовых трансформаторов, о — схема ее замещения; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства для ос>ществ,тення описываемого способа; на фиг. 3 — пример графического нахождения места повреждения.

Векторные значения токов, напряжений и сопротивлений нулевой последовательности связаны между собой следующими соотношениями: с/"о = o o, с/" o =- 7 o "o. / о = / о,. !// у// где Z,„= Z „+ Z",„, а Л U n и Л U"o— векторы предполагаемого падения напряже15 ния по всей длине линии от токов I o и I" n на сопротивлении 2/„.

Согласно прнведенным соотчошенпям при токах нулевой последовательности и перемещении короткого замыкания от шин и/ст. I к

20 шинам и ст. П напряжение нулевой последовательности от шнн в сторону линии изменя ется от Ь о до L < —— . С"< + 1 ;Z„,, а прн перемещении короткого замыкания от шин п ст 11 к шинам и!ст! — от L "o до U" î =

25 = U о+ I оZ,Ä.

Вместе с тем векторы (l p + U zo u U o+

+U"- 0 можно замерить в устройствах У и и У", подключаемых к трансформаторам тока

30 ТТ и трансформаторам напряжения ТН

273337

Л ю " Д 1/,"

30 — /о

Тогда l— (2) Хо Хо " о

55 б0

65 (фиг. 2). В этих устройствах цепь тока как на и/ст!, так н на и/ст П подсоединяется к сопротивлению 7,.„(моделирующему пассивные параметры нулевой последовательности всей линии) и, суммируясь с векторами напряжения U п/ст 1 и U p на и/ст 11, представляет

U zo II 1/ o

На схеме (фиг. 2) суммирование векторов

U ю + I þ Z.„, и U"o + 1"ю Л,„ю показано объединением вторичных цепей трансформаторов напряжения, соединенных по схеме фильтра нулевой последовательности, непосредственно с нулевой цепью трансформаторов тока. Эти цепи могут быть разделены при помощи соответствующего разделительного трансформатора, Таким образом, на клеммах устройства У можно иметь векторы U o и U")-о, а на клеммах устройства У" — U"o и U")о .

Поскольку напряжения и токи в схеме нулевой последовательности (фиг. 1,б) возникают в результате напряжения U„„, приложенного между местом короткого замыкания и землей, векторы напряжения, определяемые в устройствах У и У", связаны между собой и с напряжением в линии следующими соотношениями:

U..= U о — I pZ, 1= 1/ )о — IpZ,,(1 — l), (1) gf е l = " — асстояние от шин п/ст I до гд места короткого замыкания в долях от длины линии, принятой за единицу при условии соблюдения неизменной линейной зависимости между длиной каждого километра линии и его сопротивлением. где U zo + U" zo — (U o + U"o) = Л U o +

+ ЛГю (3)

Выражение (2) позволяет определить место повреждения по замерам векторов U zp

U" p, U p и Up" с учетом действительных их сдвигов по ф аз е.

Если оперировать напряжениями, составляюн1ими выражения (2) и (3) как скалярами, можно аналитически определить место повреждения по приведенному выше выражению (2), которое содержит геометрическое сложение векторов (Ь, + I oZo 1 = U zp ггт учитывает сдвиг между импедансными углами Z p и Z „, уточняя тем самым действительное распределение напряжений в режиме при замыкании на землю. То же относится к значениям U"zp. Кроме того, выражение (2) оперирует только напряжениями.

15 ь0

Однако определение места короткого замыкания аналитическими способами менее удобно в эксплуатации, чем графическое решение этой же задачи, основанное на трактовке смысла выражений (2) и (3).

Абсцисса предлагаемого графика (фиг. 3) между точками 0 и О" является сопротивлением нулевой последовательности всей линии или,длиной всей линии между п/ст 1 и/ст П, принимаемой за единицу, à l — ее доля от п/ст1 до места замыкания на землю. Напряжение на шинах п/ст 1 определяется ординатами 0 — 1

U p и 0 — 2" (U" zp), а на шинах п/ст II — ординатами 0" — 1" (U"ю) и О" — 2 (U Zp), Соединением точки 1 с точкой 2" и точки 1" с точкой 2" прямыми линиями задается изменение напряжения вдоль линии при перемещении места короткого замыкания между п/ст 1 и п/ст II в предположении, что линия однородна и падение напряжения на каждом километре линии со стороны п/ст I до места короткого замыкания от тока 1 ю сохраняется неизменным так же, как со стороны п/ст lf до места короткого замыкания от тока I ю. Абсцисса места пересечения этих двух линий определяет место короткого замыкания в долях i от полной длины линии.

Поскольку на этом же графике могут быть можно ориентировочно проверить правильность определения величины 1.

Если точки, ограничивающие значение

Z o и Z"o на графике, окажутся продолжением прямых 1 — 2 и 1" — 2" до пересечения с осями абсцисс, то подтверждаегся правильность исходных данных и найденного места повреждения. Несовпадение продолжений линий 1 — 2 и 1" — 2" с точками, определяющими Zp u Z p, указывает либо на неправильность отсчетов Ь zî U"zî U o и U"o, либо на значительный сдвиг по фазе между 1 ю и I"p, который необходимо учитывать, так как в противном случае он приводит к значительным погрешностям при определении места короткого замыкания.

Указанная проверка особенно эффективна, когда импедансные углы Z ю и Z"o меняются в небольших пределах при изменениях режимов в энергосистеме.

Предмет изобретения

Способ определения места короткого замыкания на землю на линиях высокого напряжения в сетях с глухо заземленными нейтралями силовых трансформаторов путем измерения составляющих напряжения нулевой последовательности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения места повреждения путем учета сдвига в импедансных углах между сопротивлениями линии электропередачи и примыкающих сетей, на каждой подстанции включают по два фиксирующих

273337

Л/cmI

Фиг.

Ф е. 2

Составитель И. Днепровская

Техред Т. П. Курилко Корректор Л. В. Юшина

Редактор Пейсоченко

Заказ 4054 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография вольтметра, одним измеряют напряжение на обмотках трансформатора напряжения, соединенных в разомкнутый треугольник, другим— геометрическую сумму указанного напряжения и падения напряжения от тока на сопротивл нии, моделирующем данную линию, и по пол ченным данным определяют расстояние до м ста короткого замыкания.