Патент ссср 321027

Взамен ранее изданного

32I027

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Созетсних

Содизлистических

Республик

Зависимый от патента №

М. Кл. G 01г 31/08

Заявлено 27 11.1969 (№ 1308651/24-7) Приоритет 27.II.1968, № 141338, Франция

Опубликовано 04.Х1.1971, Бюллетень № 34

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете й1ииистров

СССР

УДК 621.317.333.4:621..315.1(088.8) Дата опубликования описания 29.1.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Мишель Анри Пьер Суйард и Мишель Луи (Франция) Иностранная фирма

«Компани де Комптор» (Франция) Фонтени

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к способам определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи при замыканиях между фазами или между фазой и землей.

Известные способы того же целевого назначения, основанные на измерении величин токов и напряжений в момент повреждения, не обеспечивают достаточно высокой точности измерения из-за влияния частоты и формы волны при наличии нестационарной апериодической составляющей тока короткого замыкания. В случае же неполного короткого замыкания на результаты оказывает влияние переходное сопротивление замыкания.

Для повышения точности определения места повреждения предлагается в моменты, когда ток короткого замыкания проходит через свое нулевое значение, измерять падение напряжеиия на поврежденном шлейфе в точке измерений и по отношению между измеренным падением напряжения и опорным напряжением, представляющим падение напряжения, эквивалентное току короткого замыкания на заданной длине контролируемого шлейфа, определять место повреждения.

При коротких замыканиях между фазами падение напряжения целесообразно измерять в тот момент, когда ток линии в поврежденном шлейфе примет нулевое значение.

В случае короткого замыкания между фазой и землей измерение падения напряжения целесообразно производить в тот момент, когда униполярная составляющая токов линии при5 мет нулевое значение.

На чертеже представлена эквивалентная однолинейная схема линии электропередачи в момент замыкания на землю.

В общем случае и для линии электропереда10 чи, представленной на чертеже, возможно Определить в момент замыкания на землю для линии с сопротивлением R некоторое напряжение U и ток i, мгновенные значения которых в точке измерения или на реле P будут связа15 ны следующим соотношением:

U=xn+xl — +К,, dt где r — сопротивление линии на единицу длины;

i — индуктивность линии на единицу длины;

R — сопротивление короткого замыкания; ту —.истинный ток в месте короткого замыкания; х — расстояние между точкой повреждения А и точкой измерения или измерительным реле P.

321027 (2) 15 откуда имеем о

Х:y

V0 (4) го

Если используется опорное полное сопротивление, представляющее некоторую длину у линии, то при пропускании через это полное сопротивление такого же тока i можно получить напряжение V, равное

V = yri+yl

В тот момент, когда ток it в месте замыкания становится равным нулю, можно написать, присваивая индекс «о» значениям U, V, i

di и — для этого момента, следующее уравнение:

U,=хп,+xl() = — V„(3) 4 /o

Таким образом, расстояние до места повреждения пропорционально отношению между напряжением поврежденного шлейфа к опорным напряжениям сравнения, представляющим падение напряжения на некоторой данной длине шлейфа, причем это отношение рассматривается для момента, когда сила тока в месте замыкания проходит через свое нулевое значение.

Предлагаемый способ позволяет устранить ошибку, обусловленную сопротивлением места замыкания, и произвести правильное измерение независимо от формы волны, величин тока и напряжения и независимо от наличия в момент повреждения и амплитуды апериодической нестационарной составляющей.

Однако в месте расположения реле P или в точке измерения ток замыкания обычно неизвестен, исключая тот случай, когда находящаяся под наблюдением линия представляет собой антенну, т. е, имеет питание только с одного конца. В этом случае ток линии проходит через нулевое значение в тот же самый момент, что и ток замыкания.

В случае питания с двух концов, что имеет место при разветвленных сетях, надо различать случай повреждения с сопротивлением на землю и случай повреждения и замыкания между двумя фазами.

В случае замыкания с сопротивлением между двумя фазами можно с достаточной точностью определить месторасположение повреждения, определяя отношение напряжения между двумя фазами поврежденного шлейфа к опорному напряжению сравнения в моменты, когда ток в этом шлейфе проходит через свое нулевое значение. Наличие сопротивления в месте замыкания не влечет за собой существенной ошибки, так как в те моменты, когда ток линии проходит через нуль, напряжение на клеммах замыкания будет весьма малым потому, что при замыкании между фазами такого типа ток замыкания хотя и имеет амплитуду, весьма значительную по сравнению с нормальным током нагрузки, моменты про25

65 хождения через нулевое значение тока линии и тока замыкания в основном совпадают, и потому, что величина сопротивления замыканий между фазами, представляющая собой сопротивления дуги, очень мала.

Эти две причины обусловливают то, что в случае короткого замыкания между фазами член Rit имеет в те моменты, когда ток i проходит через нуль, величину, которой по сравнению с остальными членами уравнения (1) можно пренебречь.

В случае короткого замыкания на землю сопротивление места повреждения представляет собой сумму сопротивления дуги и сопротивления утечки в землю, создаваемого, например опорами. Это общее сопротивление может достигнуть значительной величины, в результате чего ток короткого замыкания может быть невелик по сравнению с нормальнымтоком нагрузки. Таким образом, была бы допущена значительная ошибка, если определить так, как это делается при междуфазовом коротком замыкании, положение короткого замыкания на землю на основании величины отношения фазового напряжения шлейфа и опорного напряжения сравнения в тот момент, когда ток в линии проходит через свое нулевое значение.

Однако ток, циркулирующий в месте замыкания на землю с сопротивлением, т. е. ток в сопротивлении утечки R, представляет собой сумму униполярных токов, циркулирующих в частях сети, расположенных с одной исдругой стороны места повреждения. Если принять во внимание, что униполярные полные сопротивления этих частей сети имеют один и тот же аргумент, то униполярный ток влинии, а следовательно, на клеммах реле P будет в любой момент времени пропорционален току короткого замыкания и станет равным нулю в одно время с последним.

Таким образом, можно точно определить место короткого замыкания на землю независимо от сопротивления самого замыкания путем определения отношения фазного напряжения поврежденной фазы и опорного напряжения сравнения в те моменты, когда униполярный ток в месте нахождения реле проходит через нулевое значение.

Поскольку устройство для определения места повреждения не предназначено для управления органом обеспечения безопасности в зависимости от местоположения повреждения, можно либо замерять отдельно упомянутые величины Uo u Vo и вычислять отсюда в конечном итоге частное, либо автоматически определить частное двух напряжений U< и Vq и одним из известных радиометрических способов таким путем, чтобы иметь возможность непосредственно показывать в устройстве, фиксирующем отклонение комплекта приборов, или на аппарате с цифровым указанием то расстояние, на котором произошло повреждение.

Напряжение U поврежденного шлейфа пред321027 где гл — r

Составитель И. Днепровская

Редактор В. Фельдман Техрсд 3. Тараненко Корректоры: н. Прокуратова и 3. Тарасова

Заказ 4337/8 Изд. № 1837 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типографии, пр. Сапунова, 2 ставляст собой фазное напряжение, относящееся к поврежденному проводу, в месте, где производится измерение, в случае однофазного заземления, напряжение между фазами, относящееся к двум поврежденным проводам, в месте, где производится измерение — вслучае t.îðoòêoãî замыкания между фазами, с заземлением или без такового.

Опорное напряжение сравнения V представляет собой во всех случаях падение напряже- 10 ния, имсющг;.: место на некоторой заданной длине линии, представ. пенной своей эквивалентной схемой, действительной для случая рассматриваемого повреждения. Значения опорных напряжений даются известными фор- 15 мулами, а именно: для однофазного замыкания между фазой «а» и землей:

V«уг(Е, + Зйь) + у + ", (5)

20 д ь— — 1

25 з так же, как гл = /з (4 + гь + i,), формулами, в которых r и 1 с одной стороны и rh и 4 с другой представляют соответственно прямые и униполярные составляющие сопротивлений 30 и индуктивностей на единицу длины.

Для двухфазного замыкания между фазами

«а» и «b»;

1 аь = Ра 1 ь = У (га гь)+ (6) 35

d(а+ ь)

+У > в этой формуле r u l имеют значения, указанные ранее.

Выражения для опорных напряжений сравнения V для однофазных и двухфазных замыканий на других шлейфах выводятся из формул (5) и (6) посредством круговой перестановки индексов «а», «6» и «с».

Предмет изобретения

1. Способ определения места повреждения на линии электропередачи при коротких замыканиях путем измерения величин токов и напряжений в измерительной точке в момент повреждения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения места повреждения как при междуфазпых замыканиях, так и замыканиях фазы на землю, в моменты, когда ток короткого замыкания проходит через нулевое значение, измеряют падение напряжения на поврежденном шлейфе в точке измерений и по отношению между измеренным падением напряжения и опорным напряжением, представляющим падением напряжения, эквивалентное току короткого замыкания на заданной длине контролируемого шлейфа, определяют место повреждения.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что при коротких замыканиях между фазами указанное измерение падения напряжения производят в момент, когда ток линии в поврежденном шлейфе примет нулевое значение.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае короткого замыкания между фазой и землей измерение падения напряжения производят в момент, когда униполярная составляющая токов линии примет нулевое значение.