×
10.11.2013
216.012.7f92

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной через резистор нейтралью. Сущность: в сетях среднего напряжения при возникновении ОЗЗ возникает переходный процесс разряда емкости поврежденной фазы на землю. Расстояние от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю определяют по суммарной емкости нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по значению мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по погонному индуктивному сопротивлению нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности после возникновения однофазного замыкания на землю. Технический результат: повышение точности. 2 ил.
Основные результаты: Способ определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи путем одностороннего измерения напряжений и токов доаварийного и аварийного режимов, отличающийся тем, что по суммарной емкости нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по значению мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по погонному индуктивному сопротивлению нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности после возникновения однофазного замыкания на землю определяют расстояние от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю.

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной через резистор нейтралью.

Известен «Способ определения место и характера повреждения линии электропередачи с использованием ее моделей», который заключается в том, что выделяют напряжения и токи основных гармоник, подают напряжения основных гармоник на входы моделей, измеряют токи на указанных входах и сравнивают их с выделенными токами, подключают к каждой модели комплексную нагрузку в месте предполагаемого повреждения, устанавливают активные и реактивные проводимости комплексных нагрузок такими, чтобы токи основных гармоник на входах моделей и выделенных токов линии совпали, определяют углы комплексных нагрузок, выбирают нагрузку с нулевым углом и принимают, что место и характер повреждения соответствуют месту подключения указанной нагрузки и величинам ее активных проводимостей (Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Ефремов В.А., Нудельман Г.С, Подшивалин Н.В. Патент РФ №RU 2033622, МПК G01R 31/11, Н02Н 3/28, 20.04.1995).

Известен «Способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи», взятый за прототип, который заключается в том, что по измеренным фазным токам и напряжениям в момент короткого замыкания и току нагрузки в предаварийном режиме при помощи телеграфных уравнений получают приближенное расстояние до места повреждения. Далее посредством итерационного процесса, меняя переходное сопротивление в месте повреждения, учитывая поперечные емкости линии, волновые процессы и критерий того, что мнимая часть расстояния до места повреждения стремится к нулю, уточняют расстояние до места повреждения (Висящев А.Н., Устинов А.А. Патент РФ №RU 2426998, МПК G01R 31/08, 20.11.2009).

Недостатки обоих способов связаны с тем, что для определения места повреждения используются напряжения и токи, связанные с промышленной частотой 50 Гц. Рабочие частоты данного метода малы, что приводит к малой точности данного метода. Кроме того, основными характеристиками модели являются сопротивления линии электропередачи, и переходное сопротивление места повреждения. При этом величина переходного сопротивления места повреждения не известна, и она является источником погрешностей. Кроме того, измерительные трансформаторы промышленной частоты 50 Гц имеют большие угловые погрешности (угловые погрешности порядка 60° для трансформаторов тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ и ТЗРЛ), что также является источником погрешности.

Задача изобретения заключается в повышении точности определения места повреждения линии электропередачи, за счет того, что в качестве исходных сигналов в предлагаемом способе используют сигналы переходного процесса, которые возникают при однофазном замыкании на землю.

Технический результат достигается тем, что в способе определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи путем одностороннего измерения напряжений и токов доаварийного и аварийного режимов, согласно заявляемому изобретению, по суммарной емкости нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по значению мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по погонному индуктивному сопротивлению нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности после возникновения однофазного замыкания на землю - определяют расстояние от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю.

Таким образом, для определения расстояния от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю определяют суммарную емкость нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, значение мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, погонное индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии электропередачи, скорость нарастания напряжения нулевой последовательности на поврежденной линии после возникновения однофазного замыкания на землю.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена общая схема подстанции, на линии которой происходит ОЗЗ, на фиг.2 изображена упрощенная схема переходного процесса.

При повреждении линии электропередачи, скорость возникновения дугового высоковольтного разряда в месте повреждения весьма высока, обычно указывают величину времени возникновения τ<100 нс. Благодаря весьма крутому фронту изменения напряжения в месте повреждения, генерируются высокие частоты переходных процессов F<(1/τ)~10 МГц. Таким образом, частоты переходных процессов значительно больше промышленной частоты 50 Гц.

Это, во-первых, повышает точность определения места повреждения в предлагаемом способе.

Во-вторых, большая разность частот переходных процессов F<10 МГц и промышленной частоты 50 Гц позволяет достаточно легко выделить сигналы переходных процессов на фоне промышленной частоты 50 Гц.

Рассмотрим весь переходный процесс, начиная с момента непосредственно до повреждения. Трехфазный источник питания 1 (фиг.1) подключен к шинам 2 (в однолинейной модели). От шин 2 отходят неповрежденные линии электропередачи 3, ток нулевой последовательности на линиях измеряется трансформаторами 4. От этих же шин 2 отходит линия электропередачи 5, на которой произошло повреждение - OЗЗ 6. Провода поврежденной линии электропередачи проходят через трансформатор тока 7, который измеряет ток Iо. В исходном состоянии (до повреждения, до ОЗЗ) напряжение на нейтрали источника питания 1 равно нулю (напряжение нулевой последовательности Uo=0). Напряжения на шинах 2 контролируются трансформатором напряжения 8, который выдает фазные напряжения 9 и напряжение нулевой последовательности 10.

При замыкании на землю одной фазы поврежденной линии электропередачи 5 (например, фазы С) происходит разряд суммарной емкости Со нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам этой фазы. Обычно основной вклад в сопротивление нулевой последовательности линии вносит индуктивное сопротивление линии. Поэтому упрощенную схему (фиг.2) переходного процесса можно представить в виде разряда суммарной емкости 11 Со нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, через индуктивность нулевой последовательности 12 Lo поврежденной линии на отрезке от шин 2 до точки повреждения, до ОЗЗ 6.

В исходном состоянии, до повреждения, емкость 11 Со заряжена до напряжения Uc, которое было на поврежденной фазе С в момент повреждения. При этом ток разряда Iо регистрирует трансформатор тока 7.

Индуктивность нулевой последовательности 12 Lo пропорционально длине Д поврежденной линии на отрезке от шин 2 до точки повреждения, до ОЗЗ 6:

Lo=Д*Lпогонное, где: Lпогонное - погонное индуктивное сопротивление нулевой последовательности поврежденной линии.

При приложении напряжения Uc к индуктивности Lo ток Iо линейно нарастает со временем:

dIo/dt=Uc/Lo=Uc/(Д*Lпогонное), где: dIo/dt - скорость нарастания тока Iо.

Поэтому, измерив величину скорости dIo/dt сразу после возникновения ОЗЗ, зная напряжение Uc в момент повреждения и параметр линии L погонное, - определяем дальность Д от шин 2 до места повреждения 6:

Д=Uc/(dIo/dt*L погонное).

В общем случае, закон изменения тока dIo/dt будет более сложный, но в любом случае, измерив скорость нарастания тока dIo/dt со временем, можно определить дальность Д от шин до места повреждения.

Ток нулевой последовательности 1о изменяет напряжение Uo на шинах 2:

dUo/dt=Io/Co.

Поэтому скорость нарастания тока dIo/dt равна:

dIo/dt=Co*(d2Uo/dt2).

Соответственно, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности Uo на шинах 2, получим дальность Д от шин 2 до места повреждения 6:

Д=Uc/[(d2Uo/dt2)*Со*Lпогонное].

Полный разряд емкости Со 11 на индуктивность Lo 12 приводит к перекачке энергии заряженного конденсатора Со 11 в энергию тока Iо, mах (максимальное значение тока нулевой последовательности) на индуктивности Lo 12:

Io, max2*Lo=Uc2*Co

Поэтому, замерив Io, max переходного процесса, определяем Lo=Д*Lпогонное, и, соответственно, находим дальность до OЗЗ:

Д=Uc2*Co/(Io, max2* Lпогонное).

Максимальное значение тока нулевой последовательности Io,max определим из максимальной величины скорости нарастания напряжения dUo/dt,max; и, соответственно, из скорости нарастания напряжения нулевой последовательности Uo на шинах 2, находим дальность до OЗЗ:

Д=Uc2/[(dUo/dt, max)2* Со*Lпогонное]

Таким образом, предлагаемый способ определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи имеет следующие особенности:

1. Контролируется напряжение нулевой последовательности Uo на шинах.

2. Контролируется напряжение каждой фазы (А, В, С) на шинах.

3. По данным контрольным величинам, по суммарной емкости Со нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, и по параметрам поврежденной линии - определяется дальность до ОЗЗ.

4. В нормальном режиме напряжение нулевой последовательности Uo на шинах Uo~0, поэтому поврежденный режим с ОЗЗ (когда Uo начинает изменяться) легко отличим от нормального режима работы линии.

5. Особенностью предлагаемого способа является то, что необходимо контролировать только напряжения на шинах, питающих отходящие линии, и нет необходимости контролировать большое число отходящих линий (ток нулевой последовательности на этих линиях).

6. Длительность переходного процесса при ОЗЗ весьма мала: меньше миллисекунды. Поэтому для записи переходного процесса (скорости изменения напряжения нулевой последовательности Uo на шинах) требуется высокая частота дискретизации (сотни тысяч измерений в секунду).

Способ определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи путем одностороннего измерения напряжений и токов доаварийного и аварийного режимов, отличающийся тем, что по суммарной емкости нулевой последовательности всех линий, подключенных к шинам, по значению мгновенного напряжения на поврежденной фазе в момент возникновения однофазного замыкания на землю, по погонному индуктивному сопротивлению нулевой последовательности линии электропередачи, на которой возникло однофазное замыкание на землю, по скорости нарастания напряжения нулевой последовательности после возникновения однофазного замыкания на землю определяют расстояние от шин, питающих линию электропередачи, до места однофазного замыкания на землю.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 151-160 из 166.
13.01.2017
№217.015.82fe

Способ получения брикетов

Изобретение раскрывает способ получения брикетов, включающий обезвоживание шлама и последующее его прессование при давлении 30-35 МПа, характеризующийся тем, что используют высушенный замазученный карбонатный шлам химводоочистки тепловых электрических станций с влажностью не более 4%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601316
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.83ad

Установка подготовки твердого топлива к сжиганию

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для подготовки твердого топлива к сжиганию на тепловых электрических станциях (ТЭС). Установка подготовки твердого топлива к сжиганию содержит технологически соединенные между собой тракт сырого топлива, бункер сырого топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601399
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8c9e

Установка для производства пиролизного топлива

Изобретение относится к области низкотемпературного быстрого пиролиза и может быть использовано для производства топлива из биомассы мелкораздробленной древесины. Установка содержит технологически связанные между собой накопительный бункер исходного дисперсного сырья (ИДС) (25), камеру горения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604845
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.9a79

Способ оптического контроля состояния изолирующей конструкции

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для выявления дефектной изолирующей конструкции, например гирлянды изоляторов высоковольтной линии электропередачи, при осуществлении дистанционного контроля. заявленный способ оптического контроля состояния изолирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609823
Дата охранного документа: 06.02.2017
25.08.2017
№217.015.a26f

Устройство адсорбционно-биологической очистки сточных вод промышленных предприятий

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях промышленных предприятий. Устройство адсорбционно-биологической очистки сточных вод промышленных предприятий содержит технологически связанные между собой линию подачи сточных вод 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606989
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.ba9c

Установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала

Изобретение относится к области получения нагретых газов из твердых углеродсодержащих веществ и может быть использовано в энергетике. Установка для получения нагретых газов из углеродсодержащего материала содержит реактор кипящего слоя 1 для конверсии углерода с трубопроводом 6 подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615690
Дата охранного документа: 06.04.2017
25.08.2017
№217.015.bb61

Радиантный змеевик печи для этиленового крекинга

Изобретение относится к радиантному змеевику печи для этиленового крекинга. Змеевик содержит первую впускную трубу, вторую трубу, третью трубу и четвертую выпускную трубу, которые соединены последовательно по движению входного потока газовой смеси с помощью отводов, причем первая впускная труба...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615753
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.c07a

Способ периодического тестирования цифровой подстанции

Изобретение относится к электроэнергетике. Способ периодического тестирования цифровой подстанции заключается в том, что цифровые терминалы релейной защиты периодически формируют тестовые последовательности для контроля работоспособности каждой защиты. Формируют тестовые сигналы, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616497
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.c756

Способ защиты трубопроводов от аварийных ситуаций, вызванных карстовыми провалами

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в трубопроводах, вызванных карстовыми провалами. Способ защиты трубопроводов от аварийных ситуаций, вызванных карстовыми провалами, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618802
Дата охранного документа: 11.05.2017
26.08.2017
№217.015.e3e9

Способ работы электрической машины радиального движения

Изобретение относится к электротехнике, а именно к прямому преобразованию потоков жидкостей и газов в трубопроводах в электрическую энергию, и может быть использовано для питания датчиков и приборов, установленных на трубопроводах в труднодоступных для централизованного энергоснабжения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626377
Дата охранного документа: 26.07.2017
Показаны записи 151-160 из 184.
10.02.2016
№216.014.c2a5

Способ изготовления светодиода

Изобретение относится к электронной полупроводниковой промышленности и может быть использовано в производстве светодиодных источников света. Согласно способу изготовления светодиода,полупроводниковый излучатель и прозрачный световыводящий элемент соединяют в единый излучающий элемент, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574424
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.03.2016
№216.014.ccab

Способ измерения сопротивления участка тела человека

Изобретение относится к медицинской технике. Способ измерения сопротивления участка тела человека по двум каналам реализуют с помощью реографа, содержащего два четырехконтактных датчика (1, 2), генератор высокочастотных сигналов (4) и блок обработки и отображения (5). При этом используют первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577178
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.02.2016
№216.014.cd9b

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из первой паровой турбины в паровое пространство конденсатора, внутри конденсаторных трубок которого протекает охлаждающая жидкость, а пар отопительных параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575247
Дата охранного документа: 20.02.2016
20.02.2016
№216.014.cedc

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из первой паровой турбины в паровое пространство конденсатора, внутри конденсаторных трубок которого протекает охлаждающая жидкость, а пар отопительных параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575216
Дата охранного документа: 20.02.2016
20.02.2016
№216.014.e911

Способ работы тепловой электрической станции

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции в паровой турбине используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины с маслоохладителем, утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575252
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2e8a

Способ розжига топки котла

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при автоматическом розжиге топки котлов тепловых электростанций, работающих на газообразном топливе. Способ розжига топки котла импульсным лазерным разрядом включает нагрев и воспламенение газообразного топлива путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580241
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2f56

Способ изготовления оптического модуля светодиодного светильника

Изобретение относится к области светотехнического приборостроения и может быть использовано в осветительных приборах. Технический результат, заключающийся в расширении области применения, достигается тем, что в способе изготовления оптического модуля светодиодного светильника, по которому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580178
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3029

Сигнатурное цифровое сглаживающее устройство

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах и устройствах для сглаживания стационарных и медленно меняющихся случайных процессов. Техническим результатом является существенное упрощение устройства и повышение эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580452
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3151

Способ изготовления светодиода

Изобретение относится к светодиодным источникам света и может быть использовано в оптико-механическом, оптико-электронном и голографическом приборостроении, когда осветительную часть прибора необходимо оснащать источником с повышенной концентрацией светового потока. Согласно изобретению в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580215
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.316d

Устройство и способ испытания изделий на случайные вибрации

Изобретение относится к области испытаний изделий на случайную вибрацию и может быть использовано при определении вибронадежности машин, приборов и аппаратуры. Устройство содержит цепи формирования, каждая из которых включает первый генератор шума (ГШ), подключенный к его выходу первый фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580182
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД