×
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 161-166 из 166.
26.08.2017
№217.015.e3f9

Адаптивное цифровое сглаживающее и прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении точности обработки данных. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового сглаживающего и прогнозирующего устройства,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626338
Дата охранного документа: 26.07.2017
26.08.2017
№217.015.e418

Способ работы термоэлектрического генератора

Изобретение относится к способу круглогодичной и круглосуточной термоэлектрической генерации, а именно к способу прямого преобразования солнечной радиации в электрическую энергию сочетанием фотоэлектрических и термоэлектрических преобразователей для обеспечения экологически чистым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626242
Дата охранного документа: 25.07.2017
29.12.2017
№217.015.fa10

Способ определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи в виде появления гололёда на проводах

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для решения технической проблемы, касающейся определения мест повреждений разветвленной воздушной линии электропередачи (ЛЭП) в виде появления гололеда на проводах с точностью до участка ЛЭП. Способ определения мест повреждений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639715
Дата охранного документа: 22.12.2017
19.01.2018
№218.016.00ff

Способ опознавания объекта в когерентном свете

Изобретение может быть использовано для привязки и ориентации на местности при наведении теплового источника излучения на местности. Способ включает формирование первого и второго световых пучков с длинами волн λ и λ с помощью первого и второго коллиматоров, оптические оси которых образует угол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629716
Дата охранного документа: 31.08.2017
19.01.2018
№218.016.010e

Адаптивное цифровое прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении точности обработки данных. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового прогнозирующего устройства, содержащий три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629643
Дата охранного документа: 30.08.2017
17.02.2018
№218.016.2ca0

Цифровое прогнозирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов и может быть использовано в цифровых системах контроля и наведения. Техническим результатом является увеличение времени прогноза в пять раз. Устройство содержит три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643645
Дата охранного документа: 02.02.2018
Показаны записи 161-170 из 184.
10.04.2016
№216.015.31c3

Способ изготовления фильтра интерференционного

Способ изготовления фильтра интерференционного включает в себя оптическое соединение между собой N цилиндрических оптических элементов с образованием многокомпонентного интерференционного фильтра. На боковую поверхность каждого оптического элемента наносят интерференционное покрытие, на входной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580179
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.08.2016
№216.015.4e61

Установка для подземной газификации топлива

Изобретение относится к устройствам для выработки тепловой и электрической энергии по месту их генерации путем преобразования твердых углеводородных топлив в газообразное топливо за счет осуществления внутрипластовой подземной огневой газификации. Установка содержит газовую турбину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595126
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.67e6

Теплообменная труба

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. В теплообменной трубе со скругленными выемками на наружной поверхности и соответствующими им скругленными выступами высотой h на внутренней поверхности, которые нанесены с шагом S, скругленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591376
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.73d8

Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных изоляторов

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного дистанционного контроля рабочего состояния опорных высоковольтных изоляторов. Технический результат: обеспечение возможности определения момента возникновения преддефектного состояния за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597962
Дата охранного документа: 20.09.2016
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
+ добавить свой РИД