×
12.04.2023
223.018.433c

Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов. Технический результат: повышение точности определения места короткого замыкания в условиях неоднородного распределения удельного сопротивления вдоль линии. Сущность: измеряют с двух концов линии несинхронизированные по времени фазные токи и напряжения во время короткого замыкания, определяют поврежденные фазы. Совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания. Выбирают на заданном интервале от начала короткого замыкания сечение на осциллограммах тока и напряжения поврежденной фазы, снимают мгновенные значения токов ', '' и напряжений ', '' в сечении. При этом предварительно задают точность определения места короткого замыкания с ошибкой, не превышающей длину одного пролета воздушной линии электропередачи. Проводят итерационную процедуру по методу золотого сечения. В ходе итерационной процедуры оценивают значения падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи на основе мгновенных значений токов i', i'' и напряжений u', u'' поврежденной фазы в сечении осциллограмм с учетом изменения сопротивления на неоднородных участках воздушной линии электропередачи. Завершение итерационной процедуры осуществляют при достижении точности расчетов расстояния до места короткого замыкания не хуже заданной точности. В качестве минимизируемой целевой функции итерационной процедуры выбирают модуль разности падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи. 1 табл., 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения места короткого замыкания на линиях электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов.

Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [Патент РФ № 2526095, МПК G01R 31/08, опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23], в котором измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям и, используя мнимые части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.

Недостатком указанного способа, является необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин. Указанный недостаток может приводить к погрешности в определении места повреждения из-за недостаточного объема учитываемых параметров.

Известен способ определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи [Технология векторной регистрации параметров и ее применение для управления режимами ЕЭС России, ''Электро. Электротехника, Электроэнергетика, Электротехническая Промышленность'', № 2, 2011, с. 2-5], в котором необходимость использования только мнимых составляющих расчетных величин устраняется. В этом способе предварительно измеряют угол между токами по концам линии, что выполняют путем использования цифровых каналов связи между концами линии или путем использования спутниковой синхронизации времени. При использовании цифровых каналов связи углы определяют путем выполнения выборок, синхронизированных по времени или путем постоянного вычисления времени прохождения сигнала между полукомплектами дифференциальной защиты линии. При использовании спутниковой синхронизации времени импульсы синхронизации времени получают от приемников сигнала ГЛОНАСС (GPS). Далее измеряют с двух концов линии фазные напряжения и токи, преобразуют их в расчетные комплексные значения по предложенным выражениям и, используя полные части расчетных величин, находят расчетным путем относительные и физические расстояния места повреждения от концов линии. В этом способе не используют эквивалентные параметры питающих систем, устранено влияние переходного сопротивления.

Недостатком указанного способа является необходимость использования сложного оборудования и алгоритмов, например, цифровых каналов связи между концами линии, когда углы определяют путем выполнения синхронизированных выборок по времени или путем постоянного вычисления времени прохождения сигнала между полукомплектами дифференциальной защиты линии, или оборудования спутниковой синхронизации времени, когда импульсы синхронизации времени получают от приемников сигнала ГЛОНАСС (GPS).

Наиболее близким техническим решением является способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов [Патент РФ № 2508556, МПК G01R 31/08, опубл. 27.02.2014, Бюл. № 6], имеющей длину l, активное R и индуктивное сопротивление XL, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии не синхронизированные по времени фазные токи и напряжения во время короткого замыкания, определяют поврежденные фазы, определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания n и физическое расстояние до места короткого замыкания со стороны конца линии с индексом ' по выражению l' = nl. Согласно предложению измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, '' - второй конец линии) мгновенные значения фазных токов (i'A, i'B, i'C), (i''A, i''B, i''C) и напряжений (u'A, u'B, u'C), (u''A, u''B, u''C), во время короткого замыкания получают осциллограммы токов и напряжений, совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, выбирают на интервале двух-десяти периодов от начала короткого замыкания сечение на осциллограммах тока и напряжения поврежденной фазы, снимают мгновенные значения токов i', i'' и напряжений u', u'' в сечении и в соседних точках, вычисляют производные от токов по времени di'/dt, di''/dt, определяют относительное значение расстояния до места короткого замыкания по выражению 

где n - относительное значение расстояния до места короткого замыкания; u', u'' - мгновенные значения напряжений, полученные в сечении осциллограмм напряжений поврежденной фазы с одного и второго концов линии (В); i', i'' - мгновенные значения токов, полученные в сечении осциллограмм токов поврежденной фазы с одного и второго концов линии (А); di'/dt, di''/dt - производные токов по времени (А/с); R, XL - активное и индуктивное фазные сопротивления линии электропередачи (Ом).

Недостатком способа-прототипа определения места короткого замыкания (ОМКЗ) на воздушной линии электропередачи (ЛЭП) при несинхронизированных замерах с двух ее концов является невозможность его применения для ОМКЗ с неоднородным распределением удельного сопротивления вдоль воздушной ЛЭП.

Неоднородность удельного сопротивления вдоль воздушной ЛЭП может возникать из-за:

- применения разных типов опор на отдельных участках, связанных, например, с изменением рельефа трассы воздушной ЛЭП;

- изменяющегося сопротивления земли, вызванного прохождением воздушной ЛЭП по участкам с разным грунтом (в том числе скалы, вечная мерзлота), пересечением рек, болот и водоемов;

- сближением воздушной ЛЭП с другими ЛЭП в коридорах совместного прохождения;

- наличием или отсутствием грозотроса на отдельных участках;

- различной длиной пролетов воздушной ЛЭП, проводов разного типа, сечения, и другими факторами.

Неучет указанных выше факторов может приводить к существенным ошибкам при ОМКЗ на воздушных ЛЭП.

Для оценки ошибок ОМКЗ, вызванных неоднородностью распределения удельного сопротивления вдоль воздушных ЛЭП, воспользуемся расчетным примером, приведенным в способе-прототипе, а также расчетным выражением (1), включающим мгновенные значения тока и напряжения с двух сторон линии. Считаем, что i'(m) и i'(m)/dtm, а также i''(m) и i''(m)/dtm являются квадратурными (ортогональными) составляющими, полученными в некоторый момент времени (m). Тогда амплитуды токов по концам воздушной ЛЭП можно определить из выражений

где функция sqrt {⋅} означает операцию вычисления квадратного корня.

Падения напряжения до точки КЗ с двух сторон воздушной ЛЭП будут соответствовать равенству

Формирование осциллограмм напряжения по концам воздушной ЛЭП можно реализовать с использованием выражения (3),

а также выражения для квадратурных составляющих токов по концам воздушной ЛЭП

Тогда мгновенные значения осциллограмм напряжения будут соответствовать равенствам

Рассчитаем значение величины U, подставляя данные численного примера способа-прототипа: u' = 100051,9 (В); u'' = 79091 (В); i'(m) = 11274,6 (А); i'(m)/dtm = 8143,71 (А/с); i''(m) = 7336,6 (А); i''(m)/dtm = 5264,74 (А/с); R = 0,945 (Ом); XL = 13,25 (Ом); n = 0,5001.

Например, исходя из значений переменных на одном из концов воздушной ЛЭП и погрешности округлений, имеем

Таким образом, выражения для формирования осциллограмм напряжения по концам воздушной ЛЭП принимают вид

Введем частоту дискретизации, например, соответствующую переменной (m) и составляющую N = 20 отсчетов на период промышленной частоты (интервал дискретизации tд = 0,001 с). Относительно начала времени анализа осциллограмм выберем задержку, например, m = 9. Следует отметить, что численный выбор значения (m) не влияет на амплитудно-фазовые соотношения токов и напряжений и точность вычислений по расчетному соотношению (1), поскольку справедливость равенства (1) должна соблюдаться для каждого дискретного момента времени (m).

Для верификации и определения точности задания аналитических выражений (4)-(12) реализуем процедуру ОМКЗ на воздушной ЛЭП в предположении, что промышленная частота принимает значения f = 50 Гц, а значение дискретной переменной m = 9. При этом имеют место следующие соотношения

Таким образом, расстояние до места повреждения составляет l' = n·L = 0,500099·50 = 25,00495 км и соответствует расчетному примеру способа-прототипа.

Пусть имеется воздушная ЛЭП длиной L = 50 км (фиг. 1). Предположим, что она имеет участок неоднородности удельного сопротивления длиной 15 км, расположенный на расстоянии 35 км от начала линии (точка а). Участок неоднородности связан с тем, что по всей его длине используется, например, иной, по сравнению с остальной частью воздушной ЛЭП тип опор (или, например, имеется участок совместного прохождения с другой воздушной ЛЭП в общем коридоре). В результате этого удельное реактивное сопротивление участка линии имеет на 15% большее удельное сопротивление по сравнению с остальной частью воздушной ЛЭП.

Поскольку способ-прототип предполагает однородность удельного сопротивления вдоль воздушной ЛЭП и не применим для неоднородных воздушных ЛЭП, то наличие большего значения удельного сопротивления на участке неоднородности приводит к появлению значительных ошибок ОМКЗ на воздушных ЛЭП.

Произведем расчет расстояния до места повреждения с учетом неоднородности воздушной ЛЭП по выражению (1) для способа-прототипа в предположении, что повреждение располагается на расстоянии 25 км от начала линии. Воспользуемся выражением (15), а также численными результатами соотношений (10)-(12). Для рассматриваемого примера равенство (15) преобразуется к виду

Тогда, с учетом подстановки численных значений переменных, получим

Таким образом, из-за наличия участка неоднородности ошибка ОМКЗ на воздушной ЛЭП составит

Следовательно, осуществить ОМКЗ на воздушной ЛЭП для рассмотренного примера неоднородной воздушной ЛЭП согласно требованиям эксплуатационной практики (реализовать расчет расстояния до места повреждения, например, с точностью до одного пролета ЛЭП) способ-прототип не позволяет.

Задача изобретения - повышение точности определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов в условиях неоднородного распределения удельного сопротивления вдоль линии.

Поставленная задача достигается способом определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов, имеющей длину l, активное R и индуктивное сопротивление XL, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии не синхронизированные по времени фазные токи и напряжения во время короткого замыкания, определяют поврежденные фазы, определяют расстояние до места короткого замыкания со стороны конца линии с индексом «'» по выражению l' = n·l, измеряют с двух концов линии (' - один конец линии, '' - второй конец линии) мгновенные значения фазных токов (i'A, i'B, i'C), (i''A, i''B, i''C) и напряжений (u'A, u'B, u'C), (u''A, u''B, u''C), во время короткого замыкания, получают осциллограммы токов и напряжений, совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, выбирают на заданном интервале от начала короткого замыкания сечение на осциллограммах тока и напряжения поврежденной фазы, снимают мгновенные значения токов i', i'' и напряжений u', u'' в сечении. Согласно предложения, предварительно задают требуемую точность определения места короткого замыкания, исходя из класса напряжения, а также конструктивных параметров воздушной линии электропередачи, определяют расстояние до места короткого замыкания, в том числе для воздушной линии электропередачи с неоднородным распределением удельного сопротивления вдоль линии, путем проведения итерационной процедуры по методу золотого сечения, причем завершение итерационной процедуры осуществляют при достижении точности расчетов расстояния до места короткого замыкания не хуже требуемой точности, в ходе итерационной процедуры оценивают значения падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи на основе мгновенных значений токов i', i'' и напряжений u', u'' поврежденной фазы в сечении осциллограмм, выбирают в качестве минимизируемой целевой функции итерационной процедуры определения места короткого замыкания модуль разности падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи.

На фиг. 1 представлена схема замещения линии электропередачи с неоднородным распределением удельного сопротивления вдоль линии в момент короткого замыкания, характеризующая расчетный пример.

Фиг. 2 иллюстрирует выбор точек х1 и х2 для проведения расчетов по итерационному алгоритму ОМКЗ на воздушной ЛЭП.

На фиг. 3 изображена блок-схема итерационного расчетного алгоритма ОМКЗ на воздушной ЛЭП.

На фиг. 1 показана однолинейная схема замещения воздушной ЛЭП применительно к расчетному примеру, имеющей длину (L = 50 км) 1, активное (R) 2 и индуктивное (XL) 3 фазные сопротивления, соединяющей шины 4 и 5 двух систем 6 и 7. На линии показано короткое замыкание 8 за переходным сопротивлением (ZП) 9 на расстоянии (х) 10 от одного конца линии. Линия 1 имеет участок длиной 15 км увеличенного реактивного сопротивления с (1,15⋅XL) на расстоянии 35 км от точки а (шина 4). При возникновении короткого замыкания на линии по ней протекают ток (i') со стороны шины 4 и ток (i'') со стороны шины 5. При этом на шинах 4 и 5 измеряют с двух концов линии не синхронизированные по времени мгновенные значения фазных токов (i'A, i'B, i'C), (i''A, i''B, i''C) и напряжений (u'A, u'B, u'C), (u''A, u''B, u''C) в момент короткого замыкания.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов реализуется следующим образом.

Зададим точность расчета расстояния до повреждения, которую целесообразно выбрать, исходя из требований эксплуатационной практики. Оперативно-технологический персонал электрических сетей считает высокой точность расчета расстояния до места повреждения, если ошибка расчета не превышает длину одного пролета линии [например, Куликов А.Л., Обалин М.Д. Адаптивное определение места повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима. Часть 2. - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2019. - 80 с.]. Длина одного пролета воздушной ЛЭП напряжением 110 кВ составляет 0,15-0,2 км, поэтому точность расчета расстояния до места повреждения зададим, как Δх = 0,2 км.

Отметим, что применение критерия равенства напряжений, рассчитанных с двух сторон воздушной ЛЭП, дает возможность выполнить расчет расстояния до места повреждения, в том числе для неоднородной воздушной ЛЭП.

В ходе расчетов будем использовать целевую функцию, соответствующую критерию минимума разности напряжений Δu в точке повреждения, рассчитанных с разных сторон воздушной ЛЭП

Заметим, что выражение (19) справедливо для однородной воздушной ЛЭП, поэтому при наличии участков с неоднородным сопротивлением необходимо специально учитывать падение напряжения на этих участках.

Для организации процедуры вычислений по предлагаемому способу воспользуемся методом золотого сечения [например, Джон Г. Мэтьюз, Куртис Д. Финк. Численные методы. Использование MATLAB. - 3-е издание. - М., СПб.: Вильямс, 2001. - 720 с.]. Для этого разделим воздушную ЛЭП на участки, длина которых выбирается в пропорции золотого сечения, и определяются точки х1 и х2, отвечающие условиям уравнений:

где Ф - пропорция золотого сечения.

Следовательно,

Процесс выбора точек х1, х2 иллюстрирует фиг. 2.

Анализ фиг. 2 показывает, что точка х1 делит отрезок [a, x2] в отношении золотого сечения, а точка х2 в этой же пропорции разделяет отрезок [x1, b].

Процедуру итерационного алгоритма согласно метода золотого сечения описывает блок-схема (фиг. 3).

На первом шаге итерационной процедуры (фиг. 3) воздушная ЛЭП разделяется двумя точками х1 и х2 и рассчитываются значения целевой функции Δu(х1) и Δu(х2) в этих точках.

Периодически проверяют условие завершения итерационной процедуры, состоящее в достижении заданной (требуемой) точности ОМКЗ на воздушной ЛЭП. При выполнении условий по точности вычислений производится расчет расстояния до места повреждения на воздушной ЛЭП. Причем, расстояние до места повреждения принимается по средине, между точками a, b конечного отрезка.

Если условие завершения процедуры (фиг. 3) не выполняются, то исключают тот из концов ЛЭП, к которому ближе точка с минимальным значением целевой функции. В последующем реализуют расчеты для новой точки по соотношениям золотого сечения и продолжают итерационную процедуру.

Для обоснования преимуществ предлагаемого способа ОМП произведем расчет расстояния до места повреждения на неоднородной воздушной ЛЭП, рассмотренной в примере (фиг. 1). Последовательность расчетов характеризует таблица 1.

Таблица 1. Параметры, поясняющие проведение итерационных расчетов способа определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов.
Номер итерации a
(км)
b
(км)
x 1
(км)
x 2
(км)
Δu1
(В)
Δu2
(В)
ǀb - aǀ
(км)
1. 0 50 19,098 30,902 38474,045 28173,796 50
2. 19,098 50 30,902 42,7 28173,796 101502.86 30,902
3. 19,098 42,7 23,607 30,902 13015,42 28173,796 23,602
4. 19,098 30,902 20,82 23,607 28754,073 13015,42 11,804
5. 20,82 30,902 23,607 28,116 13015,42 12442,0 10,082
6. 23,607 30,902 28,116 29,838 12442,0 24607,24 7,295
7. 23,607 29,838 25,329 28,116 3285,354 12442,0 6,231
8. 23,607 28,116 24,320 25,329 8989,0 3285,354 4,509
9. 24,320 28,116 25,329 27,051 3285,354 6427,71 3,976
10. 24,320 27,051 24,705 25,329 6814,837 3285,354 2,731
11. 24,705 27,051 25,329 26,393 3285,354 2717,58 2,346
12. 25,329 27,051 26,393 26,800 2717,58 5021,97 1,722
13. 25,329 26,800 25,735 26,393 998,257 2717,58 1,471
14. 25,329 26,393 25,484 25,735 2410,048 998,257 1,064
15. 25,484 26,393 25,735 26,142 998,257 1297,315 0,909
16. 25,484 26,142 25,580 25,735 1873,567 998,257 0,658
17. 25,580 26,142 25,735 25,927 998,257 74,7 0,562
18. 25,735 26,142 25,927 26,059 74,7 837,071 0,407
19. 25,735 26,059 25,808 25,927 583,19 74,7 0,324
20. 25,808 26,059 25,927 26,006 74,7 546,24 0,251
21. 25,808 26,006 - - - - 0,198

Поясним данные, входящие в состав таблицы 1, соответствующие сечению осциллограмм токов и напряжений в момент дискретного времени m = 9.

Для первой итерации:

х 1 = b - (b - a)/Ф = 50 - (50 - 0)/1,618 = 19,098 (км);

х 2 = a + (b - a)/Ф = 0 + (50 - 0)/1,618 = 30,902 (км).

Хотя точки х1 и х2 находятся на однородном участке с реактивным сопротивлением XL, но расчет напряжения в этих точках должен включать изменение реактивного сопротивления на участке [35 км, 50 км] до величины 1,15⋅XL (фиг. 1)

Δu1 = Δu(х1) = ǀ [u'(m) - (х1/L)⋅i'(m)⋅R - (х1/L)⋅XLi'(m)/dtm] -

- [u''(m) - (1 - (х1/L))⋅i''(m)⋅R - (1 - (35/L))⋅1,15⋅XLi''(m)/dtm -

- ((35/L) - (х1/L))⋅XLi''(m)/dtm] ǀ =

= ǀ [-44861,15 - 0,38196⋅13908,15⋅{0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) + 13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)}] -

- [-14809,98 - 0,618⋅9030,13⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,3⋅9030,13⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001) - 0,318⋅9030,13⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] ǀ =

= 38474,045 (В);

Δu2 = Δu(х2) = ǀ [u'(m) - (х2/L)⋅i'(m)⋅R - (х2/L)⋅XLi'(m)/dtm] -

- [u''(m) - (1 - (х2/L))⋅i''(m)⋅R - (1 - (35/L))⋅1,15⋅XLi''(m)/dtm -

- ((35/L) - (х2/L))⋅XLi''(m)/dtm] ǀ =

= ǀ [-44861,15 - 0,618⋅13908,15⋅{0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) + 13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)}] -

- [- 14809,98 - 0,38196⋅9030,13⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,3⋅9030,13⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001) - 0,08196⋅9030,13⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] ǀ =

= 28173,796 (В).

В соответствии с условиями итерационного алгоритма принимаем

a = х1 = 19,098 км; х1 = х2 = 23,607 км; Δu1 = Δu2 = 28173,796 В;

х 2 = х1 + (b - х1)/Ф = 30,902 + (50 - 30,902)/ 1,618 = 42,7 (км);

Δu2 = ǀ [u'(m) - (х2/L)⋅i'(m)⋅R - (35/L)⋅XLi'(m)/dtm - {(х2/L) - (35/L)}⋅1,15⋅XLi'(m)/dtm] -

- [u''(m) - (1 - (х2/L))⋅i''(m)⋅R - (1 - (х2/L))⋅1,15⋅XLi''(m)/dtm] ǀ =

= ǀ [-44861,15 - 0,8541⋅13908,15⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,7⋅13908,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001) - 0,1541⋅13908,15⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] -

- [- 14809,98 - 0,146⋅9030,13⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,146⋅9030,13⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] ǀ = 101502,86 (В).

На следующем (третьем) итерационном шаге получаем

b = х2 = 42,7 км; х2 = х1 = 30,902 км; Δu2 = Δu1 = 28173,796 В;

х 1 = х2 - (х2 - a)/Ф = 30,902 - (30,902 - 19,098)/ 1,618 = 23,607 (км);

Δu1 = ǀ [u'(m) - (х1/L)⋅i'(m)⋅R - (х1/L)⋅XLi'(m)/dtm] -

- [u''(m) - (1 - (х1/L))⋅i''(m)⋅R - (1 - (35/L))⋅1,15⋅XLi''(m)/dtm -

- ((35/L) - (х1/L))⋅XLi''(m)/dtm] ǀ =

= ǀ [-44861,15 - 0,47214⋅13908,15⋅{0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) + 13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)}] -

- [-14809,98 - 0,52786⋅9030,13⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,3⋅9030,13⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001) - 0,22786⋅9030,13⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] ǀ =

= 13015,42 (В).

Аналогичным образом производятся вычисления на последующих шагах итерационной процедуры ОМКЗ на воздушной ЛЭП, причем на последнем шаге имеем следующие соотношения

a = х1 = 25,808 км; х1 = х2 = 25,927 км; Δu1 = Δu2 = 74,7 В;

х 2 = х1 + (b - х1)/Ф = 25,927 + (26,059- 25,927)/ 1,618 = 26,006;

Δu2 = ǀ [u'(m) - (х2/L)⋅i'(m)⋅R - (х2/L)⋅XLi'(m)/dtm] -

- [u''(m) - (1 - (х2/L))⋅i''(m)⋅R - (1 - (35/L))⋅1,15⋅XLi''(m)/dtm -

- ((35/L) - (х2/L))⋅XLi''(m)/dtm] ǀ =

= ǀ [-44861,15 - 0,52017⋅13908,15⋅{0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) + 13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)}] -

- [-14809,98 - 0,47983⋅9030,13⋅0,945⋅sin(2π⋅50⋅9⋅0,001) -

- 0,3⋅9030,13⋅1,15⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001) - 0,17983⋅9030,13⋅13,25⋅cos(2π⋅50⋅9⋅0,001)] ǀ =

= 546,24 (В).

Поскольку для итерационной процедуры выполняется неравенство

|b - aǀ= (26,006 - 25,808) = 0,198 < Δх = 0,2 (км),

то расчет ОМКЗ заканчивается.

Место повреждения относительно точки а (фиг. 1) оценивается на расстоянии

х = (a + b)/2 = (25,808 + 26,006)/2 = 25,907 (км).

С учетом ранее выполненных расчетов (выражение (17)) ошибка ОМКЗ ЛЭП составит

Δl = 25,912 - 25,907 = 0, 005 (км),

или (при длине ЛЭП L = 50 км) величину 0,005/50 = 0,01% от длины ЛЭП.

Таким образом, предлагаемый способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов обеспечивает высокоточный расчет расстояния до места повреждения воздушной ЛЭП в условиях неоднородного распределения удельного сопротивления вдоль линии.

Отметим, что предлагаемый способ ОМКЗ ЛЭП может быть реализован на основе применения современных цифровых терминалов релейной защиты, связанных между собой каналом связи для обмена осциллограммами токов и напряжений [например, https://ekra.ru/]. Требованиями к современным цифровым терминалам релейной защиты [ПАО «Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы» СТО 56947007-29.120.70.241-2017 «Технические требования к микропроцессорным устройствам РЗА»] определена обязательность реализации функции определения места повреждения на ЛЭП. Также возможен вариант реализации предлагаемого способа в центрах управления сетями предприятий электрических сетей, поскольку расчет расстояния до места повреждения возложен на оперативно-технологический персонал, в управлении которых находятся воздушные ЛЭП. При этом осуществляется дистанционный сбор осциллограмм аварийных токов и напряжений с регистраторов аварийных событий (терминалов релейной защиты), и последующий расчет расстояния до места повреждения выполняется с помощью средств вычислительной техники.

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов, имеющей длину l, активное R и индуктивное сопротивление X, соединяющей две питающие системы, в котором измеряют с двух концов линии не синхронизированные по времени фазные токи и напряжения во время короткого замыкания, определяют поврежденные фазы, измеряют с двух концов линии мгновенные значения фазных токов (i', i', i'), (i'', i'', i'') и напряжений (u', u', u'), (u'', u'', u'') во время короткого замыкания, где ' - один конец линии, '' - второй конец линии, получают осциллограммы токов и напряжений, совмещают осциллограммы с двух концов линии по срезу начала короткого замыкания, выбирают на заданном интервале от начала короткого замыкания сечение на осциллограммах тока и напряжения поврежденной фазы, снимают мгновенные значения токов i', i'' и напряжений u', u'' в сечении, отличающийся тем, что учитывают изменения сопротивления на неоднородных участках воздушной линии электропередачи, при этом предварительно задают точность определения места короткого замыкания с ошибкой, не превышающей длину одного пролета воздушной линии электропередачи, определяют расстояние до места короткого замыкания воздушной линии электропередачи с неоднородным распределением удельного сопротивления вдоль линии путем проведения итерационной процедуры по методу золотого сечения, причем завершение итерационной процедуры осуществляют при достижении точности расчетов расстояния до места короткого замыкания не хуже заданной точности, в ходе итерационной процедуры оценивают значения падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи на основе мгновенных значений токов i', i'' и напряжений u', u'' поврежденной фазы в сечении осциллограмм с учетом изменения сопротивления на неоднородных участках воздушной линии электропередачи, выбирают в качестве минимизируемой целевой функции итерационной процедуры определения места короткого замыкания модуль разности падений напряжения до точки короткого замыкания относительно начала и конца воздушной линии электропередачи.
Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи при несинхронизированных замерах с двух ее концов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 96.
13.01.2017
№217.015.8a87

Способ изготовления оболочковых керамических форм

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок по удаляемым (выплавляемым, выжигаемым, газифицируемым) моделям. Способ включает послойное нанесение на модель оболочек путем погружения модели в суспензию из огнеупорного наполнителя и раствора связующего и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604281
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.901d

Топливная композиция для дизельных двигателей

Изобретение описывает топливную композицию для дизельных двигателей, характеризующуюся тем, что в качестве присадки к топливу используется смесь 10-25 мас.% смеси алкилнитратов спиртов С-С, 10-25 мас.% смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С-С и до 100 мас.% дизельного топлива или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604061
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.9023

Вибрационная измельчительная машина

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для измельчения, помола кусковых и сыпучих материалов. Вибрационная измельчительная машина содержит рабочий орган, средствами для сообщения резонансных поступательных круговых колебаний которому является изотропная упругая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604005
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.abdc

Способ подготовки горячекатаного проката для изготовления метизных крепежных изделий

Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного проката из конструкционных сталей перлитного класса и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных изделий. Для обеспечения необходимых прочностных, пластических и прочностных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612101
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.aec7

Способ определения остаточного ресурса узла транспортного средства

Изобретение относится к области диагностики транспортных средств и отдельных его узлов и предназначено для оценки остаточного и отработанного ресурса узлов. Способ технической диагностики и оценки остаточного и отработанного ресурса узлов транспортных средств заключается в установке на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612951
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.c9e6

Способ прогнозирования циклической долговечности металлов

Изобретение относится к области усталостных испытаний металлических материалов для определения их циклической долговечности. Сущность: осуществляют определение размера зерна стали в зависимости от режима технологической обработки и на основании выявленной корреляции (уравнения) между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619480
Дата охранного документа: 16.05.2017
25.08.2017
№217.015.cdb5

Ретранслятор

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к ретрансляторам дискретных сообщений. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей ретранслятора за счет увеличения числа абонентов и обеспечения многоканального адаптивного режима работы ретранслятора. Ретранслятор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619722
Дата охранного документа: 17.05.2017
25.08.2017
№217.015.cf37

Тиристорное фазоповоротное устройство с вольтодобавочным трансформатором для сети среднего напряжения

Изобретение относится к высоковольтным электротехническим комплексам для управляемых линий электропередач. Технический результат - двукратное уменьшение расчетной мощности трансформаторного оборудования, входящего в состав фазоповоротного устройства (ФПУ), уменьшение количества тиристорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621062
Дата охранного документа: 31.05.2017
25.08.2017
№217.015.d0fd

Устройство автоматического управления процессом ректификации с полным разделением компонентов питающей смеси

Устройство относится к системам автоматического управления процессом ректификации и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности. Устройство содержит ректификационную колонну, кипятильник, дефлегматор, емкость конденсата, датчик расхода сырья, датчик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621331
Дата охранного документа: 02.06.2017
29.12.2017
№217.015.f94d

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по массивам мгновенных значений токов и напряжений

Изобретение относится к области электротехники, а именно к средствам обработки информации в электротехнике, и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи (ЛЭП). Технический результат - повышение точности определения места повреждения на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639590
Дата охранного документа: 21.12.2017
Показаны записи 11-20 из 48.
10.06.2015
№216.013.5183

Способ определения места повреждения линии электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к системной автоматике и релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП). Техническим результатом является повышение точности определения расстояния до места повреждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552388
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5c66

Способ определения места повреждения линии электропередачи

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения линии электропередачи. Технический результат: повышение точности. Сущность: фиксируют электромагнитные волны, возникающие в месте повреждения и распространяющиеся к концам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555195
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.03.2016
№216.014.be82

Способ управления переходными электромеханическими процессами в электроэнергетических системах

Изобретение относится к области электротехники. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в уменьшении ущерба для потребителей при возникновении аварийных возмущений в ЭЭС. Технический результат, возникающий при решении поставленной задачи, заключается в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576652
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.05.2016
№216.015.3f27

Способ определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения. Технический результат: повышение чувствительности и точности определения места повреждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584266
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.4008

Способ адаптации дистанционной защиты и определителя места повреждения линии электропередачи с использованием ее модели

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике линий электропередачи, и может быть использовано при создании устройств защиты и автоматики, требующих высокой степени адаптации характеристик срабатывания к режимам защищаемого объекта. Технический результат:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584268
Дата охранного документа: 20.05.2016
13.01.2017
№217.015.851d

Способ определения места повреждения линии электропередачи

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано для определения места повреждения линии электропередачи. Технический результат: повышение точности определения места повреждения линии электропередачи. Сущность: фиксируют электромагнитные волны, возникающие в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603247
Дата охранного документа: 27.11.2016
29.12.2017
№217.015.f94d

Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по массивам мгновенных значений токов и напряжений

Изобретение относится к области электротехники, а именно к средствам обработки информации в электротехнике, и может быть использовано для определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи (ЛЭП). Технический результат - повышение точности определения места повреждения на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639590
Дата охранного документа: 21.12.2017
29.12.2017
№217.015.fa5f

Способ определения места обрыва на воздушной линии электропередачи по массивам мгновенных значений токов и напряжений

Изобретение относится к области электротехники, а именно средствам обработки информации в электротехнике, и может быть использовано для определения места обрыва на воздушной линии электропередачи (ЛЭП). Технический результат - повышение точности определения места повреждения на линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640091
Дата охранного документа: 26.12.2017
19.01.2018
№218.016.0c12

Способ определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для определения места повреждения в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения. На каждом из концов линии измеряют токи и напряжения, выделяют из измеренных токов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632583
Дата охранного документа: 06.10.2017
10.05.2018
№218.016.3e29

Способ дифференциальной защиты участка электрической сети

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности способа дифференциальной защиты. Согласно способу защиты участка электрической сети, содержащего, по меньшей мере, одну пару систем шин, соединенных между собой в каждой паре через трехфазный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648249
Дата охранного документа: 23.03.2018
+ добавить свой РИД