Патент на изобретение №2216749
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ
(57) Реферат: Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест однофазных замыканий на землю в распределительных сетях радиальной структуры. Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях заключается в том, что на основе регистрации напряжения на поврежденной фазе в начале линии в регистрируемом напряжении в переходном режиме замыкания на землю выделяют частоту, соответствующую частоте собственных колебаний при разряде фазной емкости поврежденной фазы, проверяют ее принадлежность расчетному диапазону частот для поврежденной линии и по зависимости расстояния до места замыкания от частоты собственных колебаний для данной линии и данной сети определяют расстояние до места замыкания. Техническим результатом изобретения является простота определения расстояния до места однофазного замыкания в распределительных сетях радиальной структуры без отключения от источника питания поврежденной линии. 5 ил. Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояний до мест однофазных замыканий на землю в распределительных сетях радиальной структуры. Известен способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях /l/, который основан на измерении времени между моментом посылки в линию зондирующего электрического импульса и моментом прихода в начало линии импульса, отраженного от места замыкания. Послав в линию импульс, измеряют интервал p – время двойного пробега этого импульса до места замыкания. Расстояние до места замыкания находят как lз= vtp/2, где v – скорость распространения импульса по линии. Использование этого метода в автоматическом режиме (когда измерения проводятся на линиях, включенных под рабочее напряжение электрической сети) крайне затруднительно для радиальной сети, когда от питающих шин отходит много линий, поскольку в этом случае имеют место многократные отражения от неповрежденных линий, накладывающиеся на полезный сигнал и искажающие его. Сложность применения этого метода также заключается в том, что измерение напряжения должно производиться в период горения дуги замыкания, поскольку только в этом случае информация является значимой. Горение же дуги при дуговых замыканиях длится доли миллисекунд, что значительно затрудняет получение требуемой измерительной информации. Кроме того, известен способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях /l/, взятый в качестве прототипа и применяемый на включенных в сеть линиях, который предполагает измерение времени между моментом (tн) прихода к началу линии фронта волны высокого напряжения, возникающей в результате электрического пробоя в месте замыкания на расстоянии lз от начала линии, и моментом вторичного прихода (tк) фронта волны после двух отражений (в начале линии и месте замыкания). Интервал времени определяется как ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где Сф и Сфф – фазная и междуфазная суммарные емкости сети; Lи и Lн – индуктивности источника и нагрузки; lз – относительное (отнесенное к длине поврежденного кабеля) расстояние от места регистрации напряжения (шин питающей подстанции) до места замыкания; Lэ и Lп – соответственно эквивалентная индуктивность неповрежденных фаз линий поврежденной линии. Из анализа выражения (2) видно, что вариация lз не приводит к значительному изменению числителя: при увеличении первого сомножителя – второй уменьшается (и наоборот), что мало влияет на произведение. Кроме того, слагаемые Lпlз и Lп(1-lз), как правило, в несколько раз меньше суммы остальных слагаемых в сомножителях. Поэтому L и, следовательно, f1 слабо зависят от расстояния до места замыкания. Вторая более высокая частота (f2) собственных колебаний напряжения, измеряемого на шинах источника, обусловлена разрядом собственной фазной емкости поврежденной фазы (см. фиг.3,а). После упрощения (преобразования схемы фиг. 3, а к одночастотному контуру – фиг.3,б, где ![]() ![]() где Сп – фазная емкость поврежденной линии; Сэ, Lэ‘- эквивалентная фазная емкость и индуктивность неповрежденных линий. Зависимость второй собственной частоты от расстояния до места замыкания проявляется в большей степени, чем первой, особенно при подключении к шинам источника малого количества линий небольшой протяженности и значительной протяженности поврежденной линии. На величину частоты f2 слабо влияют параметры источников и нагрузки; частотозадающими параметрами выступают как фазная индуктивность части кабеля от начала линии до места замыкания, так и емкость этой части кабеля (соответствующие коэффициенты в формуле (3) – Lпlз и Спlз). Наибольшее значение частоты собственных колебаний f2 определяется суммарной емкостью Сэ неповрежденных линий и эквивалентной индуктивностью L’э (замыкание вблизи от шин источника), а наименьшее – самой длинной линией при замыкании на ее конце (и предположении равенства удельных параметров всех отходящих линий). Для каждой из линий существует свой диапазон частот собственных колебаний. В интервале времени, соответствующем дуговому замыканию (доли, единицы миллисекунд), выделяют высшую частоту свободных колебаний f2, соответствующую процессу разряда фазной емкости, используя, например, преобразование Фурье (типичная осциллограмма переходного процесса и ее спектральный состав приведен на фиг.4). На основе всех параметров сети – ее топологии, геометрических характеристик линий и их протяженности рассчитывают (с помощью численного, аналогового или любого другого моделирования) зависимости частот собственных колебаний от расстояния до места замыкания для каждой отходящей линии lз,к = ![]() ![]() 1. Измерение расстояний до мест повреждений на воздушных и кабельных линиях электропередачи и связи/ В.Л. Бакиновский, А.П. Осадчий, Н.И. Сосфенов, В.К. Спиридонов. – ЦНИЭЛ, 1954, вып.2. 2. Голдобин Д.А., Качесов В.Е., Ларионов В.Н., Овсянников А.Г. Мониторинг перенапряжений в распределительных кабельных сетях. /Научный вестник НГТУ, 2(5), – Новосибирск, НГТУ, 1999 г. 4. В.Н. Майборода, В.К. Обабков. Внедрение устройств полного подавления дуговых замыканий на землю в сети СН 6 кВ Тюменской ТЭЦ-1 на основе резонансного заземления нейтрали./ Доклады научно-технической конференции “Режимы заземления нейтрали сетей 3-6-10-35 кВ”. – Новосибирск: ГЦРО, 2000. Формула изобретения Способ определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях, заключающийся в том, что на основе регистрации напряжения на поврежденной фазе в начале линии и его анализа определяют расстояние до места замыкания, отличающийся тем, что в указанном анализе регистрируемого напряжения поврежденной фазы в переходном режиме замыкания на землю выделяют частоту, соответствующую частоте собственных колебаний при разряде фазной емкости поврежденной фазы, проверяют ее принадлежность расчетному диапазону частот для поврежденной линии и по зависимости расстояния до места замыкания от частоты собственных колебаний для данной линии и данной сети определяют расстояние до места замыкания. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||