Глава 4 Регистрация параметров аварийных режимов 126

4.1 Общая структура устройств 126

4.2 Входные преобразователи тока и напряжения 127

4.3 Фильтрация входных сигналов 130

4.3.1 Общие сведения 130

4.3.2 Аналоговая фильтрация 133

4.3.3 Фильтр низких частот 136

4.3.4 Фильтр высоких частот 136

4.3.5 Полосовой фильтр 137

4.3.6 Цифровая фильтрация 137

4.4 Аналого-цифровые преобразователи 147

4.4.1 Основные характеристики 149

4.4.2 Методы преобразования аналоговых сигналов 151

4.5 Принципы выполнения измерительных устройств на цифровых элементах 155

4.5.1 Измерение тока и напряжения 155

4.5.2 Измерение сопротивления 158

4.6 Автономные микропроцессорные системы 161

4.7 Многофункциональные микропроцессорные устройства 165

4.7.1 Устройства релейной защиты и ОМП 165

4.7.2 Устройства регистрации аварийных процессов и ОМП 166

4.8 Выводы 170

Глава 5 Определение места повреждения на вл по параметрам аварийных режимов 172

5.1 Математическое моделирование ВЛ в задаче ОМП 172

5.1.1 Математическая модель ВЛ 172

5.1.2 Расчет параметров ВЛ 176

5.2 Методы ОМП для одноцепной ВЛ 183

5.2.1 ОМП по токам и напряжениям в начале и конце ВЛ 186

5.2.2 Реактансметр 189

5.2.3 L-метр 190

5.2.4 Компенсационный метод 191

5.2.5 Итерационный метод полного сопротивления 194

5.3 Методы ОМП для двухцепной ВЛ 199

5.3.1 ОМП по разности токов 200

5.3.2 ОМП по напряжениям и токам в начале и конце ВЛ 202

5.3.3 Реактансметр 203

5.3.4 L – метр 204

5.3.5 Компенсационный метод 204

5.3.6 Итерационный метод полного сопротивления 205

5.4 Учет реактивной проводимости ВЛ 205

5.4.1 Одноцепная линия 205

5.4.2 Параллельные линии 207

5.4.3 Линия с отпайкой 212

5.5 Программа определения места повреждения на ВЛ 216

5.6 Выводы 220

Список использованных источников 222

Приложение А 229

Примеры расчета параметров ВЛ 229

Приложение Б 254

Пример определения места повреждения на ВЛ 254

расчетными методами 254

Приложение В 261

Инструкция к программе ОМП 261

Предисловие

Данное учебное пособие предназначается для студентов электроэнергетических специальностей вузов, а также, в связи с переходом в вузах на двухуровневую подготовку, для бакалавров и магистров, обучающихся по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника». Книга может быть использована инженерами, аспирантами и научными работниками, занимающимися эксплуатацией, проектированием и исследованием электрических сетей. Кроме того, учебное пособие может быть полезно при переподготовке и повышении квалификации инженеров и педагогов электроэнергетического профиля.

Подготовленное учебное пособие явилось результатом учебной и научно-исследовательской работы преподавателей и аспирантов кафедры «Электрические станции, сети и системы» (ЭССиС) Иркутского государственного технического университета (ИрГТУ), выполняемой под руководством профессора А.Н. Висящева. Авторы использовали многолетний практический и научный опыт решения задачи определения места повреждения (ОМП) на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения и свои ранее опубликованные работы. Естественно, при подготовке пособия использован значительный ряд работ других авторов.

Учебное пособие состоит из пяти разделов, списка литературы и трех приложений.

В главе 1 представлены все конструктивные элементы воздушных линий электропередачи (ВЛ), даны характеристики применяемых типов элементов ВЛ и рассмотрены основные причины их повреждаемости.

В главе 2 описаны режимы заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ и показаны положительные и отрицательные стороны каждого режима. Описаны условия расчета режимов замыканий на землю и междуфазных замыканий. Показаны способы, схемы и устройства защиты сетей от наиболее распространенного вида замыкания – однофазного замыкания на землю (ОЗЗ). Предложены новые способы определения поврежденного присоединения в сетях с изолированной нейтралью.

В главе 3 излагаются методы, способы и существующие средства мониторинга и диагностики элементов ВЛ.

В главе 4 дается описание процесса регистрации параметров аварийного режима (ПАР) и технических устройств для измерения, преобразования входного сигнала с последующим использованием в микропроцессорных устройствах, проводится анализ факторов, влияющих на точность расчета расстояния до места повреждения (МП).

В главе 5 дается методика определения места повреждения на ВЛ высокого напряжения на основе измерений параметров аварийных процессов, регистрируемых специальными приборами, методика расчета параметров ВЛ в фазных координатах (ФК) и симметричных координатах (СК) для учета конструктивных особенностей реальных ВЛ с целью повышения точности ОМП. Рассмотрены существующие расчетные методы ОМП при односторонних и двухсторонних замерах параметров КЗ. Описана компьютерная программа ОМП, разработанная на кафедре ЭССиС ИрГТУ.

В приложении А приведены примеры расчета параметров воздушных линий электропередачи в фазных и симметричных координатах, имеющих различные конструктивные особенности.

В приложении Б представлен пример определения места повреждения на ВЛ существующими расчетными методами, описанными в п.п. 5.2 и 5.3 настоящего учебного пособия.

В приложении В дана инструкция к работе с программой ОМП.

Список использованных источников содержит учебники и учебные пособия, изданные ранее по рассматриваемому направлению, справочники, изобретения, монографии и научные статьи, которые могут быть использованы для углубленного изучения того или иного раздела. С этой целью в тексте сделаны соответствующие ссылки.

Материал учебного пособия распределен между авторами следующим образом: Висящев А.Н. – общее редактирование, глава 4 (совместно с Висящевым А.А.), глава 5 (совместно с Пленковым Э.Р. и Висящевым А.А.); Акишин Л.А. – п.1.1, п. 1.2 (совместно с Тигунцевым С.Г.), приложение А, приложение В; Тигунцев С.Г. – п. 1.2 (совместно с Акишиным Л.А.), глава 2; Висящев А.А. – глава 4 (совместно с Висящевым А.Н.); глава 5 (совместно с Висящевым А.Н. и Пленковым Э.Р.); Муссонов Г.П. – п. 1.3, глава 3; Пленков Э.Р. – глава 5 (совместно с Висящевым А.Н. и Висящевым А.А.), приложение Б.

Компьютерная программа ОМП написана Шалагиновым А.И.

Авторы признательны сотрудникам кафедры ЭССиС ИрГТУ Снопковой Н.Ю. и Зубовой Е.В. за помощь, оказанную при подготовке учебного пособия, а также студентам Рыковой А.А., Кузькиной Я.И., Маточкину С.Н., Вилкову Ю.А., Мышенко А.А. за выполнение расчетов на ПК.

Все отзывы и замечания просьба направлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ауд. В-219, кафедра «Электрические станции, сети и системы».