- •Диагностика состояния воздушных линий электропередачи 10-110 кВ в нормальных и аварийных режимах
- •Оглавление
- •Глава 1 Проблемы эксплуатации воздушных линий в электрических сетях 10–110 кВ 10
- •Глава 2 Диагностика состояния воздушных линий 6-35 кВ 53
- •Глава 4 Регистрация параметров аварийных режимов 126
- •Глава 5 Определение места повреждения на вл по параметрам аварийных режимов 172
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений
- •Глава 1 Проблемы эксплуатации воздушных линий в электрических сетях 10–110 кВ
- •1.1 Общие сведения о воздушных линиях электропередачи
- •1.1.1 Конструктивные элементы воздушных линий электропередачи
- •1.1.2 Провода воздушных линий
- •Свойства материалов, используемых для изготовления проводов вл
- •Марки проводов
- •1.1.4 Опоры
- •Классификация опор воздушных линий
- •1.1.5 Изоляторы
- •Полимерный изолятор
- •Классификация линейной арматуры
- •1.2 Виды и характер повреждений вл
- •Причины повреждения вл
- •1.3 Мониторинг и диагностика вл
- •1.3.2 Методы диагностирования электрооборудования
- •1.3.3 Существующие комплексы диагностики вл
- •Глава 2 Диагностика состояния воздушных линий 6-35 кВ
- •2.1 Режимы заземления нейтрали
- •2.1.1 Изолированная нейтраль
- •2.1.2 Заземление нейтрали через индуктивность
- •2.1.3 Заземление нейтрали через резистор
- •2.1.4 Глухое заземление нейтрали
- •2.1.5 Кратковременное низкоомное индуктивное заземление нейтрали
- •2.1.6 Снижение тока замыкания на землю при озз
- •2.2 Методы расчета параметров режима при повреждениях в сетях 6−35 кВ
- •2.2.1 Расчет в симметричных координатах
- •Выражения для определения сопротивлений элементов системы электроснабжения в базисных единицах
- •Приближенные значения сверхпереходной эдс и сверхпереходного сопротивления
- •Отношение х0/х1 для различных вл
- •Определение суммарного сопротивления в зависимости от вида кз
- •Зависимость коэффициента пропорциональности от вида кз
- •2.2.2 Расчет в фазных координатах
- •Зависимость полярности обмоток от маркировки силовых трансформаторов
- •2.3 Защиты от озз
- •2.3.1 Защиты, реагирующие на напряжение нулевой последовательности.
- •2.3.2 Ненаправленные токовые защиты нулевой последовательности.
- •2.3.3 Направленные токовые защиты.
- •2.3.4 Защиты с наложением тока другой частоты
- •2.3.5 Защиты, реагирующие на высокочастотные составляющие в токе нулевой последовательности
- •2.3.6 Устройства, реагирующие на ток и напряжение нулевой последовательности
- •2.4 Определение поврежденного присоединения на шинах 6-35 кВ
- •2.4.2 При двух трансформаторах тока
- •2.4.3 Практическая реализация способа
- •2.5 Определение места повреждения на вл 10 кВ по току нулевой последовательности
- •2.6 Выводы
- •3 Мониторинг и диагностика состояния элементов
- •3.1 Трасса вл
- •3.2 Провода и грозозащитные тросы
- •3.3 Линейная арматура и изоляция
- •3.4 Опоры вл
- •3.5 Фундаменты опор
- •3.6 Заземляющие устройства
- •3.7 Выводы
- •Глава 4 Регистрация параметров аварийных режимов
- •4.1 Общая структура устройств
- •4.2 Входные преобразователи тока и напряжения
- •4.3 Фильтрация входных сигналов
- •4.3.1 Общие сведения
- •4.3.2 Аналоговая фильтрация
- •4.3.3 Фильтр низких частот
- •4.3.4 Фильтр высоких частот
- •4.3.5 Полосовой фильтр
- •4.3.6 Цифровая фильтрация
- •4.4 Аналого-цифровые преобразователи
- •Погрешность ацп
- •4.4.2 Методы преобразования аналоговых сигналов
- •4.5 Принципы выполнения измерительных устройств на цифровых элементах
- •Разложение в ряд Фурье. Токи и напряжения при коротком замыкании представляют собой периодические функции с периодом Любая периодическая функция может быть представлена в виде
- •4.6 Автономные микропроцессорные системы
- •4.7 Многофункциональные микропроцессорные устройства
- •Основные технические данные регистраторов
- •4.8 Выводы
- •Глава 5 Определение места повреждения на вл по параметрам аварийных режимов
- •5.1 Математическое моделирование вл в задаче омп
- •5.2 Методы омп для одноцепной вл
- •Определение , , при различных видах короткого замыкания
- •Значение коэффициентов , и сопротивления в зависимости от вида кз
- •5.2.2 Реактансметр
- •5.2.4 Компенсационный метод
- •5.2.5 Итерационный метод полного сопротивления
- •5.3 Методы омп для двухцепной вл
- •Определение , , при различных видах короткого замыкания
- •5.3.1 Омп по разности токов
- •5.3.3 Реактансметр
- •5.3.5 Компенсационный метод
- •5.3.6 Итерационный метод полного сопротивления
- •5.4 Учет реактивной проводимости вл
- •Расчетные формулы определения расстояния
- •5.5 Программа определения места повреждения на вл
- •Используемые методы омп в зависимости от вида замеров и числа цепей вл
- •5.6 Выводы
- •Список использованных источников
- •Примеры расчета параметров вл а1. Расчет параметров одноцепной вл без троса
- •А2. Расчет параметров одноцепной вл
- •А4 Расчет параметров других видов вл
- •Определение расстояния до мп расчетными методами
- •Результаты расчета
- •Инструкция к программе омп
- •1. Работа с программой Transcop
- •2. Начало работы с программой омп
- •3. Работа с «редактором»
- •4. Работа с вкладкой «линии»
- •5. Работа с вкладкой – «провода и опоры»
- •6. Работа с вкладкой «омп»
5.2 Методы омп для одноцепной вл
Рассмотрим одноцепную ВЛ длиной с двухсторонним питанием, показанную на рис. 5.3.
Линия имеет следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности Z1Л, обратной последовательностей Z2Л и нулевой последовательности Z0Л, емкостные сопротивления равны бесконечности (т. е. емкости равны нулю). Системы А и Б имеют следующие параметры: комплексное сопротивление прямой последовательности и , обратной последовательности и , нулевой последовательности и , эквивалентные ЭДС и соответственно. На линии показано КЗ с переходным сопротивлением на расстоянии lK от начала линии.
При возникновении КЗ на линии, по ней протекают токи (со стороны системы А) и (со стороны системы Б), сумма которых дает полный ток короткого замыкания в переходном сопротивлении, при этом на шинах А будет присутствовать напряжение , а на шинах Б − напряжение .
Рассмотрим однофазное КЗ на фазе А. Напряжение в начале линии равно сумме падения напряжения в линии до точки повреждения и падения напряжения на переходном сопротивлении :
, (5.48)
где – расстояние от начала линии до места повреждения в относительных единицах; − ток компенсации для одноцепной линии; − коэффициент компенсации для одноцепной линии (параметр линии).
Полный ток короткого замыкания в (5.48) можно выразить через измеренное значение аварийной составляющей полного тока :
, (5.49)
где – коэффициент токораспределения, определяемый следующим образом:
(5.50)
С учетом выражения (5.49) выражение (5.48) можно переписать:
. (5.51)
Решить уравнение (5.51) относительно неизвестной n, а, следовательно, определить расстояние до места повреждения, можно различными методами.
Выражения для UI, II, IK для ОМП на одноцепной ВЛ при различных видах поперечной несимметрии для расчета в фазных и симметричных координатах приведены в табл. 5.1
Таблица 5.1
Определение , , при различных видах короткого замыкания
Вид КЗ |
Фаза |
|
|
|
одноцепная |
|
|||
Однофазное |
A |
|
|
|
B |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
Двухфазное |
A-B |
|
|
|
B-C |
|
|
|
|
С-А |
|
|
|
|
Двухфазное на землю |
А, В |
|
|
|
B, C |
|
|
|
|
С, А |
|
|
|
|
Трехфазное |
А, В, С |
|
|
|
5.2.1 ОМП по токам и напряжениям в начале и конце ВЛ
Погрешность от влияния вида КЗ и переходного сопротивления можно полностью исключить, если место повреждения определять не по величине токов в ветвях, а по токораспределению в сети. Дана одноцепная линия с двухсторонним питанием (см. рис. 5.3). Схемы замещения трех последовательностей представлены на рис. 5.4.
Ток прямой последовательности в месте КЗ
(5.52)
где − дополнительное сопротивление, зависящие только от вида КЗ и от и .
Токи обратной и нулевой последовательности в месте КЗ будут
; (5.53)
. (5.54)
Значение , , в зависимости от вида КЗ приведены в табл. 5.2.
Таблица 5.2