double arrow

Компенсационный метод

L-метр

Реактансметр

При замыканиях между фазами сопротивление в месте повреждения определяется величиной сопротивления электрической дуги, а при замыканиях на землю к сопротивлению дуги добавляется сопротивление опоры и заземления. Многочисленные экспериментальные исследования показали, что переходное сопротивление, т. е. имеет активный характер. Естественно предположить, что при измерении реактивной составляющей сопротивления до места КЗ можно существенно уменьшить погрешность при ОМП.

Рассмотрим работу фиксирующего индикатора, измеряющего реактивную составляющую полного сопротивления до места повреждения.

Для измерения полного сопротивления до места повреждения при междуфазных КЗ к устройству необходимо подвести соответствующее линейное напряжение и разность фазных токов, а при однофазных КЗ на землю – фазное напряжение и компенсированный фазный ток (см. рис. 5.3, на котором представлена ВЛ с двухсторонним питанием).

При однофазном КЗ на фазе А через переходное сопротивление напряжение в поврежденной фазе

(5.58)

где – сопротивление участка линии от начала линии до места повреждения.

Полное сопротивление на зажимах индикатора

. (5.59)

Реактивная составляющая полного сопротивления

. (5.60)

В режиме одностороннего питания токи и в месте измерения совпадают по фазе и, следовательно,.

Однако в режиме двухстороннего питания ток в месте КЗ не совпадает по фазе с токами в начале линии и, что приводит к погрешностям при ОМП.

Выполним преобразования выражения (5.60):

, (5.61)

где,, – коэффициенты токораспределения соответственно прямой, обратной и нулевой последовательностей, связывающие токи в месте КЗ с токами в начале линии.

В первом приближении можно принять.

Тогда выражение (5.2.2.4.) преобразуется следующим образом:

. (5.62)

Если и отношение принять действительными числами, то.

В действительности может изменяться в диапазоне от до +. В таком же диапазоне меняется, что, естественно, приводит к погрешности при определении расстояния по измеренной реактивной составляющей.

Данный метод в России считается основным методом при определении повреждения по односторонним замерам. Он заложен в цифровой регистратор аварийных процессов фирмы «ПАРМА».

Рассмотрим определение места повреждения для однофазного КЗ на фазе А. Возьмем следующее выражение

. (5.63)

Разделим обе части выражения (5.63) на I0 и получим

,

возьмем мнимую часть от левой и правой стороны уравнения

,

и приняв, получим:

. (5.64)

Из выражения (5.64) можно определить расстояние до места КЗ:

(5.65)

Этот метод получил широкое применение в зарубежной практике. Он заложен, в частности, в терминалы защит линии REL 5xx выпускаемые международным концерном АВВ. Основная особенность метода – это возможность учета влияния питания с противоположного конца линии, а также исключение погрешности от переходного сопротивления в месте КЗ. Этот метод реализуется с использованием полной модели сети. Предварительные измерения тока нагрузки сохраняются и используются для компенсации погрешности от влияния нагрузки.

Использование метода рассмотрим сначала на примере определения повреждения на одиночной линии с двухсторонним питанием (рис. 5.3) и установки прибора в начале линии.

В общем случае при КЗ на линии на расстоянии n напряжение в месте установки прибора

. (5.66)

Для случая однофазного КЗ на землю на фазе А выражение (5.66) распишем более подробно:

. (5.67)

Величину принято называть компенсированным фазным током.

В общем случае падение напряжения на переходном сопротивлении

. (5.68)

Для рассматриваемого вида КЗ

, (5.69)

где − соответственно токи прямой, обратной и нулевой последовательностей в месте КЗ; − соответственно аварийные составляющие токов прямой, обратной и нулевой последовательностей в начале линии; − коэффициенты токораспределения в схеме замещения соответственно прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Коэффициенты токораспределения находятся из соответствующих схем замещения.

Для одиночной линии при КЗ на расстоянии имеем

; (5.70)

. (5.71)

Опыт эксплуатации показывает, что схемы замещения нулевой последовательности составляются с большой погрешностью, так как отсутствует полная информация о состоянии грунта на трассе линии, нет полной информации о тросах (материале, выполнении, способе заземления), и поэтому применяются усредненные параметры. Информация о сопротивлении нулевой последовательности трансформаторов также задается с погрешностью, так как не учитывается переключатель регулированной обмотки и не всегда учитывается способ выполнения трехфазных трансформаторов, а потому принимается, что справедливо только для группы однофазных трансформаторов. Поэтому целесообразно исключить использование и при определении тока.

Выражение (5.68) записано для аварийной составляющей тока. В то же время известно, что ток прямой последовательности при КЗ складывается из аварийной составляющей и тока нагрузки:

, (5.72)

откуда

. (5.73)

Зависимость тока от нагрузки делает предпочтительной возможность отказаться от определения тока в месте КЗ через ток.

Таким образом, при всех видах КЗ целесообразно отказаться от определения тока в месте КЗ через составляющие прямой и нулевой последовательности и стремиться выразить ток через составляющую обратной последовательности. От составляющей прямой последовательности полностью отказаться нельзя, так как при трехфазных КЗ присутствует только эта составляющая.

В качестве примера рассмотрим однофазное КЗ на фазе А. Из граничных условий получаем

. (5.74)

Из выражения (5.74) имеем

, (5.75)

с учетом (5.68) получаем

. (5.76)

Подставив (5.76) в (5.67), получим

. (5.77)

Подставим значение коэффициента токораспределения (5.70) в (5.67)

. (5.78)

Преобразуем выражение(5.78):

Перенесем левую и правую части уравнения в одну сторону:

Перегруппируем:

Разделим обе части уравнения на:

Получим уравнение

, (5.79)

где

; (5.80)

; (5.81)

. (5.82)

Уравнение (5.79) – квадратное уравнение с двумя неизвестными и. Оно решается с помощью разложения в систему из двух уравнений. Коэффициентами первого являются действительные части и второго – мнимые части и.

(5.83)

Решая эту систему, определяем расстояние до места повреждения и одновременно имеем возможность определить величину переходного сопротивления в месте КЗ.

При однофазных КЗ на фазах В и С, и при других видах КЗ вид уравнения (5.79) сохраняется, изменяются только значения в коэффициентах, и. Поэтому алгоритм решения остается таким же, как и при однофазном КЗ фазы А. Исходным выражением для определения места повреждения является уравнение (5.79). Величины для различных видов КЗ можно найти в [5].


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: