Существующие методы определения места повреждения на В Л, такие как: локационный, двустороннего замера, одностороннего замера, уравновешенного моста, не достоверны или не пригодны при возникновении замыканий на землю во время плавки гололеда постоянным током.
Поэтому предложен новый способ определения расстояния до места замыкания на землю в цепи постоянного тока выпрямительной установки плавки гололеда на ВЛ электропередачи, согласно которому по параметрам аварийного режима определяется реактивное сопротивление петли короткого замыкания на землю на частоте естественной гармоники выпрямленного напряжения. Режим короткого замыкания создается путем подсоединения между поврежденной линией и землей выпрямительной установки, являющейся одновременно источником гармоники переменного тока с частотой f. Основной естественной гармоникой на стороне постоянного напряжения выпрямителя, собранного по трехфазной мостовой схеме, является шестая гармоника с частотой 300 Гц.
Осуществление способа поясняется рис.6.18, на котором приведена схема измерений параметров поврежденной линии электропередачи. После обнаружения замыкания на землю одной из фаз линии электропередачи с помощью РЗЗ (п.6.3) между поврежденной фазой линии и заземляющим устройством включают выпрямитель. Далее с использованием регистратора фиксируют значения линейного напряжения и фазного тока на стороне переменного напряжения ВУ, напряжения и тока шестой гармоники (300Гц) на стороне выпрямленного напряжения ВУ.
Для фиксации шестой гармоники выпрямленного тока в качестве первичного используется измерительный преобразователь пульсаций выпрямленного тока, выполненный в виде трансформатора тока с немагнитным зазором в магнитопроводе (см. п.5.4), настроенный в резонанс па частоте 300 Гц. Преобразователь выделяет переменную составляющую выпрямленного тока и производит предварительную фильтрацию сигнала, отсекая гармоники выше 300Гц.
Характеристика преобразователя практически линейна в реальном диапазоне изменения тока шестой гармоники. Так как при несимметрии напряжений в питающей сети на стороне выпрямленного напряжения появляются гармоники ниже 300Гц, то после преобразователя устанавливается полосовой фильтр для шестой гармоники.
Рис.6.18. Схема измерения параметров аварийного режима при плавке гололеда постоянным током
Напряжение шестой гармоники измеряется на делителе напряжения и также выделяется только гармоника 300Гц с помощью полосового фильтра.
Необходимое для нахождения расстояния значение реактивного сопротивления линии до места ее замыкания на землю Х определяется как геометрическая разность полного Z и активного сопротивления R петли короткого замыкания
Полное сопротивление петли короткого замыкания на частоте (300Гц) представляет собой отношение значений переменного напряжения и переменного тока на этой гармонике:
Активное сопротивление петли короткого замыкания R на частоте определяют как сумму активного сопротивления постоянному току Rd с учетом увеличения активного сопротивления провода на частоте 300Гц и активного сопротивления земли R3 на частоте рассчитанного по значению удельного активного сопротивления земли Ryд.з., пропорционального частоте [26]:
(6.12)
где
- изменение сопротивления провода с частотой [45].
Выпрямленные напряжение и ток Ud и Id рассчитываются по измеренным Uл и Ιф с использованием аналитической модели выпрямителя, собранного по трехфазной мостовой схеме (см. п.4.2).
Расстояние до места замыкания определяется по формуле
(6.13)
где Xfуд - удельное реактивное сопротивление петли «фаза - земля» на частоте 300Гц.
Удельное сопротивление Худ может быть рассчитано с использованием метода Карсона [26], однако для повышения точности определения расстояния до места повреждения более целесообразно определять Худ опытным путем, устанавливая заземление на ВЛ на известном расстоянии от подстанции.
Так как активное сопротивление R зависит от расстояния до места короткого замыкания на землю, то расчет необходимо проводить с использованием итерационных методов, при этом в качестве начального приближения R берется активное сопротивление постоянному току Rd, далее определяется приближенное значение по формуле (6.13), новое значение R по формуле (6.12) и новое приближенное значение Рк. Расчет выполняется до тех пор, пока разность между значениями Рк на последней и предпоследней итерациях не станет меньше требуемой точности расчета.