СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НАПРАВЛЕННОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

1. Способ направленного обнаружения короткого замыкания на землю, включающий в себя:
A
B
C
a. обнаружение короткого замыкания на землю на основе измеренных трехфазных токов i, i и i, и получение момента времени t, соответствующего моменту времени, когда было только что обнаружено короткое замыкание на землю;
A
B
C
b. определение того, является ли это короткое замыкание на землю однофазным коротким замыканием на землю или двухфазным коротким замыканием на землю, на основе трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t; и
c. когда определено однофазное короткое замыкание на землю, определение того, является ли это короткое замыкание коротким замыканием выше по линии или коротким замыканием ниже по линии, на основе амплитуды инкрементного фазного тока замкнутой фазы.
A
B
C
2. Способ по п.1, в котором этап b дополнительно включает в себя: b1) определение того, является ли это короткое замыкание на землю однофазным коротким замыканием на землю или двухфазным коротким замыканием на землю, посредством сравнения близости трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t.
AB
BC
AC
AB
BC
AC
3. Способ по п.2, в котором этап b1) дополнительно включает в себя: b11) вычисление среднеквадратичного значения разности каждых двух инкрементных фазных токов в трех инкрементных фазных токах в момент времени t для того, чтобы получить три переменных значения разности GAP, GAP и GAP; если одна из этих трех переменных значения разности GAP, GAP и GAP намного меньше, чем другие две, то принимается решение, что замыкание является однофазным коротким замыканием на землю; в противном случае принимается решение, что замыкание является двухфазным коротким замыканием на землю.
4. Способ по п.3, в котором три инкрементных фазных тока в момент времени t вычисляются на основе следующих уравнений:
A
B
C
A
B
C
где Δi - инкрементный ток фазы А, Δi - инкрементный ток фазы B, Δi - инкрементный ток фазы C, i - ток фазы А, i - ток фазы B, i - ток фазы C, а N - количество точек отсчета, и
AB
BC
AC
три переменные значений разности GAP, GAP и GAP вычисляются на основе следующих уравнений:
.
5. Способ по п.4, в котором этап c дополнительно включает в себя:
c1) определение двух фаз, имеющих минимальные переменные значения разности, как исправных фаз, а оставшейся фазы - как короткозамкнутой фазы; и
A
B
C
c2) вычисление среднеквадратичных значений трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t, и определение короткого замыкания как находящегося ниже по линии, если по сравнению с двумя исправными фазами короткозамкнутая фаза имеет значительно большее среднеквадратичное значение инкрементного фазного тока; в противном случае определение короткого замыкания как находящегося выше по линии.
6. Способ по п.5, в котором этап c2 дополнительно включает в себя: вычисление среднего значения Yaw переменной значения разности короткозамкнутой фазы и переменных значения разности двух исправных фаз; если значение Yaw больше чем третье пороговое значение, определение короткого замыкания как находящегося ниже по линии; в противном случае определение короткого замыкания как находящегося выше по линии.
A
B
C
7. Способ по п.6, в котором среднеквадратичные значения трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi вычисляются в соответствии со следующими уравнениями:
; и
значение Yaw вычисляется в соответствии со следующим уравнением:
<mrow><mi>Y</mi><mi>a</mi><mi>w</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>u</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mtext> </mtext><mi>p</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mi>s</mi><mi>e</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mn>0,5</mn><mo>⋅</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>Δ</mi><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mi>i</mi><mi>r</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mtext> </mtext><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>y</mi><mtext> </mtext><mi>p</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mi>s</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mi>Δ</mi><msub><mi>I</mi><mrow><mi>sec</mi><mi>o</mi><mi>n</mi><mi>d</mi><mtext> </mtext><mi>h</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>l</mi><mi>t</mi><mi>h</mi><mi>y</mi><mtext> </mtext><mi>p</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mi>s</mi><mi>e</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi></mrow>
.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором этап а дополнительно включает в себя:
A
B
C
определение того, что обнаружено короткое замыкание на землю, когда сумма токов трех фаз i, i и i больше, чем первое пороговое значение.
9. Устройство направленного обнаружения короткого замыкания на землю, включающее в себя:
A
B
C
модуль обнаружения короткого замыкания на землю для обнаружения короткого замыкания на землю на основе измеренных трехфазных токов i, i и i, и получения момента времени t, соответствующего моменту времени, когда было только что обнаружено короткое замыкание на землю;
A
B
C
модуль определения однофазного короткого замыкания на землю для того, чтобы определить, является ли это короткое замыкание на землю однофазным коротким замыканием на землю или двухфазным коротким замыканием на землю, на основе трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t; и,
модуль определения направления короткого замыкания для того, чтобы, если короткое замыкание на землю определено как однофазное короткое замыкание на землю, определить, является ли это короткое замыкание на землю коротким замыканием выше по линии или коротким замыканием ниже по линии, на основе амплитуды инкрементного фазного тока короткозамкнутой фазы.
A
B
C
10. Устройство по п.9, в котором модуль определения однофазного короткого замыкания на землю дополнительно включает в себя первый модуль сравнения для определения, является ли это короткое замыкание однофазным коротким замыканием на землю или двухфазным коротким замыканием на землю, посредством сравнения близости трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t.
AB
BC
AC
11. Устройство по п.10, в котором модуль определения однофазного короткого замыкания на землю дополнительно включает в себя первый вычислительный модуль для вычисления среднеквадратичного значения разности каждых двух инкрементных фазных токов в трех инкрементных фазных токах в момент времени t для того, чтобы получить три переменные значений разности GAP, GAP и GAP; и
AB
BC
AC
AB
BC
AC
первый модуль сравнения сравнивает три переменные значений разности GAP, GAP и GAP друг с другом, и если одна из трех переменных значений разности GAP, GAP и GAP намного меньше, чем другие две, принимает решение, что короткое замыкание является однофазным коротким замыканием на землю; в противном случае принимается решение, что короткое замыкание является двухфазным коротким замыканием на землю.
12. Устройство по п.11, в котором три инкрементных фазных тока в момент времени t вычисляются на основе следующих уравнений:
A
B
C
A
B
C
где Δi - инкрементный ток фазы А, Δi - инкрементный ток фазы B, Δi - инкрементный ток фазы C, i - ток фазы А, i - ток фазы B, i - ток фазы C, а N - количество точек отсчета, и
AB
BC
AC
три переменные значений разности GAP, GAP и GAP вычисляются на основе следующих уравнений:
.
13. Устройство по п.12, в котором модуль определения направления короткого замыкания на землю дополнительно включает в себя:
модуль определения неисправной фазы для определения двух фаз, имеющих минимальные переменные значений разности, как исправных фаз, а оставшейся фазы - как короткозамкнутой фазы; и
A
B
C
второй вычислительный модуль для вычисления среднеквадратичных значений трех инкрементных фазных токов Δi, Δi и Δi в момент времени t; и
второй модуль сравнения для сравнения среднеквадратичных значений трех инкрементных фазных токов и определения короткого замыкания как находящегося ниже по линии, если по сравнению с двумя исправными фазами короткозамкнутая фаза имеет значительно большее среднеквадратичное значение инкрементного фазного тока, или как находящегося выше по линии в противном случае.
14. Устройство по п.13, в котором
второй вычислительный модуль дополнительно вычисляет среднее значение Yaw переменной значения разности короткозамкнутой фазы и переменных значения разности двух исправных фаз; и
второй модуль сравнения дополнительно сравнивает значение Yaw и третье пороговое значение, и если значение Yaw больше чем третье пороговое значение, определяет короткое замыкание как находящееся ниже по линии; в противном случае определяется, что короткое замыкание является коротким замыканием, находящимся выше по линии.
15. Устройство по любому из пп.9-14, в котором модуль обнаружения короткого замыкания на землю дополнительно включает в себя:
A
B
C
A
B
C
четвертый модуль сравнения для сравнения суммы трехфазных токов i, i и i с первым пороговым значением, и если сумма трехфазных токов i, i и i больше чем первое пороговое значение, определения того, что короткое замыкание на землю обнаружено.