RU1807426C - Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation - Google Patents

Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation

Info

Publication number
RU1807426C
RU1807426C SU4954147A RU1807426C RU 1807426 C RU1807426 C RU 1807426C SU 4954147 A SU4954147 A SU 4954147A RU 1807426 C RU1807426 C RU 1807426C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
time
input
counter
block
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Исаакович Брауде
Вячеслав Петрович Коваленко
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики
Priority to SU4954147 priority Critical patent/RU1807426C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1807426C publication Critical patent/RU1807426C/en

Links

Landscapes

  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  определени  рассто ни  до места короткого замыкани  (КЗ) на лини х электропередачи. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что с одного конца обслуживаемой линии на противоположный конец периодически посылаютс  хронирующие сложные сигналы, обеспечивающие синфазность отсчета времени на обоих концах линии, моменты прихода фронтов электромагнитной волны, возникающей при КЗ, фиксируютс , причем фиксаци  фронта осуществл етс  только при превышении последним посто нно контролируемого уровн  помех. Зафиксированный момент времени прихода фронта волны передаетс  на противоположный конец линии с помощью тех же хронирующих сложных сигналов, которые в этом случае воспринимаютс  как информационные. Расчет рассто ни  производитс  в соответствии с выражением At v/2-(Tc + Т -n) -v/2, где I - рассто ние до места повреждени  от конца линии, с которого посылаютс  хронирующие сигналы; v - скорость распространени  по линии электромагнитных волн и сигналов; Тс-длительность сложного сигнала; At- длитель-, ность временного отрезка, определ юща  разность зафиксированных периодов, времени прихода фронтов волны с учетом отрезков времени, затраченных как на установку отсчетных моментов, так и на передачу и прием информационных сигналов. Устройство, реализующее способ, состоит из ведущего полукомплекта, устанавливаемого на дальнем конце линии, и ведомого полукомплекта, устанавливаемого на ближнем конце линии. Ведущий полукомплект состоит из кварцевого генератора опорной частоты, циклического счетчика времени, ограничител  нижнего уровн , приемника фронта, формировател  сложного сигнала, усилител  мощности, элемента ИЛИ и блока ВЧ-присоединени . Ведомый полукомплект состоит из кварцевого генератора опорной частоты, ограничител  нижнего уровн , приемника фронта, блока ВЧ-присоединени , линейного приемника, блока согласованных фильтров, фиксатора момента прихода сигнала , счетчика времени дальнего конца, блока контрол  состо ни  линии, ключа, блока вычислени  и пам ти, счетчика собственного времени. Блок согласованных фильтров состоит из р согласованных фильтров, блока бинарного квантовани , счетчика, дешифратора , р счетных триггеров, блока прин ти  решени . 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил. ел С со о 2 кэ оThe invention relates to electrical engineering and can be used to determine the distance to a short circuit (SC) on power lines. The essence of the invention lies in the fact that timing complex signals are sent periodically from one end of the serviced line to the opposite end, ensuring that the timing at both ends of the line is in phase, the moments of arrival of the fronts of the electromagnetic wave that occurs during short-circuit are recorded, and the front is fixed only when exceeding the last constantly monitored interference level. A fixed time of arrival of the wave front is transmitted to the opposite end of the line using the same timing complex signals, which in this case are perceived as informational. The calculation of the distance is carried out in accordance with the expression At v / 2- (Tc + T -n) -v / 2, where I is the distance to the fault from the end of the line from which the timing signals are sent; v is the propagation velocity along the line of electromagnetic waves and signals; TC is the duration of the complex signal; At is the duration, the duration of the time interval, which determines the difference between the recorded periods, the time of arrival of the wave fronts, taking into account the time taken for setting the reference moments and for transmitting and receiving information signals. A device that implements the method consists of a leading half-set installed at the far end of the line, and a driven half-set installed at the near end of the line. The leading half-set consists of a quartz reference frequency generator, a cyclic time counter, a low level limiter, a front receiver, a complex signal former, a power amplifier, an OR element, and an RF connection unit. The slave half-set consists of a quartz reference frequency generator, a low-level limiter, a front receiver, an RF connection unit, a line receiver, a matched filter unit, a signal arrival time counter, a far end time counter, a line status monitoring unit, a key, a calculation unit and a memory tee, own time counter. The matched filter block consists of p matched filters, a binary quantization block, a counter, a decoder, p counted triggers, and a decision block. 2 sec and 1 C.p. f-s, 4 ill. ate s so o o 2 ke o

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  определени  рассто ни  до места повреждени  линий электропередачи при коротких замыкани х.The invention relates to electrical engineering and can be used to determine the distance to the point of damage to power lines during short circuits.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, достоверности определени  рассто ни  до места повреждени , а также увеличение электромагнитной совместимости с устройствами, использующими те же каналы св зи.The aim of the invention is to increase the reliability, reliability of determining the distance to the place of damage, as well as increasing electromagnetic compatibility with devices using the same communication channels.

На фиг.1 приведена структурна  схема ведущего полукомплёкта устройства определени  места повреждени  (ОМП), устанавливаемого на дальнем необслуживаемом конце линии (т.е. конце, где не требуетс  вмешательство оперативного обслуживающего персонала дл  проведени  квитировани  и считывани  показаний); на фиг.2 - структурна  схема ведомого полукомплекта устройства ОМП, устанавливаемого на ближнем, обслуживаемом конце линии; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства ОМП, реализующего предлагаемый способ, где Т-период повторени  посылки хронирующих сигналов, to - момент возникновени  короткого замыкани , tcur. - длительность сложного сигнала, tpacnp.1 - врем  распространени  фронта электромагнитной волны к передающему полукомплекту, tp.c. - врем  распространени  сигнала от передающего к приемному полукомплекту, ti - момент установки и на- счета счетчика приемного конца, tpacnp.2 - врем  распространени  фронта электромагнитной волны к приемному полукомплекту , tc.co6. - период, засчитанный счетчиком времени, прихода фронта к приемному (ведомому) полукомплекту, tnonn. - полное орем  приема информации с противоположного конца линии до момента обнулени  всех счетчиков на приемном конце линии, 1счет.2 - период, засчитанный счетчи- ом времени, противоположного конца; на фиг.4 - структурна  схема блока согласованных фильтров,Fig. 1 is a block diagram of a leading half-set of a fault locator (WMD) installed at the distant non-serviced end of the line (i.e., the end where no intervention by operational staff is required to acknowledge and read the readings); figure 2 is a structural diagram of the slave half of the device WMD installed on the near, served end of the line; Fig. 3 is a timing diagram of the operation of an OMP device that implements the proposed method, where T is the repetition time of the sending of timing signals, to is the instant of occurrence of a short circuit, tcur. - duration of the composite signal, tpacnp.1 - propagation time of the front of the electromagnetic wave to the transmitting semi-intelligence, tp.c. is the propagation time of the signal from the transmitting to the receiving half-intellect, ti is the time of installation and counting of the counter of the receiving end, tpacnp.2 is the propagation time of the electromagnetic wave front to the receiving half-intellect, tc.co6. - period counted by the time counter, the arrival of the front to the receiving (slave) half-intellect, tnonn. - a complete data acquisition unit from the opposite end of the line until all the counters at the receiving end of the line are reset to zero, 1 count.2 - the period counted by the time counter of the opposite end; figure 4 is a block diagram of a block of matched filters,

Устройство ОМП состоит из ведущего полукомплекта, устанавливаемого на дальнем .конце, линии и содержащего кварцевый генератор 1 опорной частоты, управл емый счетчик 2 времени, ограничитель 3 нижнего уровн , блок А фиксации фронта, блок 5 ВЧ- присоединени , элемент ИЛИ 6, генератор 7 хронирующих импульсов, включающий формирователь 8 сигнала и усилитель 9, и ведомого полукомплекта, устанавливаемого на ближнем конце линии и содержащего линейный приемник 10, блок 11 согласованных фильтров, блок 12 фиксации момента прихода сигнала, счетчик 13 времени дзльи The WMD device consists of a leading half-set installed at the far end, a line and containing a reference frequency crystal oscillator 1, a controlled time counter 2, a low level limiter 3, a front locking unit A, an RF connection unit 5, an OR element 6, a generator 7 timing pulses, including a signal shaper 8 and an amplifier 9, and a slave half-set installed at the near end of the line and containing a linear receiver 10, a matched filter block 11, a signal arrival time fixing block 12, a time counter 13 zli

1010

15fifteen

20twenty

него конца, блок 14 вычислени  и пам ти, блок 15 контрол  состо ни  линии, ключ 16, а также аналогичные вход щим в ведущий полукомплект кварцевый генератор 1 опорной частоты, управл емый счетчик 2 времени , ограничитель 3 нижнего уровн , блок 4 фиксации фронта, блок 5 ВЧ-присоедине- ни .the end thereof, the calculating and memory unit 14, the line state monitoring unit 15, the key 16, as well as the reference frequency crystal oscillator 1 included in the master half-set, a controlled time counter 2, a lower level limiter 3, a front fixing unit 4, block 5 RF connection.

Блок 11 согласованных фильтров (фиг.4) состоит из к одинаковых узлов 17, выполненных по известной схеме и включенных по отношению к первому сигнальному входу параллельно, объединенный сигнальный вход подключен к выходу приемника 10 через входной блок 22. Тактовые сигналы, приход щие на тактовые входы согласованных фильтров, формируютс  счетчиком 18, дешифратором 19 и триггерами 20. Выходы согласованных фильтров подключены к соответствующим входам блока 21 прин ти  решени .Block 11 matched filters (figure 4) consists of identical nodes 17, made according to the known scheme and connected with respect to the first signal input in parallel, the combined signal input is connected to the output of the receiver 10 through the input block 22. Clock signals coming to the clock inputs of matched filters are formed by a counter 18, a decoder 19 and triggers 20. The outputs of matched filters are connected to the corresponding inputs of the decision block 21.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Ведущий полукомплект, установленныйLeading half set

25 на одном из концов линии (при одностороннем питании на радиальных и тупиковых лини х со стороны, противоположной питающему концу линии), подключаетс  к одному из фаз контролируемой линии, обо30 рудованной ВЧ-системой 5 присоединени . Ведомый полукомлект устанавливаетс  на противоположном конце линии и подключаетс  к одной из выбранных фаз линии (не об зательно к одноименной фазе) через аналогичную высокочастотную ВЧ-систему присоединени . Оба установленных пол- укомплекта синхронизируютс  отиндивиду- ального кварцевого генератора 1 с одинаковой частотой. При этом высокоста40 бильный кварцевый генератор 1 генерирует непрерывные колебани  с периодом, кратным времени пробега электромагнитной волной одного километра линии. На ведущем полукомплекте опорна  частота кварцевого генератора поступает на счетчик 2. Этот счетчик периодически при каждом переполнении через элемент ИЛИ 6 устанавливаетс  в нулевое начало отсчета. При установке счетчика в ноль либо в результате переполнени , либо принудительно при поступлении сигнала сброса на его второй вход импульсом с выхода счетчика пускаетс  схема формировани  сложного радиоимпульсного сигнала, например радиоимпульсной амплитудно-манипулиро- ванной М-последовательности. Таким образом , через элемент ИЛИ 6 обнул етс  сам. счетчик 2, обеспечива  заданную цикуич- ностьТ повторени  при передаче сигналов, уступающих в качестве хронирующих, или25 at one end of the line (with one-way power on radial and stub lines from the side opposite to the supply end of the line), it is connected to one of the phases of the monitored line equipped with the RF connection system 5. The slave half-set is installed at the opposite end of the line and connected to one of the selected phases of the line (not necessarily the same phase) through a similar high-frequency RF connection system. Both installed half-sets are synchronized from the individual quartz oscillator 1 with the same frequency. Moreover, the highly stable crystal oscillator 1 generates continuous oscillations with a period that is a multiple of the travel time of an electromagnetic wave of one kilometer of the line. On the leading half-set, the reference frequency of the crystal oscillator is fed to counter 2. This counter is periodically set at zero reference every time overflow through the OR 6 element. When the counter is set to zero, either as a result of overflow, or forcibly when a reset signal is received at its second input by a pulse, a circuit for generating a complex radio pulse signal, for example, a radio pulse amplitude-manipulated M-sequence, is launched from the counter output. Thus, through the OR element 6, it is reset to zero. counter 2, providing a predetermined chicanity of repetition when transmitting signals inferior as timing, or

3535

4545

50fifty

5555

фиксируетс  начало отсчета, и тогда передаваемые сигналы станов тс  одновременно информационными, обеспечива  передачу момента прихода фронта электромагнитной волны.the reference point is fixed, and then the transmitted signals become simultaneously informational, ensuring the transmission of the moment of arrival of the front of the electromagnetic wave.

Тактова  частота маиипул циии последовательности кратна частоте кварцевого генератора. Сформированный ,в блоке 8 сложный сигнал через усилитель 9 мощности и систему 5 ВЧ-присоединени  подаетс  в линию и распростран етс  к противоположному концу линии.The clock frequency of the pulse and sequence is a multiple of the frequency of the crystal oscillator. The complex signal generated in block 8 through the power amplifier 9 and the RF connection system 5 is supplied to the line and propagated to the opposite end of the line.

При возникновении короткого замыкани  (момент времени to на фиг.З) на контролируемой линии фронт электромагнитной волны распростран етс  от короткого замыкани  к обоим концам линии. Достигнув ведущего конца линии через врем , равное l/v (где I - рассто ние от точки короткого замыкани  до места установки ведущего полукомплекта ), проходит через систему 5 ВЧ-присоединени  и, если амплитуда этой волны превышает зафиксированный ранее ограничителем 3 нижнего уровн  уровень сосредоточенных помех (к ним относ тс  собственные хронирующие сигналы, ВЧ- сигналы релейной защиты, автоматики и т.п.), фронт волны через элемент ИЛИ 6 устанавливает счетчик в нулевое положение, который в этот момент времени выдает сигнал разрешени  в блок 8 на формирование сложного сигнала.When a short circuit occurs (time to in Fig. 3) on the monitored line, the front of the electromagnetic wave propagates from the short circuit to both ends of the line. Having reached the leading end of the line after a time equal to l / v (where I is the distance from the short circuit point to the installation site of the leading half-set), it passes through the RF connection system 5 and, if the amplitude of this wave exceeds the level of the concentrated interference (these include their own timing signals, RF signals of relay protection, automation, etc.), the wavefront through the OR 6 element sets the counter to the zero position, which at this point in time issues a resolution signal to 8 to form the composite signal.

Таким образом, посылкой этого хронирующего сигнала фиксируетс  врем  tcn.1 (фиг.З), отсчитанное счетчиком от момента первоначальной установки в положение начала отсчета, и задаетс  новый момент дл  начала отсчета следующего цикла заполнени  счётчика.Thus, by sending this timing signal, the time tcn.1 (Fig. H) is counted, counted down by the counter from the moment of initial setting to the reference position, and a new moment is set to start the reference of the next counter filling cycle.

Фронт волны, распростран ющийс  к . ближнему концу, на котором установлен ведомый полукомплект, через врем , определ емое какт.расп.2 L/v-l/v (L- полна  длина линии), поступает на вход системы 5 ВЧ-присоединени  и далее, пройд  обработку в блоках 3, 4, аналогичных одноименным блокам передающего полукомплекта, останавливает отсчет тактовых импульсов на счетчике 2, одновременно этот сигнал фиксируетс  блоком 15 контрол  состо ни  линии.Front of wave propagating to. the near end, on which the slave half-set is installed, after a time determined by the dec. 2 L / vl / v (L is the total line length), is fed to the input of the 5 RF connection system and then, it went through processing in blocks 3, 4 , similar to the blocks of the transmitting half-set of the same name, stops the counting of clock pulses on the counter 2, at the same time this signal is recorded by the line state monitoring unit 15.

Ранее (до момента возникновени  ко- роткого замыкани ) хронирующие сигналы, достига  противоположного конца линии, через блок 5 ВЧ-присоединени  проход т линейную фильтрацию и детектирование в линейном приемнике 10, после чего огибающа  последовательности подаетс  на вход блока 11 согласованных фильтров, где во входном блоке 22 производитс  ее бинарное квантование, образу  видеоимпульсную последовательность.Previously (until a short-circuit occurs), the timing signals, reaching the opposite end of the line, pass through the RF connection unit 5 by linear filtering and detection in the linear receiver 10, after which the envelope sequence is fed to the input of the matched filter unit 11, where in the input block 22 performs its binary quantization to form a video pulse sequence.

Эта последовательность подаетс  на входы R согласованных фильтров, В каждом 5 из этих фильтров производитс  обработка принимаемой последовательности (сжатие по времени и сравнение с установленными уровн ми порога).This sequence is fed to the inputs R of the matched filters. Each 5 of these filters processes the received sequence (time compression and comparison with the set threshold levels).

Каждый согласованный фильтр на-сво- ем выходе формирует отклик на принимаемый сигнал, в В раз более короткий, чем полна  длительность (Тсигн.) сложного сигнала (В - база сложного сигнала, В Д f -tcum.; Af- эффективна  полоса частот принимае- 5 мого сигнала, завис ща  от полосы пропускани  тракта, включающего в себ  ВЧ-тракт по воздушной линии (ВЛ) и лине- ный приемник ведомого полукомплекта). Дл  прин той формы сложного сигнала 0 (М-последовательность) отклик каждого из согласованных фильтров - это импульс, длительность которого равна периоду (Т0) дискретизации .Each matched filter at its own output forms a response to the received signal, V times shorter than the full duration (Tsign.) Of the complex signal (B is the base of the complex signal, V D f -tcum .; Af- the effective frequency band is received - 5th signal, depending on the bandwidth of the path, including the RF path through the overhead line (VL) and the line receiver of the slave half-set). For the received complex waveform 0 (M-sequence), the response of each of the matched filters is a pulse whose duration is equal to the sampling period (T0).

Согласованный фильтр инвариантен кThe matched filter is invariant to

55

времени прихода сигнала в пределах периода (То) основной тактовой частоты, опреде- л ющей врем  единичного элемента приход щего хронирующего сигнала. В то же врем  согласованные фильтры, тактова the time of arrival of the signal within the period (To) of the main clock frequency, which determines the time of a single element of the incoming timing signal. At the same time, matched filters, clock

0 частота которых в пределах периода Т0 сдвинута по фазе друг относительно друга на дискретные отрезки Т0/2К. составл ющие часть от времени единичного элемента сигнала, могут выполн ть функции коррел 5 тора и уже дл  этих дискретных более мелких временных элементов условие инвариантности нарушаетс . Поэтому результат коррел ции приход щего сигнала с ожидаемым к приему в каждом из этих филь0 Тров будет различным, достига  максимума дл  фильтров, в которых врем  прихода сигнала совпадает с фазой тактовых импульсов с точностью до отрезка времени, равного То/2 К.0 whose frequency within the period T0 is phase shifted relative to each other by discrete segments T0 / 2K. constituent part of the time of a single signal element can fulfill the functions of a correlator 5 and even for these discrete smaller time elements the invariance condition is violated. Therefore, the result of the correlation of the incoming signal with the expected one in each of these filters will be different, reaching a maximum for filters in which the signal arrival time coincides with the phase of the clock pulses up to a time interval equal to To / 2 K.

5 Каждый из согласованных фильтров, вход щих в состав блока (11), включает в себ  (фиг.4) регистр сдвига (PG), первый сумматор , подключаемый к отводам триггеров регистра сдвига, расположенным зеркаль0 но по отношению к импульсам пачки принимаемого сложного сигнала, второй сумматор, входы которого подключены к всем отводам PG, за исключением тех, которые соединены с первым сумматором,5 Each of the matched filters included in block (11) includes (Fig. 4) a shift register (PG), the first adder connected to the taps of the shift register triggers located mirror 0 with respect to the burst pulses of the received complex signal , the second adder, the inputs of which are connected to all PG taps, with the exception of those connected to the first adder,

5 блок прин ти  решений (БР) и преобразователь напр жени  (Пр). Принцип работы такого согласованного фильтра заключаетс  в том, что при каждом такте частоты следовани  импульсов (То) определ етс  сумма5 decision block (BR) and voltage converter (Pr). The principle of operation of such a matched filter is that at each cycle of the pulse repetition rate (To), the sum

прин тых импульсов пачки, экспериментально (блоки второго сумматора и Пр) вычисл етс  веро тность ложного приема, соответствующа  действующей в течение tcm-н. помехе, безынерционно формируетс  в блоке БР на основе вычисленной веро тности ложного приема требуемое пороговое напр жение и по результатам сравнени  принимаетс  решение о приеме сложного сигнала, которое про вл етс  как возникновение видеоимпульса длительностью Т0. Поскольку все операции выполн ютс  при каждом такте, то прием осуществл етс  фильтром без поиска положени  сигнала во времени.of the received burst pulses, experimentally (blocks of the second adder and Pr), the probability of false reception corresponding to the current during tcm-n is calculated. interference, the required threshold voltage is generated inertialessly in the BR unit based on the calculated probability of false reception and, based on the comparison results, a decision is made to receive a complex signal, which manifests itself as the appearance of a video pulse of duration T0. Since all operations are performed at each cycle, the reception is carried out by the filter without searching for the position of the signal in time.

Дл  обеспечени  повышенной разрешающей способности фиксации момента приема (и) приход щего сигнала согласованные фильтры относительно входного сигнала включены параллельно, а тактовые импульсы, подаваемые на эти блоки, св заны между собой функциональной зависимостью , так что на периоде длительности тактового импульса начальные фазы тактовых сигналов, формируемых с помощью счетчика 18, дешифратора 19, счетного триггера 20, дискретно смещены относительно друг друга. Величина этого смещени  определитс , как То/2 К, где К - число параллельно включенных фильтров,In order to provide an increased resolution of fixing the moment of reception (s) of the incoming signal, matched filters relative to the input signal are connected in parallel, and the clock pulses supplied to these blocks are interconnected by a functional relationship, so that the initial phases of the clock signal during the duration of the clock pulse formed using the counter 18, the decoder 19, the counting trigger 20, are discretely offset relative to each other. The magnitude of this offset will be determined as To / 2 K, where K is the number of filters connected in parallel,

В отсутствии синхронизации по фазе тактовых импульсов формировател  8 сложного сигнала ведущего полукомплекта и генераторов тактовой частоты согласованных фильтров ведомого полукомплекта результирующее напр жение на выходе блока (21) порога, характеризующее результат операции сжати  сигнала, превышает установленный порог только дл  р из к установленных фильтров. Поэтому в блоке 12 фиксации момента прихода сигнала дл  обеспечени  более точной фиксации моментов ti отмечаетс  момент превышени  порога дл  первого из р фильтров и одновременно с сигналом начала счета времени, подаваемым через ключ 16 на счетчик 2 собственного времени, в него предварительно записываетс  число 2k-2. Это число характеризует величину компенсации времени задержки, св занной с ограничением ширины полосы пропускани  тракта распространени  сложного сигнала.In the absence of phase synchronization of the clock pulses of the shaper 8 of the complex signal of the master half-set and the clock generators of the matched filters of the slave half-set, the resulting voltage at the output of the threshold block (21), which characterizes the result of the signal compression operation, exceeds the set threshold only for p from the installed filters. Therefore, in the block 12 of fixing the moment of arrival of the signal to provide a more accurate fixation of the moments ti, the moment of exceeding the threshold for the first of p filters is noted and at the same time as the signal of the start of the time counter, supplied through the key 16 to the counter 2 of the proper time, the number 2k-2 . This number characterizes the amount of delay time compensation associated with limiting the bandwidth of the propagation path of the complex signal.

Одновременно сигналами с выхода блока 11, проход щими через ключ 1 б, устанавливаетс  начало отсчета в счетчике 13 времени дальнего конца. Таким образом, сигнал с выхода блока 12  вл етс  стартовым дл  начала счета обоих счетчиков 2 и 13, характеризу  момент времени ti временной диаграммы фиг.З,At the same time, the signals from the output of block 11 passing through the key 1 b establish the reference point in the counter 13 of the far end time. Thus, the signal from the output of block 12 is the start signal for starting counting of both counters 2 and 13, characterizing the time ti of the time diagram of FIG.

В отсутствии повреждени  через врем  Т- посто нный период повторени  посылки хронирующих импульсов оба счетчика одновременно устанавливаютс  в начальное положение и начинают отсчет тактовых импульсов, поступающих посто нно на их входы от кварцевого генератора 1 тактовой частоты.In the absence of damage, after a T-constant repetition period of sending timing pulses, both counters are simultaneously set to their initial position and begin counting clock pulses arriving constantly at their inputs from the crystal oscillator 1 of the clock frequency.

При коротком замыкании фронт волны,With a short circuit, the wave front,

распростран ющейс  к ближнему концу, на котором установлен ведомый полукомплект , через врем , определ емое как L/v- l/v (L - полна  длина линии), поступает на вход блока 5 ВЧ-присоединени . Пройд  обработку в блоках 3 и 4, фронт волны останавливает счет тактовых импульсов на счетчике 2 собственного времени, одновременно этот сигнал фиксируетс  блоком 15 контрол  состо ни  линии.extending to the proximal end, on which the slave half-set is mounted, after a time defined as L / v-l / v (L is the total length of the line), is fed to the input of the RF connection unit 5. After processing in blocks 3 and 4, the wavefront stops the count of clock pulses on the counter 2 of the proper time, at the same time this signal is detected by the line state monitoring unit 15.

Если какие-либо причины, в частности повышение сверхрасчетного затухани  тракта распространени  сложного сигнала, вызванное повреждением линии, или высокий уровень помех от дуги короткого замыкани , не позвол ют осуществить прием сложного сигнала и соответственно зафиксировать врем  его прихода, счетчик 13 времени дальнего конца продолжает счет. Первый после прохождени  фронта волны сложный сигнал, прин тый и зафиксированный блоком 12, обеспечивает по вление на первом выходе блока 15 контрол  состо ни  линии сигнала управлени  работой блока 14 вычислени  и пам ти. ПоследнийIf any reasons, in particular, an increase in the excessively calculated attenuation of the propagation path of the complex signal caused by line damage or the high level of interference from the short-circuit arc, does not allow the complex signal to be received and the time of its arrival is recorded accordingly, the far-end time counter 13 continues to count . The first complex wave after the passage of the wave front, received and fixed by block 12, provides the appearance on the first output of block 15 of the state of the control signal line of the operation control signal of calculation and memory unit 14. Last

записывает показани  счетчиков и производит вычислени  с выводом на индикацию рассто ни  до места повреждени .records meter readings and performs calculations with the indication of the distance to the fault location.

Расчет рассто ни  в блоке 14 производитс  в соответствии с формулойThe calculation of the distance in block 14 is carried out in accordance with the formula

Arv/2-(TcHrH + T n)-v/2.  Arv / 2- (TcHrH + T n) -v / 2.

где At- разность записанных значений счетчиков; Тсигн. - длительность сложногоwhere At is the difference between the recorded values of the counters; Tsign. - the duration of the complex

сигнала; п - число целых периодов повторени  посылки хронирующих сложных сигналов до первого прин того после фиксации фронта волны, распростран ющейс  от места короткого замыкани .signal; n is the number of whole repetition periods of sending timing complex signals to the first received after fixing the front of the wave propagating from the place of the short circuit.

Исходна  установка счетчиков 2 и 13, подготовка к приему но вой информации в блок 14 пам ти и вычислени  осуществл ютс  блоком 15 контрол  состо ни  линии. Эта операци  осуществл етс  при условии повторного включени  линии о работу, когда сигнал от устройства повторного включени  подаетс  на блок 15 и на его втором выходе формируетс  сигнал управлени  ключом 16, существующий до момента прихода сигналаThe initial installation of counters 2 and 13, preparation for receiving new information in the memory unit 14 and the calculation is carried out by the line state monitoring unit 15. This operation is carried out under the condition that the line is switched back on, when the signal from the device for switching back on is supplied to block 15 and a key control signal 16 is generated at its second output, which exists until the signal arrives

о приеме фронта волны. В результате хронирующий сигнал, приход щий от ведущего полукомплекта, устанавливает счетчики 2 и 13 в исходное состо ние и процесс контрол  продолжаетс . 5about the reception of the wave front. As a result, the timing signal coming from the master half-set sets the counters 2 and 13 to the initial state and the monitoring process continues. 5

Выполнение блоков 5 ВЧ-присоединени  известно. Подобными блоками оборудованы большинство ВЛ электропередачи напр жением 110 кВ и выше, поэтому эти блоки могут быть использованы при уста- 10 новке устройства на действующих лини х со сложившейс  организацией системы ВЧ-ка- налов по проводам ВЛ.The implementation of the RF attachment units 5 is known. The majority of overhead transmission lines with voltage of 110 kV and higher are equipped with such blocks, therefore, these blocks can be used when installing the device on active lines with the established organization of a system of RF channels over the overhead lines.

Ограничитель (3) нижнего уровн  может быть выполнен, например, на основе управ- 15 л емого ключа, который пропускает только сигналы того уровн , который превышает ранее зафиксированный уровень сосредоточенных помех (узкополосные синусоидальные сигналы своего передатчика, 20 системы св зи, релейной защиты и т.д. аппаратуры , использующей те же каналы св зи по проводам ВЛ). Зафиксированный уровень непрерывно сравниваетс  с приход щими сигналами на компараторе, выход- 25 ной сигнал которого управл ет работой ключа. Блок (15) контрол  состо ни  линии может быть выполнен на основе элементов логики, коммутирующих тактовые импульсы и сигналы управлени  счетчиками и блоком 30 вычислени  и пам ти в зависимости от наличи  (логический уровень единицы) или отсутстви  (логический уровень нул ) сигнала от устройства АПВ.The limiter (3) of the lower level can be performed, for example, on the basis of a controlled key that passes only signals of a level that exceeds the previously fixed level of concentrated interference (narrow-band sinusoidal signals of its transmitter, 20 communication systems, relay protection and etc. equipment using the same communication channels over the OHL wires). The fixed level is continuously compared with the incoming signals on a comparator, the output signal of which controls the key. The line state monitoring unit (15) can be made on the basis of logic elements switching clock pulses and counter control signals and the calculation and memory unit 30 depending on the presence (logical unit level) or absent (logical level zero) of the signal from the automatic reclosure device .

Блок (14) вычислени  и пам ти, управл - 35 емые счетчики 2, 13, могут быть построены по известным принципам на основе интегральных микросхем серий К155, КР580 и КР589.The calculation and memory unit (14) controlled by 35 counters 2, 13 can be constructed according to well-known principles on the basis of integrated circuits of the K155, KP580 and KP589 series.

Блок 12 фиксации момента прихода сигна- 40 ла служит дл  Нормировани  управл ющего импульса по моменту по влени  сигнала на выходе согласованного фильтра и может быть выполнен как ждущий мультивибратор, например , на основе микросхемы К155АГЗ. Линей- 45 ный приемник 10 объедин ет в себе детектор радиоимпульсных сигналов и входной и выходной аналоговые усилители, выполненные на основе аналоговых микросхем К154УДЗ. Блок 4 фиксации фронта может быть вы- 50 полнен на основе ждущего мультивибратора (микросхема К155АГЗ), срабатывающего пог переднему фронту приход щего сигнала.The unit 40 for detecting the moment of arrival of the signal 40 la serves to normalize the control pulse by the moment a signal appears at the output of the matched filter and can be implemented as a standby multivibrator, for example, based on the K155AGZ microcircuit. Linear receiver 10 combines a detector of radio pulse signals and input and output analog amplifiers based on K154UDZ analog microcircuits. Block 4 of the front fixing can be performed on the basis of the standby multivibrator (K155AGZ chip), which is triggered by the leading edge of the incoming signal.

Стандартное выполнение кварцевого генераторе 1, ключа 16, счетчиков 18, де- 55 Шифраторов 19, триггеров 20, входного блока 22 известно из литературных источников . Выполнение блока 21 прин ти  решени  может быть реализовано как схема срабатывани  на основе компаратора.The standard implementation of the crystal oscillator 1, key 16, counters 18, de 55 Encoders 19, triggers 20, input unit 22 is known from literary sources. The execution of decision block 21 may be implemented as a comparator-based actuation circuit.

Схема формировател  8 сигнала выполнена в соответствии с принципиальными схемами, приведенными в известных литературных источниках.The circuit of the signal shaper 8 is made in accordance with the circuit diagrams given in the known literature.

Использование предлагаемого способа определени  рассто ни  до места повреждени  и устройства дл  его реализации позвол ет по сравнению с существующими повысить надежность, достоверность определени  места повреждени , электромагнитную совместимость, что, в конечном итоге, приводит к сокращению времени поиска места повреждени  и перерывов в электроснабжении промышленных предпри тий и населенных пунктов, а также позвол ет устанавливать и эксплуатировать эти устройства совместно с другими системами св зи, автоматики и релейной защиты, не создава  помех в работе последних и использу  сложившиес , действующие ВЧ- каналы св зи по проводам ВЛ, повышать надежность и достоверность при приеме хронирующих и информационных сигналов в услови х ограниченной полосы частот канала передачи.Using the proposed method for determining the distance to the place of damage and the device for its implementation, in comparison with the existing methods, it is possible to increase the reliability, reliability of determining the place of damage, electromagnetic compatibility, which, ultimately, reduces the time to search for the place of damage and interruptions in the power supply of industrial enterprises enterprises and settlements, and also allows you to install and operate these devices in conjunction with other communication systems, automation and relay protection Ita without causing interference with the latter and using slozhivshies acting RF communication channels over the wire overhead line, to improve the reliability and validity when receiving Timing and data signals under conditions limited transmission channel bandwidth.

Claims (3)

Формула изобретени  1. Способ определени  рассто ни  до места повреждени  на лини х электропередачи , заключающийс  в том, что периодически посылают хронирующие импульсы, передаваемые с одного конца (ведущего) обслуживаемой лини на другой конец (ведомы ), устанавливают отсчетные моменты времени, обеспечивающие синфазность отсчета времени на обоих концах линии электропередачи , возникающие в момент короткого замыкани  электромагнитные волны фиксируют на обоих концах линии, отличающийс  тем. что, с целью повышени  надежности, достоверности определени  места повреждени  и электромагнитной совместимостью в каждый отсчетный момент времени в качестве хронирующих импульсов посылают радиоимпульсные сложные сигналы, фиксацию фронта электромагнитной волны на обоих концах линии осуществл ют при превышении последним уровн , устанавливаемого автоматически в зависимости от уровн  сосредоточенных помех, в момент фикса- ции фронта электромагнитной волны на ведущем конце линии вырабатываемый хронирующий сигнал передают на противоположный ведомый конец линии, где после момента фиксации фронта волны, приход щей от места короткого замыкани  сигнал воспринимают как информационный, о моменте прекращени  воспри ти  этого сложного сигнала как информационного суд т поThe claims 1. The method of determining the distance to the place of damage on the transmission lines, which consists in the fact that periodically send timing pulses transmitted from one end of the (leading) serviced line to the other end (slaves), set reference points in time to ensure the phase readout time at both ends of the power line arising at the time of short circuit electromagnetic waves are fixed at both ends of the line, characterized in that that, in order to increase the reliability, reliability of determining the location of damage and electromagnetic compatibility at each reference point in time, complex complex radio signals are sent as timing pulses, the front of the electromagnetic wave is fixed at both ends of the line when the latter exceeds the level set automatically depending on the level of concentrated interference, at the moment of fixing the front of the electromagnetic wave at the leading end of the line, the generated timing signal is transmitted against the lower slave end of the line, where after the moment of fixing the wave front, coming from the place of the short circuit, the signal is perceived as informational, the moment of the termination of the perception of this complex signal as informational is judged by состо нию линии, воспринимают его как хронирующий дл  последующего цикла контрол  при повторном включении линии в работу, а рассто ние до места повреждени  определ ют по формулеthe state of the line, it is perceived as timing for a subsequent cycle of control when the line is switched back on, and the distance to the place of damage is determined by the formula I At -у/2-(Тсигн. + T-n)-v/2.I At -y / 2- (Tsign. + T-n) -v / 2. где I - рассто ние до места повреждени  от конца линии, с которого посылаютс  хрони- рующие сигналы;where I is the distance to the place of damage from the end of the line from which the timing signals are sent; v - скорость распространени  по линии электромагнитной волны;v is the propagation velocity along the electromagnetic wave line; п - число целых периодов повторени  по сылки хронирующих сложных сигналов до первого прин того после фиксации фронта волны, распростран ющейс  от места короткого замыкани ;n is the number of whole repetition periods for sending timing complex signals to the first received after fixing the front of the wave propagating from the place of the short circuit; Т - период повторени  посылки хронирующих сигналов;T is the repetition period of sending timing signals; Тсигн. - длительность хронирующего сложного сигнала;Tsign. - the duration of the timing complex signal; At - длительность временного отрезка, полученна  как разность двух зафиксированных периодов, начало которых опреде- л етс  временем прихода хронирующего сигнала, а окончание дл  одного-моментом прихода фронта на ведомый конец, дл  другого - моментом уверенного приема первого из п хронирующих сигналов, пришедших на ведомый конец после фиксации на нем фронта волны от места повреждени .At is the duration of the time interval obtained as the difference of two recorded periods, the beginning of which is determined by the time of arrival of the timing signal, and the end for one moment the front arrives at the slave end, for the other - the moment of confident reception of the first of the n timing signals that arrived at the driven end after fixing on it a wave front from the place of damage. 2. Устройство дл  определени  рассто ни  до места повреждени  на лини х электропередачи, содержащее два пол- укомплекта - ведущий и ведомый, устанавливаемые на противоположных концах линии, причем ведущий полукомплект содержит блок фиксации фронта электромагнитной волны, управл емый счетчик времени, генератор хронирующих импуль- срв, ведомый полукомплект содержит блок фиксации фронта электромагнитной волны, управл емый счетчик и линейный приемник хронирующих импульсов, отличающее- с   тем, что ведущий полукомплект дополнительно снабжен блоком ограничени  нижнего уровн  фронта электромагнитной волны, кварцевым генератором опорной частоты , элементом ИЛИ, блоком высокоча- стотного присоединени  (ВП), а генератор хронирующих импульсов состоит из последовательно соединенных блока формирова- ни  сложного сигнала и усилител , подключаемого к линии через блок высоко- частотного присоединени , при этом к входу блока ВЧ-присоединени  подключаетс  вход блока ограничени  нижнего уровн , который через блок фиксации фронта подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход2. A device for determining the distance to the place of damage on power lines, containing two half-sets - master and slave, installed at opposite ends of the line, and the leading half-set contains a block for fixing the front of the electromagnetic wave, a controlled time counter, a pulse timing generator srv, the slave half-set contains a block for fixing the front of the electromagnetic wave, a controllable counter and a linear receiver of timing pulses, characterized in that the leading half-set is additionally sleep It is equipped with a block for lowering the level of the front of the electromagnetic wave, a quartz oscillator of the reference frequency, an OR element, a block of high-frequency connection (VP), and a timing pulse generator consists of a series-connected block for generating a complex signal and an amplifier connected to the line through a block of high-frequency frequency connection, at the same time, the input of the low-frequency blocking unit is connected to the input of the lower level limiting block, which is connected to the first input of the OR element through the block of the front fixing, output счетчика подключен параллельно к второму входу элемента ИЛИ и к первому входу формировател  сложного сигнала, выход элемента ИЛИ подключен к установочному входу счетчика, кварцевый генератор опорной частоты подключен к тактовому входу счетчика и к второму входу формировател  сложного сигнала, ведомый полукомплект дополнительно снабжен ограничителем нижнего уровн , кварцевым генератором опорной частоты, блоком ВЧ присоединени , блоком согласованных фильтров, блоком фиксации момента прихода сложного сигнала, счетчиком времени дальнего конца , блоком контрол  состо ни  линии, ключом , блоком пам ти и вычислени , при этом выход блока ВЧ-присоединени  подключаетс  к входам блоков ограничени  нижнего уровн  и линейного приемника, выход блока ограничени  через блок фиксации фронта подключаетс  к первому управл ющему входу счетчика собственного времени и третьему входу блока контрол  состо ни  линии, выходлинейного приемника подключаетс  к сигнальному входу блока согласованных фильтров, выход которого через блок фиксации момента прихода сигнала подключаетс  к первому управл ющему входу счетчика времени дальнего конца, первому входу ключа и четвертому входу блока контрол  состо ни  линии, на первый вход которого подаетс  сигнал от устройства АПВ, первый выход блока контрол  состо ни  линии подключаетс  к управл ющему входу блока вычислени  и пам ти, а второй выход - к управл ющему входу ключа, первый выход которого подключен к второму управл ющему входу счетчика собственного времени, а второй выход ключа подключен к второму управл ющему входу счетчика времени дальнего конца, выход кварцевого генератора подключен к тактовым и синхронизирующим входам счетчиков собственного времени и счетчика времени дальнего конца, блока согласованных фильтров, блока контрол  состо ни  линии, выходные информационные шины счетчиков собственного времени и времени дальнего конца подключены к информационным входам блока вычислени  и пам ти.the counter is connected in parallel to the second input of the OR element and to the first input of the complex signal driver, the output of the OR element is connected to the installation input of the counter, the quartz reference frequency generator is connected to the clock input of the counter and to the second input of the complex signal generator, the slave half-set is additionally equipped with a lower level limiter, a quartz reference frequency generator, an RF connection unit, a matched filter unit, a unit for fixing the moment of arrival of a complex signal, a time counter its end, the line status monitoring unit, the key, the memory and calculation unit, while the output of the RF connection unit is connected to the inputs of the lower level restriction blocks and the line receiver, the output of the restriction block via the edge fixing block is connected to the first control input of the self counter time and the third input of the line state monitoring unit, the output receiver is connected to the signal input of the matched filter unit, the output of which is connected to the first the first control input of the far-end time counter, the first key input and the fourth input of the line state control unit, to the first input of which a signal from the automatic reclosure device is supplied, the first output of the line state control unit is connected to the control input of the calculation and memory unit, and the second output is to the control input of the key, the first output of which is connected to the second control input of the counter of own time, and the second output of the key is connected to the second control input of the counter of the time of the far end, the output of quartz g the generator is connected to the clock and clock inputs of the own time counters and the far end time counter, the matched filter block, the line status control unit, the output information buses of the own time and far end time counters are connected to the information inputs of the calculation and memory unit. 3. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что дл  повышени  точности и разрешающей способности при фиксации момента приема сложного сигнала в услови х ограничени  полосы частот канала передачи блок согласованных фильтров содержит К одинаковых согласованных фильтров, предназначенных дл  обнаружени  и распознавани  видеоимпульсной последовательности , входной блок, осуществл ющий бинарное квантование детектированного сигнала от линейного приемника, счетчик, дешифратор, К счетных триггеров, блок прин ти  решени , производ щий сравнение с порогом и выбор максимальных значений функции взаимокоррел ции, вырабатываемой согласованными фильтрами , при этом сигнал от линейного приемника с выхода входного блока подключаетс  на сигнальные входы всех К согласованных фильтров, импульсы от тактового генератора подаютс  на счетный вход счетчика , выходы которого подключены к входам дешифратора, каждый из К выходов дешифратора через триггер подключаетс  к тактовому входу согласованного фильтра, выходы согласованных фильтров подключены к соответствующим входам блока прин ти  решений, выход этого блока  вл етс  выходом всего блока согласованных фильтров.3. The device according to claim 2, characterized in that for improving the accuracy and resolution when fixing the moment of reception of a complex signal under conditions of limiting the frequency band of the transmission channel, the matched filter block contains K identical matched filters for detecting and recognizing a video pulse sequence , an input unit that performs binary quantization of the detected signal from a linear receiver, a counter, a descrambler, K countable triggers, a decision block that produces threshold and the choice of the maximum values of the cross-correlation function generated by the matched filters, the signal from the line receiver from the output of the input unit is connected to the signal inputs of all K matched filters, the pulses from the clock generator are fed to the counting input of the counter, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder , each of the K outputs of the decoder is connected via a trigger to the clock input of a matched filter, the outputs of matched filters are connected to the corresponding inputs of a block ti decisions output of this block is output all matched filter unit. Фиг.1 ведущий юнец линииFigure 1 lead youth line ff-6/U /JffjyXffM/TJew}ff-6 / U / JffjyXffM / TJew} ww N WN w ff
SU4954147 1991-06-05 1991-06-05 Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation RU1807426C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4954147 RU1807426C (en) 1991-06-05 1991-06-05 Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4954147 RU1807426C (en) 1991-06-05 1991-06-05 Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1807426C true RU1807426C (en) 1993-04-07

Family

ID=21583861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4954147 RU1807426C (en) 1991-06-05 1991-06-05 Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1807426C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485533C2 (en) * 2009-02-19 2013-06-20 Абб Рисерч Лтд Method for check of energy distribution system and energy distribution system analyser

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шалыт Г.М. Определение мест повреждени в электрических сет х. М,: Энергоиз- дат, 1982, с.312, 20-22. Федосеев A.M. Релейна защита электрических систем. Учебник дл вузов. М.: Энерги , 1976, с.560. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485533C2 (en) * 2009-02-19 2013-06-20 Абб Рисерч Лтд Method for check of energy distribution system and energy distribution system analyser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4570231A (en) Fault finder
EP0216431A2 (en) Generating addresses for circuit units
CN1489819B (en) Method for determining time when obtaining current measuring value and protection system for power networks
US3520128A (en) Automatic time distribution system
RU1807426C (en) Method of determination of distance to point of fault in power line and device for its implementation
JP3294558B2 (en) Subscriber equipment of burst optical transmission system
SU758547A2 (en) Device for synchronizing with dicrete control
SU1589232A1 (en) Method of collecting seismic information and system for effecting same
SU1275747A2 (en) Device for selecting clock pulses
JPS6021503B2 (en) AIS signal receiving circuit
SU1479936A1 (en) Method and adapter for detecting collisions in digital communication line
SU1088146A1 (en) Digital device for tracking delay of pseudorandom sequence
RU2033640C1 (en) Time signal transmitting and receiving device
SU1684704A1 (en) Method of measuring total energy losses in high-voltage electric power line
SU1092744A1 (en) Device for time synchronization of pseudorandom sequences
SU1267295A1 (en) Device for determining the given part of pulse
AU594946B2 (en) A process for the detection of a starting pulse emitted from a ripple control transmitter and a ripple control receiver for carrying out the process
SU1533011A1 (en) Device for synchronizing delay of pseudorandom sequence
JP2537634B2 (en) Synchronous holding method for spread spectrum receiver
SU1092715A2 (en) Selector of preset code combination pulses
RU1807568C (en) Device for detection of symmetrical signals
SU617856A2 (en) Timing device
SU879813A1 (en) Device for receiving phase-manipulated pseudorandom signals
SU1496014A1 (en) Selective call device
CA1079368A (en) Tone detection synchronizer