СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АЛГОРИТМА ФОРМИРОВАНИЯ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВХОДНЫХ ВЕЛИЧИН В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ЗАЩИТАХ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

The paper considers a new algorithm for formation of orthogonal components of input values in microprocessor relay protection of power lines in distribution networks. Results of the executed investigations have been given in the paper and they reveal high efficiency of the proposed algorithm and a principle possibility of its use in microprocessor relay protection of distribution networks.Предложен новый алгоритм формирования ортогональных составляющих входных величин в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей. Приведены результаты выполненного исследования, которые свидетельствуют о высокой эффективности предложенного алгоритма и принципиальной возможности его использования в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей

ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

The article describes the implementation of the principle of overcurrent protection from interphase  short-circuits  on  the  power  lines  with  unilateral  feed.  The  expression  of  the detection of the fault location by the relative value of the distance from the installation of pro- tection to the point of damage with the help of the results of operational control of the short- circuit current damaged phases has been suggested in the article. Also the expression for determining  the  time  delay response  for  such  protection  has been  presented,  taking  into account fault location that had been detected.The paper proposes and describes the functional diagram of the overcurrent protection in detail, provides realization of the implementation of the principles set out in the article. Paper content includes the description of the elements of the considered overcurrent protection, such as input current transducers connected to the measuring current transformers of the protected line, maxiselector, miniselector, block of the determination of the mode type, the measuring unit with the setting unit, detecting fault location unit with the setting unit, calculation unit and control unit with time delay parameter setting, an OR gate, the actuating element, that opens circuit breaker of the protected line. The operation of the proposed scheme is reviewed in  the  article.  All  units  and  elements  of functional  circuit overcurrent protection  can  be implemented with the help of analog and digital technology. Modern microprocessors can be used for these purposes.The efficiency of provided implementation of the principles of overcurrent protection from phase-to-phase short circuits on the power lines with unilateral feed was studied by computational experiments. These results confirm the effectiveness of the proposed solutions and also trip of short-circuit within the main zone line protection is provided without delay, and in the end zone redundancy – with time delay that is not exceeding 2Δt in all  areas, including the head portion of the network.Рассмотрен принцип выполнения токовой защиты линий с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий. Предложено выражение для определения места короткого замыкания по относительному значению расстояния от места установки защиты до точки повреждения только по результатам оперативного контроля токов короткого замыкания поврежденных фаз. Также представлено выражение для определения выдержки времени срабатывания такой защиты с учетом определенного места короткого замыкания.Предложена и подробно описана функциональная схема токовой защиты, обеспе- чивающая реализацию изложенных принципов ее выполнения. Рассматриваемая схема защиты содержит входные преобразователи тока, подключаемые к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии, макси- и миниселектор, блок определения вида режима, измерительный орган с блоком задания уставок, блок определения места короткого замыкания с блоком задания параметров, блок расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров, логический элемент ИЛИ, исполнительный эле- мент, отключающий выключатель защищаемой линии. Рассмотрено функционирование предложенной схемы. Все блоки и элементы функциональной схемы токовой защиты могут быть реализованы на базе средств аналоговой и цифровой техники. В качестве последней предполагается использование современных микропроцессорных средств.Работоспособность  изложенных  принципов  выполнения  токовой  защиты  линий с  односторонним  питанием  от  междуфазных  коротких  замыканий  применительно к цифровой реализации исследована методом вычислительного эксперимента. Полученные результаты подтверждают эффективность предлагаемых решений, а также то, что отключение короткого замыкания  в пределах основной зоны защиты линии обеспечивается без выдержки времени, а в конце зоны резервирования – с выдержкой времени, не превышающей 2Δt на всех участках, включая головные участки сети

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 6–35 кВ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

The paper describes new algorithm of detecting the fault location for the power lines 6–35 kV with unilateral feed. The results of operational control of the short-circuit current for the faulted phases are the only initial data needed for the fault location algorithm. Analysis of the impact of the type of short circuit, transition resistance at the damaged point, errors of current transformers, load of the line, power and resistance of supply system, calculation errors of short-circuit currents at the beginning and at the end of the line on the performance of this algorithm is also performed. Estimated parameters of the algorithm of detecting the fault location based on identified influencing factors were established by method of computational experiment. Analysis of the simulation results performed shows that the variation of the relative error in the fault location determination for different types of faults is about the same. Moreover levels of these relative errors from the effects of all influencing factors can be less than just from one of them. This is due to the mutual compensation of the various factors’ influence on values of relative errors. This fact must be taken into consideration when performing the corresponding estimates for the worst case scenario.This paper presents the dynamic characteristics of this algorithm for detecting the fault location that allows estimating the time of detecting the fault location in different modes. Their analysis shows that there is almost no difference in quantitative and qualitative dependencies for different loads and types of faults. As the evaluation of results performed it should be noted that by means of the control only one parameter in short current mode, i.e. the short-circuit current, it is possibly with acceptable accuracy to detect the fault location. Рассмотрена работа нового алгоритма определения места повреждения на линиях напряжением 6–35 кВ с односторонним питанием. Входной информацией для данного алгоритма являются только результаты оперативного контроля токов короткого замыкания поврежденных фаз. Сделан анализ влияния на работу данного алгоритма следующих факторов: вида короткого замыкания, переходного сопротивления в месте повреждения, погрешности трансформаторов тока, величины нагрузки линии, мощности и сопротивления питающей системы, погрешности расчета токов короткого замыкания в начале и конце линии. Оценочные параметры указанного алгоритма определения места повреждения с учетом обозначенных влияющих факторов получены методом вычислительного эксперимента. Анализ результатов проведенного моделирования показал, что характер изменения относительной погрешности определения места короткого замыкания при различных видах повреждений примерно одинаковый. При этом уровни указанных относительных погрешностей от воздействия всех влияющих факторов могут быть меньше, чем только от одного из них. Это объясняется взаимной компенсацией влияния на значения относительных погрешностей различных факторов. Данное обстоятельство необходимо учитывать при выполнении соответствующих оценок для наихудшего случая.Представлены динамические характеристики работы рассматриваемого алгоритма определения места повреждения, позволяющие оценить время его работы в различных режимах. Их анализ свидетельствует о практически не отличающихся в количественном и качественном отношениях зависимостях для различных нагрузок и видов повреждений. В ходе оценки результатов выполненных исследований обращено внимание на то, что, контролируя в режиме коротких замыканий только один параметр, а именно ток коротких замыканий, вполне возможно с приемлемой достоверностью определить место повреждения

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

The  6–35  kV  power-grid  current  protection  serves  to  protect  the  transmission  lines against phase-to-phase short-circuits. The major disadvantage of it lies in the relatively large time delays of the last stages especially in the main sections of the grid owing to the stepped relay characteristics as well as a large number of the steps. A full-fledged protection of the 6–35 kV lines against inter-phase short circuits can be provided by the two-stage current protection: the first stage being the current cutoff without any time delay and the second stage – the maximum current protection where the time delay is linear contingent on the distance between the protection placement and the fault-point location. The article introduces the rating formulae for the time delays of the second-stage and their exemplary graphic presentation. The authors offer a variant for solving the problem with computation of the second-stage time delays in those instances where several feeders diverge from the bus bars of the substation located in the end of the protected line.Improving current protections for the 6–35 kV transmission lines with one-end power supply against interphase short-circuits can be based on the collective application of the following principles: accounting for the type and location of the short-circuit which provides for the high-performance cutoff zone instantaneous expansion and its independence on the mode of failure and the grid operation mode. It also allows increase of the last stage sensitiveness towards asymmetrical short-circuits; detection of the short-circuit location only on the results of fault currents measurement which simplifies the protection implementation; realization of the last (second) protection stage with linear-dependent time delay which ensures potentiality of its operation speed increase.Токовые защиты линий распределительных сетей 6–35 кВ используются для их защиты от междуфазных коротких замыканий. Главный недостаток состоит в относительно больших выдержках времени последних ступеней, особенно на головных участках сети, вследствие ступенчатых характеристик срабатывания, а также значительного количества ступеней. Полноценная защита линий 6–35 кВ от междуфазных коротких замыканий может быть обеспечена двухступенчатой токовой защитой, у которой первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени, а вторая – максимальная токовая защита с выдержкой времени, линейно зависящей от расстояния от места установки защиты до точки повреждения. В статье представлены формулы расчета характеристик выдержек времени второй ступени и их примерный графический вид. Авторами предложен вариант решения проблемы с расчетом выдержек времени второй ступени защиты в тех случаях, когда от шин подстанции, расположенной в конце защищаемой линии, отходят несколько присоединений.Совершенствование  токовых  защит  линий  6–35  кВ  с  односторонним  питанием от междуфазных коротких замыканий может быть основано на использовании в совокупности таких принципов, как: учет места и вида коротких замыканий, что обеспечивает расширение зоны мгновенного отключения быстродействующей ступени и ее независимость от вида повреждения и режима работы сети, а также позволяет увеличить чувствительность последней ступени к несимметричным коротким замыканиям; определение места коротких замыканий по результатам измерения только токов повреждения, что упрощает выполнение защиты; выполнение последней ступени защиты с линейно зависимой выдержкой времени, что обеспечивает возможность повышения ее быстродействия

Определение зоны повреждения по уровню токов короткого замыкания

The methods of determination the fault zone according to the parameters of the emergency mode, which can be used to improve the performance of technical perfection of current protection lines of distributive 6–10 kV one-way power networks, are considered. The advantage of the algorithm of determination the zones of short circuit (SC) according to the level of emergency currents as compared to the remote unilateral method addressing the parameters of the damaged loop corrupted loops (loops) is noted. Calculation of the estimated distance to the point of SC on the basis of difference of damaged phase currents has been proposed, that enables the independence of the obtained result on the type of the fault. A technique for increasing the reliability of the method for determination the short-circuit zone by the level of emergency currents based on information about the type of damage has also been proposed. The effect of load currents and contact resistances of different levels on the magnitude and nature of the changes in the errors of the calculated distance to the short circuit was investigated by the method of computational experiment. The levels of contact resistances relative to the total resistance of the line depending on the place of SC occurrence are determined that provides reliable determination of the fault zone; it is demonstrated that the nature of their alteration is approximately the same for lines of medium and long length. The expediency of correction of the calculated distance to the fault location in many cases of short circuits through the contact resistance so to improve the protection capacity of the high-speed current protection stage is demonstrated. Based on the results of the computational experiment, correction factors for the correction of the value of the emergency current have been obtained; on the basis of the latter the fault zone is determined. The estimation of efficiency of the proposed method of correction has been carried out; it is shown that its application makes it possible to improve the accuracy of determination the fault zone and to expand the zone of instantaneous shutdown of short circuit. The dynamic properties of the proposed algorithm for different modes of the line operation have been investigated; it is ascertained that, in the worst case, the determination of the short circuit zone for a time not exceeding 27 ms is provided.Рассмотрены методы определения зоны повреждения по параметрам аварийного режима, которые могут быть использованы для улучшения показателей технического совершенства токовых защит линий распределительных сетей 6–10 кВ с односторонним питанием. Отмечено преимущество алгоритма определения зоны короткого замыкания (КЗ) по уровню аварийных токов по сравнению с дистанционным односторонним методом по параметрам поврежденной петли (петель). Предложено производить вычисление расчетной удаленности места КЗ на основе разностей токов поврежденных фаз, что обеспечивает независимость полученного результата от вида повреждения. Предложен способ повышения достоверности метода определения зоны короткого замыкания по уровню аварийных токов на основе информации о виде повреждения. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние нагрузочных токов и переходных сопротивлений различного уровня на величину и характер изменения погрешностей определения расчетного расстояния до места короткого замыкания. Определены уровни переходных сопротивлений относительно полного сопротивления линии в зависимости от места возникновения КЗ, при которых обеспечивается достоверное установление зоны повреждения, показано, что характер их изменения примерно одинаков для линий средней и большой длины. Показана целесообразность коррекции расчетного расстояния до места повреждения во многих случаях коротких замыканий через переходное сопротивление для повышения защитоспособности быстродействующей ступени токовой защиты. По результатам вычислительного эксперимента получены поправочные коэффициенты для коррекции величины аварийного тока, на основе которого производится определение зоны повреждения. Выполнена оценка работоспособности предложенного способа коррекции, показано, что его применение позволяет повысить достоверность определения зоны повреждения и расширить зону мгновенного отключения КЗ. Исследованы динамические свойства предложенного алгоритма для различных режимов работы линии. Установлено, что в наихудшем случае обеспечивается определение зоны короткого замыкания за время, не превышающее 27 мс

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА МЕЖДУФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТОКОВЫХ ЗАЩИТАХ ЛИНИЙ 6–35 КВ

The methods of determining the kind of phase-to-phase short circuit (SC) on the lines of 6–35 kV for improvement the technical perfection of their current protections are surveyed. Preference is given to the method of determining damages according to the relative unbalance the operating currents. The possibility of using the phase currents or their differences for this purpose is demonstrated. The method of computational experiment was used to investigate the influence of the DC load line and transition resistance at the failure site on the relative asymmetry of the currents that ultimately determines the reliability of the establishment of the kind of SC. It is discovered that when the phase currents are used to determine the type of the failure higher sensitivity to remote two-phase SC is achieved. However, in this case, the accuracy of determining the type of failure is more affected by currents of the line load. Determination of failure with the use of differences of phase currents is less sensitive to remote two-phase SC. However, this provides less impact on the accuracy of determining the type of failure of load line currents. Transition resistance at the failure site shifts the relative unbalance of the currents to the area of twophase SC. It is established that despite the kind of a remote SC in parallel lines the proposed methods provide accurate determination of types of failure that simultaneously occurs on the monitored line. When failures are superpositioned, one of which is on one of the parallel lines near the common bus and the other second on the monitored bus, the kind of the SC, determined by any of the proposed methods may differ from the actual one. It depends on the types of resulting failures, the combinations of shutting phases, the steady-state current distribution in the network and other factors. The proposed methods make it possible to determine the kind of phase-to-phase SC, in the worst case, for a time not exceeding the period of industrial frequency.. Рассмотрены методы определения вида междуфазного короткого замыкания (КЗ) на линиях 6–35 кВ для повышения технического совершенства их токовых защит. При этом предпочтение отдано методу определения вида повреждения по относительной несимметрии действующих значений токов. Показана принципиальная возможность использования для этой цели фазных токов либо их разностей. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние тока нагрузки линии и переходного сопротивления в месте повреждения на относительную несимметрию токов, что в конечном итоге определяет достоверность установления вида КЗ. Установлено, что при использовании для определения вида повреждения фазных токов обеспечивается более высокая чувствительность к удаленным двухфазным КЗ. Вместе с тем в этом случае на достоверность определения вида повреждения в большей степени влияют токи нагрузки линии. Определение вида повреждения с использованием разностей фазных токов отличается меньшей чувствительностью к удаленным двухфазным КЗ, однако при этом обеспечивается меньшее влияние на достоверность определения вида повреждения токов нагрузки линии. Переходное сопротивление в месте повреждения смещает относительную несимметрию токов к области двухфазных КЗ. Установлено, что при любых удаленных КЗ на параллельных линиях предложенные методы обеспечивают достоверное определение вида повреждения, одновременно возникающего на контролируемой линии. При наложении повреждений, одно из которых находится на одной из параллельных линий вблизи общих шин, а второе – на контролируемой линии, определенный любым из предложенных методов вид КЗ может отличаться от фактического. Это зависит от видов возникших повреждений, сочетаний замкнувшихся фаз, установившегося токораспределения в сети и других факторов. Предложенные методы позволяют определять вид междуфазного КЗ в наихудшем случае за время, не превышающее периода промышленной частоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ПОВРЕЖДЕНИЯ В ТОКОВЫХ ЗАЩИТАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 6–35 КВ

The methods to identify types of phase-to-phase short circuits that can be used to improve technical excellence by speed-current line protection of distribution networks of 6–35 kV are considered. As a result of the assessment of the appropriateness of their application in current protection, the choice was made in favor of the method based on the control of the relative current unbalance. The influence of contact resistances and load currents of various levels on the magnitude and character of the change of relative unbalance taking into account the errors of measuring transformers of current has been studied with the aid of the method of numerical experiment. It is demonstrated that in a lot of cases of arch short circuits in the loaded power line and in idle mode, the control only asymmetry is insufficient for reliable determination of the type of damage. A better algorithm has been proposed for determining phase-to-phase short circuit based on the control and the analysis of the two relative unbalance currents determined by the current values of the differences of the phase currents of the line. Its serviceability was evaluated. It was found out that in all the modes being considered, the proposed method – when boundary conditions are properly chosen – makes it possible to fix three-phase and two-phase short circuit on the protected line, and in the area of remote redundancy. The dynamic properties of the proposed method are investigated for different modes of the line. It is established that in the worst case, the determining of the damage is provided during the time not exceeding 25 ms.Рассмотрены методы выявления вида междуфазных коротких замыканий, которые могут быть использованы для улучшения показателей технического совершенства ступенчатых токовых защит линий распределительных сетей 6–35 кВ. Оценив целесообразность их применения в токовых защитах, выбор был сделан в пользу способа, основанного на контроле относительной несимметрии токов. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние переходных сопротивлений и нагрузочных токов различного уровня на величину и характер изменения относительной несимметрии при учете погрешностей измерительных трансформаторов тока. Показано, что во многих случаях дуговых коротких замыканий на нагруженной линии и в режиме холостого хода контроля одной несимметрии недостаточно для достоверного определения вида повреждения. Предложен более совершенный алгоритм определения вида междуфазного короткого замыкания, основанный на контроле и анализе двух относительных несимметрий токов, определяемых по действующим значениям разностей фазных токов линии. Выполнена оценка его работоспособности. Установлено, что во всех рассматриваемых режимах предложенный метод при правильно подобранных граничных условиях позволяет достоверно фиксировать трех- и двухфазные короткие замыкания как на защищаемой линии, так и в зоне дальнего резервирования. Исследованы динамические свойства предложенного метода для различных режимов работы линии. Установлено, что в наихудшем случае обеспечивается определение вида повреждения за время, не превышающее 25 мс

Global prevalence and genotype distribution of hepatitis C virus infection in 2015 : A modelling study

Publisher Copyright: © 2017 Elsevier LtdBackground The 69th World Health Assembly approved the Global Health Sector Strategy to eliminate hepatitis C virus (HCV) infection by 2030, which can become a reality with the recent launch of direct acting antiviral therapies. Reliable disease burden estimates are required for national strategies. This analysis estimates the global prevalence of viraemic HCV at the end of 2015, an update of—and expansion on—the 2014 analysis, which reported 80 million (95% CI 64–103) viraemic infections in 2013. Methods We developed country-level disease burden models following a systematic review of HCV prevalence (number of studies, n=6754) and genotype (n=11 342) studies published after 2013. A Delphi process was used to gain country expert consensus and validate inputs. Published estimates alone were used for countries where expert panel meetings could not be scheduled. Global prevalence was estimated using regional averages for countries without data. Findings Models were built for 100 countries, 59 of which were approved by country experts, with the remaining 41 estimated using published data alone. The remaining countries had insufficient data to create a model. The global prevalence of viraemic HCV is estimated to be 1·0% (95% uncertainty interval 0·8–1·1) in 2015, corresponding to 71·1 million (62·5–79·4) viraemic infections. Genotypes 1 and 3 were the most common cause of infections (44% and 25%, respectively). Interpretation The global estimate of viraemic infections is lower than previous estimates, largely due to more recent (lower) prevalence estimates in Africa. Additionally, increased mortality due to liver-related causes and an ageing population may have contributed to a reduction in infections. Funding John C Martin Foundation.publishersversionPeer reviewe

IMPROVEMENT OF ALGORITHM FOR FORMATION OF ORTHOGONAL COMPONENTS OF INPUT VALUES IN MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION OF POWER LINES IN DISTRIBUTION NETWORKS

The paper considers a new algorithm for formation of orthogonal components of input values in microprocessor relay protection of power lines in distribution networks. Results of the executed investigations have been given in the paper and they reveal high efficiency of the proposed algorithm and a principle possibility of its use in microprocessor relay protection of distribution networks

DETECTION OF FAULT LOCATION ON THE POWER LINES 6–35 kV WITH UNILATERAL FEED

The paper describes new algorithm of detecting the fault location for the power lines 6–35 kV with unilateral feed. The results of operational control of the short-circuit current for the faulted phases are the only initial data needed for the fault location algorithm. Analysis of the impact of the type of short circuit, transition resistance at the damaged point, errors of current transformers, load of the line, power and resistance of supply system, calculation errors of short-circuit currents at the beginning and at the end of the line on the performance of this algorithm is also performed. Estimated parameters of the algorithm of detecting the fault location based on identified influencing factors were established by method of computational experiment. Analysis of the simulation results performed shows that the variation of the relative error in the fault location determination for different types of faults is about the same. Moreover levels of these relative errors from the effects of all influencing factors can be less than just from one of them. This is due to the mutual compensation of the various factors’ influence on values of relative errors. This fact must be taken into consideration when performing the corresponding estimates for the worst case scenario.This paper presents the dynamic characteristics of this algorithm for detecting the fault location that allows estimating the time of detecting the fault location in different modes. Their analysis shows that there is almost no difference in quantitative and qualitative dependencies for different loads and types of faults. As the evaluation of results performed it should be noted that by means of the control only one parameter in short current mode, i.e. the short-circuit current, it is possibly with acceptable accuracy to detect the fault location