АЛГОРИТМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В КАЧЕСТВЕ ОПОРНОГО ТОКА

В. А. Шабанов, А. В. Сорокин

Аннотация


Актуальность
В статье обсуждается использование аварийных составляющих токов и напряжений для
дистанционного определения места повреждения (ОМП) при однофазных замыканиях на
землю (ЗНЗ) в сетях 6–35 кВ, работающих с изолированной нейтралью. На однофазные
ЗНЗ в сетях напряжением 6–35 кВ приходится до 75 % от всех повреждений. Такие ЗНЗ
опасны для электрооборудования и повышают риск поражения человека и животных
электрическим током. Однако дистанционные методы ОМП в таких сетях при однофазных
ЗНЗ применяются в основном на отключенных от сети линиях. Поэтому тема статьи,
посвященной анализу дистанционных ОМП в сетях 6–35 кВ по аварийным составляющим
токов и напряжений, является актуальной.
Цель исследования
Исследовать алгоритмы дистанционного ОМП по аварийным токам и напряжениям с
использованием тока нулевой последовательности в качестве опорного тока и обсудить
пути их совершенствования. Такие алгоритмы нашли широкое применение при однофазных
коротких замыканиях в сетях 110 кВ. Но в сетях 110 кВ они имеют методическую
погрешность, обусловленную тем, что токи нулевой последовательности в начале линии и
в месте повреждения не совпадают по фазе из-за комплексности коэффициентов
распределения тока. В сетях с изолированной нейтралью токи нулевой последовательности
в начале линии и в месте повреждения совпадают по фазе. Поэтому такие алгоритмы при
однофазных ЗНЗ в таких сетях могут не иметь методической погрешности. Основной
проблемой, которую приходится решать при разработке устройств для ОМП при однофазных
ЗНЗ в сетях 6–35 кВ, это малые токи ЗНЗ. При этом на точность ОМП влияют соответствие
расчетного значения коэффициента компенсации его фактическому значению и угловая
погрешность измерения тока нулевой последовательности. В статье исследуется влияние
отмеченных факторов на точность алгоритмов ОМП по аварийным составляющим
Методы исследования
Анализ работы алгоритмов определения места повреждения и оценка погрешностей их
работы выполнены с помощью математической модели электрической сети с использованием
программного пакета Excel.

Результаты
Исследовано применение алгоритма дистанционного ОМП по аварийным токам и
напряжениям с использованием тока нулевой последовательности в качестве опорного
тока. Показано, что при однофазных ЗНЗ в сетях с изолированной нейтралью он может не
иметь методической погрешности. Показано, что при наличии угловой погрешности
трансформаторов тока нулевой последовательности работа алгоритма становится зависимой
от переходного сопротивления в месте повреждения и по мере увеличения переходного
сопротивлениях погрешность ОМП. Исследованы алгоритмы, в которых в качестве
опорного тока вместо тока нулевой последовательности используется разность фазных
токов, измеренных до и после повреждения. Такой алгоритм, в котором ток нулевой
последовательности используется только для компенсации фазного тока, менее чувствителен
к угловой погрешности трансформаторов тока нулевой последовательности. Показано, что
погрешность ОМП снижается, если ток нулевой последовательности для компенсация
фазного тока поврежденной фазы определять через разность фазных токов, измеренных до
и после повреждения.


Полный текст:

PDF

Литература


Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в

сетях с изолированной нейтралью и с ком-

пенсацией емкостных токов. М.: Энергия,

121 с.

Гельфанд Я.С. Релейная защита рас-

пределительных сетей. М.: Энергоатомиздат,

368 с.

Шабанов В.А. Определение места

повреждения

в распределительных сетях при

однофазных замыканиях на землю. Уфа:

УГНТУ, 2003. 96 с.

Аржанников Е.А. Дистанционный

принцип в релейной защите и автоматике

линий при замыканиях на землю. М.: Энергоатомиздат,

175 с.

Аржанников Е.А., Чухин А.М. Ме-

тоды

и приборы определения мест повреждения

на линиях электропередачи. М.: НТФ

«Энергопресс», 1998. 87 с.

Шалыт Г.М. Определение мест повреждения

в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат,

Арцишевский Я.Л. Определение мест

повреждения линий электропередачи в сетях

с изолированной нейтралью. М.: Высшая

школа, 1989. 87 с.

Куликов А.Л., Мисриханов М.Ш.,

Петрухин А.А. Определение мест поврежде-

ний ЛЭП 6-35 кВ методами активного зонди-

рования / Под ред. В.А. Шуина. М.: Энергоатомиздат,

162 с.

Владимиров Л.В., Ощепков В.А.,

Суриков

В.И. Алгоритм и методика опреде-

ления места повреждения в распределитель-

ных сетях электроэнергетических систем

методом стоячих волн // Омский научный

вестник. 2011. № 1(103). С. 209–211.

Шабанов В.А., Мушкин В.В. Представление

входного сопротивления линии с

распределёнными параметрами сосредото-

ченным комплексным сопротивлением //

Проблемы нефти и газа» (III Конгресс нефте-

газопромышленников России). Уфа: Изд-во

УГНТУ, 2001. С. 83–86.

Hannien S. Single Phase Earth Faults in

High Impedance Ground Networks Characteristics,

Indication and Location. Technical

Research

Center of Finland (VTT), Espoo,

Finland, 2001. 78 р.

Hanninen S., Lehtonen M. Method for

Detection and Location of Very High Resistive

Earth Faults // ETEP (European Transactions on

Electrical Power), 1999. Vol. 9, No. 5,

pp. 285291. http://www.ETEP.de.

Roberts J., Altuve H.J., Hou D. Review

of Ground Fault Protection Methods of Grounded,

Ungrounded and Compensated Distribution

Systems. http://www.selmc.com/techpprs/6123.

pdf. (дата обращения: 21.01.2021).

Мирошник В.Ю., Багулько Д.В., Ляшков

А.А. Методы и алгоритмы для определе-

ния места однофазного замыкания на землю

в сетях 6-35 кВ с использованием параметров

аварийного режима // Омский научный вест-

ник, 2017.

Takagi T., Yamacoshi Y., Baba J., Uemu-

ra K., Sakaguchi T. A New Algorithm of an

Accurate Location for EHV/UHV Transmission

Line: Part 1 — Fourier Transformation Method

// IEEE Trans on Power App & Syst. Vol. PAS.

, No. 3. March 1981. P. 1316–1323.

Takagi T., Yamacoshi Y., Baba J., Uemura

K., Sakaguchi T. A New Algorithm of an

Accurate Location for EHV/UHV Transmission

Line: Part 2 — Laplace Transform Method //

IEEE Trans on Power App & Syst. Vol. PAS.

, No. 3. March 1982. P. 564–753.

А.с. № 1432428 СССР. Устройство

для определения расстояния до места однофазного

короткого замыкания на землю /

В.А. Шабанов, Х.Ф. Ахуньянов, А.С. Саухатас.

Заявка от 09.03.87. БИ № 39, 1988.

Патент № 1661687 СССР. Способ

определения расстояния до места однофаз-

ного короткого замыкания и устройство для

его осуществления / А.С. Саухатас, В.А. Ша-

банов, И.А. Федотов, В.Н. Аронсон. Заявка

от 04.03.86. БИ № 25, 1991.

Takagi T., Yamacoshi Y., Yamaura K.,

Matsushima R.T. K. Development of a New

Type Locate Using a One-Terminal Voltage and

Current Data // IEEE Trans on Power App &

Syst. Vol. PAS. 101, No. 8. August 1982.

P. 2892–2898.

Шабанов В.А. Симметричные состав-

ляющие токов и напряжений при однофаз-

ных замыканиях на землю в сетях с изолиро-

ванной нейтралью. Уфа, 2002. 61 с.

Сорокин А.В., Шабанов В.А. Дистанционный

метод определения расстояния до

однофазного замыкания на землю в сети с

изолированной нейтралью // Повышение

надежности

и энергоэффективности электро-

технических систем и комплексов»: VI меж-

вуз. сб. науч. тр. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2020.

С. 193–199.

Бадулин Д.Н. Трансформаторы тока

нулевой последовательности для использова-

ния в схемах релейной защиты совместно с

микропроцессорными терминалами релейной

защиты (Электронный ресурс). Режим

доступа: intzv.ru. (дата обращения 01.08.2020).

Шалин А., Дехтерев А., Ильиных М.,

Сенченко В. Кабельные трансформаторы

тока. Способы улучшения характеристик //

Новости электротехники. 2008. № 6 (48).


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.