Аннотация
При устранении повреждений на воздушных линиях электропередачи важным является точное дистанционное определение места повреждения (ОМП), ведь именно от него будет зависеть время, затраченное выездной бригадой на осмотр линии и обнаружение причины её отключения. Наибольшую сложность представляет дистанционное обнаружение однофазных коротких замыканий, которые, в свою очередь, являются наиболее частыми видами повреждений в сетях с эффективно заземленной нейтралью. Для точного дистанционного ОМП по параметрам аварийного режима необходимо выполнение серии расчетов режима однофазного короткого замыкания, что требует использования математических моделей линий электропередачи (ЛЭП), учитывающих электростатическое и электромагнитное взаимодействие их проводящих элементов, а также конфигурацию опор. Наиболее простым способом является использование справочных значений удельных электрических параметров ЛЭП, которые рассчитаны с учетом ограничения использования сечений проводов по уровням напряжения. В системах электроснабжения промышленных предприятий нередки случаи, когда провода сечением 300 мм2 используются в распределительных сетях 110 кВ, тогда как в справочной литературе их удельные параметры приведены только для уровня напряжения 220 кВ, т.е. определены при бόльших габаритах опоры. Также в справочной литературе отсутствуют удельные электрические параметры для схемы замещения нулевой последовательности, что необходимо для расчета режима однофазного короткого замыкания. Другим способом определения этих величин является использование руководящих указаний по расчету токов короткого замыкания для релейной защиты, но в данном документе отсутствуют выражения для определения удельных параметров двухцепной ЛЭП с одним грозозащитным тросом. Кроме того, выполнение данных расчетов «вручную» занимает значительное время, что недопустимо при авариях. Авторами предложены расчетные выражения для определения удельных сопротивлений и емкостной проводимости симметричных составляющих двухцепной ЛЭП с одним грозотросом, а также рассчитаны указанные величины для различных сечений проводников и среднегеометрического расстояния между фазами. Результаты работы могут быть использованы при составлении таблиц ОМП.
Ключевые слова
Определение места повреждения, линия электропередачи, однофазное короткое замыкание, взаимная индуктивность, фазная емкость, удельное сопротивление, математическая модель, система электроснабжения, зеркальное изображение, симметричные составляющие.
1. Расчет установившегося режима электрической сети в геоинформационной системе ГрафИн / С.Г. Слюсаренко, Л.Ю. Костюк, А.В. Скворцов, С.А. Субботин, Д.С. Сарычев // Вестник Томского гос. ун-та. 2002. №275. С. 64-69.
2. Паздерин А.В., Юферев С.В. Расчет установившегося режима электроэнергетической системы обобщенным методом Ньютона // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2008. №5-6. С.68-77.
3. Бодруг Н.С., Халиков В.В., Шатравка В.В. Анализ устройств определения мест повреждения 6-750 кВ отечественного производства // Символ науки. 2016. С.14-16.
4. Домрачев Г.Р. Устройство определения места повреждения при коротких замыканиях // Развитие технических наук в современном мире: сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, 2015. №2. С.41-43.
5. Шилин А.Н., Шилин А.А., Артюшенко Н.С. Источники погрешностей рефлектометров для определения места повреждения линий электропередач // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики: матер. XII Всерос. науч.-технич. конференции с междунар. участием в рамках III Всерос. светотехнич. форума с междунар. участием. Саранск, 2015. С.474-482.
6. Малый А.С., Шалыт Г.М., Айзенфельд А.И. Определение мест повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима / под ред. Г.М. Шалыта. М.: Энергия, 1972. 216 с.
7. Ермаков К.И. Моделирование в задачах определения места повреждения на линиях электропередач // Вестник Чувашского университета. 2011. №3. С.67-70.
8. Лебедева А.А., Грибанов А.А. Определение места повреждения на воздушных линиях электропередач напряжением 220 кВ на основе двустороннего метода расчёта // Энергетика. Инновационные направления в энергетике. Cals-технологии в энергетике. 2015. Т.1. С.64-70.
9. Бычков Ю.В., Павлов А.О. Определение места повреждения в схемах с многосторонним питанием // Энергетика Татарстана. 2011. №2. С.33-38.
10. Fereira V.H., Zanghi R., Fortez M.Z., Sotelo G.G., Silva R.B.M., Souza J.C.S., Guimarães C.H.C., Gomes S. Jr. A survey on intelligent system application to fault diagnosis in electric power system transmission lines. Electric Power System Research. 2016, no.136, pp.135-153.
11. Johns A., Jamali S. accurate fault location technique for power transmission lines. IEE Proc. C: Gener. Trans. Distrib, 1990, 136(7), pp.395-402.
12. Mazon A., Zamora I., Gracia J., Sagastabeitia K., Eguia P., Jurado F., et al. Fault location system on double circuit two-terminal transmission lines based on ANNs. Proceedings of 2001 IEEE Porto Power Tech Porto, vol.3, 2001, p.5.
13. Saha S., Aldeen M., Tan C. Fault detection in transmission networks of power systems. Int. J. Electr. Power Energy Syst., 2011, no.33(4), pp.887-900.
14. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчет токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750 кВ. М.: Энергия, 1979. 152 с.
15. Панова Е.А. Повышение режимной надежности систем электроснабжения промышленных предприятий в условиях аварийной несимметрии: дис. … канд. техн. наук: 05.09.03: защищена 25.05.12: утв. 10.06.13 / Панова Евгения Александровна. Магнитогорск, 2012. 205 с. Библиогр.: с. 137-157.
16. Панова Е.А., Савельева К.С. Определение удельных электрических параметров воздушных линий электропередачи // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2014. №10. С.16-22.
17. Малафеев А.В., Панова Е.А. Алгоритм расчета сложнонесимметричных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий // Главный энергетик. 2011. №3. С.35-39.
18. Моделирование неполнофазных аварийных режимов в задаче расчёта и анализа работы систем промышленного электроснабжения / А.В. Малафеев, Е.А. Панова, С.В. Беляев, А.А. Емельянов, А.Я. Альбрехт, О.Ю. Биктеева // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. №4. С.119-123.
19. Анализ режимов несимметричных коротких замыканий в сложных системах электроснабжения с собственными электростанциями / А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Е.А. Панова, М.В. Григорьева // Промышленная энергетика. 2010. №3. С.26-31.
20. Оценка эффективности релейной защиты в сетях 110-220 кВ сложных систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями / В.А. Игуменщев, Б.И. Заславец, Н.А. Николаев, А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Кондрашова, Е.А. Панова. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 141 с.
21. Повышение чувствительности релейной защиты силовых трансформаторов системы промышленного электроснабжения в сложнонесимметричных аварийных режимах / Е.А. Панова, А.В. Малафеев, В.А. Болтачёв, И.В. Ирклиенко // Электротехнические системы и комплексы. 2013. №21. С. 195-198.
22. Панова Е.А., Савельева К.С., Кочкина А.В. Оценка допустимости режимов работы синхронных генераторов собственных электростанций промышленных предприятий при пофазном ремонте электрооборудования питающих сетей в нормальном и оптимальном режимах // Электротехнические системы и комплексы. 2013. № 21. С. 214-220.