Долингер С.Ю., Осипов Д.С., Парамзин А.О., Парамзина Ю.Д. Опыт аппаратной реализации и тестирования алгоритма селективной сигнализации однофазных замыканий на землю на основе вейвлет-преобразования - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

Представлены результаты аппаратной реализации и экспериментальной проверки разработанного авторами функционального макета устройства селективной сигнализации однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) для распределительных сетей 6 (10) кВ. Ключевая особенность работы заключается в том, что разработанный и представленный ранее алгоритм идентификации повреждённого присоединения на основе энергии спектра высокочастотных составляющих протестирован на физических сигналах тока, генерируемых с помощью комплекса полунатурного моделирования «РИТМ» и усилителя Ponovo. Тестовые сигналы, соответствующие вторичным цепям трансформаторов тока нулевой последовательности (диапазон 0–1 А), обрабатывались функциональным макетом в режиме реального времени. В работе продемонстрирован трёхканальный измерительный модуль на базе изолированного усилителя AMC1200 и 16-битного АЦП AD7606 с гальванической развязкой до 4 кВ, обеспечивающий синхронную оцифровку токов нулевой последовательности с частотой дискретизации 12,8 кГц. Частота дискретизации обусловлена используемым алгоритмом идентификации поврежденного присоединения на основе вейвлет-преобразования. Вычислительное ядро реализовано на микроконтроллере STM32F407ZGT6 под управлением FreeRTOS. По результатам экспериментов функциональный макет корректно идентифицировал повреждённое присоединение при работе с физическими токовыми цепями. Отношение энергии спектра повреждённой линии к минимальному значению среди «здоровых» присоединений составило от 25 до 30 о.е. при пороговом значении в 1,5 о.е. В ходе экспериментов подтверждена устойчивость алгоритма к изменению места подключения нелинейной нагрузки, а также работоспособность измерительного тракта в условиях, максимально приближенных к натурным. Результаты работы могут быть использованы при разработке интеллектуальных устройств защиты, а также служить основой для модификации существующих решений в области селективных защит от ОЗЗ.

Ключевые слова

однофазные замыкания на землю, вейвлет-преобразования, относительный замер, гармонические составляющие, аппаратная реализация, физические сигналы тока, энергия спектра, нулевая последовательность

Долингер Станислав Юрьевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра информационной безопасности, Московский государственный университет геодезии и картографии, Москва, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-6897-4440

Осипов Дмитрий Сергеевич – д-р техн. наук, доцент, политехническая школа, Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-0830-408X

Парамзин Александр Олегович – канд. техн. наук, доцент, политехническая школа, Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-7266-4493

Парамзина Юлия Денисовна – аспирант, политехническая школа, Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. Анализ статистики технологических нарушений в кабельных распределительных сетях 6 (10) кВ / А.В. Коржов, В.И. Сафонов, Р.М. Бабаев, Я.Е. Коростелев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2023. Т. 23. № 4. С. 5-13. doi: 10.14529/power230401

2. Винокурова Т.Ю., Шагурина Е.С., Шуин В.А. Методика выбора параметров срабатывания максимальных токовых защит от замыканий на землю на основе высших гармоник в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 3. С. 20-28. doi: 10.17588/2072-2672.2015.3.020-028

3. Защита от однофазных замыканий на землю на основе контроля ёмкости нулевой последовательности в кабельных сетях напряжением 6-10 кВ / В.А. Шуин, О.А. Добрягина, Т.Ю. Шадрикова, Ю.Д. Кутумов // Электрические станции. 2020. № 11 (1072). С. 25-34.

4. Мультичастотная направленная защита от замыканий на землю в некомпенсированных сетях 6-10 кВ / К.С. Алешин, Н.В. Кузьмина, А.А. Семушкин, Т.Ю. Шадрикова, В.А. Шуин // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2025. № 5. С. 39-49. doi: 10.17588/2072-2672.2025.5.039-049.

5. Оценка информационных признаков защит от однофазных замыканий на землю с относительным замером сигналов / А.В. Украинцев, Г.Н. Чмыхалов, В.И. Нагай, С.В. Сарры // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. № 4. С. 129-132.

6. Лачугин В.Ф., Ятимов И.М. Релейная защита линий электропередачи с использованием контроля распространения электромагнитных волн // Релейная защита и автоматизация. 2023. № 4 (53). С. 46-51.

7. Оценка гармоники электрической величины на фоне преобладающего гармонического спектра шума / В.И. Антонов, В.А. Наумов, А.В. Солдатов, Н.В. Егоров // Электричество. 2014. № 5. С. 29-33.

8. Парамзин А.О., Долингер С.Ю., Осипов Д.С. Анализ работоспособности алгоритма поиска повреждённого присоединения с однофазным замыканием на землю при помощи комплекса полунатурного моделирования «РИТМ» // Электрические станции. 2024. № 12 (1121). С. 26-32. doi: 10.71841/EP.ELST.2024.1121.12.04

9. Парамзин А.О., Долингер С.Ю. Применение вейвлет-преобразования в задачах поиска поврежденного присоединения с однофазным замыканием на землю по данным SV-потока // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2024. № 4 (103). С. 17-27. doi: 10.37493/2307-907X.2024.4.2

10. Формализация функциональных требований к релейной защите и автоматике цифровой подстанции / А.А. Волошин, А.А. Лебедев, Д.О. Благоразумов, В.А. Вальгер // Вестник Московского энергетического института. 2022. № 5. С. 30-38. doi: 10.24160/1993-6982-2022-5-30-38

11. Методы распознавания высших гармоник на фоне доминирующего гармонического шума для целей защиты от однофазного замыкания на землю / А.В. Солдатов, М.Н. Кудряшова, В.И. Антонов, Н.Г. Иванов, М.О. Иванов // Электрические станции. 2021. № 7 (1080). С. 27-34.

12. Проблема численного моделирования цифровой релейной защиты и её аналого-цифровое (гибридное) решение / М.В. Андреев, А.А. Суворов, А.Б. Аскаров, А.В. Киевец // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 6. С. 77-83. doi: 10.17213/0136-3360-2018-6-77-83

13. Парамзин А.О. Модернизация метода относительного замера высших гармоник для определения присоединения с однофазным замыканием на землю в сетях 6 (10) кВ: дис. ... канд. техн. наук: 2.4.3 / Парамзин Александр Олегович. Ханты-Мансийск, 2024. 203 с.

14. TIDA-00555 // Electronics Datasheets : [сайт]. URL: https://www.electronicsdatasheets.com/manufacturers/texas-instruments/reference-designs/TIDA-00555 (дата обращения: 20.02.2026).

Опыт аппаратной реализации и тестирования алгоритма селективной сигнализации однофазных замыканий на землю на основе вейвлет-преобразования / Долингер С.Ю., Осипов Д.С., Парамзин А.О., Парамзина Ю.Д. // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 1(70). С. 60-66. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-1(70)-60-66

JATS XML

Подробности: Опубликовано: 01 апреля 2026 г.; Обновлено: 01 апреля 2026 г.; Просмотров: 22