CC BY
5УДК 62
Котенко А.А.
магистрант, направление электроэнергетика и электротехника Национальный исследовательский университет «МЭИ» (г. Волжский, Россия)
МЕТОДЫ ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Аннотация: в работе рассмотрены разновидности методов определения места повреждения линий электропередачи. Показано, что волновой метод определения мест повреждения является наиболее перспективным способом для определения места повреждения в распределительных сетях, который в комплексе с другими методами дает наиболее точный результат.
Ключевые слова: места повреждения, линия электропередачи, волновой метод, аварийный режим.
В существующих реалиях жизнедеятельность большинства отраслей производства и общества в целом во многом зависит от электроэнергетики. Но даже современный уровень развития линии электропередачи (ЛЭП), не может уберечь нас от их повреждений. Очень важно не только с наименьшей задержкой отключить поврежденную линию электропередачи средствами релейной защиты (РЗ), но и с минимально возможными затратами времени и ресурсов устранить повреждение, выполнив аварийно-восстановительные работы. Важную роль в организации аварийно-восстановительных работ играет быстрое и точное определение места повреждения (ОМП). В этой связи совершенствование методов и технических средств ОМП для организации аварийно-восстановительных работ представляет собой актуальную научно-техническую задачу, решение которой позволяет существенно повысить
2241
надежность работы энергосистем, улучшить технико-экономические показатели и сократить всевозможные затраты в процессе отыскания повреждений.
Наиболее частыми повреждениями ЛЭП 6-750 кВ являются однофазные замыкания, они составляют 64-95%. Доля трехфазных КЗ составляет 1-10% от всех КЗ, двухфазные КЗ составляют 2-17%, двойные замыкания на землю, возникающие в сетях с изолированной нейтралью, составляют 2-9% от общего числа.
Таблица 1. Методы определения места повреждения.
Дистанционные Топографические
- Петлевые • Индукционные
- Емкостные • Акустические
- Метод колебательного разряда • Потенциальные
- Импульсные: • Электромеханические
• Волновые,
• Локационные.
- По параметрам аварийного режима:
• Односторонние,
• Двухсторонние.
Топографические методы определяют место повреждения непосредственно при передвижении по трассе. Эти методы включают использование поисковой бригадой специальных средств, с помощью которых наиболее точно локализуют место повреждения в кабельной линии (КЛ), но без дистанционных методов данный процесс может достаточно сильно затянуться.
Дистанционные методы, напротив, используют приборы и устройства, установленные на подстанциях, чтобы определить расстояние до повреждения.
2242
Эти методы позволяют определить местоположение повреждения с использованием электромагнитных волн [2].
К ним относится метод определения места повреждения по параметрам аварийного режима (ПАР), основанный на измерении параметров сети в момент возникновения КЗ. ПАР характеризуется измеренными значениями тока и напряжения в отдельных фазах или последовательностях, зафиксированным до и во время возникновения аварийной ситуации. Расчёт расстояния до точки повреждения и объёма необходимой для обхода зоны проводится на базе данных о характеристиках ЛЭП и состояния энергосистемы. В зависимости от количества имеющейся информации применяются методы ОМП с односторонним или двухсторонним измерением [1].
В случае одностороннего измерения, когда параметры тока и напряжения известны только с одной стороны линии, для выявления места аварии применяется метод, основанный на активных свойствах сопротивления дуги, при котором реактивная мощность в замкнутой ветви должна быть равна нулю. Если же производится измерение с обеих сторон линии, то проверяется соответствие напряжений в предполагаемой точке повреждения, которые рассчитываются независимо с обеих сторон линии. Перерасчёт параметров в предполагаемой точке повреждения осуществляется с помощью алгоритмической модели линии электропередачи, что позволяет учитывать различные особенности линии, включая ответвления, режим заземления грозозащитных тросов на каждом участке, а также воздействие параллельных линий.
Волновой метод определяет моменты прихода электромагнитных волн на подстанцию, возникающих в месте повреждения. Данный метод также может быть односторонним или двухсторонним [4]. Для проведения измерений с использованием волнового метода двусторонних измерений необходимо измерить время между моментами достижения фронтов электромагнитных волн двумя концами линии, возникающих в месте повреждения, а именно волн разряда замкнувшейся на землю фазы. Однако для этого требуется точные
2243
синхронизированные счетчики времени с точностью до микросекунд, а именно ГЛОНАСС или GPS. Волновые методы односторонних измерений, с одной стороны, основываются на измерении времени между приходами волн первого и второго отражений от места повреждения, с другой на измерении разности времени прихода волн по каналу фаза-фаза и по каналу фаза-земля.
Таким образом при известной длине волны, скорости распространения электромагнитной волны и измеренной разности моментов времени до шин подстанции определяется расстояние до места повреждения. Выделить электромагнитную волну можно как в сигнале напряжения, так и в сигнале тока. Терминалы, синхронизированные с помощью глобального времени, следят за электрическими величинами по концам ЛЭП. Пусковые органы в момент возникновения повреждения выделяют отрезок ВЧ-сигнала, включающий участки нормального режима и режима повреждения. Затем происходит обработка высокочастотного сигнала, и определяются метки времени до обоих концов линии, которыми обмениваются полукомплекты. Каждый из них определяет разность времени прихода и расстояние до места повреждения [3].
Рис. 1. Распространение электромагнитных волн к шинам примыкающих подстанций.
В микропроцессорном терминале «Бреслер-0107.ОМП» для снижения погрешности измерений до ±50 м реализованы два рассмотренных метода ОМП, а именно по параметрам аварийного режима и волновой. Устройство предназначено для определения места повреждения ЛЭП напряжением 6-750 кВ с односторонним и двухсторонним питанием и состоит из одного или двух
2244
полукомплектов (терминалов), устанавливаемых по концам ЛЭП, и каналов связи [4].
Все эти методы играют важную роль в обнаружении и локализации повреждений на электрических линиях. Они позволяют оперативно реагировать на сбои в работе сети и быстро восстанавливать электроснабжение. Благодаря постоянному совершенствованию технологий и разработке новых методов, возможности по обнаружению и ремонту повреждений становятся все более эффективными и точными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Аржанников Е.А. Методы и приборы определения места короткого замыкания на линиях: Уч. пособие / Е.А. Аржанников, А.М. Чухин. Ивановский государственный энергетический университет Иваново, 1998.- 74 с;
2. Гриб О.Г. Автоматизированные методы и средства определения мест повреждения линий электропередачи: Уч. пособие / О.Г. Гриб, А.А. Светелик, Г.А. Сендерович, Д.Н. Калюжный. Под общей редакцией О.Г. Гриба. -Харьков: ХГАГХ, 2003. -146 с;
3. Куликов, А. Л. Методы и средства волнового определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи. Часть 1 / А. Л. Куликов, В. В. Ананьев. - М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2019. - 96 с.;
4. ОМП БРЕСЛЕР-0107.090 [Электронный ресурс]. URL: https://www.bresler.ru/ (дата обращения: 01.06.2024)
2245
Kotenko A.A.
Moscow Power Engineering Institute (Volzhsky, Russia)
METHODS USED TO DETERMINE LOCATIONS OF DAMAGE TO POWER LINES
Abstract: the paper considers the varieties of methods for determining the location of damage to power lines. It is shown that the wave method for determining damage sites is the most promising way to determine the location of damage in distribution networks, which in combination with other methods gives the most accurate result.
Keywords: determination, place of damage, power line, methodfor determining.
2246
