Определение мест повреждения изоляции неоднородной линии электроснабжения

Целью исследования явилась разработка алгоритма реализации точного определения места и характера повреждения изоляции на линии электроснабжения, основу которого составляет математическая модель режима электрической сети на основе теории электрических цепей с распределенными параметрами. Достижение этой цели построено на анализе и математическом описании схем замещения распределительной линии с двумя центрами питания в стационарном режиме с известными коэффициентами распространения и волновыми сопротивлениями и в режиме с повреждением. Подробно описаны уравнения модели, на примере расчета типичных режимов распределительной линии длиной 50 км небольшой мощности с двумя центрами питания продемонстрирована возможность оперативно, в режиме текущего времени получить координату вероятного повреждения изоляции и оценить степень повреждения, а признаком аварийного режима послужило отклонение напряжения на выходах центров питания. В целом рассмотренный способ расчета режима распределительной линии электроэнергетической системы переменного тока позволяет в оперативном режиме отслеживать появление повреждений или несанкционированное подключение нагрузки с целью отбора мощности, при этом данная методика пригодна и для анализа линии с единственным центром питания, а также позволяет оперативно регулировать напряжение источников для управления мощностью нагрузки на необходимом уровне. Перспективным направлением дальнейших исследований может быть распространение методики на разветвленные линии с несколькими ответвлениями нагрузок и центрами питания, что характерно, например, для оффшорных электроэнергетических систем. Кроме того, на рассматриваемой модели может быть построена система контроля изоляции и избирательной защиты разветвленных нагрузок.

1. Электрические системы. Электрические сети / В. А. Веников [и др.]. М.: Высш. шк., 1998. 511 с.

2. Аржанников, Е. А. Методы и приборы определения мест повреждения на линиях электропередачи / Е. А. Аржанников, А. М. Чухин. М.: Энергопресс, 1998. 87 с.

3. Дементьев, В. С. Определение места повреждения силовых кабельных линий / В. С. Дементьев, В. К. Спиридонов, Г. М. Шалыт. М.–Л.: Госэнергоиздат, 1962. 346 с.

4. Шалыт, Г. М. Определение мест повреждения в электрических сетях / Г. М. Шалыт. М.: Энергоатомиздат, 1982. 312 с.

5. Данилов, М. И. Оперативная идентификация сопротивлений проводов распределительных сетей 380 В автоматизированными системами учета / М. И. Данилов, И. Г. Романенко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 2. С. 124–140. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-2-124-140.

6. Качесов, В. Е. Параметрический метод определения расстояния до места повреждения в распределительных сетях / В. Е. Качесов, В. Ю Лавров, А. Б. Черепанов // Электрические станции. 2003. № 8. С. 37–43.

7. Байбурин, Э. Р. Метод оперативного определения места повреждения электрической сети напряжением 6 (10) – 35 кВ / Э. Р. Байбурин // Нефтегазовое дело. 2006. № 2. С. 127. URL: https://ogbus.ru/files/ogbus/authors/Bayburin/Bayburin_1.pdf.

8. Сазыкин, В. Г. Графоаналитический метод определения оптимального места расположения пункта сетевого секционирования / В. Г. Сазыкин // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65, № 4. С. 86–96. https://doi.org/10.17213/0136-3360-2022-4-86-96.

9. Баламетов, А. Б. Моделирование режимов электрических сетей на основе уравнений установившегося режима и теплового баланса / А. Б. Баламетов, Э. Д. Халилов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2020. Т. 63, № 1. С. 66–80. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-1-66-80.

10. Шлык, Ю. К. Установившийся режим работы кабельной линии с локальной неоднородностью / Ю. К. Шлык, А. В. Логунов // Промышленная энергетика. 2022. № 7. С. 2–9. https://doi.org/10.34831/EP.2022.40.77.001.

11. Логунов, А. В. Разработка модели кабельной линии с повреждением на основе теории четырехполюсников с переменной топологией / А. В. Логунов, Ю. К. Шлык // Изв. вузов. Электромеханика. 2023. Т. 66, № 3. С. 48–54. https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-3-48-54.

12. Повышение достоверности определения зоны короткого замыкания на линиях 6–35 кВ / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 1. С. 5–14. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-1-5-14.

13. Романюк, Ф. А. Определение зоны повреждения по уровню токов короткого замыкания / Ф. А. Романюк, Е. В. Булойчик, М. А. Шевалдин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 5. С. 396–407. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-5-396-407.

14. Каганов, З. Г. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы / З. Г. Каганов. М.: Энергоатомиздат, 1990. 248 с.

15. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов. М.: Юрайт, 2012. 701 с.