По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311, 621.331

Моделирование режимов однофазных замыканий на землю в линиях 6–10 кВ с учетом повышенных электромагнитных влияний

Крюков А. В. д-р техн. наук, профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск
Черепанов А. В. канд. техн. наук, доцент, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск
Любченко И. А. аспирант, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск

В статье представлены результаты исследований, направленных на создание моделей для определения режимов ОЗЗ в линиях 10 кВ, расположенных на опорах контактной сети и подверженных значительным электромагнитным влияниям на основной частоте и частотах высших гармоник.

Литература:

1. Однофазные замыкания на землю в сетях 6–10 кВ и электротравматизм на угольных разрезах / С.В. Кузьмин, Р.С. Кузьмин, В.А. Меньшиков [и др.] // Известия вузов. Горный журнал. – 2020. – № 1. – С. 113–123.

2. Определение тока однофазного замыкания на землю на основе натурного эксперимента с осциллографированием / В.Н. Валов, А.И. Ширковец, М.В. Ильиных [и др.] // Релейная защита и автоматизация. – 2021. – № 3 (44). – С. 104–113.

3. Горячкин С.Н., Тихов М.Е., Воробьев С.В. Влияние нагрузки на перенапряжения при однофазных замыканиях на землю в сети 10 кВ // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (XVIII Бенардосовские чтения). – Иваново, 2015. – С. 109–113.

4. Влияние параллельно работающих фидеров на «резонансные частоты» воздушной линии при однофазном замыкании на землю / Л.И. Абдуллин, Г.В. Вагапов, Н.В. Чернова [и др.] // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2018. – Т. 20, № 1-2. – С. 54–61.

5. Петров М.И., Кузьмин А.А. Влияние частотно-регулируемой нагрузки на процесс усиления гармонических искажений при возникновении однофазного замыкания на землю // Вестник Чувашского университета. – 2015. – № 3. – С. 104–108.

6. Новожилов А.Н., Исабеков Ж.Б., Новожилов Т.А. Моделирование токов однофазного замыкания на землю в линии из двух кабелей на напряжение 6–10 кВ // Технические науки: проблемы и решения. – М., 2018. – С. 116–121.

7. Добрягина О.А., Воробьева Е.А., Шуин В.А. Расчет переходного процесса при однофазном замыкании на землю в сетях 6–10 кВ // Электроэнергетика России: современное состояние, проблемы и перспективы: сборник научных трудов. – Иваново, 2012. – С. 394–401.

8. Овчинников А.В. Анализ повреждений при однофазных замыканиях на землю в сетях 6 (10) кВ // Новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития. – Волгоград, 2017. – С. 93–96.

9. Авербух М.А., Прасол Д.А. Оценка влияния высших гармоник на токи однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью напряжением 6–10 кВ // Интеллектуальная электротехника. – 2021. – № 2 (14). – С. 26–40.

10. Мирошник В.Ю., Соколов П.С. Организация защиты от однофазных замыканий на землю, основанная на использовании высших гармоник в среде MatlabSimulink // Молодой ученый. – 2016. – № 26 (130). – С. 63–68.

11. Худяков А.А., Сапунков М.Л. Исследование влияния асимметрии проводимостей фаз линий на землю на функционирование защиты от однофазных замыканий // Научные исследования и инновации. – 2010. – Т. 4. – № 2. – С. 79–85.

12. Борковский С.О., Горева Т.С., Горева Т.И. Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9-5. – С. 954–959.

13. Выявление режима однофазного замыкания на землю на основе измерения сопротивления петли замыкания / Э.Ф. Хакимзянов, Р.Г. Мустафин, А.И. Федотов [и др.] // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2014. – № 11-12. – С. 107–113.

14. Константинова Е.Д., Иванов М Н. Повышение эффективности электрической сети 6–35 кВ при однофазных замыканиях на землю // Актуальные проблемы автоматизации и энергосбережения в ТЭК России. Материалы Всероссийского с международным участием научно-практического семинара. – Нижневартовск, 2018. – С. 23–29.

15. Qi Zheng, Zheng Zhao, Yang Yihan. Study on method of single-phase-to-earth fault section location in neutral point resonant grounded system. 2010 5th International Conference on Critical Infrastructure (CRIS). 2010. Publisher: IEEE.

16. Minullin R.G., Piskovatskiy Yu.V., Kasimov V.A. Model and Experimental Detection of Single Phase-to-Earth Faults of Overhead Conductors in 6–10 Kv Distribution Circuits by a Location Method. 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). 2020. Publisher: IEEE.

17. Leng Hua, Tang Haiguo, Gong Hanyang, Zhang Zhidan. A New Method to Locate Single-Phase-Earth Fault in Neutral Ineffectively Grounded Systems. 2017 10th International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA). 2017. Publisher: IEEE.

18. Gong Jing, Luan Ru. A new wavelet packet method of single-phase earth fault line selection in distribution network based on the maximum difference comparison. 2009 International Conference on Electrical Machines and Systems. 2009. Publisher: IEEE.

19. Yin Zili, Chen Yuxing, Huang Wenying, Zhang Wie, Li Jichang. A non-solidearthed distribution fault location method based on unbalanced capacitance injection. 2017 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2017 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe). 2017. Publisher: IEEE.

20. Козлов В.К., Киржацких Е.Р., Гиниатуллин Р.А. Исследование влияния переходного сопротивления на определение места однофазного замыкания на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью // Вестник Чувашского университета. – 2019. – № 1. – С. 39–46.

21. Обнаружение локационным методом однофазных замыканий проводов линий электропередачи на землю / Р.Г. Минуллин, Ю.Я. Петрушенко, И.Ш. Фардиев [и др.] // Электротехника. – 2008. – № 12. – С. 20–29.

22. Розмыслова Д.В. Устройства для определения места однофазного замыкания на землю на воздушных линиях напряжением 6, 10 кВ // Актуальные проблемы науки и техники – 2015. Уфа, 2015. – С. 51–54.

23. Neftissov A., Biloshchytskyi A., Novozhilov A., Kislov A. Method for indirect measurement of the phase capacitance of a distribution substation and the single-phase earth fault current. IEEE EUROCON 2021 – 19th International Conference on Smart Technologies.: 2021. Publisher: IEEE.

24. Воротницкий В.Э. Цифровизация в экономике и электроэнергетике // Энергетик. – 2019. – № 12. – С. 6–14.

25. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005. – 273 с.

Воздушные и кабельные линии электропередачи (ЛЭП) 6–10 кВ образуют основную структуру распределительных сетей, в которых имеет место проблема однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) [1]. Специфика режимов работы нейтрали и конструктивного исполнения ЛЭП 6–35 кВ затрудняет эффективное выявление этого вида повреждений и определение его места.

Изучению режимов однофазных замыканий на землю посвящен целый ряд работ. В статье [2] предложен способ определения тока ОЗЗ на основе натурного эксперимента с осциллографированием. Вопросы влияния отдельных факторов на режим ОЗЗ рассмотрены в работах [3–5]. В статье [3] приведены результаты исследований влияния нагрузки на перенапряжения при однофазных замыканиях на землю в сети 10 кВ, задача оценки влияния параллельно работающих фидеров на резонансные частоты воздушной линии при ОЗЗ решена в работе [4]. В статье [5] представлены данные, характеризующие влияние частотнорегулируемой нагрузки на процесс усиления гармонических искажений при возникновении ОЗЗ.

Метод моделирования токов ОЗЗ в линии из двух кабелей на напряжение 6–10 кВ предложен в [6], а алгоритм расчета переходного процесса при однофазном замыкании на землю в сетях 6–10 кВ представлен в статье [7]. Результаты анализа повреждений при ОЗЗ приведены в работе [8]. Решение задачи оценки влияния высших гармоник на токи однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью дано в статье [9].

Большое число работ посвящено задачам разработки защит от ОЗЗ и определения места их возникновения. В статье [10] рассмотрены вопросы организации защиты от однофазных замыканий на землю, основанной на использовании высших гармоник. Исследованию влияния асимметрии проводимостей фаз линий на землю на функционирование защиты от ОЗЗ посвящена работа [11]. Проблема диагностики ОЗЗ в сетях с малыми токами замыкания на землю сформулирована в статье [12]. В работе [13] для выявления режима ОЗЗ предложено измерять сопротивление петли замыкания. Повышению эффективности электрической сети 6–35 кВ при однофазных замыканиях на землю посвящена статья [14]. Результаты исследования метода локализации участка однофазного замыкания на землю в системе с резонансным заземлением нейтрали приведены в работе [15]. Метод обнаружения ОЗЗ предложен в работе [16]. Новый метод идентификации однофазного замыкания на землю в сетях с неэффективным заземлением описан в статье [17]. Вейвлет-пакетный метод идентификации линии с ОЗЗ в распределительной сети, основанный на сравнении максимальной разности, предложен в работе [18]. Метод определения места повреждения распределительной сети с изолированной нейтралью, базирующийся на инжекции несбалансированной емкости, представлен в статье [19]. Результаты исследования влияния переходного сопротивления на определение места ОЗЗ в распределительных сетях с изолированной нейтралью приведены в работе [20]. Локационному методу обнаружения ОЗЗ посвящена статья [21]. Устройства для определения места однофазного замыкания на землю на воздушных линиях напряжением 6, 10 кВ описаны в работе [22]. Метод косвенного измерения фазной емкости распределительной подстанции и тока однофазного замыкания на землю предложен в статье [23].

Для Цитирования:
Крюков А. В., Черепанов А. В., Любченко И. А., Моделирование режимов однофазных замыканий на землю в линиях 6–10 кВ с учетом повышенных электромагнитных влияний. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации. 2022;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: