Автоматическое повторное включение кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110–500 кВ с применением дистанционного метода определения поврежденного участка
Д.Ю. Вихарев, Е.А. Воробьева, А.Ю. Мурзин, Н.А. Родин
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 4, сс. 19—27
Скачать PDF
Состояние вопроса. Для идентификации повреждения на кабельном участке кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110–500 кВ в настоящее время применяется ряд методов, эффективность которых достигается за счет использования дополнительного оборудования и организации каналов связи. Существуют методы, позволяющие идентифицировать повреждение кабельной вставки без использования дополнительных устройств, однако они обладают существенным недостатком, связанным с невозможностью определения повреждения вблизи места перехода с воздушного участка на кабельный. В связи с этим актуальной является задача разработки эффективного метода определения поврежденного участка кабельно-воздушной линии электропередачи без применения дополнительного оборудования.
Материалы и методы. Исследование проведено с использованием методов математического моделирования электрических цепей. Реализация дистанционного метода определения поврежденного участка и оценка эффективности его применения произведена в компьютерном симуляторе PSCAD. Обработка результатов исследования произведена в системе автоматизированного проектирования MathCAD и программном комплексе MATLAB.
Результаты. Предложен дистанционный метод определения поврежденного участка кабельно-воздушной линии электропередачи по параметрам аварийного режима при расположении кабельной вставки на любом ее участке. Проанализировано влияние места заземления экрана кабеля на эффективность организации автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи. Проведено исследование влияния взаимного угла между электродвижущими силами систем по сторонам кабельно-воздушной линии электропередачи на эффективность дистанционного метода определения поврежденного участка.
Выводы. Разработанный метод определения поврежденного участка линии электропередачи позволяет повысить эффективность автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи. Ограничения применимости метода заключаются в его неэффективности при небольшой длине кабельной вставки по отношению к общей длине линии электропередачи. Для повышения эффективности применения разработанного метода для линий с короткой кабельной вставкой требуется использование специальных высокоточных алгоритмов определения параметров сигнала.
1. Овчинников В.В. Автоматическое повторное включение. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 96 с. (Библиотека электромонтера; Вып. 587).
2. Дмитриев М.В. Кабельные линии высокого напряжения. – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. – 688 с.
3. Горячих А.Д. Автоматическое повторное включение кабельно-воздушных линий с применением электронных оптических трансформаторов тока. Пилотный проект на ПС 220 кВ «Герцево». АО «ОЭК» // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2019. – № 1(52). – С. 116–118.
4. Дмитриев М.В. Автоматическое повторное включение на воздушно-кабельных линиях электропередачи 110–500 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2015. – № 1(28). – С. 68–73.
5. Селективное автоматическое повторное включение кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше / В.Г. Алексеев, С.А. Арутюнов, С.В. Балашов и др. // Электроэнергия. Передача и распределение. – 2018. – № 3(48). – С. 94–101.
6. Живых А.А., Кухарчук А.В. Автоматическое повторное включение с функцией контроля состояния линии электропередачи // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы Всерос. науч.-техн. конф. В 2 т., Пермь, 09–11 июня 2020 г. – Пермь: Пермский нац. исслед. политех. ун-т, 2020. – С. 164–168.
7. Давлетшина А.М. Организация релейной защиты и автоматики линий электропередачи с кабельным участком в начале линии // Тинчуринские чтения – 2021 «Энергетика и цифровая трансформация»: материалы Междунар. молодеж. науч. конф. В 3 т., Казань, 28–30 апреля 2021 г. – Казань: ООО ПК «Астор и Я», 2021. – С. 328–331.
8. Goldsborough S.L., Smith R.M. A new distance ground relay // Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. – 1936. – Vol. 55, No. 6. – P. 697–703.
9. Аржанников Е.А. Дистанционный принцип в релейной защите и автоматике линий при замыканиях на землю. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 176 с.