Русская версия English version

Разработка и исследование функции определения места повреждения для информационной системы на основе цифровых трансформаторов

А.А. Яблоков, Г.А. Филатова, А.С. Тимофеев, А.Е. Петров

Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 4, сс. 63—74

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса. Существующие методы определения места повреждения на линиях электропередачи зачастую не обеспечивают требуемую точность (погрешность не более 10 % на ЛЭП длиной до 100 км) и оказываются неустойчивыми к влиянию искажающих замер факторов. Основной источник погрешностей устройств определения места повреждения – первичные преобразователи тока и напряжения. Использование инновационных датчиков тока и напряжения (включая катушки Роговского для физического измерения производной первичного тока) в составе цифровых измерительных трансформаторов позволяет существенно повысить точность замера электрических величин при КЗ. Целью работы является разработка функции определения места повреждения повышенной точности в составе информационной системы, учитывающей особенности нетрадиционных первичных преобразователей и в целом цифровых трансформаторов тока и напряжения.

Материалы и методы. Используются методы теории электрических цепей, а также методы математического имитационного и физико-математического моделирования. Для проведения компьютерных экспериментов использованы современные комплексы моделирования Matlab+Simulink и RSCAD, для проведения физико-математического моделирования – комплекс моделирования в режиме реального времени RTDS. При моделировании ЛЭП удельные параметры принимались известными и неизменными.

Результаты. Разработана функция определения места повреждения, отличающаяся от аналогов использованием информационных сигналов от цифровых трансформаторов тока и напряжения, обладающая устойчивостью функционирования в условиях влияния искажающих замер факторов (наличия переходного сопротивления, изменения электрической нагрузки, фазы пробоя, наличия емкости фаз на землю и др.) и погрешностью не более 8 % (при больших удаленностях и наличии переходного сопротивления в месте КЗ) или 3 % (в условиях отсутствия искажающих замер факторов). Разработан и экспериментально испытан макетный образец информационной системы с функцией определения места повреждения.

Выводы. Разработанная функция определения места повреждения позволяет повысить точность определения места КЗ и уменьшить время на поиск места повреждения. Данные информационной системы по определению места повреждения могут использоваться эксплуатационным персоналом электрических сетей. Достоверность полученных результатов определяется использованием методов классической теории электрических цепей и теории электромагнитных переходных процессов в ЭЭС, сходимостью результатов, полученных при исследовании точности функции в различных комплексах моделирования.

Список литературы на русском языке: 

1.  What is the digital substation and what makes it digital? Edvard Csanyi. Elecnrical Engineering Portal https://electrical-engineering-portal.com/digital-substation

2.  Richards S., Pavaiya N., Boucherit M., Ferret P., Diemer P. Denmark Digital Substations: Feedback on Site Experience https://www.pacw.org/issue/june_2014_issue/lessons_ learned/digital_substations_feedback_on_site_experience/complete_article/1.html

3.  Lebedev V.D., Yablokov A.A. Studies in electromagnetic compatibility of optical and digital current and voltage transformers // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – Vol. 177. – P. 012099.

4.  Кувшинов Г.Е. Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики // РТА. – 2012. – 316 с.

5.  Yablokov A., Filatova G., Timofeev A. Using of non-traditional current and voltage sensors for the fault location // Proc. of MATEC Web Conf. – 2017. – Vol. 141. – P. 1–5.

6.  Куликов А.Л., Обалин М.Д. Определение места повреждения линии электропередачи по мгновенным значениям осциллограмм аварийных событий / А.Л. Куликов, М.Д. Обалин // Вестник ИГЭУ. – 2016. – № 5. – С.16–21.

7.  Kalam A., Stojcevski B. Fault Location in Overhead Power LinesUsing the IEC61850 International Protocol // International Review on Modelling and Simulations (I.RE.MO.S.). – 2010. – Vol. 3, no. 5.

8. Kachesov V.E., Lavrov V.Yu., Cherepanov A.B. Parametric method of fault location in distribution networks // Power Technology and Engineering. – 2003. – Vol. 37, no. 4. – P. 262–268.

9.  Бычков Ю.В., Козлов В.Н., Ермаков К.И. О точности современных устройств ОМП // Релейная защита и автоматизация. – 2016. – № 1. – С. 42–46.

10. Horak J., Hrabliuk J. Current Transformer Errors and Transformer Inrush as Measured by Magnetic, Optical and Other Unconventional CTs http://idconline.com/technical_references/pdfs/ electrical_engineering/Current_Transformer_Errors_ and_Transformer_Inrush.pdf

11. Яблоков A.A., Тимофеев A.C., Филатова Г.А. Разработка алгоритма дистанционного определения места повреждения на основе данных от цифровых трансформаторов тока и напряжения // Кибернетика энергетических систем: сб. материалов ХL науч. семинара по тематике «Диагностика энергооборудования». – Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2018. – С. 443–447.

Ключевые слова на русском языке: 
цифровые трансформаторы тока и напряжения, катушка Роговского, информационная система, определение места повреждения
Ключевые слова на английском языке: 
digital current and voltage transformers, Rogowski coil, information system, fault location
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2019.4.063-074
Количество скачиваний: 
12