Особенности моделирования определения мест повреждения воздушных линий электропередачи напряжением 6(10) кВ

С. В. Сидоров; В. В. Сушков; И. С. Сухачев

doi:10.34831/EP.2020.92.72.003

Особенности моделирования определения мест повреждения воздушных линий электропередачи напряжением 6(10) кВ

С. В. Сидоров, В. В. Сушков, И. С. Сухачев

Аннотация

Показана актуальность исследования, обусловленная необходимостью расчета первичных параметров ЛЭП и минимизации методической погрешности определения места повреждения ЛЭП с учетом влияния конструктивных особенностей воздушных линий электропередачи. Использованы основные положения теории электрических цепей и электромагнитного поля, алгоритмы пакета MATLAB Simulink. Получены амплитудно-частотные характеристики фазных напряжений на стороне низкого напряжения трансформаторных подстанций 6(10) кВ. Предложена методика определения места однофазного замыкания на землю проводов воздушной линии электропередачи по вторичному напряжению трансформаторных подстанций с учетом влияния конструктивных особенностей воздушных линий электропередачи.

Ключевые слова

нефтяной промысел; воздушная линия электропередачи; конструктивные особенности; определение места повреждения; опора; провод; линейная изоляция; схема замещения; моделирование

Полный текст:

PDF

Литература

Cosse, R. E. Smart industrial substations / R. E. Cosse, J. E. Bowen, H. T. Combs, D. G. Dunn, M. A. Hildreth, A. Pilcher // IEEE Industry application magazine. - 2005. - № 11 (2). - P. 12 - 20.

Valdes, M. Finding fault - Locating a ground fault in low-voltage, high-resistance grounded systems via the single-processor concept for circuit protection / M. Valdes, T. Papallo, B. Premerlani // Record of Conference Papers Industry Applications Society 52nd Annual Petroleum and Chemical Industry Conference. - 2007. - Vol. 13. - Р. 24 - 30.

Сушков, В. В. Оценка остаточного ресурса изоляции погружного электродвигателя установок электрических центробежных насосов добычи нефти при воздействиях импульсных перенапряжений / В. В. Сушков, В. В. Тимошкин, И. С. Сухачев, С. В. Сидоров // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2017. - Т. 328. - № 10. - С. 74 - 80.

Sukhachev, I. S. An algorithm of the loss risk assessment in the oil production in case of electric submersible motor failure / I. S. Sukhachev, T. D. Gladkikh, V. V. Sushkov // 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, Dynamics 2016. - 2016. - № 7819089.

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

Иванов, И. Е. Оценка влияния различных факторов на значения сопротивлений и проводимостей высоковольтной воздушной линии электропередачи // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2017. - № 3. - С. 30 - 39.

Nuthalapati, B. Location detection of downed or broken power line fault not touching the ground by hybrid AD method / B. Nuthalapati, U. K. Sinha // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2019. - Vol. 14 (2). - P. 483 - 489.

Минуллин, Р. Г. Физические основы диагностики повреждения воздушных линий распределительных электрических сетей / Р. Г. Минуллин, И. Ш. Фардиев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2004. - № 5 - 6. - С. 43 - 47.

Бигун, А. Я. Влияние режимных и климатических факторов на потери энергии при нестационарных тепловых режимах линий электропередачи / А. Я. Бигун, О. А. Сидоров, Д. С. Осипов, С. С. Гиршин, В. Н. Горюнов, Е. В. Петрова // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017. - Т. 5. - № 3. - С. 8 - 17.

Солдатов, В. А. Дистанционное определение места повреждения в распределительных электрических сетях 6 - 10 - 35 кВ // Вестник Кыргызского национального аграрного университета им. К. И. Скрябина. - 2018. - № 2 (47). - С. 391 - 397.

РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / под ред. Б. Н. Неклепаева. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 152 с.

Salim, R. H. Extended Fault-Location Formulation for Power Distribution Systems / R. H. Salim, M. Resener, A. D. Filomena, K. Rezende Caino de Oliveira, A. S. Bretas // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2009. - № 24 (2). - Р. 508 - 516.

Mirzai, M. A. A Novel Fault-Locator System; Algorithm, Principle and Practical Implementation / M. A. Mirzai, A. A. Afzalian // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2010. - № 25 (1). - Р. 35 - 46.

Ferreira, K. J. A Noninvasive Technique for Fault Detection and Location / K. J. Ferreira, A. E. Emanuel // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2010. - Vol. 25 (4). - Р. 3024 - 3034.

Ahsaee, M. G. New Fault-Location Algorithm for Transmission Lines Including Unified Power-Flow Controller / M. G. Ahsaee, J. Sadeh // Controller. IEEE Transactions on Power Delivery. - 2012. - Vol. 27 (4). - Р. 1763 - 1771.

Минуллин, Р. Г. Обнаружение повреждений в электрических распределительных сетях локационным методом / Р. Г. Минуллин, Е. В. Закамский. - Казань: ООО "ИЦ Энергопрогресс", 2004. - 207 с.

Федотов А. И. Определение мест однофазных замыканий на землю воздушных линий электропередачи напряжением 6 - 35 кВ / А. И. Федотов, Г. В. Вагапов, Н. В. Чернова // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли: материалы Международной научно-практической конференции. - Альметьевский государственный нефтяной институт. - 2018. - С. 16 - 21.

Fischer, N. Methods for detecting ground faults in medium-voltage distribution power systems / N. Fischer, D. Hou. - Pullman, WA USA, 2006. - P. 15.

Judd, M. R. How sensitive is your ground fault protection? / M. R. Judd, J. S. Davis // IEEE Industry Applications Magazine. - 2006. - № 12 (5). - Р. 49 - 55.

Абдуллазянов, Р. Э. Работа электропередачи распределительной электрической сети напряжением 6 - 10 кВ в режиме длинной линии / Р. Э. Абдуллазянов, С. Н. Зарипова, А. И. Федотов // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2012. - № 1 - 2.

Халилов, Ф. Х. Выбор модели опоры ВЛ 35 - 220 кВ при анализе грозовых перенапряжений / Ф. Х. Халилов, Г. Г. Хохлов // Труды Кольского научного центра РАН. - 2011. - № 1 (4). - С. 112 - 118.

Гольдштейн, В. Г. Математическое моделирование продольных токов смещения и поверхностного эффекта в многослойной земле и проводах линий электропередачи / В. Г. Гольдштейн, Н. В. Сайдова, А. К. Танаев // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2004. - № 30. - С. 170 - 177.

Гольдштейн, В. Г. Уточнённая математическая модель поверхностного эффекта в многослойной земле / В. Г. Гольдштейн, Н. В. Сайдова, А. К. Танаев // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2003. - № 19. - С. 129 - 133.

РД 153-34.3-35.125-99. Руководство по защите электрических сетей 6 - 1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений / Под научной редакцией Н. Н. Тиходеева. - 2-е изд. - СПб: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999. - 355 с.

Разевиг, Д. В. Техника высоких напряжений / Д. В. Разевиг, Л. Ф. Дмоховская, В. П. Ларионов. - М.: Энергия, 1976. - 488 с.

Ramasamy Natarajan. Computer-Aided Power System Analysis. Marcel Dekler, Inc., New York, 2002, 424 p. (Carson R correction terms due to ground resistivity p. 27).

Carson, J. R. Wave Propagation in overhead wires with ground return / J. R. Carson // Bell System Technical Journal, 1926. - 5 (4). - P. 539 - 554.

Mardiana, R. Ground Fault Location on a Transmission Line Using High-Frequency Transient Voltages / R. Mardiana, H. A. Motairy, C. Q. Su // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2011. - Vol. 26 (2). - Р. 1298 - 1299.

Абдуллазянов, Р. Э. Частотные характеристики воздушной линии / Р. Э. Абдуллазянов, А. И. Федотов, Г. В. Вагапов // Труды 16-й Всероссийский научно-методической конференции "Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах". - 2012. - Т. 2.

Вагапов, Г. В. Экспериментальное исследование проявления высших гармоник напряжения на стороне 0,4 кВ потребительских подстанций как метода ранней диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью / Г. В. Вагапов, А. М. Амосов, Н. В. Чернова, Л. И. Абдуллин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2014. - № 4. - С. 89 - 92.

Сушков, В. В. Определение места обрыва линейных проводов воздушной линии по вторичному напряжению трансформаторных подстанций / В. В. Сушков, С. В. Сидоров, И. С. Сухачев, А. М. Гаязов, В. Е. Кармазина // Актуальные вопросы энергетики: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Омск: ОмГТУ, 2018. - С. 41 - 44.

Сидоров, С. В. Оценка влияния различных способов и аппаратов защиты от импульсных перенапряжений в электрической сети напряжением 6 - 10 кВ нефтяных промыслов / С. В. Сидоров, В. В. Сушков, И. С. Сухачев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - Томск: ТПУ, 2019. - Т. 330. № 6. - С. 50 - 58.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.92.72.003