Практическая реализация системы пофидерной диагностики однофазных замыканий на землю с распределенным сбором данных в режиме реального времени

Авторы

  • Иванович Федотов Александр Казанский государственный энергетический университет
  • Рафик Шайхолович Басыров Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева -КАИ
  • Георгий Валериянович Вагапов «Инжиниринговый центр» Казанского государственного энергетического университета
  • Айнур Фоатович Абдуллазянов Казанский государственный энергетический университет

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2021-2-78-85

Ключевые слова:

однофазные замыкания на землю, резонансные гармоники тока и напряжения, место повреждения, электрические сети, программное обеспечение

Аннотация

Изложены теоретические положения выделения процесса однофазного замыкания на землю в электрических сетях с изолированным режимом работы нейтрали, реализованные в имитационных моделях в среде программно-аппаратного комплекса RTDS. Результаты имитационного моделирования раскрывают возможности выделения режима однофазного замыкания на землю по параметрам высших гармонических составляющих тока и напряжения. Представлены результаты моделирования по выделению фидера с повреждением при различных режимах функционирования электрической сети. Практическая реализация теоретических положений осуществлена в виде инсталлированной системы в распределительном устройстве 10 кВ на электрической подстанции напряжением 110/10 кВ. Аппаратная часть системы пофидерного контроля позволяет реализовать определение не только фидера, но и фазы с повреждением, без необходимости пофидерного отключения. Программная часть системы дает возможность осуществлять текущий мониторинг отходящих фидеров со встроенной сигнализацией и просмотром архива событий на АРМ диспетчера.

Биографии авторов

Иванович Федотов Александр, Казанский государственный энергетический университет

д-р техн. наук, профессор кафедры «Электрические станции» Казанского государственного энергетического университета.

Рафик Шайхолович Басыров, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева -КАИ

канд. техн. наук, доцент кафедры «Техническая физика» Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева -КАИ».

Георгий Валериянович Вагапов, «Инжиниринговый центр» Казанского государственного энергетического университета

канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник отдел «НИОКР» «Инжиниринговый центр» Казанского государственного энергетического университета.

Айнур Фоатович Абдуллазянов, Казанский государственный энергетический университет

аспирант кафедры «Электрические станции» Казанского государственного энергетического университета.

Библиографические ссылки

https://minenergo.gov.ru/node/18410 (дата обращения 20.01.2021).

https://minenergo.gov.ru/node/1026 (дата обращения 20.01.2021).

Особенности использования электрических величин переходного процесса в защитах от замыканий на землю электрических сетей 6 - 10 кВ / В.А. Шуин, Д.И. Ганджаев, О.А. Сарбеева, Е.С. Шагурина // Вестник ИГЭУ. Вып. 1. 2011.

Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6 - 35 кВ. Направленные защиты. Влияние электрической дуги на направленные защиты // Новости Электро Техники. 2006. № 1.

Вайнштейн Р.А., Карбышев А.Ф. Обоснование выбора тока срабатывания защиты от замыканий на землю в сети с изолированной и заземлённой через резистор нейтралью // Управление режимами электроэнергетических систем. Новосибирск: Изд-во НГГУ, 1994. С. 105 - 110.

Сидоров С.В., Сушков В.В., Сухачев И.С. Особенности моделирования определения мест повреж-дения воздушных линий электропередачи напряжением 6(10) кВ // Промышленная энергетика. 2020. № 3. С. 33 - 40.

Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. СПб.: ПЭИПК, 2003. 350 с.

Спектральный состав токов и напряжений воздушной распределительной электрической сети с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях на землю и его использование для определения мест повреждения / А.И. Федотов, В.Г. Макаров, Р.Э. Абдуллазянов, Г.В. Вагапов, Н.В. Чернова // Изв. вузов. Электромеханика. 2019. Т. 62. № 2. С. 72 - 84.

Kulikov A.L. Algorithm for identifying a damaged area on cable-overhead power lines based on the recognition of wave patterns. Electricity. 2018. No. 3. Pp. 11-17.

Антонов В.И. Адаптивный структурный анализ электрических сигналов: теория и ее приложения в интеллектуальной электроэнергетике Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та, 2018. 334 с.

Нормирование амплитуды высших гармоник при определении фидера с однофазным замыканием на землю / А.И. Федотов, Л.В. Ахметвалеева, Р.Ш. Басыров, Г.В. Вагапов, Е.А. Федотов // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 1. С. 58 - 68.

Zhang Y., Zhang H. Fault line selection for single-phase earthed fault based on injected active component. 2011 International Conference on Electrical and Control Engineering. Yichang. 2011. Pp. 5270-5273. DOI: 10.1109/ICECENG. 2011.6057841.

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). Beijing. 2010. Pp. 1-4. DOI: 10.1109/CRIS.2010.5617537.

Zhang H. et al. A Segmented Network Method Based Faulted Line Selection Strategy for Single-Phase Earth Fault in Small Current Grounding Distribution Network. 2017 International Conference on Computer Systems, Electronics and Control (ICCSEC). Dalian. 2017. Pp. 1582-1585. DOI: 10.1109/ ICCSEC.2017.8446834.

Yanwen W., Li Z. ""Research on single-phase-to-earth fault section location in coal mine high-voltage power supply system. 2017 IEEE 2nd Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference (IAEAC). Chongqing. 2017. Pp. 1579-1583. DOI: 10.1109/IAEAC.2017. 8054279.

Paul D. Phasor diagram of a single-phase-ground fault current in a high-resistance grounded power system. 2017 IEEE/IAS 53rd Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference (I&CPS). Niagara Falls. ON. 2017. Pp. 1-6, DOI: 10.1109/ICPS.2017.7945108.

Jia Q., Dong X., Shi S., He X. Non-communication Protection for Single-Phase-to-Ground Fault Feeder in Neutral Non-Effectively Grounded Distribution System. 2018 IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM). Portland. OR. 2018. Pp. 1-5. DOI: 10.1109/PESGM. 2018.8586136.

Qi M., Leng H., Zhang Z., Yang L., Peng S., X. Zeng. Fast disposal method for reducing electricity risk of single-phase ground fault in distribution network. 2017 China International Electrical and Energy Conference (CIEEC). Beijing. 2017. Pp. 554-558. DOI: 10.1109/CIEEC.2017.8388508.

Lei Aoyu, Dong X., Shi S., Wang Bin. A novel current travelling wave based single-ended fault location method for locating single-phase-to-ground fault of transmission line. 2015 50th International Universities Power Engineering Conference (UPEC). Stoke on Trent. 2015. Pp. 1-6. DOI: 10.1109/UPEC.2015.7339950.

Определение мест обрыва и однофазных замыканий на землю в распределительных электрических сетях по параметрам режима на стороне 0,4 кВ понижающих подстанций / А.И. Федотов, Г.В. Вагапов, Н.В. Роженцова, Э.Ю. Абдуллазянов, Ш. Курт // Промышленная энергетика. 2016. № 4. С. 34 - 40.

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 // Изв. вузов. Электромеханика. 2014. № 4. С. 89 - 92.

Fedotov A., Vagapov G., Abdullin L. Identification of feeder with single-phase ground fault /2019 International Conference on Industrial Engineering Applications and Manufacturing. ICIEAM 2019. Sochi. Russian Federation. 25-29 Marc 2019. Pp. 1-5. DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8742969.

Опубликован

15.04.2021

Как цитировать

(1)
Александр, И. Ф.; Басыров, Р. Ш.; Вагапов, Г. В.; Абдуллазянов, А. Ф. Практическая реализация системы пофидерной диагностики однофазных замыканий на землю с распределенным сбором данных в режиме реального времени. electromeh 2021, 64, 78-85.

Выпуск

Раздел

Статьи