СИНХРОНИЗАЦИЯ ВЕКТОРОВ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

В статье представлен и анализируется метод синхронизации векторов токов и напряжений по концам воздушной линии электропередачи при определении места повреждения для проверки его эффективности. Применено имитационное моделирование режимов коротких замыканий на воздушной линии электропередачи с использованием программного пакета Matlab. Использованы методы определения места повреждения на линиях электропередачи по измерениям значений параметров аварийного режима. Разработан алгоритм, в котором реализован предложенный метод определения места повреждения с синхронизацией векторов токов и напряжений по концам воздушной линии электропередачи. Проведено тестирование разработанного алгоритма и метода. На имитационной модели воздушной линии электропередачи выполнена серия коротких замыканий в различных точках линии с целью получения значений векторов тока и напряжений, которые затем использованы для двухстороннего определения места повреждения с применением предлагаемого метода синхронизации векторов. Погрешность двухстороннего определения места повреждения вследствие несинхронизированности векторов токов и напряжений достигает наибольших значений при коротких замыканиях в крайних точках линии (в начале и конце), так как этому соответствует наибольший угол сдвига между измеренными векторами токов и напряжений. Для заданной модели воздушной линии электропередачи наибольшая погрешность составила 4,5% при угле сдвига 23⁰. Исследования, проведенные на математической модели воздушной линии электропередачи, показали, что использование представленного метода синхронизации векторов токов и напряжений позволяет существенно повысить точность в определении места повреждений на воздушных линиях электропередачи. Погрешность, вызванная несинхронизированностью измерений, сводится к нулю.

линия электропередачи, короткое замыкание, определение места повреждения, синхронизация векторов токов и напряжений

1. Alkim Capar and Aysen Basa Arsoy. Evaluating accuracy of fault location algorithms based on terminal current and voltage data. International journal of electronics and electrical engineering. June 2015. Vol. 3. No. 3. P. 202-206.

2. H. Al-Mohammed, Abido M.A. Fault location based on synchronized measurements: a comprehensive survey. Hindawi Publishing Corporation. The scientific world journal. 2014. Article ID 845307. 10 pages.

3. Куликов А.Л., Вуколов В.Ю., Шарыгин М.В., Бездушный Д.И., Темирбеков Ж. Алгоритм определения места повреждения линии электропередачи с ответвлениями // Вестник НГИЭИ. 2017. № 9 (76). С. 29-38.

4. Kamwa I., Grondin R. PMU configuration for system dynamic performance measurement in large multiarea power systems. IEEE transactions on power system. May 2002. Vol. 17. No. 2. P. 385-394.

5. Ваганов А.Б., Гельфанд А.М., Наровлянский В.Г. Алгоритм обработки синхронизированных векторных измерений параметров режима энергосистемы // Электрические станции. 2012. № 6. С. 47-51.

6. IEEE Std 37.118.1-2011. IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems (Revision of IEEE Std C37.118-2005).

7. Пат. № 2505827, Российская Федерация, МПК G01R31/08. Способ определения места короткого замыкания на воздушной линии электропередачи по замерам с двух ее концов (варианты) / А.Н. Висящев, Э.Р. Пленков, С.Г. Тигунцев; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «ИрГТУ». 2012121320/28; заявл. 23.05.2012, опубл. 27.01.2014. Бюл. № 3.

8. Gururajapathy S.S., Mokhlis H., Illias H.A. Fault location and detection techniques in power distribution systems with distributed generation: a review. Renewable and sustainable energy reviews. July 2017. Vol. 74. P. 949-958.

9. Guobing Song, Xu Chu, Shuping Gao, Xiaoning Kang, Zaibin Jiao and Jiale Suonan. Novel distance protection based on distributed parameter model for long-distance transmission lines. IEEE transactions on power delivery. October 2013. Vol. 28. No. 4. P. 2116-2123.

10. Козлов В.Н., Павлов А.О., Бычков Ю.В. Развитие микропроцессорных средств определения места повреждения на линиях электропередачи // Релейная защита и автоматизация. Чебоксары. 2014. № 02(15). С. 45-49.

11. Козлов В.Н., Павлов А.О., Ефимов Е.Б. Определение места повреждения на линиях ФСК ЕЭС. Релейная защита и автоматика энергосистем // Сборник докладов XX конференции (г. Москва, 1-4 июня, 2010 г.). Москва, 2010. С. 286-290.

12. Ефремов В.А. Виды погрешностей ОМП и их влияние на точность замера // Релейная защита и автоматизация. 2014. № 02(15). С. 54-58.

13. Подшивалин А.Н., Исмуко Г.Н., Адаптация методов определения места повреждения к современным требованиям эксплуатации линий электропередачи. Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем (г. Екатеринбург, 3-7 июня, 2013 г.). Екатеринбург, 2013.

14. Иванов И.Е., Мурзин А.Ю. Определение статистических свойств случайной ошибки, сопровождающей синхронизированные векторные измерения токов и напряжений в установившемся режиме // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2014. № 3. С. 29-38.