Дистанційний метод визначення місця міжфазного короткого замикання в розподільній мережі 6-35 кВ з повітряними лініями електропередачі

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Як об'єкт діагностування розподільчі мережі (РМ) 6-35 кВ є складною системою [1-3]. В таких системах існує значна неоднорідність, яку можна розділити на такі типи:

- конструктивна (провідники різного типу та перерізу, різні типи опор, використання різнорідної комутаційної апаратури та автоматики тощо);

- структурна (розподіленість по території, складна та глибока ієрархія, деревоподібність);

- режимна (несиметрія режимів, різноманітність характеру навантаження, режим роботи нейтралі);

- інформаційна (точність отриманих значень параметрів, достовірність звітності енергопідприємств про функціонування автоматики, передача даних по лініях зв'язку).

Крім цього РМ мають порівняно низький рівень резервування вузлів навантаження, облаштування автоматичними комутаційними апаратами, мають малий об'єм засобів автоматики і виконуються з відносно дешевих та ненадійних елементів, тобто вони мають низький технічний рівень. Наряду з цим вони складаються з різних конструктивних елементів, розподілені в просторі, мають високу ціну відмов, автономні, підлягають впливу великої кількості різних факторів, що призводить до великої кількості пошкоджень і складностей в їх усуненні [5, 6].

Вплив неоднорідності значно ускладнює методику та процедуру пошуку місць пошкоджень, що в ряді випадків збільшує час на проведення операцій з визначення місця пошкодження (ВМП).

Таким чином подальше вдосконалення методів та засобів ВМП повинно ґрунтуватись на врахуванні неоднорідностей РМ.

Мета роботи. Підвищення точності визначення місця міжфазного короткого замикання шляхом врахування конструктивної, структурної, інформаційної та режимної неоднорідності розподільних електричних мереж 6-35 кВ.

Методи ВМП в СЕП ґрунтуються на контролі динамічних та статичних характеристик об'єкта при пошкодженні, або параметрів аварійного режиму (ПАР). ПАР називають струми та напруги або їх складові, що виміряні в період к. з. Виміри ПАР виконують в період наявності металевого або дугового к. з. на ПЛ. Цей період не перевищує 0,1 с. При використанні динамічних характеристик отримують значні переваги в автоматизації процесу пошуку. Але їх використання не позбавлене труднощів. При відключенні РМ релейним захистом фіксацію ПАР необхідно здійснювати в короткий проміжок часу, між виникненням пошкоджень і спрацюванням комутаційного апарату. З іншого боку, неоднорідність РМ вимагає застосовувати розподілені в просторі засоби контролю та створення систем передачі контрольного сигналу. Можливості використання цих методів на ПЛ напругою 6-10-35 кВ обмежені в зв'язку зі специфічними властивостями цих мереж, що відзначались вище. Тому на мережах 6-35 кВ застосовують лише методи, що ґрунтуються на принципі однобічного вимірювання ПАР для розрахунку відстані до точки к. з. При застосуванні односторонніх вимірювань на вводі в підстанцію зменшуються капітальні витрати, але похибка ВМП значно зростає, тому доцільним є вдосконалення методів, що засновані на однобічному вимірі ПАР.

На даний момент значні успіхи досягнуті в розробці методів та засобів ВМП для ліній з напругою 110-750 кВ. Можливість використання цих методів для розподільних мереж, в силу вказаних специфічних особливостей таких мереж в порівнянні з мережами більш високої напруги, майже виключена.

Через високу ціну відмови в РМ необхідним стає скорочення часу на пошук пошкоджень.

Оптимізацію процесу пошуку міжфазного к. з. доцільно здійснювати за методом, що ґрунтується на використанні дуального критерію оптимальності:

, (1)

розподільчий міжфазний дуальний

де і - час відключення ділянки лінії та недовідпустка електроенергії на - ому кроці пошуку і локалізування відповідно; - величина навантаження, що відключається на - ому кроці.

Пошук місць пошкоджень розглядається як послідовність операцій виявлення пошкодженої системи електропостачання, лінії, ділянки лінії або зони обходу та її елемента.

Питома кількість пошкоджень є достатньо стійкою характеристикою та в середньому за 2004/2005 р. р. по ПЛ 6-10 кВ ВАТ "АК Вінницяобленерго" складає 0,17 пошкоджень на 1 км довжини РМ в рік.

В мережах, що розглядаються, значні струми пошкоджень мають місце при трифазних та двофазних к. з. Виникають також і подвійні замикання на землю, хоч вірогідність їх виникнення мала. Такі види к. з. завжди відключаються релейним захистом, що викликає зупинку електропостачання підприємств народного господарства.

Для визначення пошкодженої лінії пропонується алгоритм, в якому змінена традиційна послідовність здійснення операцій. Операція вимірювання та фіксації необхідних параметрів для розрахунку відстані до місця к. з. здійснюється на кожному з відгалужень, що відходять від шин підстанції. Таким чином, при виникненні к. з. ми одразу отримуємо інформацію про номер пошкодженого фідера, та за допомогою вимірювальної системи - інформацію про вид режиму та його параметри.

Наступним кроком є визначення необхідної зони обходу пошкодженої лінії. Глибина визначення такої зони обмежується ділянкою, яку можливо виділити комутаційними апаратами.

Для звуження меж зони обходу, або збільшення точності розрахунку відстані до місця пошкодження важливим є не тільки саме значення струму навантаження в мережі, але і те, як саме розподілено цей струм між окремими відгалуженнями вздовж магістральної лінії. Встановити чисельні значення струмів навантаження на конкретному відгалуженні можливо завдяки прогнозуванню рівня навантаження. Таким чином для побутових споживачів, що становлять більшість в СЕП сільськогосподарських районів, модель фактичних значень потужностей споживання може бути представлена в наступному вигляді:

, (2)

де - впорядкований вектор фактичних значень, що виражені в логарифмах часових навантажень; - матриця метеорологічних та інших змінних; - матриця фіктивних часових змінних (кожна з цих змінних дорівнює одиниці для відповідної години доби та нулю для інших годин); - вектор залишків. Дана модель дозволяє врахувати метеофактори, номер дня тижня та час доби, що безпосередньо пов'язані з величиною потужності, яка споживається.

При відомих значеннях струмів відгалужень проводять сканування - обчислюються значення струмів зворотної послідовності міжфазного к. з. вздовж магістралі та на самих відгалуженнях. Точки, в яких ці значення співпадають, з'єднують між собою і отримують еквіструмові лінії. Розрахунок струмів к. з. може виконуватись вручну або з використанням ЕОМ за спеціальною програмою [4]. При використанні останнього способу можливо врахувати різні фактори, що впливають на отримані результати (перехідний опір в місці к. з., симетрію режиму роботи мережі тощо). Для прискорення пошуку цей метод використовують у сукупності з покажчиками пошкодженої ділянки (ППД), які встановлюють в місцях відгалужень. Найбільш широке розповсюдження отримали ППД типу УПУ-1, УПУ-2 [4].

Далі розраховують очікувану похибку , що визначає необхідну зону обходу лінії під час пошуку пошкоджень на трасі ПЛ.

Наступним кроком є визначення пошкодженого елемента. Це здійснюється за участю оперативної виїзної бригади (ОВБ) під керівництвом диспетчера або чергового по підстанції. Оперативна виїзна бригада обслідує зону, в якій по розрахункам повинно знаходитись місце замикання, та за допомогою локаційних приладів визначають його.

Перевагами запропонованого методу є те, що при визначенні зони обходу враховується розподіл навантаження вздовж фідера безпосередньо перед моментом виникнення к. з. Це дозволяє звузити межі зони обходу особливо при виникненні к. з. в кінці лінії. Також при побудові еквіструмових ліній для конкретного фідера можливо врахувати конструктивну неоднорідність ПЛ (використання проводів різного перетину, опори обмоток силових трансформаторів, перехідні опори контактів вимикачів та роз'єднувачів тощо).

Література

1. Кутин В.М., Пискляров П.К. Поиск повреждений в распределительных электрических сетях. - К.: Техніка, 1994. -138 с.

2. Кутін В.М., Вашковський В.В. Інформаційно-вимірювальна система визначення місць пошкодження в розподільних мережах змінного струму напругою 6-35 кВ // Вісник ВПІ-2000 №5 - С. 48-55.

3. Шалыт Г.М. Определение мест повреждений в электрических сетях. М. 1982.

4. Айзенфельд А.И., Шалыт Г.М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлениями. - 2-е изд., прерраб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 160 с.

5. Шабад М.А. Расчет релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1976.

6. Зорин В.В., Тисленко В.В., Клеппель Ф., Адлер Г. Надежность системы электроснабжения. - К.: Вища школа, 1984. - 182 с.

Размещено на Allbest.ru