Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Автоматическое повторное включение высоковольтных кабельно-воздушных линий электропередачи. Часть 1
Аннотация
Рассмотрены технические решения автоматического повторного включения (АПВ) и определения места повреждения (ОМП) высоковольтных кабельно-воздушных линий (КВЛ) электропередачи. Вводится классификация методов АПВ КВЛ, а также анализируются особенности реализации АПВ КВЛ на основе контроля волновых процессов. Предложены алгоритмы определения поврежденного участка КВЛ и расстояния до места ее повреждения с использованием «волновых портретов», односторонних и двухсторонних синхронизированных (несинхронизированных) измерений параметров волновых процессов и аварийного режима. Перспективность применения волновых методов подтверждается результатами полунатурных испытаний, а также практического внедрения способов АПВ КВЛ. Для студентов старших курсов и аспирантов вузов энергетического профиля, специалистов-разработчиков средств релейной защиты и ОМП высоковольтных КВЛ, а также эксплуатационного персонала магистральных электрических сетей.
DOI: 10.71527/EP.BE.2025.11.323
Ключевые слова
Литература
Богорад А. М., Назаров Ю. Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М.: Энергия, 1969.
Беркович М. А., Комаров А. Н., Семенов В. А. Основы автоматики энергосистем. М.: Энергоиздат, 1981.
Голубев М. Л. Автоматическое повторное включение в распределительных сетях. М.: Энергоиздат, 1982.
Овчинников В. В. Автоматическое повторное включение. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001. [Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 2(26)].
CIGRE Working Group B5.23. Short Circuit Protection of Circuits with Mixed Conductor Technologies in Transmission Networks: CIGRE technical brochure № 587. 2014. 241 p.
Халитов В., Пасынков Д. Высоковольтные кабельные линии: новые приоритеты. Обзор итогов 47-й сессии СИГРЭ // Новости ЭлектроТехники. 2019. № 2(116). С. 50 – 52.
Халитов В. Кабельные линии 6 – 500 кВ. Повышение надежности кабелей, проложенных в трубах // Новости ЭлектроТехники. 2019. № 4(118) – 5(119). С. 76 – 78.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ). — 6-е и 7-е изд.: Утв. Приказом Минэнерго России от 08.07.2002. № 204.
Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе»: Утв. Советом Директоров ПАО «Россети» (протокол от 08.11.2019 № 378).
СТО 56947007-29.240.10.248–2017 Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 – 750 кВ (НТП ПС): Утв. и введен в действие Приказом ПАО «ФСК ЕЭС» от 25.08.2017 № 343.
Методические указания по применению в ПАО «Россети Московский регион» основных технических решений по эксплуатации, реконструкции и новому строительству электросетевых объектов: Утв. приказом ПАО «Россети Московский регион» от 26.05.2022 № 545 (в редакции приказов от 04.07.2022 № 711, от 15.07.2022 № 771).
Дмитриев М. Высоковольтные линии с однофазными кабелями. Защита от перенапряжений // Новости ЭлектроТехники. 2016. № 6(102). С. 38 – 41.
Дмитриев М. Кабельно-воздушные линии 35 – 500 кВ. Требования к заземлению переходных опор // Новости ЭлектроТехники. 2017. № 1(103). С. 2 – 5.
Бурлаков Е. Переходные процессы и перенапряжения в однофазных кабельных линиях высокого напряжения / Е. Бурлаков, Г. Евдокунин, А. Карпов и др. // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2017. Т. 4. № 1. С. 3 – 9.
Вычегжанин В. В. Обзор мирового опыта строительства переходных пунктов кабельно-воздушных линий высокого напряжения / В. В. Вычегжанин, Я. В. Ткачук, М. В. Дмитриев и др. // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 5(50). С. 74 – 82.
Ермошина М., Александрова М., Глинский С. Кабельно-воздушные линии 35 – 110 кВ. Обеспечение коммутаций на переходных пунктах // Новости ЭлектроТехники. 2019. № 2(116). С. 54 – 56.
Пат. 2739911 РФ, МПК E04H 12/00 (2020.08), H02G 7/00 (2020.08). Цифровой переходный пункт с контрольным оборудованием / М. С. Ермошина, В. В. Вычегжанин, Я. В. Ткачук, С. М. Сильверстов. №2020108242: заявл. 25.02.2020: опубл. 29.12.2020.
Пушкарский Д. А., Смирнов А. В., Линт М. Г. Устройства автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи в мегаполисах ПАО «МОЭСК» // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 2(53). С. 68 – 74.
Kulikov A. L. Methods for the implementation of automatic reclosing on combined overhead and underground cable power lines 110 – 500 kV / A. L. Kulikov, P. P. Pelevin, A. Loskutov, et al. // Przeglad Elektrotechniczny. 2022. No. 7. P. 52 – 57.
Пат. 033001 Испания, МПК G01R 33 / 032 (2006.01), 15 / 24 (2006.01). Optical system for identifying faults in mixed power transmission lines / Gallastegi Uriarte Andoni, Sanchez Lekue Aritz. № PCT/ES2013/070621: заявл. 04.09.2013: опубл. 12.03.2015.
Опыт применения оптических датчиков тока в электросетевой компании Transpower New Zealand: Цифровая подстанция. — URL: http://digitalsubstation.com/blog/2013/01/10/opy-t-primeneniya-opticheskih-datchikov (дата обращения: 01.09.2022).
Пат. 165635 РФ, МПК H02H 3/06 (2006.01), G01R 1/00 (2006.01). Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи / Д. И. Догадкин, Г. Н. Исмуков, А. Л. Куликов и др. № 2016100463/07: заявл. 11.01.2016: опубл. 27.10.2016.
Догадкин Д. Устройство автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи мегаполисов / Д. Догадкин, Р. Марин, Е. Ширшова и др. // Электроэнергия. Передача и распределение. 2016. № 5(38). С. 114 – 119.
Kawal K. Selective Auto-Reclosing of Mixed Circuits Based on Multi-Zone Differential Protection Principle and Distributed Sensing / K. Kawal, S. Blair, Q. Hong, et al. // Energies. 2023. 16(6): 2558.
Пат. 2669542 РФ, МПК G01R 15/24 (2006.01), H02H 3/06 (2006.01). Система селективного блокирования автоматического повторного включения на комбинированных кабельно-воздушных линиях электропередачи / Г. С. Нудельман, С. В. Балашов, Е. Ю. Ерохин и др. № 2016100463/07: заявл. 12.01.2018: опубл. 11.10.2018.
Алексеев В. Г. Селективное автоматическое повторное включение кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше / В. Г. Алексеев, С. А. Арутюнов, С. В. Балашов и др. // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 3 (48). С. 94 – 101.
Нудельман Г. С. Система селективного автоматического повторного включения кабельно-воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше. Результаты разработки и опыт внедрения / Г. С. Нудельман, С. В. Балашов, Е. Ю. Ерохин и др. // Релейщик. 2020. № 3(38). С. 12 – 19.
Руководство по эксплуатации SEL-T400L (SEL, США). Ultra-High-Speed Transmission Line Relay Traveling-Wave Fault Locator High-Resolution Event Recorder. Instruction Manual. Schweitzer Engineering Laboratories. 2017.
Kasztenny B. Locating faults before the breaker opens – adaptive autoreclosing based on the location of the fault / B. Kasztenny, A. Guzman, V. M. Mangapathirao, et al. // 44th Annual Western Protective Relay Conference. 2017. P. 1 – 15.
Пат. 2658673 РФ, МПК H02H 3/06 (2006.01). Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи / А. Л. Куликов, А. А. Лоскутов, П. С. Пелевин. № 2017133565: заявл. 26.09.2017: опубл. 22.06.2018.
Куликов А. Л., Лоскутов А. А., Пелевин П. С. Алгоритм идентификации поврежденного участка на кабельно-воздушных линиях электропередачи на основе распознавания волновых портретов // Электричество. 2018. № 3. С. 11 – 17.
Куликов А. Л., Лоскутов А. А., Пелевин П. С. Метод автоматического повторного включения на кабельно-воздушных ЛЭП с использованием двусторонних измерений // Тр. НГТУ им. Р. Е. Алексеев. Нижний Новгород, 2019, № 4. С 81 – 90.
Пат. 2719763 РФ, МПК H02H 3/06 (2006.01). Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи / А. Л. Куликов, П. С. Пелевин, А. А. Лоскутов. № 2019143621: заявл. 25.12.2019: опубл. 23.04.2020.
Пат. 2663413 Р Ф, МПК H02H 3/06 (2006.01). Способ автоматического повторного включения кабельно-воздушной линии электропередачи / А. Л. Куликов, А. А. Лоскутов, А. А. Петрухин. № 2017130666: заявл. 29.08.2017: опубл. 06.08.2018.
Пелевин П. С., Лоскутов А. А., Шарафеев Т. Р. Повышение надежности кабельно-воздушных линий электропередачи путем организации интеллектуального автоматического повторного включения // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 70. Методические и практические проблемы надежности систем энергетики. Кн. 2 / Отв. ред. Н. И. Воропай. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2019. С. 252 – 261.
Пелевин П. С., Лоскутов А. А., Лоскутов А. А. Повышение надежности кабельно-воздушных линий электропередачи путем организации интеллектуального автоматического повторного включения // Электроэнергия. Передача и распределение. 2020. № 3. С. 88 – 94.
Pelevin P., Loskutov A., Sharafeev T. Improving the reliability of combined overhead and cable power lines by organizing smart autoreclosing // Rudenko International Conference «Methodological problems in reliability study of large energy systems» (RSES 2019). Vol. 139. 2019. P. 5.
Славинский А. Диагностика муфт для КЛ с полиэтиленовой изоляцией. Подходы и критерии / А. Славинский, В. Устинов, С. Кассихин и др. // Новости ЭлектроТехники. 2020. № 3(123). С. 36 – 41.
Куликов А. Л., Пелевин П. С., Лоскутов А. А. Распознавание бросков тока намагничивания трансформаторов для предотвращения излишнего действия релейной защиты в тяговых сетях переменного тока // Электроника и электрооборудование транспорта. 2019. № 6. С. 2 – 7.
Куликов А. Л., Илюшин П. В., Пелевин П. С. Применение дискриминаторных методов для оценки параметров режима энергорайонов с объектами распределенной генерации // Электричество. 2019. № 7. С. 22 – 35.
Шалыт Г. М. Определение мест повреждения линий электропередачи импульсными методами. М.: Энергия, 1968.
Барухман В. А., Кудрявцев А. А., Кузнецов А. П. Устройства для определения мест повреждения на воздушных линиях электропередачи. М.: Энергия, 1973.
Айзенфельд А. И. Методы определения мест короткого замыкания на воздушных линиях электропередачи при помощи фиксирующих приборов М: Энергия, 1974.
Шалыт Г. М. Определение мест повреждения в электрических сетях. М.: Энергоиздат, 1982.
Айзенфельд А. И., Шалыт Г М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлениямит. М : Энергия, 1977.
Арцишевский Я. Л. Определение мест повреждения линий электропередачи в сетях с заземленной нейтралью. М.: Высшая школа, 1988.
Аржанников Е. А., Чухин А. М. Методы и приборы определения мест повреждения на линияхэлектропередачин. М.: НТФ «Энергопресс», 1998.
Аржанников Е. А., Лукоянов В. Ю., Мисриханов М. Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи / Под ред. В. А. Шуина. М.: Энергоатомиздат, 2003.
Куликов А. Л. Дистанционное определение мест повреждений высоковольтных линий электропередачи средствами цифровой обработки сигналов: Дис. … доктора техн. наук. Иваново, 2007.
Обалин М. Д. Применение имитационного моделирования для адаптации алгоритмов определения места повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима: Дис. … канд. техн. наук. Н. Новгород, 2016.
Ананьев В. В. Методы повышения точности многостороннего волнового определения места повреждений на воздушных линиях электропередачи с ответвлениями: Дис. … канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2017.
Кузнецова Н. С. Рефлектометр с автоматической коррекцией методической погрешности для определения места повреждения линии электропередачи: Дис. … канд. техн. наук. Волгоград, 2017.
Куликов А. Л., Обалин М. Д., Колобанов П. А. Анализ и повышение точности при определении места повреждения линий электропередачи // Изв. вузов. Сер. Электромеханика. 2013. № 5. C. 57 – 62.
Thomas, D. W. P., Carvalho R. J. O., Pereira E. T. Fault Location in Distribution Systems Based on Traveling Waves // Proceedings – IEEE Bologna Power Tech Conference. 2003. Vol. 2.
Hizam H., Crossley P. A. Estimation of Fault Location on a Radial Distribution Network Using Fault Generated Travelling Waves Signals // Journal of Applied Sciences. 2007. Vol. 7(23). P. 3736 – 3742.
Livani H. Intelligent Fault Location for Smart Power Grids: dissertation, Ph. D. Blacksburg, 2014.
Куликов А. Л. Дистанционное определение мест повреждений ЛЭП методами активного зондирования. М: Энергоатомиздат, 2006.
Куликов А. Л., Мисриханов М. Ш. Петрухин А. А. Определение мест повреждений ЛЭП 6 – 35 кВ методами активного зондирования. М.: Энергоатомиздат, 2009.
Петрухин А. А. Совершенствование методов и технических средств определения мест повреждений воздушных ЛЭП 6 – 35 кВ на основе активного зондирования: Дис. … канд. техн. наук. Иваново, 2009.
Минуллин Р. Г. Определение места повреждения локационным методом на линиях электропередачи с ответвлениями / Р. Г. Минуллин, Ю. В. Писковацкий, В. А. Касимов и др. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2021. Т. 13. № 3(51). С. 69 – 80.
Rachidi F., Rubinstein M., Paolone M. Electromagnetic time reversal. Application to Electromagnetic Compatibility and Power System // John Wiley & Sons, Ltd. 2017.
Johns A. T., Salman S. K. Digital protection for power systems // Peter Peregrinus Ltd., on behalf of the Institution of Electrical Engineers, London, UK, 1995.
Лачугин В. Ф. Релейная защита объектов электроэнергетических систем, основанная на использовании волновых методов: Дис. … доктора техн. наук. М., 2015.
Куликов А. Л., Лоскутов А. А., Пелевин П. С. Особенности применения одностороннего определения места повреждения на ЛЭП с использованием волновых портретов // 21-й Международный научно-промышленный форум «Великие реки 2019»: Тр. научного конгресса. Т. 3. 2019. С. 66 – 69.
Vajira Pathirana. A power system protection scheme combining impedance measurement and travelling waves: software and hardware implementation: dissertation, Ph. D., Winnipeg, Canada, 2004.
Микуцкий Г. В., Скитальцев В. С. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Valenti A. Traveling wave fault location fo radial MV distribution systems, theoretical approach and EMTP simulations / A. Valenti, G. Huard, P. Johannet, et al. // Proceedings – IPST: International Conference on Power Systems Transients. 1999. 229 – 234.
Yi-Zhuang, H. A., XiaoLin Q., MingChao X. A new fault location method // Proceedings. International Conference on Power System Technology. 2002. Vol. 2. P. 1142 – 1145.
Kulikov A., Loskutov A., Pelevin P. Methods for implementing of the single-ended traveling wave fault locating on the transmission lines based on traveling wave pattern recognition // Proceedings – 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon). 2018.
Reis R. L. A. An improved single-ended correlation-based fault location technique using traveling waves / R. L. A. Reis, F. V. Lopes, W. L. A. Neves, et al. // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2021. Vol. 132.
Reis R. L. A., Lopes F. V. Correlation-based single-ended traveling wave fault location methods: A key settings parametric sensitivity analysis // Electric Power Systems Research. 2022. Vol. 213.
Guzman A. Accurate and Economical Travelling-Wave Fault Locating Without Communications / A. Guzman, B. Kasztenny, Y. Tong, et al. // 44th Annual Western Protective Relay Conference. Spokane, Washington. 2017.
Lopes F. V. Practical Methodology for Two-Terminal Traveling Wave-Based Fault Location Eliminating the Need for Line Parameters and Time Synchronization / F. V. Lopes, P. Lima; J. P. G. Ribeiro, et al. // IEEE Transactions on Power Delivery. 2019. Vol. 34, No. 6. P. 2123 – 2134.
Lopes F. V. Real-Time Traveling-Wave-Based Fault Location Using Two-Terminal Unsynchronized Data / F. V. Lopes, K. M. Silva, F. B. Costa, et al. // IEEE Transactions on Power Delivery. 2015. Vol. 30. No. 3. P. 1067 – 1076.
Chen P., Xu B., Li J. The Optimized Combination of Fault Location Technology Based on Traveling Wave Principle // 2009 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. 2009.
Cortón D. L. Double-Ended Traveling-Wave Fault Locating Without Relay-to-Relay Communications / D. L. Cortón, J. V. Melado, J. Cruz, et al. // Proceedings – 74th Annual Conference for Protective Relay Engineers, 2021.
Козлов В. Н., Ермаков К. И., Бычков Ю. В. Расширение возможностей пассивного волнового определения места повреждения за счет отраженных волн // Релейная защита и автоматизация. 2019. № 4(37). С. 34 – 37.
Leite E. J. S. Closed-Form Solution for Traveling Wave-Based Fault Location on Non-Homogeneous Lines / E. J. S. Leite, F. V. Lopes, F. B. Costa, et al. // IEEE Transactions on Power Delivery. 2019. Vol. 34. No. 3. P. 1138 – 1150.
Kasztenny B. Controlling Autoreclosing on Overhead Lines With Underground Cable Sections Using Traveling-Wave Fault Location Based on Measurements From Line Terminals Only / B. Kasztenny, A. Guzman, M. Mynam, et al. // 14th International Conference on Developments in Power System Protection. 2018.
Marx S., Tong Y., Mynam M. V. Traveling-Wave Fault Locating for Multiterminal and Hybrid Transmission Lines // 45th Annual Western Protective Relay Conference Spokane, 2018.
Козлов В. Н., Ермаков К. И., Кирюшин М. И. Учет неоднородностей линии с целью повышения точности двухстороннего волнового ОМП // Релейная защита и автоматизация. 2020. № 4(41). С. 46 – 49.
Ермаков К. И. Совершенствование методов и средств определения места повреждения на линиях электропередачи для организации аварийно-восстановительных работ: Дис. … канд. техн. наук. Чебоксары, 2021.
Аркадьев Д. Э., Федоров А. О., Петров В. С. Способ локализации повреждений двухсторонним волновым методом на кабельно-воздушных линиях электропередачи // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы XIV Всероссийской научно-технической конференции. Чебоксары, 2021. С. 383 – 386.
Христофоров В. А., Федоров А. О., Петров В. С. Локализация повреждений на кабельно-воздушных линиях электропередачи двухсторонним волновым методом // Современные тенденции развития цифровых систем релейной защиты и автоматики: Материалы научно-технической конференции молодых специалистов в рамках форума «РЕЛАВЭКСПО-2021». Чебоксары, 2021. С. 75 – 78.
Lopes F. V. Traveling wave-based hybrid line faulted section detection: a practical approach / F. V. Lopes, E. J. S. Leite Jr., F. B. Costa, et al. // Proceedings – International Conference on Power Systems Transients (IPST2019), 2019.
Gilany M. An accurate scheme for fault location in combined overhead line with underground power cable / M. Gilany, E. S. T. El Din, M. M. Abdel Aziz, et al. // IEEE Power Engineering Society General Meeting. 2005. Vol. 3. P. 2521 – 2527.
Xin Z. Smart re-close scheme of combined overhead line with underground power cable / Z. Xin, L. Wang, H. Jiang, et al. // Proceedings – 2010 International Conference on Power System Technology, 2010.
Han J., Crossley P. A. Fault location on a mixed overhead and underground transmission feeder using a multiple-zone quadrilateral impedance relay and a double-ended travelling wave fault locator // 12th IET International Conference on Developments in Power System Protection (DPSP 2014), 2014.
Куликов А. Л., Лоскутов А. А., Пелевин П. С. Комбинирование волновых и методов по параметрам аварийного режима для совершенствования релейной защиты // Тр. четырнадцатой международной научно-технической конференции Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2018). НГТУ, Новосибирск. 2018. Т. 7. С. 245 – 250.
Куликов А. Л., Лоскутов А. А., Пелевин П. С. Варианты объединения волновых и ступенчатых защит электрических сетей // Актуальные проблемы электроэнергетики: Сб. ст. Н. Новгород, 2018. С. 202 – 206.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© 1998 — 2025 НТФ «Энергопрогресс»
Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru