Физико-математическое моделирование дистанционного определения места повреждения по синхронизированным векторным измерениям

Андрей Анатольевич Яблоков; Игорь Евгеньевич Иванов; Антон Витальевич Панащатенко; Андрей Романович Тычкин; Филипп Александрович Куликов; Андрей Юрьевич Мурзин; Владимир Фёдорович Лачугин

doi:10.34831/EP.2022.1088.3.003

Физико-математическое моделирование дистанционного определения места повреждения по синхронизированным векторным измерениям

Андрей Анатольевич Яблоков, Игорь Евгеньевич Иванов, Антон Витальевич Панащатенко, Андрей Романович Тычкин, Филипп Александрович Куликов, Андрей Юрьевич Мурзин, Владимир Фёдорович Лачугин

Аннотация

Рассматривается дистанционное определение места повреждения (ОМП) на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) с использованием синхронизированных векторных измерений (СВИ). Физическое и математическое моделирование, включающее в себя моделирование в режиме реального времени, используется для того, чтобы показать перспективность реализации ОМП с применением СВИ для линий сверхвысокого напряжения (СВН). Чтобы убедиться, что точность такого ОМП теоретически может достигать как минимум 1 – 2% для фильтров классов «P» и «M», определённых в стандарте IEEE С37.118, собрано несколько известных методов одно- и двустороннего ОМП, в которые теперь подставляются аварийные СВИ напряжений и токов. Анализ методов проводился для верифицированной модели линии 750_кВ, созданной в программе ATPDraw, а также для модели электрической сети с воздушными линиями 500, 330 и 220_кВ, содержащей так называемые «коридоры взаимоиндукции». В отличие от многих других публикаций, в этой статье не применяется дискретное преобразование Фурье для расчёта векторов во время переходного процесса при коротком замыкании. Вместо этого используется физическое моделирование на базе оборудования, оснащённого функцией расчёта синхронизированных векторов. Описана используемая экспериментальная установка и определены направления дальнейших исследований.

Ключевые слова

определение места повреждения, линия электропередачи, синхронизированные векторные измерения, коридор взаимоиндукции, цифровое моделирование в реальном времени

Полный текст:

PDF

Литература

Gopakumar, P. Transmission line fault detection and localisation methodology using PMU measurement [Text] / P. Gopakumar, M.J.B. Reddy, D.K. Mohanta // IET Generation, Transmission & Distribution. – 2015. – Vol. 9. – No. 11. – P. 1033 -- 1042.

Al-Mohammed, A.H. Fault Location Based on Synchronized Measurements: A Comprehensive Survey [Text] / A.H. Al-Mohammed, M.A. Abido // The Scientific World Journal. – 2014. –Специальный выпуск. – (https://doi.org/10.1155/2014/845307).

Клюшкин, Н.Г. Статистический обзор способов ОМП и проблем при расчёте и отыскании мест повреждений ЛЭП напряжением 110 кВ и выше [Текст] / Н.Г. Клюшкин, В.Ф. Лачугин // Электрические станции. – 2020. – № 1. – С. 50 -- 54.

Chakrabarti, S. Measurements get together [Text] / S. Chakrabarti, E. Kyriakides, T. Bi, D. Cai, V. Terzija // IEEE Power and Energy Magazine. – 2009. -- January February. – Reprinted in Special Issue: Smart Grid – Putting it All Together, a 2010 reprint journal from PES. – P. 15 -- 23.

Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems [Text]: IEEE Std. C37.118.1-2011. – USA, New York: IEEE, 2011.

Cai, Y. A threshold free synchrophasor measurement based multi-terminal fault location algorithm [Text] / Y. Cai, A.D. Rajapakse, N.M. Haleem, N. Raju // Electrical Power and Energy Systems. – 2018. – Vol. 96. – P. 174 -- 184.

Al-Mohammed, A.H. An adaptive fault location algorithm for power system networks based on synchrophasor measurements [Text] / A.H. Al-Mohammed, M.A. Abido // Electrical Power Systems Research. – 2014. – Том. 108. – С. 153 -- 163.

Salehi Dobakhshari A. Novel Method for Fault Location of Transmission Lines by Wide-Area Voltage Measurements Considering Measurement Errors [Text] / A. Salehi Dobakhshari, A.M. Ranjbar // IEEE Trans. Smart Grid. – 2015. – Vol. 6. – No. 2. – P. 874 -- 884.

Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems. Amendment 1: Modification of Selected Performance Requirements [Text]: IEEE Std. C37.118.1a-2014. – USA, New York: IEEE, 2014.

RTDS Hardware Manual [Text]. – Canada, Winnipeg: RTDS Technologies Inc., 2020.

Аржанников, Е.А. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи [Текст] / Е.А. Аржанников, В.Ю. Лукоянов, М.Ш. Мисриханов. -- М.: Энергоатомиздат, 2003.

Методические указания по определению мест повреждений ВЛ напряжением 110 кВ и выше [Текст]: СТО 56947007.29.240.55.224-2016. – М.: ПАО «ФСК ЕЭС», 2016.

Устинов, А.А. Разработка и совершенствование методов определения места повреждения на трехфазных и четырехфазных воздушных линиях электропередачи высокого напряжения [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 05.14.02 / Устинов А.А. – Иркутск, 2015.

Saha, M. Fault Location on Power Networks [Text] / M. Saha, J. Izykowski, E. Rosolowski. – UK, London: SpringerVerlag, 2010.

Takagi, T. Development of a new type fault locator using the one-terminal voltage and current data [Text] / T. Takagi, Y. Yamakoshi, Y. Yamaura, R. Kondow, T. Matsushima // IEEE Trans. on Power App. & Sys. – 1982. – Vol. PAS-101. – No. 8. – P. 2892 -- 2898.

Hoidalen, H.K. ATPDraw Users’ Manual, version 7.0 for Windows [Electronic resource] / H.K. Hoidalen, L. Prikler, F. Penaloza. – 2019. -- (http://www.atpdraw.net/).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1088.3.003