Определение места повреждения на линиях 500_кВ с применением синхронизированных векторных измерений и учётом бестоковой паузы

Игорь Евгеньевич Иванов; Ярослав Александрович Умнов; Анастасия Андреевна Крайкина; Владимир Фёдорович Лачугин; Дмитрий Михайлович Дубинин

Определение места повреждения на линиях 500_кВ с применением синхронизированных векторных измерений и учётом бестоковой паузы

Игорь Евгеньевич Иванов, Ярослав Александрович Умнов, Анастасия Андреевна Крайкина, Владимир Фёдорович Лачугин, Дмитрий Михайлович Дубинин

Аннотация

Синхронизированные векторные измерения (СВИ) нашли широкое применение для анализа нормальных режимов и электромеханических переходных процессов в электроэнергетических системах. Вместе с тем результаты достаточно большого количества исследований, главным образом зарубежных, свидетельствуют о возможности эффективного использования данных СВИ для решения задач релейной защиты и определения места повреждения (ОМП) на воздушных линиях (ВЛ) электропередачи. На ВЛ сверхвысокого напряжения устройства СВИ (УСВИ) получают данные от вторичных цепей линейных трансформаторов напряжения, что открывает возможность мониторинга физических процессов во время бестоковой паузы в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ). Проводится анализ данных от УСВИ во время трёх однофазных коротких замыканий (КЗ) на двух ВЛ в энергосистеме Российской Федерации: ВЛ 500_кВ Тамань – Кубанская и ВЛ 500_кВ Ростовская – Тамань. Для каждого случая приведены результаты одностороннего и двустороннего ОМП, рассчитанные по различным кадрам данных СВИ, а также оценка величины переходного сопротивления в точке КЗ. Кроме того, рассмотрена динамика изменения расчётной величины переходного сопротивления в цикле бестоковой паузы ОАПВ, которая может служить индикатором последующего успешного или неуспешного ОАПВ. Предлагаемые результаты проиллюстрированы фактическими данными рассматриваемых КЗ, доказывающими эффективность применения данных СВИ не только для ОМП, но также и для мониторинга всего спектра процессов, сопровождающих КЗ с последующим отключением и повторным включением ВЛ.

DOI: 10.71841/EP.elst.2025.1126.5.07

Ключевые слова

: короткие замыкания, определение места повреждения, синхронизированные векторные измерения, бестоковые паузы.

Полный текст:

PDF

Литература

Иванов, И.Е. Разработка и исследование методов определения параметров гидрогенераторов по синхронизированным векторным измерениям / И.Е. Иванов, В.Р. Рафиков, В.Ф. Лачугин // Электрические станции. – 2023. – № 7. – С. 38 – 48.

Опалев, О.Л. Развитие системы визуализации режима ЭЭС на основе синхронизированных векторных измерений / О.Л. Опалев, О.В. Журавлева, Е.И. Сацук, С.В. Жарков // Релейная защита и автоматика – 2023: сборник докладов международной научно-технической конференции. – 2023. – С. 364 – 373.

Родионов, А.В. Аспекты реализации системы определения источников низкочастотных колебаний / А.В. Родионов, К.П. Бутин, И.О. Комолых, А.И. Попов // Релейная защита и автоматика – 2023: сборник докладов международной научно-технической конференции. – 2023. – С. 401 – 408.

Usman, M.U. Applications of synchrophasor technologies in power systems / M.U. Usman, M.O. Faruque // J. Mod. Power Syst. Clean Energy. – 2019. – Vol. 7(2). – P. 211 – 226.

Phadke, A.G. Synchronized Phasor Measurements and Their Applications / A.G. Phadke, J.S. Thorp. – New York: Springer, 2017. – 285 p.

Мокеев, А.В. Применение технологии синхронизированных векторных измерений для управления, защиты и автоматики / А.В. Мокеев, В.Н. Бовыкин, Е.И. Хромцов, А.В. Миклашевич, А.И. Попов, А.В. Родионов, Д.Н. Ульянов // Релейщик. – 2019. – № 3. – С. 32 – 37.

Terzija, V. Flexible synchronized measurement technology-based fault locator / V. Terzija, Z.M. Radojevic, G. Preston // IEEE Trans. on Smart Grid. – 2015. – Vol. 6, No. 2. – P. 866 – 873.

Zhang, Xu. Power grid fault diagnosis using polar PMU data plots / Xu Zhang, Z. Guo, Y. Zheng, J. Liu, P. Yan, L. Zheng // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2022. – Vol. 141. – P. 1 – 13.

Picard, S.D. Fault location using PMU measurements and wide-area infrastructure / S.D. Picard, M.G. Adamiak, V. Madani // Proc. 2015 68th Annual Conference for Protective Relay Engineers. – 2015. – P. 272 – 277.

Cai, Y. A threshold free synchrophasor measurement based multi-terminal fault location algorithm / Y. Cai, A.D. Rajapakse, N.M. Haleem, N.V. Raju // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2018. – Vol. 96. – P. 174 – 184.

Lopes, F.V. Real-World case studies on transmission line fault location feasibility by using M-Class phasor measurement units / F.V. Lopes, A. Mouco, R.O. Fernandes, F.C. Neto // Electrical Power Systems Research. – 2021. – Vol. 196. – P. 1 – 7.

Mukhopadhyay, P. Case study on fault analysis using PMU / P. Mukhopadhyay, R. Anumasula, A. Gartia, C. Kumar, P. Seshadri, S. Patil // Proc. 2014 Eighteenth National Power Systems Conference (NPSC). – 2014. – P. 1 – 6.

Measuring relays and protection equipment – Part 118-1: Synchrophasor for power systems –Measurements: IEEE/IEC International Standard 60255-118-1:2018. – IEC/IEEE, 2018. – P. 1 – 78.

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Устройства синхронизированных векторных измерений. Нормы и требования [Текст]: ГОСТ Р 59365–2021. – Введ. 2021-04-14. – М., 2021.

Yablokov, A.A. Investigation of fault location on extra-high voltage lines with synchrophasors based on real transient waveforms / A.A. Yablokov, I.E. Ivanov, F.A. Kulikov, A.V. Panaschatenko, Y.A. Umnov, A.R. Tychkin // Proc. 2023 5th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE). – 2023. – P. 1 – 6.

Zimmerman, K. Impedance-based fault location experience / K. Zimmerman, D. Costello // SEL Journal of Reliable Power. – 2010. – Vol. 1, No. 1. – P. 1 – 26.

Avendano, O. Tutorial on Fault Locating Embedded in Line Current Differential Relays – Methods, Implementation, and Application Considerations / O. Avendano, B. Kasztenny, H.J. Altuve, B. Le, N. Fischer // Proc. 2014 41st Annual Western Protective Relay Conference. – 2014. – P. 1 – 13.

Das, S. Impedance-based fault location in transmission networks: theory and application / S. Das, S. Santoso, A. Gaikwad, M. Patel // IEEE Access. – 2014. – Vol. 2. – P. 537 – 557.

Saha, M. Fault Location on Power Networks / M. Saha, J. Izykowski, E. Rosolowski. – London, UK: SpringerVerlag, 2010. – 425 p.

Voloh, I. Fault locator based on line current differential relays synchronized measurements / I. Voloh, Z. Zhang // Proc. 2010 63rd Annual Conference for Protective Relay Engineers. – 2010. – P. 1 – 13.

Аржанников, Е.А. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи / Е.А. Аржанников, В.Ю. Лукоянов, М.Ш. Мисриханов; под ред. В.А. Шуина. – М.: Энергоатомиздат, 2003. – 270 с.

Технические требования к микропроцессорным устройствам РЗА: СТО 56947007-29.120.70.241-2017. – Введ. 2017-02-28 (Изм. 2019-12-11) – М.: ПАО «ФСК ЕЭС». – 2017.

Single phase tripping and auto reclosing of transmission lines – IEEE Committee Report // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1992. – Vol. 7. – No. 1. – P. 182 – 192.

Khan, W.A. A review of single phase adaptive auto-reclosing schemes for EHV transmission lines / W.A. Khan, T. Bi, K. Jia // Prot. Control Mod. Power Syst. – 2019. – Vol. 4, No. 18. – P. 1 – 10.

Ivanov, I. Synchrophasor-based transmission line parameter estimation algorithm taking into account measurement errors / I. Ivanov, A. Murzin // Proc. 2016 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe). – 2016. – P. 1 – 6.

Умнов, Я.А. Определение места повреждения по синхронизированным векторным измерениям с автоматическим выбором оптимального кадра данных / Я.А. Умнов, И.Е. Иванов, А.А. Яблоков // Электрические станции. – 2024. – № 8. – С. 8 – 19.