Определение зоны повреждения по уровню токов короткого замыкания

Рассмотрены методы определения зоны повреждения по параметрам аварийного режима, которые могут быть использованы для улучшения показателей технического совершенства токовых защит линий распределительных сетей 6–10 кВ с односторонним питанием. Отмечено преимущество алгоритма определения зоны короткого замыкания (КЗ) по уровню аварийных токов по сравнению с дистанционным односторонним методом по параметрам поврежденной петли (петель). Предложено производить вычисление расчетной удаленности места КЗ на основе разностей токов поврежденных фаз, что обеспечивает независимость полученного результата от вида повреждения. Предложен способ повышения достоверности метода определения зоны короткого замыкания по уровню аварийных токов на основе информации о виде повреждения. Методом вычислительного эксперимента исследовано влияние нагрузочных токов и переходных сопротивлений различного уровня на величину и характер изменения погрешностей определения расчетного расстояния до места короткого замыкания. Определены уровни переходных сопротивлений относительно полного сопротивления линии в зависимости от места возникновения КЗ, при которых обеспечивается достоверное установление зоны повреждения, показано, что характер их изменения примерно одинаков для линий средней и большой длины. Показана целесообразность коррекции расчетного расстояния до места повреждения во многих случаях коротких замыканий через переходное сопротивление для повышения защитоспособности быстродействующей ступени токовой защиты. По результатам вычислительного эксперимента получены поправочные коэффициенты для коррекции величины аварийного тока, на основе которого производится определение зоны повреждения. Выполнена оценка работоспособности предложенного способа коррекции, показано, что его применение позволяет повысить достоверность определения зоны повреждения и расширить зону мгновенного отключения КЗ. Исследованы динамические свойства предложенного алгоритма для различных режимов работы линии. Установлено, что в наихудшем случае обеспечивается определение зоны короткого замыкания за время, не превышающее 27 мс.

1. Федосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем / А. М. Федосеев, М. А. Федосеев. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1992. 528 с.

2. Чернобровов, Н. В. Релейная защита энергетических систем / Н. В. Чернобровов, В. А. Семенов. М.: Энергоатомиздат, 1998. 800 с.

3. Повышение достоверности определения зоны короткого замыкания на линиях 6–35 кВ / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 1. С. 5–14. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-1-5-14.

4. Романюк, Ф. А. Определение места короткого замыкания на линиях радиальных сетей с односторонним питанием / Ф. А Романюк, А. А. Тишечкин, Е. В. Булойчик // Наука и техника. 2012. № 4. С. 69–73.

5. Романюк, Ф. А. Определение места повреждения на линиях напряжением 6–35 кВ с односторонним питанием / Ф. А. Романюк, М. А. Шевалдин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2014. № 5. С. 5–14.

6. Романюк, Ф. А. Принципы выполнения токовой защиты линий с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий / Ф. А. Романюк, М. А. Шевалдин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 1. С. 5–11.

7. The research of the overcurrent relays based on phase-to-phase differential current -adaptive setting and coordination / Chen Yanxia [et al.] // Transmission and Distribution Conference and Exposition, New Orleans, 7–12 Sept. 2003 / IEEE PES. 2003. Vol. 1. P. 250–255. https://doi.org/10.1109/tdc.2003.1335228

8. Шнеерсон, Э. М. Дистанционные защиты / Э. М. Шнеерсон. М.: Энергоатомиздат, 1986. 448 с.

9. Определение вида повреждения в токовых защитах линий электропередачи 6–35 кВ / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объедине- ний СНГ. 2017. Т. 60, № 6. С. 497–504. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-6-497-504.

10. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение вычислительного эксперимента в релейной защите и автоматике энергосистем / Ф. А. Романюк, В. И. Новаш. Минск: ВУЗ-ЮНИТИ, 1998. 174 с.

11. Новаш, И. В. Математическое моделирование коммутационных режимов в электроустановках с трансформаторами / И. В. Новаш, Ф. А. Романюк. Минск: БНТУ, 2013. 225 с.