ВВЕДЕНИЕ 4
1 Режимы работы нейтралей сетей 6:35 кВ 5
1.1 Изолированная нейтраль 6
1.2 Нейтраль, заземлённая через дугогасящий реактор 8
1.3 Нейтраль, заземлённая через резистор 10
1.4 Глухозаземленная нейтраль 13
2 Обзор методов определения места повреждения воздушных и 14
кабельных линий электропередачи 14
2.1 Топографические методы определения места повреждения 16
2.2 Дистанционные методы определения места повреждения 17
2.2.1 Низкочастотные методы определения места повреждения 17
2.2.2 Высокочастотные методы определения места повреждения 18
2.3 Некоторые устройства определения места повреждения 19
2.3.1 Топографические устройства определения места повреждения 19
2.3.2 Дистанционные устройства ОМП 21
2.3.3 Устройства типа «Волна» и «Зонд» 23
3 MATLAB. Подготовка схемы к моделированию 26
3.1 MATLAB и Simulink. Общие сведения 26
3.1.1 Численные вычисления 26
3.1.2 Анализ и визуализация данных 27
3.1.3 Программирование и разработка алгоритмов. Язык MATLAB 27
3.1.4 Simulink 28
3.1.5 Построение модели 28
3.1.6 Симуляция модели 28
3.2 Характеристика блоков, используемых в процессе моделирования 29
3.2.1 Трёхфазный источник напряжения 3-Phase-Source 29
3.2.2 Трехфазный двухобмоточный трансформатор Three-phase Transformer
(Two Windings) 31
3.2.3 Последовательная КЕС-нагрузка Series RLC Load 33
3.2.4 Линия электропередачи с распределенными параметрами Distributed
Paraтeters Line 35
3.2.5 Трехфазный короткозамыкатель 3-Phase Fault 36
3.2.6 Измеритель тока Current Measurement 38
3.2.7 Измеритель напряжения Voltage Measurement 39
3.2.8 Осциллограф Scope 39
3.2.9 Блок сохранения данных в рабочей области To Workspace 40
3.2.10 Фильтр второго порядка 2nd Order Filter 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Задача определения места повреждения (ОМП) всегда была и остаётся актуальной, поскольку её решение направлено на повышение надёжности энергоснабжения. Развитие и усложнение электрических сетей, рост числа потребителей, не допускающих длительного отключения, приводят к повышению спроса
на средства ОМП. Вместе с тем становятся жёстче и требования к ним, которые
касаются как точности, так и оперативности получения результата.
Из статистики надежности энергосистем следует, что самыми ненадежными элементами энергосистем являются воздушные линии электропередачи
(ЛЭП), а источниками низкой надежности высоковольтных линий электропередачи – повреждения проводов, вызванные как естественными (ветер, молния и
т.д.), так и искусственными причинами (воздействие посторонних лиц, дефект
оборудования и т.п.). Эти повреждения приводят к обесточиванию огромных
территорий, на которых могут находиться жилые массивы, промышленные предприятия, системы водоснабжения и канализации, учреждения здравоохранения
и т.д. Отключение электроэнергии – весьма опасный фактор и поэтому оперативное обнаружение места повреждения ЛЭП и его устранение позволяет повысить
надежность ЛЭП. В России ликвидация аварийных режимов затруднена из-за
большой протяженности ЛЭП и бездорожья, особенно в осеннее и зимнее время.
Специфика режимов работы нейтрали и конструктивного исполнения линий электропередачи (ЛЭП) 6-35 кВ не позволяет своевременно выявить повреждений и селективно определить место однофазного замыкания на землю с помощью средств релейной защиты и автоматики.
Информация о месте повреждения необходима для оперативной ликвидации аварий. Существующие методы и средства контроля мест повреждения не
обеспечивают необходимой точности и оперативности. В то же время в связи с
развитием систем телекоммуникации и цифровых систем обработки информации проблемы регистрации аварийных режимов и передачи информации могут
быть решены на принципиально более высоком уровне.
В данной работе поставлены следующие задачи:
- исследование режимов работы нейтралей сетей 6-35 кВ;
- обзор методов определения места повреждения воздушных и кабельных линий
электропередачи;
- проверка работоспособности способа определения места однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кВ методом корреляционного анализа сигналов;
- оценка влияния уровня нагрузки потребителей и сопротивления электрической дуги на точность измерений.
Определение мест повреждения ВЛЭП остаётся важной задачей. Несмотря
на немалые достижения в этой области, нельзя считать, что эта задача решена
полностью. Все существующие методы ОМП имеют погрешности, зависящие от
конкретных условий и способов реализации методов.
Очевидно, что требуется как разработка новых направлений в области
ОМП, так и усовершенствовании уже существующих методик.
Важную роль в современных методах определения места повреждения играет моделирование линий электропередачи и происходящих в них процессов.
Одной из основных задач является построение модели ЛЭП, от адекватности которой зависит точность методов ОМП. Решение обозначенной задачи предполагает, как совершенствование методики формирования моделей линий электропередачи, так и её реализацию в программных средствах.
В ходе исследования были решены поставленные задачи:
исследование режимов работы нейтралей сетей 6-35 кВ;
обзор методов определения места повреждения воздушных и кабельных линий
электропередачи;
проверка работоспособности способа определения места однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кВ методом корреляционного анализа сигналов;
оценка влияния уровня нагрузки потребителей и сопротивления электрической дуги на точность измерений.
Представленный метод определения места повреждения позволяет автоматизировать и значительно ускорить процесс поиска аварийного участка. Уникальностью авторского метода является то, что место замыкания определяется в
момент повреждения, не требует отключения линии и подключения внешних локационных приборов. При дальнейшем развитии он может найти широкое практическое применение в электроэнергетических сетях.
