ОСОБЕННОСТИ МОДАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В УСТРОЙСТВЕ ВОЛНОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-81-87

УДК 621.311.1-027-044.952

ББК З279-051.1-017

А.Г. СЕМЕНОВА, А.О. ФЁДОРОВ, В.С. ПЕТРОВ, А.М. ДМИТРЕНКО

Ключевые слова

модальное преобразование, кабельная линия электропередачи, волновое определение места повреждения

Аннотация

Известно, что при коротком замыкании на воздушной линии электропередачи волны в фазах содержат составляющие двух воздушных и одного земляного волновых каналов. Из-за разной скорости распространения по линии этих составляющих в месте установки устройства волнового определения места повреждения они возникают в разное время. Это приводит к тому, что фронты волн в фазах становятся менее выраженными, и, следовательно, снижаются точность фиксации моментов их возникновения и точность определения места повреждения. Для разделения фазных величин воздушной линии электропередачи на независимые составляющие волновых каналов используются инвариантные преобразования Кларк, Карренбауэра или Ведпола. Однако данные преобразования в классическом виде не могут быть применены к электрическим величинам кабельной линии, поскольку её конструкция отличается от конструкции воздушной линии электропередачи. Цель настоящего исследования – иллюстрация использования модального преобразования на кабельной линии. В результате исследования получены следующие выводы: токи в жилах кабельной линии не влияют друг на друга, поэтому в устройстве волнового определения места повреждения, измеряющем волны тока, необходимо использовать непосредственно фазные токи жил без модального преобразования; если устройство волнового определения места повреждения контролирует токи или напряжения экранов кабелей, то нужно осуществлять модальное преобразование, при этом требуется учесть, что три волновых канала, образуемых экранами, аналогичны трем волновым каналам воздушной линии; если к кабельной линии примыкает силовой трансформатор, то волны тока в жилах будут полностью отражаться от места измерений, в таком случае в устройстве волнового определения места повреждения необходимо использовать волны напряжения в канале между жилой и экраном каждого кабеля трехфазной группы.

Литература

1. Alekseev V.S., Petrov V.S., Naumov V.A. Invariance of Modal Transformations of Electrical Values in Traveling Wave Fault Locator. 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia, 2020, pp. 1–5. DOI: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9111912.
2. Ametani A., Ohno T., Nagaoka N. Cable system transients: theory, modeling and simulation. John Wiley & Sons Singapore Pte. Ltd., 2015.
3. Clarke I.E. Circuit Analysis of Alternating Current Power Systems. New York, Wiley, 1943, vol. 1.
4. Dommel H.W. Electromagnetic Transients Program: Theory Book, Bonneville Power Administration, 1986.
5. Fedorov A., Petrov V., Naumov V., Hristoforov V. Theory of single-end traveling wave fault location. In: Int. Conf. on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia, 2021, pp. 68–74. DOI: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446310.
6. Lei A., Dong X., Shi S. A Novel Method to Identify the Travelling WaveReflected from the Fault Point or the Remote-end Bus. In: IEEE Power & Energy Society General Meeting, 2015, pp. 1–5. DOI: 10.1109/PESGM.2015.7285725.
7. Martinez-Velasco J.A. Power System Transients. Parameter Determination, CRC Press, 2010, 644 p. DOI: 10.1201/9781420065305.
8. Schweitzer E., Guzmán A., Mynam M., Skendzic V., Kasztenny B., Marx S. Locating faults by the traveling waves they launch. In: 67^th Annual Conference for Protective Relay Engineers, 2014, pp. 95–110. DOI: 10.1109/CPRE.2014.6798997.
9. Wedepohl L M. Application of matrix methods to the solution of travelling-wave phenomena in polyphaser systems. Proc. IEE 110, 1963, no. 12, pp. 2200–2212.

Сведения об авторах

Семенова Анастасия Геннадьевна – инженер департамента автоматизации энергосистем, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (semenova_ag@ekra.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0211-5341).

Фёдоров Алексей Олегович – аспирант кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет; инженер-исследователь 3-й категории департамента автоматизации энергосистем, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (fedorov_a@ekra.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8863-5956).

Петров Владимир Сергеевич – кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (petrov_vs@ekra.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3667-1442).

Дмитренко Александр Михайлович – доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и интеллектуальных электроэнергетических систем имени А.А. Фёдорова, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (dmitrenko_am@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4380-3482).

Формат цитирования

Семенова А.Г., Фёдоров А.О., Петров В.С., Дмитренко А.М. Особенности модального преобразования электрических величин кабельной линии электропередачи в устройстве волнового определения места повреждения // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 3. – С. 81–87. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-81-87.

Загрузить полный текст статьи