«роль транспортной науки и образования в реализации пяти институциональных реформ», посвященной

 

 

 

 

425 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

УДК 621.391.037.372 

 

Утепбергенова  С.М. 

–  ст.преподаватель,  Казахская  академия  транспорта  и 

коммуникаций им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) 

Сагнаев  К

.  –  студент,  Казахская  академия  транспорта  и  коммуникаций                      

им. М.Тынышпаева (г. Алматы, Казахстан) 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА МЕТОДАХ 

МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛЭП  

 

На  воздушных  линиях  электропередачи  (ВЛ)  довольно  часто  возникают 

повреждения  различного  вида,  которые  приводят  к  выходу  линии  из  работы.  Как 

следствие,  имеет  место  недоотпуск  электроэнергии,  снижение  надежности  и  качества 

электроснабжения. Очевидно, одной из важнейших задач ремонтных служб предприятий 

электросетей  является  быстрое  определение  места  повреждения  (ОМП)  и  организация 

ремонтно-восстановительных работ. Место  повреждения иногда плохо различимо даже с 

близкого  расстояния,  поскольку  на  гирлянде  изоляторов  после  перекрытия  часто  не 

остается заметных следов обгорания. 

Причины  повреждаемости  воздушных  линий  электропередач  в  основном 

объясняются 

следующими 

факторами: 

перенапряжениями 

(атмосферными 

и 

коммутационными),  изменениями  температуры  окружающей  среды,  действием  ветра, 

гололедными  образованиями  на  проводах,  вибрацией,  пляской  проводов,  загрязнением 

воздуха 

Сложнее дело обстоит с поиском места самоустраняющегося повреждения, то есть, 

когда после автоматического повторного включения линия остается в работе. На данный 

момент  уже  разработано  множество  различных  устройств  и  методик  определения  места 

повреждения,  но  погрешность  измерения  все  еще  достаточно  велика.  В  связи  с 

вышесказанным, развитию методов ОМП уделяется большое внимание 

Линии  электропередач  (ЛЭП)  высокого  напряжения  (ВН)  -  довольно  часто 

повреждаемые  элементы  энергосистемы  (ЭЭС).  Выход  из  работы  ЛЭП  сопровождается 

недоотпуском  электроэнергии  или  снижением  надежности,  себестоимости  и  качества 

электроснабжения.  Поэтому  одной  из  важнейших  задач  линейных  ремонтных  служб 

предприятий электросетей является быстрейший поиск места повреждения и организация 

ремонтно-восстановительных работ. 

Непросто  обстоит  дело  с  поиском  места  самоустраняющегося  повреждения,  при 

котором  после  АПВ  ЛЭП  остается  в  работе.  Между  тем  ремонтным  службам  весьма 

полезна  информация  о  таких  повреждениях,  поскольку  обычно  после  них  часть 

изоляторов  в  гирлянде  оказываются  пробитыми  и  на  ЛЭП  остается  ослабленное  место, 

которое в будущем способно привести к возникновению аварийного нарушения. 

Поэтому 

необходимо 

искать 

место 

не 

только 

устойчивого, 

но 

и 

самоустраняющегося повреждения. 

Сказанное  предопределило  широкое  внедрение  в  ЭЭС  методов  и  средств 

определения  места  повреждения  (ОМП)  на  ЛЭП.  Обычно  они  сводятся  к  определению 

места короткого замыкания (ОМКЗ). Внедрение приборов ОМП началось в 60-х годах и в 

настоящее  время  большинство  ЛЭП  напряжением  110  кВ  и  выше  оснащено  такими 

приборами.  Внедряются  приборы  и  на  ЛЭП  напряжением  6-35  кВ,  хотя  и  значительно 

более медленными темпами. 

Известно  большое  количество  различных  методов  ОМП  и  ОМКЗ.  На  рис.  1 

приведена схема классификации методов ОМП. 

 

 

 

 

 

426 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема классификации методов ОМП 

 

Несмотря  на  широкие  исследования  в  области  ОМП  ЛЭП,  научный  поиск 

надежных  и точных алгоритмов будет еще продолжаться. В последнее время все больше 

внимания  уделяется  методам  ОМП,  основанным  на  модели  ЛЭП  с  распределенными 

параметрами [1,2,3].. 

Основные  особенности  методов  ОМП,  основанных  на  модели  ЛЭП  с 

распределенными 

параметрами 

и 

определяющих 

структуру 

исследовательского 

комплекса, связаны с необходимостью: 

- одно и двусторонних измерений токов и напряжений на концах ЛЭП; 

-  цифровой  обработки  сигналов  в  широком  диапазоне  частот  и  амплитудных 

значений; 

- реализации заданного набора алгоритмов, связанных с ОМП ЛЭП; 

-  хранения  больших  массивов  данных  для  последующих  экспериментальных 

исследований качественных показателей алгоритмов ОМП ЛЭП; 

- обеспечения не только приема, но и излучения сигналов при реализации методов 

активного зондирования ЛЭП; 

- синхронных двусторонних измерений для  адекватного совмещения информации, 

полученной с разных концов ЛЭП. 

Указанные 

особенности 

определили 

состав 

и 

структуру 

 

комплекса, 

представленного на рис. 2. 

 

 

 

 

 

 

 

427 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

Комплекс обеспечивает два основных режима работы: 

-  пассивный,  при  котором  система  сбора  данных  подключалась  к  обоим  концам 

ЛЭП,  излучения  (активного  зондирования)  не  производилось,  а  осуществлялся  только 

прием сигналов с синхронизацией от GPS; 

-  активный,  при  котором  производилось  излучение  зондирующих  сигналов  и 

работа  в  режиме  “на  просвет”  и  “отражение”  с  синхронизацией  приемно-передающих 

устройств от GPS. 

Возможны  и  другие  режимы,  например,  с  односторонним  излучением  и 

двусторонним приемом и обработкой. Однако такие режимы не реализовывались. 

Основная  цель  комплекса  состоит  в  определении  оптимального  состава, 

конфигурации, 

программного 

обеспечения 

аппаратуры 

для 

перспективного 

промышленного образца устройства ОМП ЛЭП на активном зондировании.  

В  качестве  дополнительной  рассматривалась  задача  исследования  пассивных 

методов  ОМП  ЛЭП  (например,  волновых  [1,2,3]),  а  также  изучение  возможностей 

выявления  состояния  ЛЭП  по  частичным  разрядам  на  изоляции.  Как  видно  из  рис.2., 

комплекс  состоял  из  двух  комплектов  приемо-передающих  устройств,  подключенных  к 

ПЭВМ.  Излучение  и  прием  сигналов  осуществлялось  через  стандартные  элементы  ВЧ  - 

присоединения ЛЭП.  

Для реализации двусторонних алгоритмов ОМП ЛЭП производилась последующая 

обработка  синхронизированных  выборок.  Высокоскоростные  коммуникации  для 

объединения полукомплектов приемо-передатчиков не использовались. 

Структурная  схема  приемо-передающего  блока  представлена  на  рис.3  и  включает 

платы:  приемника;  передатчика;  стандартного  источника  ATX  мощностью  250  Вт, 

питающего приемник; источника мощностью 600 Вт, питающего передатчик. 

Все  узлы  приемо-передатчика  конструктивно  размещены  в  стандартном 

компьютерном  корпусе  INWIN  V500.  Разъемы  для  кабелей  присоединения  расположены 

на тыльной части корпуса. 

 

 

Передатчик (рис.3) обладает следующими параметрами: 

- максимальная выходная мощность на нагрузке 75 Ом не менее 150 Вт; 

- минимальная мощность 3 Вт; 

- входное сопротивление 100 Ом; 

 

 

 

 

428 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

- частотный диапазон 0,1-2МГц; 

- эффективная полоса до 1,5 МГц; 

- длительность однократного излучаемого сигнала до 0,4 сек. 

Усилитель передатчика рис.109 состоит из двух каскадов усиления. Первый каскад 

построен  на  дискретных  элементах  по  схеме  операционного  усилителя  и  обеспечивает 

коэффициент  усиления  до  29  дБ.  Второй  каскад  содержит  два  мощных  полевых 

транзистора BLF177 (Philips) и обладает  коэффициентом  усиления 14 дБ. Таким  образом 

общий коэффициент усиления составил около 43 дБ.  

Формирование  излучаемого  сигнала  производилось  с  использованием  внешней 

ПЭВМ,  которая  производила  расчет  его  мгновенных  значений.  В  последующем 

сформированный  зондирующий  сигнал  поступал  на  симметричный  вход  усилителя  с 

цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), расположенного на плате приемника. 

Усиленный  выходной  сигнал  через  согласующий  трансформатор  направлялся  к 

фильтру присоединения ЛЭП 

Выводы: 

На  каждой  стороне  ЛЭП  должна  быть  реализована  функция  определения  места 

повреждения  на  линии.  Каждый  из  рассмотренных    методов    имеет  свои  достоинства  и 

недостатки.  Приведенные  материалы  и  численные  примеры  подтверждают  вывод  о  том, 

что  вложение  капитала  в  автоматизацию  распределительных  сетей  является  выгодным 

делом  не  только  за  счет  экономии  энергоснабжающсй  организации  путем  уменьшения 

расходов на компенсацию ущерба у потребителей, но и за счет уменьшения собственных 

расходов на эксплуатацию электрических сетей. 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1.  Аржанников  Е.А.,  Лукоянов  В.Ю.,  Мисриханов  М.Ш.  Определение  места  короткого 

замыкания  на  высоковольтных  линиях  электропередачи  /  Под  ред.  В.А.  Шуина.  -  М.: 

Энергоатомиздат, 2003.-272 с. 

2. Шнеерсон Э.М.  Цифровая релейная защита. -М.: Энергоатомиздат, 2007. -549 с 

3.  Борозинец  Б.В.,  Шальт  Г.М.  Развитие  методов  определения  мест  повреждения 

воздушных линий электропередачи по параметрам аварийного режима. – В кн.: Определение мест 

повреждений в элементах электрических систем. – М.: Энергоатомиздат, 2008. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жүктеу 15,03 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: