Журнал «Релейная защита и автоматизация» №2 (55) 2024
Особенности работы реле направления мощности нулевой последовательности на параллельных линиях
к.т.н. Иванов С.В. (1,2), Уляхина Н.В. (1) - 1) ООО «Релематика», 2) ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: в статье рассматривается работа реле направления мощности нулевой последовательности при реализации защиты параллельных линий. Показано, что в общем случае для обеспечения селективности необходимо одновременно рассматривать токи нулевой последовательности защищаемой и параллельной линий. Вводятся критерии, которые необходимо учитывать при выборе уставок в таких ситуациях.
Ключевые слова: нулевая последовательность, направление мощности, смещение в зону.
Features of the operation of zero-sequence power direction relays on parallel lines
Ph.D. Ivanov S.V. (1,2), Ulyakhina N.V. (1) - 1) Relematika, LLC, 2) Chuvash State University, Cheboksary, Russia.
Abstract: the article discusses the operation of a zero-sequence direction relay when implementing protection of parallel lines. It is shown that in the general case, to ensure selectivity, it is necessary to simultaneously consider the zero-sequence currents of the protected and parallel lines. Criteria are introduced that must be taken into account when selecting settings in such situations.
Keywords: zero sequence, power direction, displacement into the zone.
Сравнение алгоритмов восстановления нелинейно искажённого тока в режиме реального времени по критерию величины погрешности
к.т.н. Рыбалкин А.Д., к.т.н. Есаулов В.А. - Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Аннотация: приведены результаты расчёта параметров нелинейно искаженного вторичного тока. Показано, что алгоритмы, как содержащие итерационный процесс, так и не содержащие такого, обеспечивают примерно одинаковую погрешность расчёта. Однако при выполнении расчёта в режиме реального времени требуется обеспечить производительность вычислительной системы так, чтобы время выполнения программы, реализующей алгоритм, не превышало заданного. Это требование проще выполнить для алгоритмов, не содержащих итерационного процесса.
Ключевые слова: трансформатор тока, нелинейное искажение, вторичный ток, токовая погрешность.
Comparison of algorithms for real-time nonlinear distorted current restoration based on error magnitude criterion
Ph.D. Rybalkin A.D., Ph.D. Esaulov V.A. - Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Abstract: the results of calculating the parameters of a nonlinearly distorted secondary current are presented. It is shown that both algorithms containing an iterative process and those not containing it provide approximately the same calculation error. However, when performing calculations in real time, it is necessary to ensure the performance of the computing system such that the execution time of the program implementing the algorithm does not exceed the specified one. This requirement is easier to satisfy for algorithms that do not contain an iterative process.
Keywords: current transformer, nonlinear distortion, secondary current, current error.
Повышение управляемости активными распределительными сетями с распределенными источниками энергии за счет применения твердотельных трансформаторов
Вольный В.С. - Национальный исследовательский университет «МЭИ», г. Москва, Россия,
д.т.н. Илюшин П.В. - Институт энергетических исследований Российской академии наук, г. Москва, Россия.
Аннотация: современные тренды в области распределения электроэнергии направлены на разработку и внедрение технических решений по повышению качества электроэнергии и надежности электроснабжения потребителей. Интеграция распределенных источников энергии (РИЭ), в том числе на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в существующие распределительные сети создает ряд проблемных вопросов. Рост доли РИЭ, включая микрогенерацию, обуславливает необходимость преобразования существующих распределительных сетей в активные распределительные сети (АРС) за счет внедрения управляемых силовых трансформаторов и систем автоматического управления (САУ). В АРС направление и величина потока мощности в течение суток может изменяться многократно, что зависит от величины выработки электроэнергии РИЭ и ее потребления в узлах сети, вызывая перегрузки электросетевого оборудования. Обратные потоки мощности негативно влияют на устаревшие конструкции силовых трансформаторов, что приводит к их повреждению с полным или частичным нарушением электроснабжения потребителей. В статье рассмотрены проблемные вопросы и представлены подходы по их решению с целью повышения управляемости АРС за счет применения твердотельных трансформаторов (ТТТ). Внедрение ТТТ позволяет компенсировать провалы, колебания и прерывания напряжения, регулировать напряжение, ток, частоту и коэффициент мощности в сетях низкого напряжения, а также снижать уровень высших гармонических составляющих в токах и напряжениях за счет наличия силовых электронных преобразователей (СЭП) и конденсаторов в звене постоянного тока. Приведены результаты сравнительного анализа ТТТ с другими видами оборудования. Применение ТТТ в проектах новых АРС и реконструкции существующих распределительных сетей позволит повысить качество электроэнергии и надежность электроснабжения потребителей.
Ключевые слова: активная распределительная сеть, распределенные источники энергии, твердотельный трансформатор, силовой электронный преобразователь, регулирование параметров режима.
Increased controllability of active distribution networks with distributed energy sources through the use of solid-state transformers
Volnyi V.S. - National Research University «MPEI»,Moscow, Russia,
D.Sc. Ilyushin P.V. - Energy Research Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.
Abstract: modern trends in the field of electricity distribution are aimed at the development and implementation of technical solutions to improve the quality of electricity and reliability of power supply to consumers. The integration of distributed energy sources (DER), including those based on renewable energy sources (RES), into existing distribution networks creates a number of problematic issues. The growing share of DER, including microgeneration, necessitates the transformation of existing distribution networks into active distribution networks (ADN) through the introduction of controlled power transformers and automatic control systems (ACS). In the ADN, the direction and magnitude of the power flow during the day can change many times, which depends on the amount of DER electricity generation and its consumption in the network nodes, causing overloads of power grid equipment. Reverse power flows negatively affect outdated designs of power transformers, which leads to their damage with complete or partial disruption of power supply to consumers. The article discusses problematic issues and presents approaches to solve them in order to increase the controllability of the ADN through the use of solid-state transformers (SST). The introduction of SST makes it possible to compensate for voltage dips, fluctuations and interruptions, regulate voltage, current, frequency and power factor in low-voltage networks, as well as reduce the level of higher harmonic components in currents and voltages due to the presence of power electronic converters (PEC) and capacitors in the DC link. The results of a comparative analysis of SST with other types of equipment are presented. The use of SST in projects of new ADN and reconstruction of existing distribution networks will improve the quality of electricity and reliability of power supply to consumers.
Keywords: active distribution network, distributed energy sources, solid-state transformer, power electronic converter, regulation of mode parameters.
Волновое определение места повреждения линии электропередачи
Федоров А.О. (1,2), к.т.н. Петров В.С. (1,2), Разумов Р.В. (3), Петров А.А. (3) - 1) ЧГУ им. И.Н. Ульянова, 2)ООО «ЭКРА ИТ», 3) ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: несмотря на простоту идеи, положенной в основу двухстороннего и одностороннего волнового определения места повреждения (ОМП) линии электропередачи (ЛЭП), многие теоретические и практические задачи, связанные с обеспечением функционирования устройства волнового ОМП во всем многообразии схем электроэнергетической сети, все ещё находятся в процессе решения. В статье предлагаются способы функционирования волнового ОМП на ЛЭП с короткой обходной связью и кабельными вставками, способы распознавания волны, отраженной от места повреждения, и волны, отраженной от противоположного конца ЛЭП, способы определения фактической скорости распространения волны в линии по волнам от повреждения, обеспечивающие в совокупности повышение точности ОМП.
Ключевые слова: определение места повреждения, двухсторонний и односторонний волновые способы, короткое замыкание.
Traveling wave fault location on power line
Fedorov A.O. (1,2), Ph.D. Petrov V.S. (1,2), Razumov R.V. (3), Petrov A.A. (3) - 1) Chuvash State University, 2) «EKRA IT» Ltd., 3) «EKRA» RPE Ltd., Cheboksary, Russia.
Abstract: despite the simplicity of the double-end and single-end traveling wave fault location principles on power line, many theoretical and practical problems associated with ensuring the functioning of the locator in the entire variety of power network schemes are still not solved. The article proposes methods for the traveling wave locator operation on power lines with a short parallel line and cable segments, methods for recognizing the wave reflected from the fault and wave reflected from the opposite end of the line, and methods for determining the actual velocity of wave propagation in the line, which provide an increase in the accuracy of fault location.
Keywords: fault location, double-end and single-end traveling wave method, power line.
Идентификация поврежденного участка воздушной линии электропередачи методом расчета расстояний
д.т.н. Куликов А.Л., Жафяров А.Р. - НГТУ им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород, Россия,
к.т.н. Подшивалин А.Н. (1,2) - 1) ООО «Релематика», 2) ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия,
к.т.н. Обалин М.Д. - Филиал АО «СО ЕЭС» Нижегородское РДУ, г. Нижний Новгород, Россия.
Аннотация: одно из перспективных направлений совершенствования методов определения места повреждения (ОМП) основывается на алгоритмах распознавания поврежденного участка линии электропередачи (ЛЭП). Авторами предлагается групповая процедура идентификации поврежденного участка ЛЭП, объединяющая несколько отдельных алгоритмов ОМП путем расчета расстояния Махаланобиса. Высокая точность групповой процедуры ОМП подтверждается результатами имитационного моделирования, а также полунатурного эксперимента с оценкой параметров аварийных осциллограмм при коротком замыкании (КЗ) на ЛЭП 220 кВ «Луч-Нагорная».
Ключевые слова: определение места повреждения, групповые алгоритмы, сопротивление повреждения, расстояние Махаланобиса, грозозащитный трос.
Identification of a faulted section of an overhead transmission line by calculating distances
D.Sc. Kulikov A.L., Zhafyarov A.R. - NNSTU n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod, Russia,
Ph.D. Podshivalin A.N. (1,2) - 1) Relematika, LLC , 2) Chuvash State University, Cheboksary, Russia,
Ph.D. Obalin M.D. - Branch of JSC «System operator of the Unified Energy System» Nizhny Novgorod regional dispatch management, Nizhny Novgorod, Russia.
Abstract: one of the promising areas for improving methods for determining fault point location (FPL) is based on algorithms for recognizing a damaged section of a power transmission line. The authors propose a group procedure for identifying a damaged section of a power line, combining several separate FPL algorithms by calculating the Mahalanobis distance. The high accuracy of the FPL group procedure is confirmed by the results of simulation modeling, as well as a semi-natural experiment with an assessment of the parameters of emergency oscillograms during a short circuit on a 220 kV «Luch-Nagornaya» power line.
Keywords: fault point location, group algorithms, fault resistance, Mahalanobis distance, ground wire.
Анализ функционирования релейной защиты в условиях неисправностей издателей SV-потоков МЭК 61850-9-2
Безденежных М.Н., к.т.н. Дони Н.А., Кошельков И.А. - ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия,
Рыжов Э.П., к.т.н. Шалимов А.С. - ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: рассматриваются виды резервирования входных каналов интеллектуальных электронных устройств релейной защиты и автоматики (подписчиков SV-потоков), особенности реализации алгоритмов переключения на сигналы резервных издателей. Предлагаются технические решения для испытаний функции резервирования подписчиков SV-потоков при неисправностях издателей - электронных блоков цифровых измерительных трансформаторов или преобразователей аналоговых сигналов.
Ключевые слова: релейная защита, МЭК 61850, шина процесса, тестирование, резервирование издателей SV.
Analysis of the operation of relay protection in the failure conditions of sv-publishers IEC 61850-9-2
Bezdenezhnyh M.N., Ph.D. Doni N.A., Koshelkov I.A. - «EKRA» RPE Ltd., Cheboksary, Russia,
Ryzov E.P., Ph.D. Shalimov A.S. - NPP «Dynamika», Cheboksary, Russia.
Abstract: this paper considered the types of redundancy of input channels of intelligent electronic devices of relay protection and automation
(SV-subscribers), features of implementation of algorithms for switching to backup publisher’s signals. Technical solutions are proposed for testing the backup function of SV-subscribers in case of failures of publishers - electronic units of digital measuring transformers or analog merging units.
Keywords: relay protection, IEC 61850, process bus, protection testing, backup of SV-publishers.
Разработка алгоритма адаптивной методики расчета скорости старения изоляции маслонаполненного трансформаторного оборудования
Синица М.К. - Филиал АО «СО ЕЭС» ОДУ Средней Волги, г. Самара, Россия,
д.т.н. Хренников А.Ю. - АО «НТЦ ФСК ЕЭС» Россети, г. Москва, Россия,
к.т.н. Косорлуков И.А. - Самарский государственный технический университет (СамГТУ), г. Самара, Россия,
Синица К.И. - Филиал АО «СО ЕЭС» Пензенское РДУ, г. Пенза, Россия.
Аннотация: рассматривается построение алгоритма адаптивной методики расчета скорости старения изоляции трансформаторного оборудования. Было установлено, что в зависимости от величины температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора целесообразно применять разные методы расчета коэффициента старения изоляции. С применением определенной градации температурных интервалов был разработан алгоритм, благодаря которому получилось совместить применение уравнений Монтсингера и Вант-Гоффа – Аррениуса в одну универсальную модель. Это позволяет более точно оценивать скорость старения изоляции силовых трансформаторов и остаточный ресурс изоляции в целом.
Ключевые слова: трансформатор, уравнение Монтсингера, правило Вант-Гоффа, уравнение Вант-Гоффа – Аррениуса, старение изоляции, адаптивный алгоритм.
Development of an algorithm for an adaptive method for calculating the aging rate of insulation of transformer equipment
Sinitsa M.K. - SO UPS Joint Dispatching Department of Power Systems of the Middle Volga, Samara, Russia,
D.Sc. Khrennikov A.Yu. - S&T Centre of Federal Grid Company of Unified Energy System, Moscow, Russia,
Ph.D. Kosorlukov I.A. - Samara State Technical University, Samara, Russia,
Sinitsa K.I. - SO UPS Regional Dispatching Department of Power System of the Penza region and the Republic of Mordovia, Penza, Russia.
Abstract: the construction of an algorithm for an adaptive approach to calculating the aging rate of transformer insulation is considered. It has been found that depending on the temperature at the most heated point of transformer winding, different methods for calculating the insulation aging coefficient should be used. By applying a certain grading of temperature intervals and using an algorithm, it has been possible to combine the use of the Montsinger and Van’t Hoff – Arrenius equations into a universal model. This allows for a more accurate assessment of the aging rate of power transformer insulation and the residual life of the insulation as a whole.
Keywords: transformer, Montsinger equation, Van’t-Goff rule, Van’t-Goff–Arrhenius equation, insulation aging, adaptive algorithm.