Початок arrow Статті arrow Параметрический метод ОМП в распредсетях

Оценка погрешности, апробация - Параметрический метод ОМП в распредсетях

Зміст статті
Параметрический метод ОМП в распредсетях
Частотные характеристики
Оценка погрешности, апробация

Оценка погрешности метода.

 Широко используемый в практике локационный метод основан на измерении расстояния до места замыкания на основе времени двойного пробега At волны напряжения (тока) до места повреждения и обратно. В этом методе длина 1з линейно зависит от измеряемого параметра ∆t. В связи с этим относительная погрешность |Ϭ1з| = |Ϭ∆t |. В параметрическом методе основным изменяемым параметром при варьировании места замыкания выступает индуктивность поврежденного кабеля. Эквивалентная емкость малочувствительна к изменению места замыкания и имеет дополнительный вклад в определение частоты, как отмечалось ранее, при замыкании на длинных отходящих питающих линиях.

Поэтому, считая неизменной емкость сети Сэ1 (рис. 3, а) и пренебрегая индуктивностью Lэ (т.е. полагая, что Ln > L3), определяемый параметр l3 пропорционален l/f 2 (т.е. 1з = φ(f2) = 1/f2), следовательно, относительная погрешность при прочих равных условиях в 2 раза выше (где Δf2 - абсолютная погрешность измерения частоты), чем в локационном методе.

Фрагмент сети
Рис. 9. Фрагмент сети с номерами трансформаторных подстанций:
в прямоугольниках указана частота f2; стрелка показывает направление увеличения частоты f2

Реальная погрешность измерений зависит от многих факторов: от места замыкания, определяющего характер переходного процесса, - при сильном затухании свободной составляющей переходного процесса точность выделения частоты f падает, она также снижается при замыканиях на коротких отходящих питающих линиях с большой эквивалентной индуктивностью остальной части сети. Некоторую погрешность вносит неточность исходной информации о типах проложенных кабелей и топологии сети. Инструментальная погрешность при использовании современных цифровых измерительных систем невелика, а использование математических (и статистических) методов обработки измерительной информации позволяет уменьшить итоговую погрешность, приближенная оценка которой составляет 5-10%.
Следует отметить, что данный способ, не претендуя на высокую точность локации мест замыкания, в основном, ориентирован на определение зон замыкания (в том числе и самоустраняющихся) под рабочим напряжением, которые совместно с другими характеристиками непрерывного мониторинга позволяют формировать общую картину состояния изоляции сети в реальном времени.

Апробация.

Изложенный метод был апробирован в Новосибирских городских электрических сетях на участке резонансно-заземленной кабельной сети общей протяженностью порядка 55 км. В качестве первичной информации (фазные напряжения) использовались результаты мониторинга перенапряжений (в том числе при ОДЗ), выполняемого в сети [6, 7, 10].
Предварительно на основе данных о топологии сети и типах проложенных кабелей были получены частотные характеристики сети в режиме ОЗЗ и определены частоты f2 для основных узлов сети (РП и ТП), которые выборочно представлены в таблице и на рис. 9.


РП 338-1

РП 750-2

РП 880-1

Место ОДЗ

f2, Гц

Расстояние от РП 338-1, м

Место ОДЗ

f2, Гц

Расстояние от РП 750-2, м

Место ОДЗ

f2, Гц

Расстояние от РП 880-1, м

Шины РП 338-1

3863

820 от ЦРП

Шины РП 750-2

3983

1600 от ЦРП

Шины РП 880-1

3500

1415 от ЦРП

ТП-850**

2960

606

ТП723**

3321

367

ТП-876

3139

280

ТП-21

2900

656

ТП-965*

2839

939

ТП-887

2738

718

ТП-30

2779

806

ТП-229

3140

482

ТП-3147

2618

899

ТП-940*

2337

1916

ТП-598

3682

151

ТП-3952

2538

1069

ТП-457

2719

924

ТП-966

2442

286

ТП-877

3019

350

ТП-786

2599

1035

ТП-3051

2960

686

ТП-307**

2658

784

ТП-789

3080

419

ТП-733

2698

1035

ТП-873

2498

1004

ТП-7861

2960

552

ТП-1953

2337

1955

ТП-871*

2498

1024

ТП-898**

2418

1373

ТП-223**

2457

1397

ТП-878*

2287

1775

ТП-527

2298

1567

ТП-222

2337

1745

ТП-889

2939

469

ТП-457*

2237

1831

ТП-221

2257

1949

ТП-892

2738

730

ТП-613

2358

1513

ТП-220

2096

2725

ТП-891

2538

1040

ТП-95

2237

1585

ТП-219*

2096

2877

ТП-955**

2658

829

ТП-480

3140

450

ТП-225

2337

1765

ТП-987

2256

1812

ТП-120

2839

857

ТП-953

2257

2023

ТП-908

2217

1923

 

 

 

ТП-957

2673

932

ТП-3345

2658

857

 

 

 

ТП-968**

2592

1044

 

 

 

 

 

 

ТП-9581

2253

1538

 

 

 

 

 

 

ТП-959

2011

2100

 

 

 

 

 

 

ТП-347

1880

2685

 

 

 

 

 

 

ТП-956

2577

1230

 

 

 

 

 

 

ТП-958*

2417

1644

 

 

 

* Линии под напряжением без нагрузки. Разветвление.
Несмотря на значительный поток ОДЗ их регистрация не позволяла в автоматическом режиме определять место повреждения, поскольку сеть не оснащена устройствами селективной сигнализации ОЗЗ (ОДЗ) (в то время как более 60% всех объектов распределительной сети охвачено системой телеметрии и телемеханики “Омь”).

Рис. 10. Осциллограмма напряжения при ОДЗ и этапы определения расстояния до места замыкания

Однако при длительном горении дуги и переходе замыкания в устойчивое, которое устраняется последующим ремонтом, и при ОДЗ, переходящих в междуфазные и отключаемые релейной защитой, удается установить место повреждения и сопоставить расстояние до места повреждения с помощью изложенного метода с реальными длинами, определяемыми по планам.
На рис. 10 в качестве примера показаны осциллограмма напряжения при ОДЗ на ветви РП 750-2 - ТП-347 и этапы определения расстояния до места повреждения: прямое преобразование Фурье применительно к напряжению в момент горения дуги и определение расстояния по частотному отклику. Полученное расстояние составило 2,8 км от ЦРП и находилось в диапазоне указанной ранее погрешности.

Вывод

Для распределительных радиальных сетей предложен и апробирован параметрический метод определения места замыкания, в котором в качестве параметра, несущего информацию о расстоянии до места замыкания, предлагается использовать частоту собственных колебаний, связанную с разрядом емкости поврежденной фазы. Применение метода совместно с современными системами мониторинга, телеметрии и автоматического распознавания повреждений позволяет формировать карту аварийности сети и оценивать уровень электрической прочности изоляции отдельных участков сети.

Список литературы

  1. Шалыт Г. М. Определение мест повреждения в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1982.
  2. Sidhu T S., Bajpai M., Burnworth J. et al. Bibliography on Relay, 1998 IEEE Committee Report..., IEEE Trans. on Power Delivery, 2000, Vol. 15, No. 14, October.
  3. BanzhafW. Computer aided circuit analysis using SPICE. - Printice Hall, 1989.
  4. Dommel H. W. Digital computer solution of electromagnetic transients in single and multiphase networks: - IEEE Trans. Power App. and Systems, 1969, Vol. PAS-88, April.
  5. GoleA.M., Nayako.B., Sidhu T. S. and Sachdev M.S., A Graphical Electromagnetic Simulation Laboratory for Power System Engineering Programs / - IEEE Transactions on Power Systems, 1996, Vol. 11, No. 2, May.
  6. Диагностика и мониторинг кабельных сетей средних классов напряжения / Кадомская К. П., Качесов В. Е., Лавров Ю. А. и др. - Электротехника, 2000, № 11.
  7. Мониторинг перенапряжений в распределительных кабельных сетях / Еолдобин Д. А., Качесов В. Е., Ларионов В. Н., Овсянников А. Е. - Научный вестник НЕТУ, 1999, №2(5).
  8. Cooley G. M, Tukey J.W. - Math Comput, 1956, Vol. 19.
  9. A new deal for safety and quality on MV networks / Griffel D., Harmand Y., Leitloff V., Bergeal J. - IEEE Trans. on Power Delivery, 1997, Vol. 12, № 4.
  10. Качесов В. E., Ларионов В. H., Овсянников А. Г. О результатах мониторинга перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях на землю в распределительных кабельных сетях. - Электрические станции, 2002, № 8.


 
< Особенности устройства внутренних электрических сетей гражданских зданий   Понятие о качестве электроэнергии и надежности электроснабжения >