Совершенствование алгоритмов АПВ кабельно-воздушных линий электропередачи 110-330 кВ на основе использования волновых методов

Область знаний: «Физика, Информатика, Математика»

Тематика Энергопрорыв-2017: «Сети повышенной надежности: технология снижения аварийности, защита сетей от внешних воздействий»

Социальная активность: 53

Команда + Вступить в команду

Описание

Согласно ПУЭ, должно предусматриваться АПВ воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линий (КВЛ) всех типов напряжением выше 1 кВ. Отказ от применения АПВ должен быть в каждом отдельном случае обоснован.

Применяемые на практике алгоритмы АПВ воздушных ЛЭП неэффективны на КВЛ, так как могут приводить к значительным объемам повреждений и дорогостоящему ремонту кабельной части.

В связи с этим для эффективного АПВ высоковольтных кабельно-воздушных ЛЭП необходимо с высокой точностью определить, на каком из участков (воздушном или кабельном) произошло повреждение и, при устранении повреждения на воздушном участке, реализовать АПВ ЛЭП.

Основная идея предлагаемого решения состоит в том, чтобы определять поврежденный участок на основе анализа волнового процесса, возникающего в результате повреждения, с помощью специальных алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС).

Это является возможным, поскольку протекание волнового процесса качественно и количественно зависит от того, на каком участке произошло повреждение. Причиной этому является существенное отличие волновых характеристик у кабельного и воздушного участков.

Предлагается производить ЦОС сигналов, полученных с измерительных трансформаторов тока и напряжения, либо с ВЧ-фильтров присоединения. Для этого производится цифровая фильтрация оцифрованного аналогового сигнала, выделение высокочастотных (переходных) составляющих, в результате получается «волновой портрет линии», который возможно обработать различными методами. Основной предлагаемый алгоритм основан на использовании функции кросс-корреляции, которая позволяет установить степень соответствия замеренного сигнала с эталонными «портретами».

Разрабатываемое решение АПВ КВЛ, работающее на принципе оценки волнового переходного процесса, позволит существенно сократить затраты на реализацию данного вида автоматики на таких линиях, а также обеспечит более высокое быстродействие

Стоит отметить, что разрабатываемые алгоритмы представляют дополнительный интерес в связи с возможностью использования закладываемого в предлагаемый метод подхода к оценке сигнала применительно к задачам «волновой» релейной защиты.

В чем нуждается проект

Поддержка предложенного технического решения ПАО «Россети» и его сетевых подразделений. Государственные дотации для реализации пилотного проекта. Разрешение на проведении испытаний пилотного устройства по окончании работ на действующем объекте.

Что может предложить проект

Новое техническое решение АПВ КВЛ, обладающее меньшими затратами на реализацию по сравнению с аналогом. Новый подход в оценке переходных процессов в электрических сетях, который применим для использования в задачах «волновой релейной защиты».

Комментарии

Никита Шумский

Добрый день Антон и Павел.

В своей работе вы говорите о методе кросс-корреляции, который позволит установить степень соответствия замеренного сигнала с эталонными «портретами».

Скажи пожалуйста, что из себя представляют подобные "портреты"? Были ли они получены экспериментальным или теоретическим путем? Насколько широка ваша база данных на данный момент?

Павел Пелевин

Добрый день, Никита, "портреты" представляют из себя последовательность импульсов напряжения или тока (в зависимости от того какой сигнал обрабатывать) разной величины и полярности, замеренные в течении определенного времени, данные импульсы появляются в момент прихода волн к месту замера. К ответу приложил рисунок, демонстрирующий формирование таких портретов. На рисунке изображена линия, под ней - лестничная диаграмма, схематично показывающая распространение волн по линии от места КЗ, справа от неё - волновой "портрет".
Эталонные портреты могут быть получены только в результате математического моделирования (с помощью программно-технических средств или ручного расчета), поскольку для их получения экспериментальным путем пришлось бы делать на линии КЗ через определенные расстояния, что, как вы сами понимаете, никто делать не будет.
Что вы имеете в виду под базой данных?

sch1.jpg (Скачать) (54,6 КБ)
Ответить +1 10 июня 2017 в 11:43
Никита Шумский

Павел, спасибо за подробный ответ.
Под "базой данных" я имел ввиду набор "портретов" для разного сочетания ВЛ и КЛ разного сечения, протяженности при разных атмосферных условиях и способах прокладки.

Ответить +1 10 июня 2017 в 11:51
Павел Пелевин

Хороший вопрос, действительно, для каждой конкретной линии нужно составлять набор таких "портретов", но на данном этапе у нас нет цели создания обширной базы данных наборов "портретов", поскольку это будет необходимо в случае успешного развития данного проекта и переходу к опытной эксплуатации. Пока что с помощью программно-технических средств получены "портреты" для моделируемой линии, и на них отрабатываются алгоритмы ЦОС.

Ответить +1 10 июня 2017 в 12:12

Добавление комментария