Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 4.

Федотов А. И. и др. Метод расчета места однофазного замыкания на землю на фидере. Введение Проблема расчетного определения места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в электрических сетях с изолированной нейтралью хорошо известна (Нудельман и др., 1997; Олейник и др., 2002; Шалин и др., 2002; 2005; Ширковец и др., 2008; 2018; Сарин и др., 2008; Качесов и др., 2010; Горюнов и др., 2011; Попов и др., 2018; Валов и др., 2019; Chang et al., 2022; Paul, 2017). Она решается в основном по четырем крупным научным направлениям. Во-первых, это использование различных зондирующих сигналов, анализ отклика исследуемой системы на которые предоставляет информацию о месте повреждения (Минуллин и др., 2003; Семёнов и др., 2019; Касимов, 2019; Федотов и др., 2023; Jia et al., 2018). Во- вторых, это установка различных датчиков с системами дистанционной передачи информации, которые отслеживают режимы работы участков электропередачи1 (Хузяшев, 2008; Киржацких, 2022). По результатам измерений может быть выделен аварийный участок, ограниченный точками установки датчиков, либо в некоторых случаях спрогнозировано место ОЗЗ на данном участке. В-третьих, это использование аварийных параметров режима, связанных с расстоянием до ОЗЗ, в том числе и за счет принудительного увеличения тока замыкания (Шалин и др., 2000; Абдуллазянов, 2013; Fedotov et al., 2016; 2017; Нагай и др., 2017; Федотов и др., 2022; Xin et al., 2021). Тогда хорошо работают методы, апробированные применительно к сетям с эффективным заземлением нейтрали, где величина аварийного тока непосредственно зависит от расстояния до места замыкания. Поскольку измерения производятся в центре питания (ЦП), в результате будут получены несколько возможных точек с ОЗЗ на фидере древовидной структуры, что уже можно считать хорошим результатом в сравнении с полным отсутствием информации о предполагаемом месте повреждения. И наконец, использование информации с потребительских подстанций о параметрах аварийного режима, которая в совокупности полученных измерений способна указать либо на потенциальные участки с ОЗЗ, либо конкретизировать его место (Вагапов и др., 2014; Fedotov et al., 2019; Федотов и др., 2019; 2020). Возможно, например, и комплексное сочетание перечисленных направлений, когда показания датчиков используются в различных математических моделях электропередач, связывающих их показания с местом ОЗЗ или же с весьма ограниченным участком ВЛ. Не останавливаясь подробно на всех перечисленных подходах, которые имеют как достоинства, так и недостатки, что присуще любому методу, и оставаясь в рамках четвертого направления, покажем, что посредством относительно небольших затрат на дополнительное электрооборудование, можно в значительной мере ускорить обнаружение места ОЗЗ, существенно ограничив зону топографического его поиска. Для этого предлагается на нескольких удаленных подстанциях 10/0,4 кВ установка с высокой их стороны измерительных трансформаторов напряжения с вторичной обмоткой нулевой последовательности (ТННП). Передача в ЦП величины напряжения НП, осуществляющуюся через интеллектуальные приборы учета электроэнергии, позволит получить информацию, на основе которой можно выполнять расчеты по определению места ОЗЗ. Достоинства параметров НП заключаются в том, что на них не влияет величина нагрузки на подстанциях. И если их абсолютная величина еще зависит от значения переходного сопротивления, то относительные величины целиком обусловливаются только погонными сопротивлениями ВЛ и, что самое важное, топологией схемы фидера. Теоретические основы метода использования напряжений НП Для определения закономерности изменения тока и напряжения ВГ в зависимости от удаленности места измерения от точки поперечной несимметрии рассмотрим схему (рис. 1), где к фазе "А" ВЛ подключен гармонический источник e(n) n-й высшей гармоники. Рис. 1. Линия электропередачи с подключенным гармоническим источником Fig. 1. Power line with connected harmonic source 1Индикаторы короткого замыкания ИКЗ // Официальный сайт компании "Антракс". URL: https://antraks.ru/ produktsiya/indikatory-avarijnogo-protsessa-ikz (дата обращения: 24.09.2021). 458