Оценка эффективности средств защиты от перенапряжений в кабельной распределительной сети 10 кВ
Автор: Коржов Антон Вениаминович, Сафонов Валерий Иванович, Бабаев Расим Мирсалам Оглы, Коростелев Ян Евгеньевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 2 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена определению области эффективного применения защитных устройств (ЗУ) на основе металлооксидных варисторов (МОВ) для ограничения перенапряжений в кабельных распределительных сетях 10 кВ. Представлен оригинальный метод математического моделирования распространения волн перенапряжения в кабельной сети с учетом наличия ЗУ. Метод основан на составлении системы разностных уравнений, связывающих прямые и обратные волны в узлах сети. Данный подход позволяет получить временные зависимости напряжения в любой точке сети, построить карты максимальных перенапряжений и оценить риски возникновения перенапряжений с высокими кратностями. Проведено имитационное моделирование участка кабельной сети, которое позволило оценить эффективность установки ЗУ в узлах сети. Результаты моделирования показали, что наибольший эффект достигается при установке ЗУ в узлах с большим количеством отходящих кабельных линий (КЛ). Также проведено сравнение эффективности ЗУ с различными вольт-амперными характеристиками (ВАХ) и уровнями возникновения частичных разрядов (ЧР). Установлено, что устройства с изменяемой ВАХ демонстрируют значительно большую эффективность в ограничении перенапряжений. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации защиты кабельных сетей 10 кВ от перенапряжений и повышения надежности электроснабжения.
Кабельная линия (кл), перенапряжения, старение изоляции, металлооксидные варисторы(мов), вольт-амперная характеристика (вах) эффективность защиты, частичный разряд (чр)
Короткий адрес: https://sciup.org/147244013
IDR: 147244013 | DOI: 10.14529/power240202
Список литературы Оценка эффективности средств защиты от перенапряжений в кабельной распределительной сети 10 кВ
- A Review of Aging Models for Electrical Insulation in Power Cables / M. Choudhar, M. Shafiq, I. Kiitam [et al] // Energies. 2022. Vol. 15, No. 9. P. 3408. DOI: 10.3390/en15093408.
- Review of condition monitoring and defect inspection methods for compo-sited cable terminals / S. Li, B. Cao, J. Li [et al] // High Voltage. 2023. Vol. 8, No. 3. P. 431–444. DOI: 10.1049/hve2.12318.
- A review on partial discharge diagnosis in cables: Theory, techniques, and trends / S. Govindarajan, A. G. Morales, J. A. Ardila-Rey, N. Purushothaman // Measurement. 2023. Vol. 216. P. 112882. DOI: 10.1016/j.measurement.2023.112882.
- Технологические нарушения. Сводные данные об аварийных отключе-ниях в месяц по границам территориальных зон деятельности ОАО «МРСК Урала» в 2023 году // РОССЕТИ УРАЛ: сайт. URL: https://rosseti-ural.ru/disclosure/monopoly/characteristic/disturbances/ (дата обращения: 27.03.2024).
- Каменский М.К. Повышение эксплуатационных характеристик силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией: специальность 05.09.02 «Элек-тротехнические материалы и изделия»: дис. … канд. техн. наук. Москва: 2002. 174 c.
- Дмитриев М.В. Кабельные линии высокого напряжения. Санкт-Петербург: Политех-пресс, 2021. 688 с.
- Oh D.H. A Novel Diagnosis Method for Void Defects in HVDC Mass-Impregnated PPLP Cable Based on Partial Discharge Measurement / D.H. Oh, H.S. Kim, B.W. Lee // Energies. 2021. Vol. 14, No. 8. P. 2052. DOI: 10.3390/en14082052
- Кри С. Сравнительный анализ кабелей с бумажно-пропитанной изоля-цией и кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на энергетическом рын-ке России / С. Кри, В.А. Баринов // Энергия единой сети. 2014. Т. 5, №16. С. 52-64.
- Евдокунин, Г.А. Внутренние перенапряжения в сетях 6-35 кВ / Г.А. Ев-докунин, С.С. Титенков. Санкт-Петербург: Терция, 2004. 186 с.
- Гусев, Ю. П. Отказоустойчивость ограничителей перенапряжений нелинейных при однофазных замыканиях на землю / Ю. П. Гусев, С. А. Ко-сарев, Г. Ч. Чо // Энергоэксперт. 2020. №1(79). С. 40-43.
- Bewley, L.V. Travelling waves on transmission systems / L.V. Bew-ley. New York: John Wiley & Sons, 1933. 332 p.
- Степанчук, К.Ф. Техника высоких напряжений / К.Ф. Степанчук, Н.А. Тиняков. Минск: Вышэйшая школа, 1982. 368 с.
- Базуткин В.В. Техника высоких напряжений: Изоляция и перена-пряжения в электрических системах / В.В. Базуткин В.В., В.П. Ларионов В.П., Ю.С. Пинталь. Ленинград: Энергоатомиздат, 1986. 464 с.
- Bickford J.P. Application of travelling-wave methods to the calcula-tion of transient-fault currents and voltages in pow-er-system networks / J.P. Bickford, M.H. Abdel-Rahman // IEE proceedings Part C, Generation, transmis-sion and distribution. 1980. Vol. 27, No. 3. P. 153-168. DOI: 10.1049/ip-c.1980.0026
- Chiradeja P. Identify Direct Lightning Strike Location Based on Dis-crete Wavelet Transform for 115-kV Transmission System / P. Chiradeja, A. Ngaopitakkul // IEEE Access. 2022. Vol. 10, No. 4. P. 80609–80622. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3195497
- A fast boundary protection for an AC transmission line connected to an LCC-HVDC inverter station / Z. Liu, H. Gao, S. Luo, L. Zhao, Y. Feng // Pro-tection and Control of Modern Power Systems. 2020. Vol. 5, No. 1. DOI: 10.1186/s41601-020-00175-7
- Gaur V.K. New ground fault location method for three-terminal transmission line using unsynchronized current measurements. / V.K. Gaur, B.R. Bhalja, A. Saber // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2022. Vol. 135. DOI: 10.1016/j.ijepes.2021.107513
- Time–frequency multiresolution of fault-generated transient signals in transmission lines using a morphological filter / J.C. Quispe, J. Morales, E. Or-duna, C. Liebermann, M. Bruhns, P. Schegner // Protection and control of mod-ern power systems. 2023. Vol. 8, No. 1. DOI: 10.1186/s41601-023-00294-x
- Adaptive traveling wave-Based algorithm for time alignment of transmission line fault records / F.V. Lopes, T.R. Honorato, G.A. Cunha, S.S. Nilo Ribeiro, P. Lima, A. Coelho, et al. //. Electric power systems research. 2021. Vol. 196. DOI: 10.1016/j.epsr.2021.107258
- Коржов А.В. Исследования перенапряжений по длине неодно-родной распределительной кабельной сети / А.В. Коржов, О.В. Волков, Ю.В. Коровин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2020. Т. 20, № 1. С. 22–29. DOI: 10.14529/power200103
- Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. Москва: Энергия, 1975. 753 с.
- Машкалёв, Д.А. Диагностика изоляции силового кабеля / Д.А. Машкалёв // Энергетик. 2016. № 9. – С. 46-49.
- Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструк-циях / Г.С. Кучинский // Ленинград: Энергия, 1979. 224 с.
- Partial discharge testing for cables // Electrical Reliability Services. Service Data Sheet Ref. No. PM-02-301-A. December 2008. URL: https://studylib.net/doc/18561241/partial-discharge-testing-for-cables.
- СТО 56947007-29.130.10.197-2015. Методические указания по применению ОПН на ВЛ 6-750 кВ. Москва: ОАО «ФСК ЕЭС», 2015. 138 с.
- ГОСТ Р 53735.5–2009 (МЭК 60099-5:2000). Разрядники вентиль-ные и ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок пе-ременного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Часть 5: Рекомендации по вы-бору и применению. Москва: Стандартинформ, 2011. 59 с.
- EP3404791A1 European Patent. Apparatus and methods for over-voltage protection of electronic devices / Nojima Geraldo, applicant Eaton Intelli-gent Power Limited Dublin 4 (IE) // Date of publication: 21.11.2018 Bulletin 2018/47. Application number: 18170253.1
