Наши научные статьи

Обрыв фазного провода воздушной линии 6–35 кВ с падением оборванного конца на подстилающую поверхность остаётся аварийным режимом, не покрываемым штатной защитой от однофазных замыканий на землю: при контакте провода с сухим уплотнённым грунтом, искусственным покрытием или снежным покровом переходное сопротивление достигает нескольких килоом. Выполнен количественный анализ чувствительности защиты по переходному сопротивлению; получено выражение для граничного значения, которое для сети 10 кВ с суммарным ёмкостным током 20 А и уставкой 5 А составляет около 1,1 кОм. Показано, что при переходном сопротивлении свыше приблизительно одного килоома ток замыкания перестаёт зависеть от суммарного ёмкостного тока сети, вследствие чего повышение чувствительности в рамках существующего принципа измерения невозможно. Предложен метод, основанный на совместном использовании широкополосного электрического канала с вейвлет-признаками перемежающейся дуги и независимого механического канала на основе автономных модулей опоры, с объединением признаков в комбинированный вектор, классификацией режима не менее чем по пяти классам и последующей проверкой правила совпадения независимых каналов в общем окне единого времени, длительность которого не превышает интервала пробега поперечной механической волны по проводу между смежными модулями. При типовых интенсивностях эксплуатационных событий число случайных совпадений каналов составляет менее одного в год на фидер, что на три порядка ниже интенсивности событий в каждом канале в отдельности; погрешность локализации места обрыва не превышает 1,2 м при длине пролёта 60 м. Метод и реализующий его комплекс заявлены в Федеральный институт промышленной собственности.

Ключевые слова: воздушная линия; обрыв провода; высокоомное замыкание на землю; изолированная нейтраль; вейвлет-разложение; правило совпадения; локализация пролёта; электробезопасность

Предложен способ определения динамически допустимой токовой нагрузки воздушной линии, объединяющий разбиение трассы на термически однородные участки по признакам рельефа и подстилающей поверхности, рекуррентную калибровку коэффициентов тепловой модели по невязке температуры провода на критических участках и перенос поправок на неоснащённые участки по функции подобия, построенной в том же пространстве признаков и в той же метрике, что и разбиение. Показано, что в установившемся режиме коэффициенты конвективного теплообмена и излучательной способности в один момент времени неразделимы, чем обоснована калибровка единственного сосредоточенного коэффициента конвекции. Уставку формируют по нижней доверительной границе с блокировкой при гололедообразовании, недостоверности данных, отказе опорных модулей и выходе невязок за границы. Технический результат — повышение точности определения допустимой нагрузки при числе модулей не более 15 % от числа участков. В численном эксперименте на годовом ряде из 8760 отсчётов для ВЛ 220 кВ длиной 87 км (провод АС 300/39, 34 участка, оснащены четыре) калибровка снижает смещение расчётной нагрузки на оснащённых участках с +4,7 до −0,6 % и среднеквадратическую погрешность с 9,7 до 5,0 %, а перенос поправок сокращает с 76,4 до 4,6 % долю часов с завышением нагрузки неоснащённого лимитирующего участка более чем на 5 %; средняя уставка составляет 1,21 от статической при вероятности превышения предельной температуры 1,0 %.

Ключевые слова: воздушная линия; динамически допустимая токовая нагрузка; тепловая модель провода; термически однородный участок; лимитирующий участок; рекуррентная калибровка; идентифицируемость параметров; функция подобия; нижняя доверительная граница; пропускная способность сети