КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 0,4 кВ С УСТРОЙСТВОМ СЕТЕВОГО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ

А.А. Лансберг; А.В. Виноградов

doi:10.14529/power250201

Авторы

А.А. Лансберг Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ
А.В. Виноградов Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ

DOI:

https://doi.org/10.14529/power250201

Ключевые слова:

компьютерная модель, устройство секционирования, мультиконтактная коммутационная система, однофазное короткое замыкание, электрическая сеть 0,4 кВ, MATLAB Simulink, режимы электрической сети

Аннотация

В настоящее время сельские электрические сети 0,4 кВ характеризуются низкой защищённостью от однофазных коротких замыканий. Для решения данной проблемы было разработано устройство секционирования линий электропередачи 0,4 кВ, которое было внедрено в опытную эксплуатацию в филиале ПАО «Россети Центр»-«Орёлэнерго». Для настройки уставок устройства в данной работе проведено исследование режимов работы электрической сети 0,4 кВ с устройством секционирования в MATLAB Simulink. В разработанной модели рассматривается случай использования в электрической сети трансформатора типа ТМ-250 кВА и провода А-35. Устройство секционирования установлено на удалении 500 метров от вывода низкого напряжения трансформатора 0,4 кВ, к устройству подключены два участка электрической сети протяжённостью по 250 метров. В ходе исследования были изучены нагрузочные режимы работы электрической сети 0,4 кВ как с равномерной, так и несимметричной нагрузкой по фазам, а также аварийные режимы работы электрической сети 0,4 кВ с однофазным коротким замыканием на одном из участков, подключенных к устройству. В ходе исследования режимов работы электрической сети 0,4 кВ на компьютерной модели контролировались следующие электрические параметры: фазные токи и токи в нейтральном проводе, фазные напряжения в точке установки устройства секционирования. Было выявлено, что предлагаемый подход с контролем электрических параметров в точке установки устройства секционирования позволит с высокой степенью достоверности определить участок электрической сети 0,4 кВ, на котором произошло однофазное короткое замыкание.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

А.А. Лансберг, Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ

аспирант, младший научный сотрудник лаборатории электроснабжения, электрооборудования и возобновляемой энергетики

А.В. Виноградов, Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ

д-р техн. наук, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией электроснабжения, электрооборудования и возобновляемой энергетики

Библиографические ссылки

Сорокин Н.С., Виноградова А.В. Расчет трёхфазных и однофазных коротких замыканий в электрических сетях 0,4 кВ для проверки чувствительности защитных аппаратов // Агротехника и энергообеспечение. 2020. № 4 (29). С. 25–34. EDN: MKNXTA.

Егорушкин И.О., Костюченко Л.П. Выбор автоматических выключателей для защиты сельских электрических сетей 0,4 кВ с учетом допустимого времени отключения // Вестник КрасГАУ. 2007. № 5. С. 191–196. EDN: IARSNX.

Егорушкин И.О., Костюченко Л.П., Кунгс Я.А. Учет допустимого времени отключения при выборе автоматических выключателей для защиты сельских электрических сетей 0,4 кВ // Промышленная энергетика. 2009. № 2. С. 25–30. EDN: KGBEHL.

Опытная электрическая сеть напряжением 380 В / А.В. Млоток, А.М. Ершов, Р.Г. Валеев, А.И. Сидоров // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2014. № 2 (19). С. 96–107. EDN: SNZESB.

Ершов А.М., Хлопова А.В. Физическая модель электрической сети напряжением 10/0,38 кВ // Электробезопасность. 2016. № 2. С. 13–21. EDN: WKGNUN.

Моделирование электрической сети напряжением 380 В с воздушными линиями в программной среде MATLAB-Simulink / Р.Г. Валеев, А.В. Млоток, А.М. Ершов, А.И. Сидоров // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 9-10. С. 116–128. EDN: RUHUEV.

Лансберг А.А., Виноградов А.В., Панфилов А.А. Оценка достоверности математической модели сельской электрической сети 0,4 кВ в MATLAB Simulink на примере исследования установившегося режима однофазного короткого замыкания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2023. Т. 25, № 6. С. 14–28. DOI: 10.30724/1998-9903-2023-25-6-14-28. EDN: WCTFZT.

Валеев Р.Г. Повышение уровня электробезопасности путем секционирования воздушных линий 0,4 кВ // Электробезопасность. 2014. № 2. С. 34–36. EDN: UZNART.

Ершов А.М., Валеев Р.Г. Методы и средства защиты воздушных линий напряжением 380 В от однофазных коротких замыканий // Электробезопасность. 2016. № 4. С. 33–46. EDN: YOQRNM.

Спеваков П.И. К проектированию сетей зануления в силовых установках // Электричество. 1939. № 8. С. 69.

Григорьев А.В., Селивахин А.И., Сукманов В.И. Защита сельских электросетей. Алма-Ата: Кайнар, 1984. 128 с.

Усихин В.Н. О предельных длинах электрических сетей по условию отключения однофазных коротких замыканий // Промышленная энергетика. 1991. № 8. С. 60–63.

Справочник по проектированию электросетей в сельской местности / Э.Я. Гричевский, П.А. Kaтков, А.М. Карпенко и др.; под ред. П.А. Kaткова, В.И. Франгуляна. М.: Энергия, 1980. 352 с.

Патент 2538091 C2 Российская Федерация, МПК H02H 7/30. Способ защиты длинных сельских ЛЭП-0,4 от коротких замыканий. № 2013106121/07; заявл. 12.02.2013: опубл. 10.01.2015 / Я.Л. Верховский. EDN: WSLTUM.

Ершов А.М., Сидоров А.И., Валеев Р.Г. Защита электрических сетей напряжением 380 В при однофазных коротких замыканиях: моногр. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. 232 с. ISBN 978-5-9729-0611-6.

Ершов А.М., Сидоров А.И., Валеев Р.Г. Защита воздушных линий напряжением 380 В от однофазных коротких замыканий с помощью секционирующих предохранителей // Промышленная энергетика. 2016. №11. С. 17-22. EDN: XELAQZ.

Ershov A.M., Valeev G.S., Valeev R.G. Protection of overhead lines with voltage of 380 V from the single-phase short circuits // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Chelyabinsk, Russia, 2016. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7911457

Валеев Р.Г. Концепция построения защиты электрических сетей напряжением 380 В от однофазных коротких замыканий // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2013. Т. 13, № 1. С. 30–34. EDN: QBUGVZ.

Ершов А.М., Валеев Р.Г. Методика расчёта защиты воздушной линии напряжением 380 В от однофазного короткого замыкания // Электробезопасность. 2015. № 1. С. 3–34. EDN: VDGFMR.

Методика расстановки секционирующих плавких предохранителей в сетях до 1000 В / Р.Г. Валеев, С.А. Тропин, А.В. Ерунова, Н.А. Ермолаева // Электробезопасность. 2014. № 4. С. 3–16. EDN: UZNAVF.

Concept of Multi-contact Switching System / A.V. Vinogradov, D.A. Tikhomirov, A.V. Vinogradovaet al. // Intelligent Computing and Optimization. ICO 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 1324 / P. Vasant, I. Zelinka, G.W. Weber (Eds.). 2021. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-030-68154-8_3

Виноградова А.В., Лансберг А.А., Виноградов А.В. Энергосистема Орловской области: обзор статистической информации: моногр. / под ред. д.т.н. А.В. Виноградова. Орёл: Картуш, 2023. 360 с.

Electrical Network’s Modeling & Simulation Tools: The State of the Art / M. Tamali, M. Allali, B. Bouzidi, T. Toumi // Journal of Electrical and Control Engineering. 2013. Vol. 3. P. 1–12.

Modeling of the operation modes of the electric power system to improve its sustainability of functioning / V.F. Shishlakov, O.Ya. Solenaya, S.V. Solyonyj et al. // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1515. P. 052083. DOI: 10.1088/1742-6596/1515/5/052083

Попов Н.М., Молодов И.А. Анализ переходных процессов в электрических сетях 0,38 кВ при однофазном коротком замыкании // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 71–73. EDN: OBGJZT.

Смирнов Е.С., Мамедов Т.А., Загинайлов В.И. Сравнение токов однофазного короткого замыкания в сетях с глухозаземленной нейтралью // Агротехника и энергообеспечение. 2023. № 2 (39). С. 14–21. EDN: RBHCRV.

Рахимов О.С., Мирзоев Д.Н. Моделирование низковольтных сельских электрических сетей 10/0,4 кВ // Вестник ПИТТУ имени академика М.С. Осими. 2018. № 4 (9). С. 37–42. EDN: FHEINT.

Виноградов А.В., Лансберг А.А., Сорокин Н.С. Характеристика электросетевых компаний по количеству и протяженности линий электропередачи, мощности подстанций // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2022. Т. 69, № 2 (47). С. 31–41. DOI: 10.22314/2658-4859-2022-69-2-31-41. EDN: AJQSZN.

Сидорова В.Т., Рокина Е.Г., Рокина А.Г. Исследование коэффициентов несимметрии при компенсации реактивной мощности в воздушных сетях 0,4 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 4 (55). С. 66–69. EDN: XCUUBB.

Косоухов Ф.Д., Васильев Н.В., Филиппов А.О. Снижение потерь от несимметрии токов и повышение качества электрической энергии в сетях 0,38 кВ с коммунально-бытовыми нагрузками // Электротехника. 2014. № 6. С. 8–12. EDN: QHPIGD.