Нижегородские ученые запатентовали новый способ поиска повреждений на линиях электропередачи

Ученые Нижегородского государственного технического университета (НГТУ) им. Р.Е. Алексеева получили патент на новый способ определения места повреждения на двухцепных воздушных линиях электропередачи.

Когда на высоковольтной линии электропередачи происходит короткое замыкание, например, из-за упавшего дерева, удара молнии или других причин, энергетикам нужно как можно быстрее понять, в каком именно месте на линии произошла авария. От этого зависит, насколько быстро ремонтные бригады доберутся до точки повреждения и восстановят электроснабжение.

Для расчета расстояния обычно используют математические модели, решающие квадратное уравнение. Однако у такого уравнения формально есть два верных ответа на вопрос о месте аварии. Особую сложность представляют двухцепные линии напряжением 110–220 кВ, где на общих опорах подвешены две параллельные цепи, влияющие друг на друга. И это влияние обязательно нужно учитывать в расчетах, иначе ошибка в определении места повреждения может быть значительной.

Авторы патента разработали способ, который позволяет однозначно определить место повреждения на двухцепной линии. Суть в следующем: при расчете учитывается индуктивная связь между двумя цепями линии — то самое взаимное влияние, о котором говорилось выше. Дополнительно в расчетах используются токи нулевой последовательности, зафиксированные в обеих цепях линии со стороны точки измерения, а также составляющие обратной последовательности токов.

В результате формируется не одно, а два связанных квадратных уравнения, которые объединяются в систему. После преобразований эта система дает уравнение с двумя корнями: один из них всегда соответствует ситуации, когда повреждение произошло прямо на шинах подстанции, к которой подключена линия, второй — это и есть искомое расстояние до места аварии непосредственно на линии.

Чтобы выбрать правильный ответ, метод опирается на существующую на подстанциях дифференциальную защиту шин. Если она сработала — значит, авария произошла на самих шинах. Если не сработала — значит, повреждение находится на линии, и место однозначно определяется по формуле.

По мнению ученых, главный практический результат — устранение неопределенности при поиске повреждения.

«Энергетики получают один-единственный ответ о расстоянии до места аварии вместо двух возможных вариантов, между которыми раньше приходилось выбирать с помощью дополнительных процедур и инженерной интуиции. Это означает более быстрый выезд ремонтных бригад в правильную точку и сокращение времени восстановления электроснабжения», — пояснил один из авторов изобретения, профессор кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника» НГТУ им. Р.Е. Алексеева, доктор технических наук Александр Куликов.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации