30
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
4(35),
декабрь
2024
Повышение
эффективности
использования
приборов
волнового
определения
мест
повреждения
на
объектах
МЭС
Востока
В
условиях
недостатка
генерации
в
энергосистеме
Дальне
-
го
Востока
отключение
оборудования
магистральных
элек
-
трических
сетей
из
-
за
повреждений
,
особенно
воздушных
линий
электропередачи
220–500
кВ
,
участвующих
в
схемах
выдачи
мощности
,
приводят
к
ограничениям
питания
про
-
мышленных
и
бытовых
потребителей
.
Поэтому
задача
ско
-
рейшего
обнаружения
места
повреждения
и
устранения
не
-
исправностей
на
воздушных
линиях
остается
актуальной
.
Волновые
методы
определения
места
повреждения
на
объектах
филиала
ПАО
«
Россети
» —
МЭС
Востока
доказали
свою
эффективность
,
но
в
связи
с
рядом
проблем
в
их
ис
-
пользовании
требуется
дополнительная
проработка
вопро
-
сов
оптимального
расположения
устройств
,
их
подготов
-
ки
к
работе
и
использования
результатов
срабатывания
.
В
данной
статье
приведены
результаты
натурных
испыта
-
ний
,
которые
проводятся
в
МЭС
Востока
в
целях
снижения
материальных
затрат
и
времени
на
проведение
послеава
-
рийных
осмотров
воздушных
линий
с
применением
волно
-
вых
методов
определения
мест
повреждения
и
беспилот
-
ных
летательных
аппаратов
.
Павел
ПИНЧУКОВ
,
к
.
т
.
н
.,
доцент
кафедры
«
Системы
электроснабжения
»
Дальневосточного
государственного
университета
путей
сообщения
В
2020–2024
годах
в
объединенной
энергетической
системе
Дальнего
Востока
среднегодовой
прирост
спроса
на
электроэнергию
составил
5,8%.
Потребление
электроэнергии
на
Дальнем
Востоке
,
по
оценке
Министерства
по
развитию
Даль
-
него
Востока
и
Арктики
,
к
2029
году
вырастет
на
40%,
что
в
2,5
раза
выше
сред
-
нероссийского
показателя
.
При
этом
особенностью
энергосистемы
Дальнего
Востока
является
недостаток
гене
-
рации
и
технологическая
изолированность
работы
объектов
,
выраженная
в
энергоснабже
-
Артем
КИСЕЛЕВ
,
заместитель
дирек
-
тора
—
главный
инженер
филиала
ПАО
«
Россети
» —
Якутское
ПМЭС
Александр
ЛЬВОВ
,
заместитель
главного
инженера
по
эксплуа
-
тации
основного
обо
-
рудования
филиала
ПАО
«
Россети
» —
МЭС
Востока
Воздушные
линии
31
нии
потребителей
с
небольшими
объемами
энергопотребле
-
ния
от
центров
питания
без
возможности
резервирования
по
сети
низкого
напряжения
.
Таким
образом
,
аварийные
отключения
воздушных
ли
-
ний
электропередачи
(
ВЛ
) 220–500
кВ
,
находящихся
в
зоне
обслуживания
филиала
ПАО
«
Россети
» —
Магистральные
электрические
сети
Востока
,
особенно
участвующих
в
схеме
выдачи
мощности
,
приводят
к
ограничениям
электроснаб
-
жения
промышленных
и
бытовых
потребителей
.
Проблема
остается
даже
при
неустойчивых
повреждениях
и
работе
ав
-
томатического
повторного
включения
(
АПВ
),
так
как
в
период
АПВ
происходит
работа
противоаварийной
автоматики
.
Следовательно
важно
не
только
с
максимальной
точно
-
стью
и
оперативностью
выявить
место
повреждения
на
ВЛ
,
но
и
оперативно
выехать
в
зону
повреждения
аварийно
-
восстано
-
вительной
бригаде
[1].
При
этом
,
в
связи
с
неопределенностью
вида
повреждения
при
устойчивом
коротком
замыкании
(
по
-
вреждение
провода
или
троса
,
обрыв
изоляции
,
повреждение
опоры
)
необходимо
иметь
при
выезде
значительный
набор
материалов
и
приспособлений
для
устранения
аварии
—
раз
-
личную
линейную
арматуру
,
провод
,
изоляцию
,
инструмент
.
Первичная
информация
о
виде
повреждения
,
переданная
аварийно
-
восстановительной
бригаде
,
помогла
бы
повысить
оперативность
выезда
для
устранения
неисправности
из
-
за
рационального
выбора
необходимых
материалов
,
инструмен
-
та
и
спецтехники
[2].
Рационально
использовать
для
целей
первичной
оценки
характера
повреждения
беспилотные
ле
-
тательные
аппараты
(
БПЛА
)
вертолетного
типа
в
сочетании
с
волновыми
устройствами
места
определения
повреждений
(
ВОМП
),
для
задания
оптимальной
карты
полета
БПЛА
.
В
таблице
1
приведены
сравнения
в
погрешности
расче
-
тов
различных
средств
и
методик
ОМП
за
2021–2023
годы
в
МЭС
Востока
.
Опыт
применения
различных
устройств
ОМП
доказыва
-
ет
эффективность
волнового
метода
.
При
этом
необходимо
продолжать
работу
по
снижению
погрешности
приборов
ОМП
для
снижения
материальных
затрат
и
времени
на
проведение
послеаварийных
осмотров
воздушных
линий
.
Для
проверки
эффективности
функционирования
ВОМП
в
МЭС
Востока
при
коротких
замыканиях
(
КЗ
)
на
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
НПС
-11 24.05.2024
г
.
были
проведены
натурные
испытания
.
Испытания
прово
-
дились
согласно
утвержденной
Программы
переключений
по
проведению
опыта
однофазного
искусственного
короткого
замыкания
.
Для
определения
порядка
действия
и
назначения
ответственных
было
выпущено
распоряжение
МЭС
Востока
№
83
р
.
Испытывалось
следующее
оборудование
:
термина
-
лы
определения
места
повреждения
ТОР
300
ЛОК
550
про
-
изводства
ООО
«
Релематика
»,
установленные
на
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11»
со
стороны
ПС
«
Городская
»
и
ПП
«
Нюя
»
соответственно
.
Перед
опытом
были
обеспечены
необходимые
условия
для
работы
функции
волнового
определения
места
повреж
-
дения
в
терминалах
ТОР
300
ЛОК
550:
спутниковая
синхро
-
низация
,
технологическая
связь
между
терминалами
,
измери
-
тельные
цепи
к
терминалам
подключены
правильно
.
Искусственное
однофазное
КЗ
на
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11»
выполнялось
на
опоре
№
367 (
нижний
провод
)
при
питании
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11»
по
нормальной
схеме
от
ПС
220
кВ
«
Городская
».
На
момент
выполнения
опыта
нагруз
-
ка
ПС
220
кВ
«
НПС
-11»
переведена
на
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
2
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11».
При
возникновении
КЗ
(
рисунок
1)
в
терминалах
ТОР
300
ЛОК
550
штатно
отработали
токовые
пусковые
органы
,
пуще
-
ны
осциллографы
:
–
обычный
осциллограф
платформы
ТОР
300,
частота
дис
-
кретизации
1
кГц
;
Табл
. 1.
Погрешность
расчетов
различных
видов
ОМП
в
МЭС
Востока
(
в
%
от
длины
ВЛ
)
Расчет
по
формулам
,
%
WinBres
двухсторонний
расчет
, %
Приборы
ОМП
и
РАС
, %
Волновые
ОМП
, %
2021
год
2,023
1,853
3,643
0,800
2022
год
2,285
1,687
4,737
0,773
2023
год
2,275
1,959
3,769
0,733
Рис
. 1.
Искусственное
КЗ
на
опоре
№
367
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11»
32
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
4(35),
декабрь
2024
–
высокочастотный
осциллограф
ВОМП
,
частота
дискрети
-
зации
1
МГц
и
точная
синхронизация
с
астрономическим
временем
.
На
ПП
«
Нюя
»
на
дискретный
вход
терминала
своевре
-
менно
пришел
подтверждающий
сигнал
от
срабатывания
релейной
защиты
.
Фрагменты
осциллограмм
с
моментом
начала
про
-
цесса
КЗ
приведены
на
рисунках
2, 3.
Положение
курсора
(
вертикальная
линия
)
соответствует
ручной
оценке
начала
фронта
волны
.
На
ПП
«
Нюя
»
терминал
автоматически
выявил
момент
прихода
фронта
волны
,
погрешность
относительно
ручной
оценки
по
осциллограмме
ВОМП
не
превысила
1
мкс
.
На
ПС
«
Городская
»
фронт
волны
не
был
найден
автоматически
по
причине
малой
амплитуды
.
Тем
не
менее
,
фронт
волны
был
определен
вручную
по
осциллограмме
.
Функция
ОМП
по
параметрам
аварийного
режима
(
ПАР
)
запустилась
и
отработала
штатно
.
При
этом
показания
параметрического
ОМП
составили
121,3
км
от
ПС
220
кВ
«
Городская
»,
а
волнового
ОМП
—
135,67
км
.
Фактическое
место
КЗ
— 134,94
км
.
Таким
обра
-
зом
,
погрешность
волнового
ОМП
в
процентах
от
протяжен
-
ности
ВЛ
составила
0,54%,
а
параметрического
— 10,1%.
По
результатам
анализа
осциллограмм
первого
опыта
вы
-
Рис
. 2.
Пуск
ВОМП
ПП
«
Нюя
»
во
время
опыта
КЗ
Рис
. 3.
Пуск
ВОМП
ПС
«
Городская
»
во
время
опыта
КЗ
Воздушные
линии
33
полнена
корректировка
уставки
в
терминалах
ТОР
300
ЛОК
550
для
повышения
чувствительности
к
фронту
волны
.
Для
проведения
автономного
первичного
облета
зоны
повреждения
,
определенного
с
помощью
волнового
ОМП
,
был
применен
квадрокоптер
роторного
типа
DJI Mini 3 Pro
(
ПП
220
кВ
«
Нюя
»).
Квадрокоптер
включает
в
себя
полет
-
ный
контроллер
,
систему
нисходящей
видеосвязи
,
систему
технического
зрения
,
силовую
установку
и
аккумуляторную
батарею
,
оснащен
как
системой
инфракрасных
датчиков
,
так
и
системами
обзора
вперед
,
назад
и
вниз
.
Система
инфракрасных
датчиков
состоит
из
двух
трех
-
мерных
инфракрасных
модулей
.
Система
нижнего
обзора
и
система
инфракрасных
датчиков
помогают
квадрокоптеру
сохранять
свое
текущее
положение
,
более
точно
зависать
и
летать
в
местности
,
где
связь
недоступна
.
Во
время
об
-
лета
автоматически
снимались
фотографии
(
рисунок
4)
на
траектории
полета
через
путевые
точки
,
заданные
в
полет
-
ной
карте
.
С
помощью
данных
фотографий
была
получе
-
на
первичная
информация
о
характере
повреждения
,
что
позволило
до
выезда
бригады
на
послеаварийный
обход
понять
,
какие
инструменты
,
приспособления
и
материалы
необходимы
для
ликвидации
аварии
.
Автономная
работа
в
сложных
условиях
без
участия
человека
требует
,
чтобы
БПЛА
объединял
возможности
восприятия
,
обучения
,
управления
в
режиме
реального
вре
-
мени
,
рассуждения
,
принятия
решений
и
планирования
[3].
ВЫВОДЫ
Проведенный
в
МЭС
Востока
24.05.2024
г
.
опыт
КЗ
доказы
-
вает
эффективность
волнового
ОМП
как
прибора
с
мень
-
шей
погрешностью
расчета
зоны
повреждения
на
ВЛ
.
Его
применение
позволяет
сократить
затраты
на
проведение
послеаварийных
обходов
и
аварийно
-
восстановительных
работ
.
При
этом
для
повышения
точности
расчетов
необхо
-
димо
своевременно
корректировать
уставки
волновых
ОМП
по
результатам
анализа
осциллограмм
.
Для
получения
пер
-
вичной
информации
о
характере
повреждения
целесообраз
-
но
использование
БПЛА
с
заданной
картой
полета
.
Рис
. 4.
Следы
короткого
замыкания
на
проводе
ВЛ
220
кВ
Городская
—
Нюя
№
1
с
отпайкой
на
ПС
«
НПС
-11»
ЛИТЕРАТУРА
1.
Лачугин
В
.
Ф
.
Волновые
методы
определения
места
повреждения
на
воздушных
линиях
электропередачи
//
Релей
-
ная
защита
и
автоматизация
, 2023,
№
1(50).
С
. 58–61.
2.
Львов
А
.
П
.,
Пинчуков
П
.
С
.,
Оптимизация
поиска
мест
повреждения
воздушных
линий
электропередачи
220
кВ
,
рас
-
положенных
на
территории
Республики
Саха
(
Якутия
)
с
применением
волновых
ОМП
//
Ежеквартальный
спецвыпуск
«
Россети
»
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
», 2023,
№
1(28).
С
. 44–48.
3. Foudeh H.A., Chi-Kwong Luk P., Whidborne J.F. An Advanced Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Approach via Learning-based
Control for Overhead Power Line Monitoring: A Comprehensive Review. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9528303.
Оригинал статьи: Повышение эффективности использования приборов волнового определения мест повреждения на объектах МЭС Востока
В условиях недостатка генерации в энергосистеме Дальнего Востока отключение оборудования магистральных электрических сетей из-за повреждений, особенно воздушных линий электропередачи 220–500 кВ, участвующих в схемах выдачи мощности, приводят к ограничениям питания промышленных и бытовых потребителей. Поэтому задача скорейшего обнаружения места повреждения и устранения неисправностей на воздушных линиях остается актуальной. Волновые методы определения места повреждения на объектах филиала ПАО «Россети» — МЭС Востока доказали свою эффективность, но в связи с рядом проблем в их использовании требуется дополнительная проработка вопросов оптимального расположения устройств, их подготовки к работе и использования результатов срабатывания. В данной статье приведены результаты натурных испытаний, которые проводятся в МЭС Востока в целях снижения материальных затрат и времени на проведение послеаварийных осмотров воздушных линий с применением волновых методов определения мест повреждения и беспилотных летательных аппаратов.
