Отправить эту статью по почте 
Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Обеспечение устойчивости определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи при несинусоидальности токов и напряжений
Аннотация
Рукопись поступила в редакцию 28.11.2025, утверждена редколлегией в печать 11.02.2026.
В условиях широкого распространения нелинейных нагрузок и силовой электроники в промышленных системах электроснабжения актуальной задачей становится обеспечение высокой точности и устойчивости алгоритмов определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи. Традиционные методы по параметрам аварийного режима предполагают идеальную синусоидальность токов и напряжений. Однако в реальных условиях сигналы часто искажены высшими гармониками, интергармониками и пр., что приводит к значительным погрешностям в определении расстояния до места короткого замыкания. Предложен новый подход к обработке аварийных осциллограмм, основанный на применении методов цифровой обработки сигналов с использованием малоразрядного квантования и дизеринга. Дизеринг, представляющий собой добавление специального случайного сигнала, позволяет декоррелировать ошибки квантования и трансформировать детерминированные искажения сигналов в «белый» псевдошум. Рассмотрен пример одностороннего определения места повреждения на линии 110_кВ длиной 5_км при однофазном коротком замыкании. Показано, что при искажении напряжения повреждённой фазы интергармоникой ошибка расчёта расстояния составляет 1% относительно длины линии. В то же время применение предложенного метода с малоразрядным квантованием и дизерингом позволяет компенсировать влияние несинусоидальности и восстановить погрешность расчёта расстояния до значений менее 0,5%. Предложенный подход не требует модификации аппаратной части терминалов защиты или регистраторов аварийных событий и может быть интегрирован в программное обеспечение.
DOI: 10.71841/ES.elst.2026.1136.03.06
Ключевые слова
Литература
Папков, Б.В. Задачи надёжности современного электроснабжения: монография / Б.В. Папков, А.Л. Куликов, П.В. Илюшин. – М.-Вологда: Инфра-Инженерия. -- 2022. – 260 с.
Диагностика состояния воздушных линий электропередачи 10 -- 110 кВ в нормальных и аварийных режимах: учебное пособие / Под ред. А.Н. Висящева. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. – 270 с.
Аржанников, Е.А. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи / Е.А. Аржанников, В.Ю. Лукоянов, М.Ш. Мисриханов: под ред. В. А. Шуина. − М.: Энергоатомиздат, 2003. − 272 с.
Висящев, А.Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи: учебное пособие ./ А.Н. Висящев. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. -- Ч. 1. -- 188 c.; Ч.2. 146 c.
Малый, А.С. Определение мест повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима / А.С. Малый, Г.М. Шалыт, А.И. Айзенфельд. – М.: Энергия, 1972. -- 215 с.
Saha, M.M. Fault Location on Power Networks / M.M. Saha, J. Izykowski, E. Rosolowski. – London: Springer, 2010. − 437 p.
Арцишевский, Я.Л. Определение мест повреждения линий электропередачи в сетях с заземленной нейтралью: учеб. пособие / Я.Л. Арцишевский. – М.: Высш. шк., 1988. – 94 с.
Лямец, Ю.Я. Диагностика линий электропередачи / Ю.Я. Лямец, В.И. Антонов, В.А. Ефремов и др. // Электротехнические микропроцессорные устройства и системы: межвуз. сб. науч. тр. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1992. – С. 9 -- 32.
Шалыт, Г.М. Определение места повреждения в электрических сетях / Г.М. Шалыт. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 312 с.
Лачугин, В.Ф. Волновые методы определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи / В.Ф. Лачугин // Релейная защита и автоматизация. – 2023. – № 1(50). – C. 58 -- 61.
Куликов, А.Л. Адаптивное волновое определение места повреждения линий электропередач / А.Л. Куликов, В.В. Ананьев // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2014. – № 4. – С. 21 -- 25.
Методические указания по определению мест повреждений ВЛ напряжением 110 кВ и выше: СТО 56947007-29.240.55.224-2016: введ. 17.08.2016. – М.: ПАО «ФСК ЕЭС», 2016. – 75 с.
Рибейро, П.Ф. Обработка сигналов в интеллектуальных сетях энергосистем / П.Ф. Рибейро, К.А. Дуке, П.М.да Сильвейра, А.С. Серкейра – М.: Техносфера, 2020. – 417 с.
Куликов, А.Л. Определение места повреждения воздушных ЛЭП на основе метода наименьших квадратов в условиях отклонения показателей качества электроэнергии от нормативных значений / А.Л. Куликов, А.А. Севостьянов, А.А. Лоскутов, П.В. Илюшин // Энергия единой сети. – 2023. – № 3 -- 4(70). – С. 10 -- 19.
Синклер, Я. Введение в цифровую звукотехнику / Я. Синклер. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 80 с.
Vanderkooy, J. Dither in Digital Audio / J. Vanderkooy, S.P. Lipshitz // J. Audio Eng. Soc. – Dec. 1987. – Vol. 35. – P. 966 -- 975.
Franchini, G. Automatic Stochastic Dithering Techniques on GPU: Image Quality and Processing Time Improved / G. Franchini, R. Cavicchioli, J.C. Hu // Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. – 2020. – Vol. 5, No. 6. – P. 652 -- 663.
Widrow B., Kollár I. Quantization Noise. Roundoff Error in Digital Computation / B. Widrow, I. Kollár // Signal Processing, Control, and Communications. – Cambridge: Cambridge University Press, 2008. – 781 р.
Lipshitz, S.P. Quantization and Dither: A Theoretical Survey / S.P. Lipshitz, R.A. Wannamaker, J. Vanderkooy // J. Audio Eng. Soc. – May 1992. – Vol. 40, No. 5. – P. 355 -- 375.
Wannamaker, R.A. A Theory of Nonsubtractive Dither / R.A. Wannamaker, S.P. Lipshitz, J. Vanderkooy, J.N. Wright // IEEE Trans. Signal Process. – Feb. 2000. – Vol. 48, No. 2. – P. 499 -- 516.
Папков, Б.В. Краткий словарь современной электроэнергетики / Б.В. Папков, П.В. Илюшин, А.Л. Куликов: под общ. ред. Б.В. Папкова. – Нижний Новгород: Научно-издательский центр «XXI век», 2021. – 414 с.
Федосеев, А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: учебное пособие для вузов / А.М. Федосеев. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 520 с.
Шнеерсон, Э.М. Цифровая релейная защита / Э.М. Шнеерсон. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 549 с.
Вентцель, Е.С. Теория вероятностей: учеб. для вузов / Е.С. Вентцель. – 5-е изд. стер. – М.: Высш. шк., 1998. –576 с.
Куликов, А.Л. Развитие программного обеспечения для поддержки принятия решения при ликвидации повреждения на линиях электропередачи / А.Л. Куликов, М.Д. Обалин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2015. – № 2. – С. 70 -- 75.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© 1998 — 2025 НТФ "Энергопрогресс"
Адрес редакции:
129090, Москва. ул. Щепкина, 8, офис 101
Тел. (495) 234-74-17
E-mail: el.stantsii@gmail.com, el-stantsii@yandex.ru