probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2024-26-2-97-104probener-3025Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICITYАлгоритм фильтрации апериодической составляющей в сигнале тока короткого замыканияOn the question of determining the location of a short circuit on a power transmission lineБурянинаН. С.BuryaninaN. S.

Бурянина Надежда Сергеевна – д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Электроснабжение»

г. Якутск

Nadejda S. Buryanina

Yakutsk

ЛесныхЕ. В.LesnykhE. V.

Лесных Елена Владимировна – канд. техн. наук, доцент кафедры «Физика, электротехника, диагностика и управление в технических системах»

г. Новосибирск

Elena V. Lesnykh

Novosibirsk

ЛесныхА. С.LesnykhA. S.

Лесных Алексей Станиславович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электрооборудование и автоматика»

г. Новосибирск

Aleksey S. Lesnykh

Novosibirsk

СусловК. В.SuslovK. V.

Суслов Константин Витальевич – д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Электроснабжение и электротехника»;

профессор кафедры «Гидроэнергетика и возобновляемые источники энергии»

г. Иркутск;

г. Москва

Konstantin V. Suslov

Irkutsk;

Moscow

АртемьеваМ. Л.ArtemyevaM. L.

Артемьева Майя Леонидовна – старший преподаватель кафедры «Общие дисциплины»

г. Анадырь

Maya L. Artemyeva

Anadyr

Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. АммосоваРоссияNorth Eastern Federal UniversityRussian FederationСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian Transport UniversityRussian FederationСибирский государственный университет водного транспортаРоссияSiberian State University of Water TransportRussian FederationИркутский национальный исследовательский технический университет; Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияIrkutsk National Research Technical University; National Research University MPEIRussian FederationЧукотский филиал Северо-Восточного федерального университета имени М.К. АммосоваРоссияChukotka branch of North Eastern Federal UniversityRussian Federation20240306202426297104Copyright © Бурянина Н.С., Лесных Е.В., Лесных А.С., Суслов К.В., Артемьева М.Л., 20242024Бурянина Н.С., Лесных Е.В., Лесных А.С., Суслов К.В., Артемьева М.Л.Buryanina N.S., Lesnykh E.V., Lesnykh A.S., Suslov K.V., Artemyeva M.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3025

Предложен алгоритм исключения апериодических составляющих из токов коротких замыканий (КЗ). Реализуется алгоритм вычислительной техникой и позволяет определять место КЗ и обрыва фазы за 0,5 – 0,6 миллисекунды. За такой интервал времени не возникает насыщение магнитопроводов трансформаторов тока (ТТ), и в микропроцессор цифровой релейной защиты поступает неискаженная информация от ТТ. Для реализации алгоритма достаточно четырех измерений мгновенных значений токов, разделенных одинаковыми временными интервалами (интервалами дискретизации). Исключение апериодических составляющих повышает точность определения места КЗ. Алгоритм может использоваться для определения места разрыва фаз. Также данный алгоритм можно применить в цифровых релейных защитах, основанных на измерении токов и напряжений.

An algorithm for eliminating aperiodic components from short circuit (SC) currents is proposed. The algorithm is implemented by computer technology and allows you to determine the location of a short circuit and phase loss in 0.5 - 0.6 milliseconds. During such a time interval, saturation of the magnetic circuits of current transformers (CTs) does not occur, and the processors receive undistorted information from the CTs. To implement the algorithm, four measurements of instantaneous current values, separated by equal time intervals (sampling intervals), are sufficient. Elimination of aperiodic components increases the accuracy of determining the location of the fault. The algorithm can be used to determine the location of phase failure, and in digital relay protection based on measuring currents and voltages.

искажение вторичных токов при насыщении магнитопроводов трансформаторов токафильтрация свободной составляющей токаинтервал дискретизацииалгоритмы определения текущих значений синусоидальных составляющих токовпостоянная времени затухания свободной составляющей токаопределение мест повреждений (ОМП) на линиях электропередачиdistortion of secondary currents when magnetic circuits of current transformers are saturatedfiltering of the free current componentsampling intervalalgorithms for determining the current values of sinusoidal current componentsattenuation time constant of the free current componentdetermination of fault locations on power linesReferencesEvans F.J., Wells G. Use of Sampling to Detect Transient Saturation in Protective Current Transformers // IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, vol. im-19, no 3, august 1970, pp. 144-147.Evans F.J., Wells G. Use of Sampling to Detect Transient Saturation in Protective Current Transformers. IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement. 1970;19(3):144-3. doi: 10.1109/TIM.1970.4313884Haeg H., Forster M. Elektronischer Sammelschienenschutz // Brown Boveri Mitteilungen: Bd. 53, Nr 4/5/ 1965, pp. 326-339.Haeg H., Forster M. Elektronischer Sammelschienenschutz. Brown Boveri Mitteilungen. 1965;53(5, Pt 4):326-13.Iamandi A., et al. Distance Protection Scheme for a Digital Substation. In: 2020 IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics (AQTR), Cluj-Napoca, Romania, 2020 pp. 1-6. doi: 10.1109/AQTR49680.2020.9129913.Iamandi A., et al. Distance Protection Scheme for a Digital Substation. 2020 IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics (AQTR); 2020; Cluj-Napoca, Romania. 2020. pp. 1-6. doi: 10.1109/AQTR49680.2020.9129913.Li L., Fan H. and Yu J. Data sharing and distribution security protection strategy for the electric power industry. In 2021 4th International Conference on Advanced Electronic Materials, Computers and Software Engineering (AEMCSE), Changsha, China, 2021 pp. 96-101.doi: 10.1109/AEMCSE51986.2021.00027Li L., Fan H. and Yu J. Data sharing and distribution security protection strategy for the electric power industry. In 2021 4th International Conference on Advanced Electronic Materials, Computers and Software Engineering (AEMCSE); 2021; Changsha, China. 2021. pp. 96-101. doi: 10.1109/AEMCSE51986.2021.00027Ninghui H., Haibin X., et al. Sequence Coordination of Power Network Protection Based on Fault Current Limiting Equipment Action. In 2020 International Conference on Urban Engineering and Management Science (ICUEMS), Zhuhai, China, 2020 pp. 278-282. doi: 10.1109/ICUEMS50872.2020.00067Ninghui H., Haibin X., et al. Sequence Coordination of Power Network Protection Based on Fault Current Limiting Equipment Action. In 2020 International Conference on Urban Engineering and Management Science (ICUEMS); 2020; Zhuhai, China. 2020. pp. 278-282. doi: 10.1109/ICUEMS50872.2020.00067Shunxin L., et al., Power mechanism and strategy of digital transformation in power grid industry - Take State Grid Jibei Electric Power Company Limited as an example. In 2020 International Conference on Computer Science and Management Technology (ICCSMT), Shanghai, China, 2020 pp. 340-345. doi: 10.1109/ICCSMT51754.2020.00077Shunxin L., et al., Power mechanism and strategy of digital transformation in power grid industry - Take State Grid Jibei Electric Power Company Limited as an example. In 2020 International Conference on Computer Science and Management Technology (ICCSMT); 2020; Shanghai, China. 2020 pp. 340-345. doi: 10.1109/ICCSMT51754.2020.00077Булычев А. В., Васильев Д. С., Козлов Б. Н., Силанов Д. Н. Релейная защита в распределительных сетях 110/35/10 кВ в условиях цифровой трансформации электроэнергетических систем // Релейная защита и автоматизация. 2019. № 1(34). С. 71-77.Bulychev A.V., Vasilev D.S., Kozlov V.N., et al. Relay protection in distribution networks 110/35/10 kV in the conditions of digital transformation of electric power systems. Releynaya zashita i avtomatizaciya. 2019; 34(1):71-77. (In Russ).Бурянина Н.С., Васильева К.П., Королюк Ю.Ф., Лесных Е.В., Суслов К.В. Определение места короткого замыкания на линиях электропередачи 110 кВ и выше по мгновенным значениям токов и напряжений // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2017. № 3-4. C. 117 – 128.Burjanina N.S., Vasil'eva K.P., Koroljuk J.F., Lesnykh E.V., Suslov K.V. DEFINITION OF THE PLACE OF SHORT CIRCUITS ON POWER LINES OF 110 KV AND ABOVE ON INSTANTANEOUS VALUES OF CURRENTS AND VOLTAGES. Power engineering: research, equipment, technology. 2017;19(3-4):107-118. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2017-19-3-4-107-118Бурянина Н.С., Королюк Ю.Ф., Лесных Е.В. Способ определения мгновенных значений параметров (токов и напряжений) прямой и обратной последовательностей. Патент РФ на изобретение № 2016137597. 21.03.2018. Бюл. № 09. Доступно по: https://elibrary.ru/item.asp?id=41033283Buryanina NS, Korolyuk YuF, Lesnykh EV. Sposob opredeleniya mgnovennykh znacheniy parametrov (tokov i napryazheniy) pryamoy i obratnoy posledovatelnostey. Patent RUS №2016137597. 03.21.2018. Byul. №09. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=41033283. (In Russ).Коновалова, Е.В. О работе дифференциально-фазных защит в ЕНЭС // Релейная защита и автоматизация. 2013. №02. С. 21.Konovalova, E.V. O rabote differentsialno-faznykh zashchit v ENES. Releynaya zashita i avtomatizaciya. 2013; 02:21. (In Russ).Кужеков С.Л., Нудельман Г.С. v2009. № 4. С. 12-19.Kuzhekov S.L., Nudelman G.S. Obespecheniye pravilnoy raboty mikroprotsessornykh ustroystv differentsialnoy zashchity pri nasyshchenii transformatorov toka. Izvestiya VUZov «Elektromekhanika». 2009; 4:12-19. (In Russ).Куликов, А. Л. Методы совершенствования дифференциальной релейной защиты / А. Л. Куликов, А. А. Колесников // Библиотечка электротехника. – 2021. – № 2(266). – С. 1-96.Kulikov, A. L., Kolesnikov A.A. Method of improvement for differential relay. Bibliotechnaya elektrotekhnika. 2021; 266(2):1-96. (In Russ).Лоскутов, А. Б., Куликов А. Л., Илюшин П. В. От плана ГОЭЛРО к цифровизации электроэнергетического комплекса страны // Электричество. 2020. № 12. С. 14-30.Loskutov A. B., Kulikov A. L., Ilyushin P. V. From the GOELRO plan to digitalization of russia's electric power complex. Electrichestvo. 2020; 12:14-30. (In Russ). doi: 10.24160/0013-5380Румянцев Ю. В., Романюк Ф. А., Румянцев В. Ю., Новаш И. В. Реализация цифровых фильтров в микропроцессорных устройствах релейной защиты // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2016. Т. 59, № 5. С. 397-417.Rumiantsev Yu.V., Romaniuk F.A., Rumiantsev V.Yu., Novash I.V. DIGITAL FILTERS IMPLEMENTATION IN MICROPROCESSOR-BASED RELAY PROTECTION. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2016;59(5):397-417. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-5-397-417Царев, Н. В., Пинчуков П. С. Классификация цифровых устройств релейной защиты и автоматики // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке. 2019. Т. 1. С. 49-54.Tsarev, N.V., Pinchukov P.S. Klassifikatsiya tsifrovykh ustroystv releynoy zashchity i avtomatiki // Nauchno-tekhnicheskoye i ekonomicheskoye sotrudnichestvo stran ATR v XXI veke. 2019; 1:49-54. (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.