probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2025-27-1-59-69probener-3306Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICITYФизическое моделирование режима обратной трансформации в сельской электрической сети 10/0,4 кВPhysical modeling of the reverse transformation mode in a rural 0.4/10 kV electric gridЛансбергА. А.LansbergA. A.

Лансберг Александр Александрович – младший научный сотрудник

г. Москва

Alexander A. Lansberg

Moscow

lansbergaa@vk.comВиноградовА. В.VinogradovA. V.

Виноградов Александр Владимирович – д-р техн. наук, доцент, главный научный сотрудник

г. Москва

Alexander V. Vinogradov

Moscow

ПанфиловА. А.PanfilovA. A.

Панфилов Александр Александрович – аспирант

г. Орёл

Alexander A. Panfilov

Orel

Федеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationОрловский государственный аграрный университетРоссияOryol State Agrarian UniversityRussian Federation2025170320252715969Copyright © Лансберг А.А., Виноградов А.В., Панфилов А.А., 20252025Лансберг А.А., Виноградов А.В., Панфилов А.А.Lansberg A.A., Vinogradov A.V., Panfilov A.A.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/3306АКТУАЛЬНОСТЬ

АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время существует опасность подачи несанкционированного напряжения в сельских электрических сетях 0,4 кВ, которое посредством обратной трансформации на трансформаторной подстанции может быть подано на сторону 10 кВ. Это может привести к смертельным несчастным случаям среди персонала электросетевых организаций, или сторонних лиц.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Исследование режима обратной трансформации в сельской электрической сети 10/0,4 кВ посредством физического моделирования.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Исследование проводилось на физической модели сельской электрической сети 10/0,4 кВ с применением однофазного трансформатора малой мощности в качестве источника несанкционированного напряжения, который подключался в сеть низкого напряжения на разном удалении от модели трёхфазного трансформатора 10/0,4 кВ. В опытах осуществлялись измерения электрических параметров на сторонах низкого и высокого напряжения модели трансформатора 10/0,4 кВ. Полученные значения, с использованием коэффициентов подобия, пересчитывались для сельской электрической сети 10/0,4 кВ, питающейся от трансформатора 10/0,4 кВ мощностью 250 кВА.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлено, что подключение однофазного источника несанкционированного напряжения в сеть 0,4 кВ в зависимости от удаления его от трансформатора 10/0,4 кВ приводит к значениям напряжения на выводе 0,4 кВ трансформатора от 11 В до 81 В (при приближении к началу отходящей от трансформатора линии) на фазе, к которой подключен источник несанкционированного напряжения. На стороне 10 киловольт при этом напряжение изменяется от 234 В до 2579 В. Напряжения двух других фаз на стороне 10 кВ составляют от 66 до 421 В, а на стороне 0,4 кВ – от 4,4 В до 22 В.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные результаты могут использоваться в качестве уставок срабатывания технических средств сигнализации и блокировки обратной трансформации, предотвращающих обратную трансформацию в электрических сетях 10/0,4 кВ.

RELEVANCE. Currently, there is a danger of supplying unauthorized voltage in rural electrical networks of 0.4 kV, which through reverse transformation at a transformer substation can be supplied to the 10 kV side. This can lead to fatal accidents among the staff of power grid organizations, or third parties. THE PURPOSE. Investigation of the reverse transformation mode in a rural 10/0.4 kV electric grid by means of physical modeling. METHODS. The study was conducted on a physical model of a 10/0.4 kV rural electric network using a single-phase lowpower transformer as a source of unauthorized voltage, which was connected to a low-voltage network at different distances from the model of a three-phase 10/0.4 kV transformer. In the experiments, electrical parameters were measured on the low and high voltage sides of the 10/0.4 kV transformer model. The obtained values, using similarity coefficients, were recalculated for a rural 10/0.4 kV electric grid powered by a 10/0.4 kV transformer with a capacity of 250 kVA. RESULTS. It was revealed that connecting a single-phase unauthorized voltage source to a 0.4 kV network, depending on its removal from a 10/0.4 kV transformer, leads to voltage values at the 0.4 kV output of the transformer from 11 V to 81 V (when approaching the beginning of the line departing from the transformer) in the phase to which the unauthorized voltage source is connected. On the 10 kilovolt side, the voltage varies from 234 V to 2579 V. The voltages of the other two phases on the 10 kV side range from 66 to 421 V, and on the 0.4 kV side – from 4.4 V to 22 V. CONCLUSION. The results obtained can be used as setpoints for triggering technical means of signaling and blocking reverse transformation, preventing reverse transformation in electric networks of 10/0.4 kV.

обратная трансформациянесанкционированное напряжениетрансформаторлиния электропередачифизическая модельзагрузка трансформаторафазные напряженияreverse transformationunauthorized voltagetransformerpower linephysical modeltransformer loadingphase voltagesReferencesBatra Р.E., Ioannides M.G. Assessment of electric accidents in power industry. Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries. 2002;12(2):151‑169. https://doi.org/10.1002/hfm.10005.Batra Р.E., Ioannides M.G. Assessment of electric accidents in power industry. Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries. 2002;12(2):151‑169. https://doi.org/10.1002/hfm.10005.Мюльбаер А.А. Анализ причин несчастных случаев при работах на воздушных линиях электропередачи, находящихся под наведённым напряжением // Новое в российской электроэнергетике. 2017. № 4. С. 71‑77. EDN: YQFURH.Mulbayer A.A. 2017. Analysis of the causes of accidents during work on overhead power transmission lines under induced voltage // New in the Russian electric power industry. №4. pp. 71-77. EDN: YQFURH.Муссонов Г.П., Снопкова Н.Ю. Исследование наведённых напряжений на отключенных воздушных линиях электропередачи с двуцепными опорами // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. №7(102). С. 187-194. EDN: UBLOPN.Musonov G.P., Snopkova N.Yu. 2015. Investigation of induced voltages on disconnected overhead power lines with double-chain supports // Bulletin of the Irkutsk State Technical University. №7(102). pp. 187-194. EDN: UBLOPN.Залесова О.В., Селиванов В.Н. Расчет навёденного напряжения на отключенных линиях электропередачи 110 кВ // Труды Кольского научного центра РАН. 2015. №2(28). С. 87-98. EDN: UYBJYB.Zalesova O.V., Selivanov V.N. 2015. Calculation of induced voltage on disconnected 110 kV power lines // Proceedings of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. №2(28). pp. 87-98. EDN: UYBJYB.Мюльбаер А.А. Особенности расчета наведённого напряжения на отключенной цепи двухцепной воздушной линии электропередачи // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2016. №3(64). С. 146-160. EDN: WWTLYV.Mulbayer A.A. 2016. Features of the calculation of induced voltage on a disconnected circuit of a two-chain overhead power transmission line // Scientific Bulletin of the Novosibirsk State Technical University. №3(64). pp. 146-160. EDN: WWTLYV.Залесова О.В. Исследование влияния грозозащитного троса на величину наведённого напряжения на отключенной ВЛ // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9, №8(17). С. 102108. DOI 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.8.102-108. EDN: MFTEXQ.Zalesova O.V. 2018. Investigation of the effect of a lightning protection cable on the magnitude of induced voltage on a disconnected overhead line // Proceedings of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vol. 9, №8(17). pp. 102-108. DOI 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.8.102108. EDN: MFTEXQ.Виноградов А.В., Хименко А.В., Лансберг А.А. Анализ несчастных случаев в электросетевых компаниях // Агроинженерия. 2024. Т. 26, №2. С. 78-85. DOI 10.26897/2687-1149-20242-78-85. EDN: NSPOBM.Vinogradov A.V., Khimenko A.V., Lansberg A.A. Analysis of accidents in electric grid companies // Agroengineering. Vol. 26, №2. 2024. pp. 78-85. DOI 10.26897/2687-1149-2024-2-78-85. EDN: NSPOBM.Иконников А., Парахин А. Использование передвижных электроустановок обратной трансформации // Электроэнергия. Передача и распределение. S2(29). 2023. C. 28-32. EDN: GRDPPS.Ikonnikov A., Parakhin A. 2023. The use of mobile electrical installations of reverse transformation // Electricity. Translation and distribution. S2(29). C. 28-32. EDN: GRDPPS.Иванов Р.В. Опыт применения в распределительных сетях 6-10 кВ областных филиалов «Россети Московский регион» передвижных электроустановок обратной трансформации 0,4/10(6) кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. №1(58). 2020. С. 106-111. EDN: DLNCGF.Ivanov R.V. 2020. Experience of using 0.4/10(6) kV mobile reverse transformation electrical installations in the distribution networks of 6-10 kV regional branches of Rosseti Moscow Region // Electric Power. Transmission and distribution. №1(58). pp. 106-111. EDN: DLNCGF.Рогачева А., Курхули Г., Плотицын В. Опыт внедрения обратной трансформации 0,4/20 кВ с использованием установок резервной генерации // Электроэнергия. Передача и распределение. S1(28). 2023. C. 12-17. EDN: YLSVCF.Rogacheva A., Kurkhuli G., Plotitsyn V. 2023. Experience in implementing 0.4/20 kV reverse transformation using backup generation units // Electricity. Translation and distribution. S1(28). C. 12-17. EDN: YLSVCF.Толмачев Д., Багаев Д., Александров А. Многофункциональная автономная мобильная установка плавки гололеда на ВЛ на базе передвижной электроустановки обратной трансформации 0,4/10-6 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. S1(28). 2023. C. 28-32. EDN: UONTFF.Tolmachev D., Bagaev D., Alexandrov A. 2023. Multifunctional autonomous mobile ice melting plant on overhead lines based on a mobile electrical installation of reverse transformation 0.4/10-6 kV // Electric power. Transmission and distribution. S1(28). C. 28-32. EDN: UONTFF.Попова М.В., Струков А.Н., Малышкин С.А. Резервирование электроэнергии с помощью дизельного генераторного устройства на объектах АПК // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2020. №34(39). С. 84-88. EDN: IYOODD.Popova M.V., Strukov A.N., Malyshkin S.A. Reservation of electricity using a diesel generator set at agricultural facilities // Bulletin of the Russian State Agrarian Correspondence University. 2020. No.34(39). pp. 84-88. EDN: IYOODD.Гусаров В.А., Баранов А.Ю. Автономное электроснабжение сельского жилого дома при использовании источников возобновляемой энергии и ДЭС для резерва // Инновации в сельском хозяйстве. 2019. №1(30). С. 58-66. EDN: ODDOQC.Gusarov V.A., Baranov A.Yu. Autonomous power supply of a rural residential building using renewable energy sources and DES for reserve // Innovations in agriculture. 2019. No.1(30). pp. 58-66. EDN: ODDOQC.Суслов К.В., Шушпанов И.Н., Воронцов Д.В. Использование возобновляемых источников энергии для питания собственных нужд нефтепровода // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т. 20, № 1-2. С. 70-79. EDN: XWBLNZ.Suslov K.V., Shushpanov I.N., Vorontsov D.V. The use of renewable energy sources to power the pipeline's own needs // Izvestia of Higher educational institutions. Energy problems. 2018. Vol. 20, No. 12. pp. 70-79. EDN: XWBLNZ.Воронцов Д.В., Уколова Е.В., Шушпанов И.Н. Виртуальные станции для электроснабжения аварийных задвижек магистральных нефтепроводов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20, №9(116). С. 86-94. DOI 10.21285/1814-35202016-9-86-94. EDN: WMWEYF.Vorontsov D.V., Ukolova E.V., Shushpanov I.N. Virtual stations for power supply of emergency valves of main oil pipelines // Bulletin of the Irkutsk State Technical University. 2016. Vol. 20, No. 9(116). pp. 86-94. DOI 10.21285/1814-3520-2016-9-86-94. EDN: WMWEYF.Шушпанов И.Н., Уколова Е.В. Применение возобновляемых источников электроэнергии для питания собственных нужд нефтегазопроводов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2016. № 11-12. С. 74-81. EDN: XWVZBH.Shushpanov I.N., Ukolova E.V. The use of renewable energy sources to power their own needs of oil and gas pipelines // Electrical equipment: operation and repair. 2016. No. 11-12. pp. 74-81. EDN: XWVZBH.Глушкова А.И., Долгопол Т.Л., Воробьева Д.Ю. Сравнительный анализ способов повышения надежности электроснабжения угольных шахт Кузбасса // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. №6(118). С. 140-145. EDN: XVKMYJ.Glushkova A.I., Dolgopol T.L., Vorobyova D.Yu. Comparative analysis of ways to improve the reliability of power supply to Kuzbass coal mines // Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2016. No.6(118). pp. 140-145. EDN: XVKMYJ.Виноградов А.В., Панфилов А.А. Оценка вероятности несанкционированной подачи напряжения в сельских электрических сетях 0,4-10 кВ // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2024. Т. 71, №2. С. 29-36. DOI 10.22314/2658-4859-2024-71-2-29-36. EDN: TPLJYA.Vinogradov A.V., Panfilov A.A. 2024. Assessment of the likelihood of unauthorized power supply in rural electric networks of 0.4-10 kV // Electrotechnology and electrical equipment in the agroindustrial complex. Vol. 71, №2. pp. 29-36. DOI 10.22314/2658-4859-2024-71-2-29-36. EDN: TPLJYA.Лансберг А.А., Виноградов А.В. Разработка физической модели сельской электрической сети 0,4 кВ // Техника и оборудование для села. 2024. №8. С. 39-43. DOI: 10.33267/2072-9642-2024-839-43. EDN: YRWLCA.Lansberg A.A., Vinogradov A.V. 2024. Development of a physical model of a 0.4 kV rural electric network // Machinery and equipment for rural areas. №8. pp. 39-43. DOI: 10.33267/2072-9642-20248-39-43. EDN: YRWLCA.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 10.22314/26584859-2022-69-2-31-41. EDN: AJQSZN.Vinogradov A.V., Lansberg A.A., Sorokin N.S. 2022. Characteristics of electric grid companies by the number and length of power transmission lines, substation capacity // Electrical technologies and electrical equipment in the agro-industrial complex. Vol. 69. №2(47). pp. 31-41. DOI 10.22314/2658-4859- 2022-69-2-31-41. EDN: AJQSZN.

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