Определение места повреждения на воздушных линиях электропередачи с заземленным грозозащитным тросом путём решения квадратных уравнений

АКТУАЛЬНОСТЬ. Методы определения места повреждения (ОМП) по параметрам аварийного режима (ПАР) на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) высокого напряжения основаны на допущении резистивности сопротивления повреждения, что является некорректным по отношению к линиям, оснащенным заземленным грозозащитным тросом. При решении задачи ОМП на линиях с заземленным грозозащитным тросом следует учитывать особенности, связанные с возникновением реактивной составляющей переходного сопротивления повреждения при коротких замыканиях на землю.

ЦЕЛЬ. Повышение точности ОМП, обеспечение устойчивости одностороннего ОМП к реактивной составляющей сопротивления повреждения.

МЕТОДЫ. Предлагаемый алгоритм ОМП, основанный на решении системы квадратных уравнений, был исследован путем имитационного моделирования в программном комплексе MATLAB.

РЕЗУЛЬТАТЫ. В проведенных модельных экспериментах предлагаемый алгоритм показывает значительное повышение точности по сравнению с существующими методами ОМП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанный метод одностороннего ОМП по ПАР обеспечивает устойчивость к реактивной составляющей повреждения, а ошибки расчета расстояния до места повреждения не превысили 1% от длины ВЛ. Реализация метода возможна путем модернизации программного обеспечения устройств ОМП и терминалов релейной защиты и автоматики (РЗА).

1. Висящев А.Н., Пленков Э.Р., Федосов Д.С. Оценка величины и характера переходного сопротивления в месте короткого замыкания на воздушных линиях электропередачи высокого напряжения // Интеллектуальная Электротехника. 2023. № 2 С. 78–89. DOI: 10.46960/2658-6754_2023_2_78.

2. Чернеев П. П., Куликов А. Л. Особенности определения места повреждения линий электропередачи с заземленным грозозащитным тросом // Конференция «Современные тенденции развития цифровых систем релейной защиты и автоматики»; 22-24 апреля 2025 г., Чебоксары: изд-во ЧГУ, 2025. С. 13-16.

3. Шарыгин Д. С., Филатова Г. А., Яблоков А. А. Способ определения места повреждения и зоны обхода на воздушной линии электропередачи. Патент РФ на изобретение №2850379. 11.11.2025. Бюл. №32. Доступно по: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/RU2850379C1_20251111?q=&from=search_simple&hash=-754904597. Ссылка активна на 30 января 2026.

4. Лямец Ю. Я., Мартынов М. В., Воронов П. И. и др. Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи. Патент РФ на изобретение №2639718. 22.12.2017. Бюл. №36. Доступно по: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/RU2639718C1_20171222?q=&from=search_simple&hash=-297927110. Ссылка активна на 30 января 2026.

5. Мартынов М. В. Способ интервального определения места повреждения линии электропередачи. Патент РФ на изобретение №2720949. 15.05.2020. Бюл. №14. Доступно по: https://searchplatform.rospatent.gov.ru/doc/RU2720949C1_20200515?q=&from=search_simple&hash=488670835. Ссылка активна на 30 января 2026.

6. Чернеев П. П., Куликов А. Л., Федосов Д. С. Повышение точности определения места повреждения на воздушной линии электропередачи с заземленным грозозащитным тросом // Релейщик. 2025. №2(52). С. 8-13.

7. F. Alpsalaz, Z. Yalçinöz, A. Kaygusuz, et al. Fault Location Prediction in Power Transmission Lines Using an Artificial Neural Network Model // 8th International Artificial Intelligence and Data Processing Symposium (IDAP). 2024. pp. 1-6.

8. A. A. K. Majhi, S. Mohanty. Fault Localization in DG-Integrated Radial Distribution Network Using ANN-Enhanced Impedance Method // IEEE 5th International Conference on Sustainable Energy and Future Electric Transportation (SEFET). 2025. pp. 1-6.

9. Z. Guo, Z. Song, T. Xu et al. Research on power system topology identification and fault location based on graph neural network // IEEE 3rd International Conference on Sensors, Electronics and Computer Engineering (ICSECE). 2025. pp. 1602-1607.

10. M. Kouraichi, M. Mansouri, M. Trabelsi. Deep Learning for Fault Diagnosis in Power Transmission Lines: Current Trends, Limitations, and Future Directions // IEEE Access. 2025. Vol. 13. pp. 192105-192142.

11. B. A. Wokoma, O. E. Ojuka, O. J. Effiong. An Investigation on Fault Localization in Power Transmission Lines using Anomaly Detection and Proof-of-Identity Model // IEEE PES/IAS PowerAfrica. 2025. pp. 1-6.

12. Novosel D., Hart D., Yi Hu et al. System for locating faults and estimating fault resistance in distribution networks with tapped loads. Patent USA №5839093. 17.11.1998. Available at: https://patents.google.com/patent/US5839093A/en. Accessed: 30 Jan 2026. (In Russ).

13. Аржанников Е. А., Лукоянов В. Ю., Мисриханов М. Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 2003. 272 с.

14. Висящев А. Н. Приборы и методы определения места повреждения на линиях электропередачи. Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2001. 146 с.

15. Saha M. M., Izykowski J., Rosolowski E. Fault Location on Power Networks. London: Springer; 2010.