Дослідження впливу режимів роботи живильної мережі на величину мертвої зони струмової відсічки
PDF

Ключові слова

релейний захист
об’єкт захисту
струмова відсічка
мертва зона
чутливість
селективність
ефективність
надійність

Як цитувати

Дяченко, О. В., Д. А. Гапон, В. М. Баженов, Н. В. Рудевіч, і С. В. Швець. «Дослідження впливу режимів роботи живильної мережі на величину мертвої зони струмової відсічки». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 1(10), Липень 2025, с. 53-59, doi:10.20998/EREE.2025.1(10).329979.

Анотація

У статті детально аналізуються аспекти релейного захисту в сучасних електроенергетичних системах, зокрема використання струмового захисту як одного з основних методів забезпечення безпеки та надійності ліній електропередач. Релейний захист є ключовим елементом для своєчасного виявлення аварій, точного локалізування пошкоджених ділянок та швидкого відключення для запобігання поширенню аварії. Зокрема, струмова відсічка забезпечує оперативне відключення елемента мережі при досягненні струмом певного порогового значення, що ефективно діє при сильних коротких замиканнях поблизу джерела живлення. Однак одним із значних недоліків цього методу є його залежність від конфігурації та режиму роботи живильної мережі, що може призвести до збільшення мертвих зон, зниження селективності та зменшення чутливості захисту. У статті також розглядається застосування струмової відсічки та автоматичного повторного включення, що дозволяє не лише ефективно локалізувати пошкодження, а й мінімізувати час простою ліній. Автоматичне повторне включення є важливим елементом для швидкого відновлення живлення в разі тимчасових аварій, що особливо актуально для повітряних ліній, де часто спостерігаються короткочасні пошкодження. Крім того, у статті аналізуються впливи різних режимів роботи живильної мережі на ефективність струмового захисту, зокрема на розміри мертвих зон. Розрахунки показали, що в мінімальних режимах роботи системи мертва зона може збільшуватися вдвічі, що значно знижує ефективність струмового захисту. У статті також акцентується увага на тому, що для підвищення надійності захисту в таких умовах слід використовувати адаптивні методи, зокрема дистанційний захист. Результати досліджень, які автори виклали у статті, мають важливе значення для удосконалення існуючих методів релейного захисту, підвищення ефективності локалізації аварій та мінімізації часу відключення ліній, що є необхідним для забезпечення стабільної роботи енергетичних систем навіть у складних умовах експлуатації. Зокрема, підвищення чутливості та селективності захисту при змінних режимах роботи мережі дозволяє значно покращити стабільність функціонування енергосистем у всіх умовах, що є важливим кроком до покращення надійності та безпеки енергетичних мереж в умовах сучасних викликів.

https://doi.org/10.20998/EREE.2025.1(10).329979
PDF

Посилання

O. Diachenko, D. Gapon, I. Karpaliuk, and T. Donetska, “Analysis of the state and problems of electricity development in Ukraine”, Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units, no. 1, pp. 83–87, Nov. 2024, doi: https://doi.org/10.20998/2411-3441.2024.1.12 (in Ukrainian)

S. V. Panchenko, V. S. Blyndiuk, V. M. Bazhenov, M. M. Odiehov, and Yu. O. Semenenko, Releinyi zakhyst i avtomatyka [Relay protection and automation], Part 1. Kharkiv: UkrDUZT, 2020. (in Ukrainian)

V. P. Kidyba, Releinyi zakhyst elektroenerhetychnykh system [Relay protection of electric power systems]. Lviv: Nats. un-t "Lviv. politekhnika", 2013. (in Ukrainian)

Vymiriuvalni rele ta zakhysne obladnannia. Chastyna 1. Zahalni vymohy [Measuring relays and protection equipment - Part 1: Common requirements], DSTU EN 60255-1:2022, DP «Ukrainskyi naukovo-doslidnyi i navchalnyi tsentr problem standartyzatsii, sertyfikatsii ta yakosti» (DP «UkrNDNTs»).

A. I. Hryshchenko and V. V. Kravchenko, Releinyi zakhyst i avtomatyzatsiia elektroenerhetychnykh system [Relay protection and automation of electric power systems]. Kharkiv: O.M. Beketov Kharkiv Nat. Univ. Urban Economy, 2021. (in Ukrainian)

D. P. Koziarskyi, E. V. Maistruk, and I. P. Koziarskyi, Osnovy releinoho zakhystu ta avtomatyzatsii enerhosystem [Basics of relay protection and automation of power systems]. Chernivtsi: Chernivtsi Nat. Univ., 2019. (in Ukrainian)

S. H. Horowitz, J. K. Niemira, and A. G. Phadke, Power System Relaying, 4th ed. Wiley & Sons, Inc., John, 2013.

J. Northcote-Green and R. G. Wilson, Control and Automation of Electrical Power Distribution Systems (Power Engineering). CRC, 2006.

W. Rebizant, J. Szafran, and A. Wiszniewski, Digital Signal Processing in Power System Protection and Control. London: Springer Lond., 2011, doi: https://doi.org/10.1007/978-0-85729-802-7

T. S. Ustun, C. Ozansoy, and A. Zayegh, “Modeling of a centralized microgrid protection system and distributed energy resources according to IEC 61850-7-420”, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 27, no. 3, pp. 1560–1567, Aug. 2012, doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2012.2185072

G. Andersson, Modelling and Analysis of Electric Power Systems. Zürich: ITET ETH, 2008. [Online]. Available: https://www.yumpu.com/en/document/view/4227429/modelling-and-analysis-of-electric-power-systems-eeh-eth-zurich

H. M. Ryan, Ed., High Voltage Engineering Testing. Institution Eng. Technol., 2013, doi: https://doi.org/10.1049/pbpo066e

J. Machowski, Z. Lubosny, J. W. Bialek, and J. R. Bumby, Power System Dynamics: Stability and Control. Wiley & Sons, Inc., John, 2020.

V. Lackovic, Overcurrent Protection Fundamentals. Woodcliff Lake, NJ, USA: Continuing Educ. Develop., Inc. [Online]. Available: https://www.cedengineering.com/userfiles/Overcurrent%20Protection%20Fundamentals-R1.pdf

CIGRE WG B5.10, “Protection, control and monitoring of series compensated networks”, CIGRE, Technical Brochures 411, Apr. 2010.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2025 Олександр Васильович Дяченко, Дмитро Анатолійович Гапон, Володимир Миколайович Баженов, Наталія Валентинівна Рудевіч, Сергій Вікторович Швець