DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.01.14

Вплив однофазних замикань на землю на експлуатаційні показники надійності повітряних ліній 6-10 кВ ПАТ «Чернігівобленерго»

Volodymyr Tkach, Viacheslav Bezruchko, Roman Buinyi

Анотація


Однофазні замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю призводять до утворення ненормального режиму роботи мережі, який, у більшості випадків, переходить у коротке замикання, викликаючи знеструмлення споживачів та погіршуючи показники надійності електропостачання. Особливо актуальною зазначена проблема є у мережах 6-10кВ операторів систем розподілу в Україні та пострадянських країнах, у яких більшість мереж представлена розгалуженими повітряними лініями електропередавання. Не виключенням є і мережі ПАТ «Чернігівобленерго». Існує багато шляхів поліпшення показників надійності. Одні з яких направлені на підвищення структурної надійності електричної мережі, а інші – надійності електропостачання. Як правило перші повинні застосовуватися для нових електричних мереж, а другі – для існуючих, які знаходяться в експлуатації. Слід зазначити, що в ПАТ «Чернігівобленерго» вищезазначені електричні мережі експлуатуються понад 50 років. В умовах відсутності інвестицій для повної заміни існуючих електричних мереж повинні застосовуватися такі шляхи, які будуть найменш витратними та найбільш ефективними. Для їх обґрунтованого вибору необхідно знати розподіл видів пошкоджень у таких мережах та їх вплив на експлуатаційні показники надійності. У роботі проаналізовано статистичну інформацію по однофазним замиканням на землю в електричних мережах 6-10кВ усіх структурних підрозділів ПАТ «Чернігівобленерго» з 2012 по 2017 роки. Встановлено, що найбільша кількість знеструмлень припадає на пошкодження штирьової ізоляції (46,8% від загальної кількості) і спричиняє середньорічний недовідпуск електричної енергії 21,263 МВт×год/рік (45,9% від загального середньорічного недовідпуску). При цьому середнє значення тривалості одного знеструмлення, яке викликане тільки замиканнями на землю, складає біля 1,2 год/(рік×відкл), що перевищує допустимі норми. Показано, що для поліпшення надійності електропостачання споживачів у мережах 6-10 кВ ПАТ «Чернігівобленерго» необхідно, в першу чергу, зменшити тривалість знеструмлень, пов’язаних з пошуком пошкодженої ізоляції під час однофазних замикань на землю.

Ключові слова


розподільна мережа; ізольована нейтраль; повітряна лінія, замикання на землю; штирьова ізоляція; надійність електропостачання; знеструмлення

Повний текст:

PDF

Посилання


Stafiichuk, V. H., Santotskyi, V. H., Kapets, I. Ia., Kvitsynskyi, A. O. Posibnyk z vyvchennia pravyl ulashtuvannia elektroustanovok. Rozdil 1. Zahalni pravyla. Hlava 1.7 Zazemlennia i zakhysni zakhody elektrobezpeky [Guide for the study of electrical installation rules. Section 1 General rules. Chapter 1.7 Grounding and protective measures of electrical safety]. Kyiv: ASELENERHO, 2008, 156.

Ali, A., Chowdhury, Koval, Don O. Power distribution system reliability. Practical Methods and Applications. IEEE Press, 2009, 531.

Tsyhanenko, B. V. Perspektyvy perevedennia rozpodilnykh merezh Ukrainy na nominalnu napruhu 20 kV [Prospects for the transfer of distribution networks in Ukraine rated voltage 20 kV]. Naukovi pratsi VNTU [Scientific works of VNTU], 2016, 1, 1-4.

Ali, K., Syahputra, R., Wiyagi, R. O. Reliability Analysis of Power Distribution System. Journal of Electrical Technology UMY (JET-UMY), 2017, 1(2), 67-74.

Billinton, R., Wang, P. Reliability-network-equivalent approach to distribution-system-reliability evaluation. Generation, Transmission and Distribution, IEEE Proceedings, 1998, 145, 149-153, doi: 10.1049/ip-gtd:19981828.

Buinyi, R., Dikhtyaruk, I., Zorin, V. Avtomatychne sektsionuvannia rozpodilnykh elektrychnykh merezh napruhoiu 6–10 kV iz zastosuvanniam roziednuvachiv novoho pokolinnia [The automatic sectionalization of the distributing networks with high voltage of 6 10 kV with application the disconnectors of new generation]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical electrodynamics], 2014, 3, 70-75.

Bezruchko, V. M., Buinyi, R. O., Strohii, A. Iu., Tkach, V. I. Vykorystannia GSM tekhnolohii pry identyfikatsii mists odnofaznykh zamykan na zemliu v elektrychnykh merezhakh z izolovanoiu neitralliu zi shtyrovoiu izoliatsiieiu [Application of GSM technology for identification of phase-to-ground faults in electric networks with isolated neutral and pin-type isolation]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical electrodynamics], 2018, 5, 96-99, doi: 10.15407/techned2018.05.096.

SOU-N MPE 40.1.20.576. Metodychni vkazivky z obliku ta analizu v enerhosystemakh tekhnichnoho stanu rozpodilchykh merezh napruhoiu 0,38-20 kV z povitrianymy liniiamy elektroperedachi [Methodical instructions for the accounting and analysis in the power systems of the technical state of distribution networks with voltage 0,38-20 kV with air lines of power transmission]. Kyiv: OEP «HRIFRE», 2005, 92.

Gilvanejad, M., Askarian Abyaneh, H., Mazlumi, K. A methodology to include real-life failure data in the failure rate estimation of power distribution systems. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 2017, 25, 1082-1094, doi: 10.3906/elk-1509-5.

Balijepalli, N., Venkata, S. S., Christie, R. D. Modeling and analysis of distribution reliability indices. IEEE Transactions on Power Delivery, 2004, 19, 1950-1955, doi: 10.1109/TPWRD.2004.829144.

Bayliss, C. R., Hardy, B. J. Transmission and Distribution Electrical Engineering. Third Edition. Elsevier Ltd, 2007, 1040.

Das, D. Electrical Power Systems. New Age International Publishers, 2006, 484.

Dikhtyaruk, I. V. Vyznachennia ratsionalnykh mists vstanovlennia avtomatychnykh sektsionuiuchykh roziednuvachiv v rozpodilnykh merezhakh napruhoiu 10 kV [Definition of rational installation location of automatic partitioning switching devices in the distribution networks with the voltage of 10 kV]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical electrodynamics], 2014, 4, 53-54.

Sun, X., Luh, P. B., Cheung, K. W, et al. An Efficient Approach to Short-Term Load Forecasting at the Distribution Level. IEEE Transactions on Power Systems, 2016, 31, 2526-2537, doi: 10.1109/TPWRS.2015.2489679.

Bezruchko, V., Buinyi, R., Strogii, A., Tkach, V. Іntegration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), IEEE Proceedings, 2019, 84-87, doi: 10.1109/ESS.2019.8764237.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Стафійчук, В. Г. Посібник з вивчення правил улаштування електроустановок. Розділ 1. Загальні правила. Глава 1.7 Заземлення і захисні заходи електробезпеки / В. Г. Стафійчук, В. Г. Сантоцький, І. Я. Капець, А. О. Квіцинський. – К.: «АСЕЛЕНЕРГО», 2008. – 156 с.
  2. Chowdhury, Ali A. Power distribution system reliability. Practical Methods and Applications / Ali A. Chowdhury, Don O. Koval. IEEE Press, 2009. – 531 p.
  3. Циганенко, Б. В. Перспективи переведення розподільних мереж України на номінальну напругу 20 кВ / Б. В. Циганенко // Наукові праці ВНТУ. – 2016. – №1. – С. 1-4.
  4. Ali, K. Reliability Analysis of Power Distribution System / K. Ali, R. Syahputra, R.O. Wiyagi // Journal of Electrical Technology UMY (JET-UMY). – 2017. – V.1, Issue 2. – Р. 67-74.
  5. Billinton, R. Reliability-network-equivalent approach to distribution-system-reliability evaluation / R. Billinton, P. Wang // Generation, Transmission and Distribution, IEEE Proceedings. – 1998. – Vol. 145. – Р. 149-153. – doi: 10.1049/ip-gtd:19981828.
  6. Буйний, Р. О. Автоматичне секціонування розподільних електричних мереж напругою 6–10 кВ із застосуванням роз'єднувачів нового покоління / Р. О. Буйний, І. В. Діхтярук, В. В. Зорін // Технічна електродинаміка. – 2014. – № 3. – С. 70-75.
  7. Безручко, В. М. Використання GSM технологій при ідентифікації місць однофазних замикань на землю в електричних мережах з ізольованою нейтраллю зі штирьовою ізоляцією / В. М. Безручко, Р. О. Буйний, А. Ю. Строгій, В. І. Ткач // Технічна електродинаміка. – 2018. - 5. – С. 96-99. - doi: 10.15407/techned2018.05.096.
  8. СОУ-Н МПЕ 40.1.20.576. Методичні вказівки з обліку та аналізу в енергосистемах технічного стану розподільчих мереж напругою 0,38-20 кВ з повітряними лініями електропередачі – К.: ОЕП «ГРІФРЕ», 2005. – 92 с.
  9. Gilvanejad, M. A methodology to include real-life failure data in the failure rate estimation of power distribution systems / M. Gilvanejad, H. Askarian Abyaneh, KMazlumi // Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences. – 2017. – Vol. 25. – Р. 1082-1094. – doi: 10.3906/elk-1509-5.
  10. Balijepalli, N. Modeling and analysis of distribution reliability indices / N. Balijepalli, S. S. Venkata, R. D. Christie // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2004. – Vol. 19. – Р. 1950-1955. – doi: 10.1109/TPWRD.2004.829144.
  11. Bayliss, C. R. Transmission and Distribution Electrical Engineering / C. R. Bayliss, B. J. Hardy. – Elsevier Ltd, 2007. – 1040 p.
  12. Das, D. Electrical Power Systems / D. Das. – New Age International Publishers, 2006. – 484 p.
  13. Діхтярук, І. В. Визначення раціональних місць встановлення автоматичних секціонуючих роз'єднувачів в розподільних мережах напругою 10 кВ / І. В. Діхтярук // Технічна електродинаміка. – 2014. – №4. – С. 53-54.
  14. Sun, X. An Efficient Approach to Short-Term Load Forecasting at the Distribution Level / X. Sun, P. B. Luh, K. W. Cheung, et al. // IEEE Transactions on Power Systems. – 2016. – Vol. 31. – P. 2526-2537. – doi: 10.1109/TPWRS.2015.2489679.
  15. Bezruchko, V. Іntegration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems / V. Bezruchko, R. Buinyi, A. Strogii, V. Tkach // IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), IEEE Proceedings. – 2019. – P. 84-87. – doi: 10.1109/ESS.2019.8764237.