ОЦІНКА МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ МОДУЛІВ ДЛЯ ЖИВЛЕННЯ ПРИСТРОЇВ РАННЬОЇ ДІАГНОСТИКИ ІЗОЛЯЦІЇ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ 6-10 КВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.02.04Ключові слова:
фотоелектричний модуль, пристрій ранньої діагностики ізоляції, повітряна лінія, однофазне замикання на землюАнотація
Розглянуто особливості використання малих фотоелектричних модулів (ФЕМ) для живлення пристроїв ранньої діагностики стану ізоляції повітряних ліній електропередавання напругою 6–10 кВ у мережах з ізольованою нейтраллю. Оскільки такі пристрої повинні виявляти дефекти ізоляції, ще до виникнення пошкодження, то їх неможливо живити шляхом індуктивного відбору енергії від струму однофазного замикання на землю як у випадку післяаварійного діагностування. На основі аналізу доступних технологій автономного енергозабезпечення обґрунтовано вибір фотоелектричного модуля як джерела живлення. Проведено аналіз мінімальних добових значень інсоляції за останні п’ять років у Чернігівському регіоні та розраховано відповідну еквівалентну освітленість за умов суцільної хмарності. Дану величину еквівалентної освітленості можна використовувати для моделювання умов і визначення величини згенерованої ФЕМ потужності та енергії. Експериментально визначено потужність, яку може генерувати ФЕМ в умовах мінімальної інсоляції, та показано можливість живлення пристрою ранньої діагностики ізоляції ПЛ від згенерованої потужності. Запропоновано розміщувати ФЕМ на опорі ПЛ 6-10 кВ вертикально, що дозволить забезпечити краще самоочищення від опадів та забруднень. Представлені результати можуть бути використані під час розробки енергонезалежних пристроїв моніторингу стану ізоляції ПЛ та як універсальне автономне джерело живлення для мікропроцесорних пристроїв
Посилання
Bupasiri R. et al. Optimal electric power distribution system reliability indices using binary programming. Annual Reliability and Maintainability Symposium, 2003, pp. 556-561, doi:10.1109/RAMS.2003.1182049.
Maher M. A. Al-Maghalseh. Evaluating the Reliability worth Indices of Electrical Medium Voltage Network: Case Study. Procedia Computer Science, 2018, Vol.130, pp.744-752, doi:10.1016/j.procs.2018.04.129.
Farughian A., Kumpulainen L., Kauhaniemi K. Review of methodologies for earth fault indication and location in compensated and unearthed MV distribution networks. Electric Power Systems Research, 2018, Vol.154, pp. 373-380, doi:10.1016/j.epsr.2017.09.006.
Tkach V. Vplyv odnofaznykh zamykan na zemliu na ekspluatatsiini pokaznyky nadiinosti povitrianykh linii 6-10 kV PAT «Chernihivoblenerho» [The effect of single-line-to-ground faults on the operational reliability indicators of overhead lines 6-10 kV PJSC «Chernigivoblenrego»]. Visnyk NTU «KhPI», Seriia: Novi rishennia v suchasnykh tekhnolohiiakh [Bulletin of the NTU"KhPI". Series: New Solutions in Modern Technology], 2019, 1, pp.120-126, doi:10.20998/2413-4295.2019.01.14.
Zubko V. M., Korobka V. O., Miroshnyk O. V. Efektyvnist monitorynhu zamykan v merezhakh z izolovanoiu neitralliu [Efficiency of fault monitoring in networks with isolated neutral]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva im. Petra Vasylenka [Bulletin of the Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture], 2010, Vol.102, pp. 21–23.
Ghasemi H. et al. Equipment failure rate in electric power distribution networks: An overview of concepts, estimation, and modeling methods. Engineering Failure Analysis, 2023, Vol. 145, pp. 107034, doi: 10.1016/j.engfailanal.2022.107034.
Kvytsynskyi A. O., Santotskyi V. H. Analiz dotsilnosti zazemlennia neitrali cherez vysokoomnyi rezystor v merezhakh z povitrianymy liniiamy na zalizobetonnykh oporakh i strumamy zamykannia na zemliu do 10 A [Analysis of the feasibility of grounding the neutral through a high-resistance resistor in networks with overhead lines on reinforced concrete poles and ground fault currents up to 10 A]. Elektrychni merezhi ta systemy [Electric Networks and Systems], 2016, No. 4–5, pp. 27–32.
Bezhruchko V. et al. Vykorystannia GSM tekhnolohii pry identyfikatsii mists odnofaznykh zamykan na zemliu v elektrychnykh merezhakh z izolovanoiu neitralliu zi shtyrovoiu izoliatsiieiu [Use of GSM technologies for identifying locations of single-phase ground faults in electric networks with isolated neutral and pin-type insulation]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical Electrodynamics], 2018, No.5, pp.96–99, doi:10.15407/techned2018.05.096.
Bezruchko V. et al. Іntegration of New Single-Phase-to-Ground Faults Detection Devices into Existing SmartGrid Systems. IEEE 6th International Conference on Energy Smart System. Kyiv, Ukraine, 2019, pp. 84-87, doi: 10.1109/ESS.2019.8764237.
Patero Judelyn. Electromagnetic Induction: Unraveling Faraday's Laws and their applications in generators and transformers. International Journal of Advanced Research in Science Communication and Technology, 2023, pp. 814-819, doi:10.48175/IJARSCT-12376.
Bezruchko V. et al. Installation of Sectionalizers in a Radial Distribution Networks to Create an Emergency Islanded Network Powered by Distributed Generators During Outages. 2023 IEEE 5th International Conference on Modern Electrical and Energy System. Kremenchuk, Ukraine, 2023, pp. 1-4, doi: 10.1109/MEES61502.2023.10402548.
Buinyi R. et al. Vyznachennia velychyny yemnosti systemy provid-izoliator-shtyr v povitrianykh liniiakh napruhoiu 6-10 kV dlia otsinky mozhlyvosti rannoi diahnostyky stanu izoliatsii [Determination of the capacitance of the conductor–insulator–pin system in 6–10 kV overhead lines to assess the possibility of early insulation condition diagnostics]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical Electrodynamics], 2024, 6, pp. 77–80, doi:10.15407/techned2024.06.077.
Fedak W. et al. The Concept of Autonomous Power Supply System Fed with Renewable Energy Sources. Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, 2017, 5(4), pp. 579-589, doi:10.13044/j.sdewes.d5.0160.
Haievskyi O. Yu. Fotoenerhetyka. Chastyna I. Soniachna radiatsiia i fotoelektrychni moduli [Photovoltaics. Part I. Solar Radiation and Photovoltaic Modules]. Kyiv, Ihor Sikorskyi KPI, 150p.
NASA Prediction Of Worldwide Energy Resources (POWER). Available at: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ (accessed 17.05.2025)
Photovoltaic Geographical Information System. Available at: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#api_5.3 (accessed 17.05.2025).
CIE. Colorimetry. 3rd edition. CIE Publications – Premium Source for Knowledge on Light and Lighting. Available at: https://cie.co.at/publications/colorimetry-3rd-edition (accessed 17.05.2025).
Fast-charging a supercapacitor from energy harvesters. Available at: https://www.edn.com/fast-charging-a-supercapacitor-from-energy-harvesters/ (accessed 17.05.2025).
Guo Kunli & Dong Yan & Fu Jianzhe. Charging Strategy of Supercapacitor in Photovoltaic Power Generation System. Journal of Physics: Conference Series, 2020, Vol. 1449, pp. 012014, doi: 10.1088/1742-6596/1449/1/012014.
Texas Instruments Incorporated: Application Note. How to Quickly and Safely Charge Supercapacitors. Available at: https://surl.li/gcqhlkc (accessed 17.05.2025).
Tkach V. I. Systema identyfikatsii mists odnofaznykh zamykan na zemliu u povitrianykh elektrychnykh merezhakh z izolovanoiu neitralliu [System for identifying locations of single-phase ground faults in overhead electric networks with isolated neutral]: Author’s abstract of the PhD thesis in Technical Sciences: 05.09.03. Chernihiv: National University "Chernihiv Polytechnic". 2021, 21 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Андрій Строгій , Роман Буйний
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
