Інноваційний підхід до визначення місць однофазних замикань на землю в мережах 6-35 к при реалізації концепції SMART GRID в Україні
Вантажиться...
Дата
2019
ORCID
DOI
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Виникнення однофазних замикань на землю в електричних мережах напругою 6-35кВ, що працюють з ізольованою нейтраллю, призводять до утворення ненормального режиму роботи. У такому режимі підвищується ймовірність утворення міжфазного короткого замикання та знеструмлення споживачів. Тому час визначення місця однофазного замикання на землю та його усунення важливо звести до мінімуму. Для цього пропонується використовувати запропонований пристрій, що має розміщуватися на кожній опорі повітряної лінії та передавати координати опори повітряної лінії, де виникає замикання на землю, в диспетчерський центр через GSM-мережу стільникового зв’язку. Запропонований пристрій не містить акумуляторного джерела живлення, а живиться лише від струму замикання та не працює без наявності замикання на землю, що обумовлює його високу надійність. Описана його спрощена конструкція та принцип дії, надані рекомендації по реалізації пристрою. Розглянута можливість інтеграції такого пристрою у існуючи інформаційно-керуючи системи автоматизації, що вже використовуються або впроваджуються в мережах обленерго України. Як правило у майже всіх обленерго впроваджено та використовуються автономно одна від іншої, такі системи автоматичного управління мережами, як SCADA-система та GIS-система. Рекомендовано надавати інформацію від пристрою у обидві зазначені системи: в SCADA-систему для архівації даних у журналі подій, а до GIS-системи для підвищення зручності при координації дій під час усуненні пошкоджень. Розглянуто обладнання, яке потрібно використовувати для інтеграції запропонованого пристрою до вищезазначених систем та надано рекомендації з їх доопрацювання для підвищення зручності використання отриманої інформації оперативним персоналом. Проаналізовані заходи по кіберзахисту такої системи від стороннього впливу через публічність GSM-мережі. Проаналізована робота експлуатаційного персоналу по усуненню замикань на землю при отриманні інформації від пристрою. Показано, що при встановлені запропонованого пристрою показники надійності електропостачання SAIDI, SAIFІ та ENS вдасться покращити: SAIDI з 1,2 до 0,95 год/(ріквідкл); SAIFІ з 0,015 до 0,0075 разів/(ріккм); ENS 46,3 до 26,3 МВтгод/рік.
When a single-phase-to-earth fault takes place in 6-35kV electrical networks that operate with insulated neutral, the network switches to an abnormal mode of operation. In this mode, the probability of a phase-to-phase fault through ground and a blackout of consumers is increased. Therefore, it is important to minimize the time to find the location of a single-phase-to-earth fault and repair this fault. For this, it is proposed to use a new device, which should be on each support of the overhead line. This device transmits the coordinates of the overhead line support, where a single-phase-to-earth fault takes a place, to the control center using a GSM cellular network. The proposed device is powered by a fault current, does not contain a battery and does not work without a single-phase-to-earth fault on this support, which makes it highly reliable. Its simplified design and principle of operation are described and recommendations for the implementation of the device are given. The possibility of integrating such a device into existing information control systems that are already used or implemented in the networks of regional power companies of Ukraine is considered. As a rule, in many regional power companies used (or are being introduced) such automatic network control systems like SCADA-system and GIS-system, which autonomous from each other. It is recommended to provide information from the device to both of these systems. Into the SCADA system for archiving data in the event log and into the GIS-system to improve convenience in coordinating actions during the repair of fault. The equipment that should be used to integrate the proposed device in the above systems is considered. Recommendations for existing systems to improve the usability of information by operational personnel are given. Analyzed are steps to protect against cyber threats of such a system from extraneous influence through a public GSM network. The work of the operating staff to eliminate fault when receiving information from the device is analyzed. It is shown that when installing the proposed device, the reliability indicators of power supply SAIDI, SAIF and ENS can be improved: SAIDI from 1.2 to 0.95 h / (year-off) SAIF from 0.015 to 0.0075 times / (year-km) ENS 46.3 to 26.3 MWh / year.
When a single-phase-to-earth fault takes place in 6-35kV electrical networks that operate with insulated neutral, the network switches to an abnormal mode of operation. In this mode, the probability of a phase-to-phase fault through ground and a blackout of consumers is increased. Therefore, it is important to minimize the time to find the location of a single-phase-to-earth fault and repair this fault. For this, it is proposed to use a new device, which should be on each support of the overhead line. This device transmits the coordinates of the overhead line support, where a single-phase-to-earth fault takes a place, to the control center using a GSM cellular network. The proposed device is powered by a fault current, does not contain a battery and does not work without a single-phase-to-earth fault on this support, which makes it highly reliable. Its simplified design and principle of operation are described and recommendations for the implementation of the device are given. The possibility of integrating such a device into existing information control systems that are already used or implemented in the networks of regional power companies of Ukraine is considered. As a rule, in many regional power companies used (or are being introduced) such automatic network control systems like SCADA-system and GIS-system, which autonomous from each other. It is recommended to provide information from the device to both of these systems. Into the SCADA system for archiving data in the event log and into the GIS-system to improve convenience in coordinating actions during the repair of fault. The equipment that should be used to integrate the proposed device in the above systems is considered. Recommendations for existing systems to improve the usability of information by operational personnel are given. Analyzed are steps to protect against cyber threats of such a system from extraneous influence through a public GSM network. The work of the operating staff to eliminate fault when receiving information from the device is analyzed. It is shown that when installing the proposed device, the reliability indicators of power supply SAIDI, SAIF and ENS can be improved: SAIDI from 1.2 to 0.95 h / (year-off) SAIF from 0.015 to 0.0075 times / (year-km) ENS 46.3 to 26.3 MWh / year.
Опис
Ключові слова
пошук місця замикання, SCADA-система, GIS-система, search for a fault location, SCADA-system, GIS
Бібліографічний опис
Безручко В. М. Інноваційний підхід до визначення місць однофазних замикань на землю в мережах 6-35 к при реалізації концепції SMART GRID в Україні / В. М. Безручко, Р. О. Буйний, В. І. Ткач // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Енергетика: надійність та енергоефективність = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Energy: reliability and energy efficiency : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2019. – № 29 (1354). – С. 15-20.