Development and Research of Methods for Selection of Sets of Measurements of Emergency Mode Parameters and Processing of the Distance Fault Location

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The fault location based on fault mode parameters should be performed at such values of current and voltage that will ensure low error of distance to fault location calculation. The classical approach with adjustment from aperiodic current component, used in microprocessor devices, or “manual” selection of current and voltage values, used in software with the fault location function, does not always allow to determine a set of emergency parameter. This does not allow calculating the distance to the fault location with minimum error. This paper is devoted to the development and analysis of the effectiveness of methods for selecting sets of emergency parameter and processing the results of fault location. The efficiency analysis was performed on the basis of a multivariate experiment, in which a short-circuit on a section of the electric network was modelled by varying a number multiple simulation model parameter.

The results of the research have demonstrated the most effective approaches to the selection of emergency parameter sets and processing of distanced fault location results. The analysis shows that the most effective approaches are the search of local minimum by the calculated value of increment of resistance in emergency phases, by the corresponding symmetrical components of current and voltage, the search of local minimum of increment of calculated value of distance to the fault location and combined methods. These methods can be implemented in microprocessor-based relay protection devices with fault location function, in emergency events recorder and specialized software for viewing emergency oscillograms with fault location function.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Yablokov

Lenin Ivanovo State Power Engineering University

Author for correspondence.
Email: andrewyablokov@yandex.ru
Russian Federation, Ivanovo

A. R. Tychkin

Lenin Ivanovo State Power Engineering University

Email: andrewyablokov@yandex.ru
Russian Federation, Ivanovo

I. E. Ivanov

Lenin Ivanovo State Power Engineering University

Email: andrewyablokov@yandex.ru
Russian Federation, Ivanovo

Ya. A. Umnov

Lenin Ivanovo State Power Engineering University

Email: andrewyablokov@yandex.ru
Russian Federation, Ivanovo

References

  1. Руководство по эксплуатации БПВА.656122.091 РЭ. Устройство определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи “Сириус-2-ОМП” // АО “Радиус-Автоматика”: сайт. — URL: https://www.rza.ru/catalog/opredelenie-mesta-povrezhdeniya-lep-6-750-kv/sirius-2-omp.php?ysclid=m2rljpyhqa754360361 (дата обращения: 27.10.2024).
  2. Руководство по эксплуатации БПВА.656122.110 РЭ. Микропроцессорное устройство защиты “Сириус-2ДЗЛ-02” // АО “Радиус-Автоматика”: сайт. — URL: https://www.rza.ru/catalog/novinki/sirius-2dzl-02.php?ysclid=m2rlmel771593595122 (дата обращения: 27.10.2024).
  3. Руководство по эксплуатации БПВА.656122.162 РЭ. Микропроцессорное устройство защиты “Сириус-3ЛВ-05” // АО “Радиус-Автоматика”: сайт. — URL: https://www.rza.ru/catalog/novinki/sirius-3lv-05.php?ysclid=m2rlnqatro616450149 (дата обращения: 27.10.2024).
  4. Руководство по эксплуатации ЭКРА.656132.265/20. Терминал ОМП типа БЭ2704V912 // ООО НПП “ЭКРА”: сайт. — URL: https://ekra.ru/product/docs/rz-ps-110-750kv/omp/she2607-92X/РЭ на терминал БЭ2704V921 (ОМП).pdf (дата обращения: 27.10.2024).
  5. Руководство по эксплуатации БРСН.656122.090. Терминал микропроцессорный БРЕСЛЕР-0107.090. Определение места повреждения // ООО “НПП Бреслер”: сайт. — URL: https://www.bresler.ru/content/produktsiya/opredelenie-mesta-povrezhdeniya-na-liniyakh-elektroperedach/брсh.656122.090_рэ_ред.08.05.2024.pdf (дата обращения: 27.10.2024).
  6. Руководство по эксплуатации. Описание функций АИПБ.656122.011-024 РЭ2 v21.1. Терминал определения места повреждения типа “ТОР 300 ЛОК 51Х” // ООО “Релематика”: сайт. — URL: https://relematika.ru/upload/iblock/df9/210531 РЭ2 ТОР 300 ЛОК 51Х r6 v21.1.pdf?ysclid=m2rlvlfzl5403438120 (дата обращения: 27.10.2024).
  7. Руководство пользователя WinBres // ООО “НТЦ ЕЭС”: сайт. — URL: https://inbres.ru/equipments/programmnoe-obespechenie/po-winbres/ (дата обращения: 26.11.2024).
  8. Waves. Руководство пользователя ЭКРА.00090–01 90 01 // ООО “НПП ЭКРА”: сайт. — URL: https://dev.ekra.ru/download?fileId=61 (дата обращения: 26.11.2024).
  9. Определение места повреждения | АРМ СРЗА: сайт. — URL: https://pk-briz.ru/node/129 (дата обращения: 26.11.2024).
  10. Руководство пользователя ПВК “АРУ РЗА” // ООО “НТЦ ЕЭС”: сайт. — URL: https://ntcees.ru/aru_rza/aru_rza.php?ysclid=m3ycj723jp880142431 (дата обращения: 26.11.2024).
  11. Программное обеспечение FastView. Руководство оператора. Версия 5.1. ДИВГ.57201–08 34 01 // ООО “Механатроника”: сайт. — URL: https://www.mtrele.ru/fileprog/fastview/FastView-rukovodstvo.pdf (дата обращения: 26.11.2024).
  12. ГОСТ Р 59364-2021 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Система мониторинга переходных режимов. Нормы и требования (с Изменением N1 ред. от 01.12.2023).
  13. Yablokov A.A., Tychkin A.R. and Ivanov I.E. Multiterminal impedanse-based fault location through synchronized phasor measurements. 2023 6th International Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation (RPA), Moscow, Russian Federation, 2023, pp. 1–21, https://doi.org/10.1109/RPA59835.2023.10319855.
  14. Организация метрологических каналов для определения мест повреждения воздушных линий на базе устройств синхронизированных векторных измерений / А.А. Яблоков, И.Е. Иванов, А.Р. Тычкин [и др.] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2023. Т. 23. № 2. С. 5–17. https://doi.org/10.14529/power230201.
  15. Умнов Я.А. Определение места повреждения по синхронизированным векторным измерениям с автоматическим выбором оптимального кадра данных / Я.А. Умнов, И.Е. Иванов, A.А. Яблоков // Электрические станции. — 2024. — № 8(1117). — С. 8–19. — https://doi.org/10.71841/ep.elst.2024.1117.8.0.
  16. Picard S.D., Adamiak M.G. and Madani V. Fault location using PMU measurements and wide-area infrastructure. 2015. 68th Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station, TX, USA, 2015, pp. 272–277, https://doi.org/10.1109/CPRE.2015.7102170.
  17. PMU-voltage drop based fault locator for transmission backup protection / J.J. Chavez, J.L. Guardado, N.V. Kumar [et al.] // Electric Power Systems Research. — 2021. — Vol. 196. — P. 107188. — https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107188.
  18. Yablokov A.A. and Titov V.A. Investigation of the possibility of applying neural networks for selecting methods of remote fault location based on synchrophasor measurements. 2023. 6th International Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation (RPA), Moscow, Russian Federation, 2023, pp. 1–17, https://doi.org/10.1109/RPA59835.2023.10319867.
  19. Идентификация поврежденного участка воздушной линии электропередачи методом расчета расстояний / А.Л. Куликов, А.Р. Жафяров, А.Н. Подшивалин, М.Д. Обалин // Релейная защита и автоматизация. 2024. № 2 (55). С. 36–45.
  20. Abasi M. Accurate fault location algorithm for untransposed transmission lines based on network phasor equations in positive-, negative-, and zero-sequences domain during fault // IEEE Access. 2024. Vol. 12. pp. 104742–104754.
  21. Физико-математическое моделирование дистанционного определения места повреждения по синхронизированным векторным измерениям / А.А. Яблоков, И.Е. Иванов, А.В. Панащатенко [и др.] // Электрические станции. 2022. № 3(1088). С. 21–32.
  22. Takagi T., Yamakoshi Y., Yamaura M., KondowR. and Matsushima T. Development of a new type fault locator using the one-terminal voltage and current data. IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-101, no. 8, pp. 2892–2898, Aug. 1982.
  23. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи [Текст] / Е.А. Аржанников, В.Ю. Лукоянов, М.Ш. Мисриханов; под ред. В.А. Шуина. — М.: Энергоатомиздат, 2003. 271 с.
  24. Определение мест повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима / Г.М. Шалыт, А.И. Айзенфельд, А.С. Малый; под ред. Г.М. Шалыта. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Энергоатомиздат, 1983. 207 с.
  25. СТО 56947007-29.120.70.241-2017. Технические требования к микропроцессорным устройствам РЗА. Дата введения изменений:12.12.2019. — ПАО “ФСК ЕЭС”.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Transient characteristic of the estimated value of the distance to the fault location from time.

Download (949KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Instantaneous current values and their corresponding effective values measured at the beginning of the line for single-phase faults with different fault occurrence times.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Selection of the measurement set (method of selection of the measurement set, based on the search for the minimum increment of the calculated value of the distance to the fault location in the time interval of short-circuit existence, and the use of the DOMP expression (2)) for short-circuit duration: a) 0.04 s; b) 0.06 s.

Download (869KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Selection of the measurement set (method of selection of the measurement set based on calculation of the arithmetic mean value of the DOMP results corresponding to the time intervals in which the incremental distance to the fault location is less than the specified set point, and using the DOMP expression (2)) for short-circuit duration: a) 0.04 s; b) 0.06 s.

Download (875KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Российская академия наук