Что представляет собой текущее состояние и методы обнаружения однофазных замыканий на землю

Текущее состояние обнаружения однофазных замыканий на землю

Низкая точность диагностики однофазных замыканий на землю в неэффективно заземленных системах обусловлена несколькими факторами: изменчивой структурой распределительных сетей (таких как кольцевые и разомкнутые конфигурации), различными способами заземления системы (включая незаземленные, заземленные с помощью дугогасящей катушки и низкоомного заземления), увеличивающимся годовым соотношением кабельных или гибридных воздушно-кабельных линий, а также сложными типами повреждений (например, удары молнии, пробои деревьев, обрывы проводов и поражения электрическим током).

Классификация замыканий на землю

Повреждения в энергосети могут включать металлические замыкания на землю, замыкания на землю от удара молнии, замыкания на землю через ветви деревьев, резистивные замыкания на землю и замыкания на землю из-за плохой изоляции. Они также могут включать различные сценарии дуговых замыканий, такие как короткие дуговые разряды, длинные дуговые разряды и прерывистые дуги. Характеристики сигналов повреждений, проявляемые при различных условиях заземления, различаются по форме и величине.

Технологии обработки замыканий на землю

• Технология компенсации дугогасящей катушкой и защита от поражения электрическим током

• Подавление перенапряжений

• Выбор поврежденной линии и фазы, определение места повреждения и точное местоположение повреждения

• Реле защиты: Устранение повреждений

• Автоматизация питания: Изоляция повреждений и автоматическое восстановление питания

Сложности при замыканиях на землю

• Различные методы заземления нулевой точки

• Различные атрибуты заземления: Переменные формы заземления

• Различные типы линий: Воздушные линии, кабельные линии и гибридные воздушно-кабельные линии

• Различные места и время возникновения повреждений

Сложность характеристик замыканий на землю

• Малый ток заземления; остаточный ток в резонансном заземлении менее 10 А.

• Ток компенсации дугогасящей катушки приводит к тому, что нулевой ток поврежденной линии имеет меньшую амплитуду, чем у неповрежденных линий, с одинаковым направлением.

• Прерывистое заземление с нестабильными дугами; около 10% повреждений связаны с прерывистым заземлением.

• Высокая доля высокого сопротивления (свыше 1000 Ом) повреждений, составляющая около 5%. Даже при низкоомном заземлении трудно обнаружить повреждения с высоким сопротивлением.

• Основные причины поражений электрическим током в распределительных сетях: ① Человеческое тело касается или приближается к нормально работающим проводникам; ② Проводники падают на землю. Оба случая — поражение электрическим током и замыкание проводников на землю — включают высокое сопротивление заземления. Таким образом, защита от поражения электрическим током в распределительных сетях также является проблемой защиты от замыканий на землю с высоким сопротивлением.

Методы обнаружения однофазных замыканий на землю

В настоящее время существует три категории, включающие 20 основных методов, для обнаружения однофазных замыканий на землю:

Искусственный интеллект (AI) является передовой технологией в современном развитии. Он создает соответствующие теоретические модели, имитируя характеристики человека, животных или растений, и решает проблемы с использованием "человеческого" мышления. Особенно для энергосетей, которые являются высоко нелинейными системами, они попадают в область применения AI. Кроме того, использование компьютерных вычислений ускоряет работу, позволяя решать сложные системы, такие как энергосети.

• База данных экспертов: Создание базы данных, интегрирующей соответствующие знания и опыт.

• Искусственная нейронная сеть: Имитирует работу человеческих нейронов для решения проблем, функционируя как высоко нелинейная система.

• Оптимизация колонии муравьев: Алгоритм, имитирующий биологическое поведение муравьев в поисках пищи, для решения задачи коммивояжера.

• Генетический алгоритм: Имитирует процесс биологической эволюции для получения глобальных оптимальных или субоптимальных решений.

• Петри-сети: Моделируют взаимосвязанные компоненты в системе, описывая явления, при которых связанные компоненты изменяются в хронологическом порядке.

• Теория шероховатых множеств: Использует больше информации, чем требуется системе, в качестве входных данных, чтобы обеспечить всестороннее описание состояния работы системы.

Большинство интеллектуальных алгоритмов остаются на теоретической стадии, и только некоторые из них были практически применены. Однако алгоритмы AI продемонстрировали свое превосходство в новую эпоху.