<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">glonucsec</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Глобальная ядерная безопасность</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Global Nuclear Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2305-414X</issn><issn pub-type="epub">2499-9733</issn><publisher><publisher-name>National Research Nuclear University "MEPhI"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26583/gns-2022-04-04</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">glonucsec-169</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DESIGN, MANUFACTURE AND COMMISSIONING COMMISSIONING OF EQUIPMENT NUCLEAR INDUSTRY FACILITIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С МАЛЫМИ ТОКАМИ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Intelligent Relay Protection System for Overhead Lines in Electrical Networks with Low Earth Fault Currents</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8726-3556</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шилин</surname><given-names>Александр Николаевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shilin</surname><given-names>A. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">eltech@vstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5726-6729</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дикарев</surname><given-names>Павел Владимирович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dikarev</surname><given-names>P. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">dikarev.pavel@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8510-6001</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дементьев</surname><given-names>Сергей Сергеевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dementyev</surname><given-names>S. S.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">c165tc34@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">FSBEI HE «Volgograd State Technical University»<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>11</month><year>2022</year></pub-date><volume>45</volume><issue>4</issue><fpage>40</fpage><lpage>53</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Шилин А.Н., Дикарев П.В., Дементьев С.С., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Шилин А.Н., Дикарев П.В., Дементьев С.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Shilin A.N., Dikarev P.V., Dementyev S.S.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/169">https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/169</self-uri><abstract><p>Атомные электростанции (АЭС) являются одним из основных источников электроэнергии. Распределение электроэнергии, вырабатываемой АЭС, или резервное электроснабжение отдельных потребителей собственных нужд электростанции может осуществляться по сети 6-35 кВ. Данные сети работают с изолированной или компенсированной нейтралью. Это обуславливает факт того, что токи однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) при авариях на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) достаточно малы и ОЗЗ трудно идентифицируемы. В статье рассматриваются вопросы выявления ОЗЗ и соответствующего селективного реагирования системы защиты ВЛ. Доказывается ограниченность функционирования релейной защиты от ОЗЗ, построенной на классическом принципе срабатывания «если-то». Погрешность традиционной системы защиты объясняется отсутствием механизма актуализации уставок в соответствии с изменением условий окружающей среды, влияющих на ёмкостную составляющую проводимости воздушных линий. В качестве примера подобного влияния описывается воздействие оледенения проводов, а также трибоэлектрического эффекта в виде накопления объёмного заряда в воздушном промежутке вокруг линии. В связи с этим описывается способ коррекции уставок защиты за счёт периодических измерений ёмкости линий путём их локационного зондирования. Таким образом, предлагается усовершенствовать традиционную токовую защиту от ОЗЗ путём придания системе способности к адаптации, но в рамках её реагирования как агента с простым поведением. Рассматривается построение и более совершенной системы защиты от ОЗЗ в виде интеллектуального агента электрической сети. Сущность данной системы заключается в использовании искусственной нейронной сети в качестве обрабатывающего информацию субагента. Доказывается преимущество нейрокомпьютерной системы защиты от ОЗЗ, формирующей интегральную оценку состояния линий электропередачи и обучающейся выявлению ОЗЗ на цифровой тени, следующей за электрической сетью. Указывается возможность классификации предлагаемой системы защиты от ОЗЗ как интеллектуального агента в силу наличия способностей к адаптации, обучению и развитию.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Nuclear power plants (NPP) are one of the main sources of electricity. The distribution of electricity generated by nuclear power plants, or backup power supply to individual consumers of the power plant's own needs, can be carried out via a 6-35 kV network. These networks operate with an isolated or compensated neutral. This causes the fact that the currents of single-phase ground faults (SPGF) in case of accidents on overhead power lines (OL) are quite small and SPGF are difficult to identify. The article deals with the issues of identifying the SPGF and the corresponding selective response of the overhead line protection system. The limitation of the functioning of relay protection against SPGF, built on the classical principle of operation "if-then", is proved. The error of the traditional protection system is explained by the lack of a mechanism for updating the setpoints in accordance with changes in environmental conditions that affect the capacitive component of the conductivity of overhead lines. As an example of similar an influence, the effect of icing of wires, as well as the triboelectric effect in the form of accumulation of a space charge in the air gap around the line, is described. In this regard, a method is described for correcting the protection setpoints due to periodic measurements of the capacitance of the lines by means of their location probing. Thus, it is proposed to improve the traditional current protection against SPGF by giving the system the ability to adapt, but within the framework of its response as an agent with a simple behavior. The construction of a more advanced system of protection against SPGF in the form of an intelligent agent of the electrical network is also considered. The essence of this system is to use an artificial neural network as a subagent processing information. The advantage of a neurocomputer system for protection against SPGF is proved, which forms an integral assessment of the state of power transmission lines and learns to detect SPGF on a digital shadow following the electrical network. It indicates the possibility of classifying the proposed system of protection against SPGF as an intelligent agent due to the ability to adapt, learn and develop.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>надёжность электроснабжения</kwd><kwd>резервирование собственных нужд АЭС</kwd><kwd>однофазные замыкания на землю</kwd><kwd>компьютерная релейная защита</kwd><kwd>импульсная рефлектометрия</kwd><kwd>оледенение линий электропередачи</kwd><kwd>трибоэлектрический эффект</kwd><kwd>интеллектуальные агенты</kwd><kwd>искусственные нейронные сети</kwd><kwd>цифровые тени</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>power supply reliability</kwd><kwd>redundancy of nuclear power plant auxiliary needs</kwd><kwd>single-phase ground faults</kwd><kwd>computer relay protection</kwd><kwd>impulse reflectometry</kwd><kwd>power line icing</kwd><kwd>triboelectric effect</kwd><kwd>intelligent agents</kwd><kwd>artificial neural networks</kwd><kwd>digital shadows</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шабад, М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ / М.А. Шабад. - Москва : НТФ «Энергопрогресс», 2007. - 64 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шабад, М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ / М.А. Шабад. - Москва : НТФ «Энергопрогресс», 2007. - 64 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Борковский, С.О. Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю / С.О. Борковский, Т.С. Горева, Т.И. Горева // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 9, ч. 5. - C. 954-959.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Борковский, С.О. Проблема диагностики однофазных замыканий на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю / С.О. Борковский, Т.С. Горева, Т.И. Горева // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 9, ч. 5. - C. 954-959.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Диэлектрические свойства воды и льда [электронный ресурс] // Способы очистки и свойства воды. - URL : https://www.o8ode.ru/article/krie/Dielectric_properties_of_water_and_ice (дата обращения: 11.11.2022).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Диэлектрические свойства воды и льда [электронный ресурс] // Способы очистки и свойства воды. - URL : https://www.o8ode.ru/article/krie/Dielectric_properties_of_water_and_ice (дата обращения: 11.11.2022).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ridley C. Improving supply security on 11-kV overhead network. The development of interconnected operation, IEE Colloquium on Improving Supply Security on 11kV Overhead Networks, 1988, pp. 10/1-10/4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ridley C. Improving supply security on 11-kV overhead network. The development of interconnected operation, IEE Colloquium on Improving Supply Security on 11kV Overhead Networks, 1988, pp. 10/1-10/4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шилин, А.Н. Расчёт погрешностей рефлектометров для мониторинга линий электропередачи / А.Н. Шилин, А.А. Шилин, Н.С. Артюшенко // Контроль. Диагностика. - 2015. - № 9. - C. 52-59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шилин, А.Н. Расчёт погрешностей рефлектометров для мониторинга линий электропередачи / А.Н. Шилин, А.А. Шилин, Н.С. Артюшенко // Контроль. Диагностика. - 2015. - № 9. - C. 52-59.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ахмедова, О.О. Адаптивная информационно-управляющая система релейной защиты, реагирующая на изменение климатических факторов / О.О. Ахмедова, А.Г. Сошинов, П.В. Дикарев // Вопросы электротехнологии. - 2022. - № 2. - C. 78-88.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ахмедова, О.О. Адаптивная информационно-управляющая система релейной защиты, реагирующая на изменение климатических факторов / О.О. Ахмедова, А.Г. Сошинов, П.В. Дикарев // Вопросы электротехнологии. - 2022. - № 2. - C. 78-88.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шилин, А.Н. Моделирование сопротивления воздушных линий электропередачи / А.Н. Шилин, С.С. Дементьев // Электротехнические комплексы и системы. - 2018. - № 3, т. 14. - C. 5-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шилин, А.Н. Моделирование сопротивления воздушных линий электропередачи / А.Н. Шилин, С.С. Дементьев // Электротехнические комплексы и системы. - 2018. - № 3, т. 14. - C. 5-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дьяконов, В. Рефлектометрия и импульсные рефлектометры / В. Дьяконов // Компоненты и технологии. - 2012. - № 1. - C. 164-172.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дьяконов, В. Рефлектометрия и импульсные рефлектометры / В. Дьяконов // Компоненты и технологии. - 2012. - № 1. - C. 164-172.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фадке, А.Г. Компьютерная релейная защита в энергосистемах : пер. с англ. / А.Г. Фадке, Д.С. Торп. - Москва : Техносфера, 2019. - 370 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Фадке, А.Г. Компьютерная релейная защита в энергосистемах : пер. с англ. / А.Г. Фадке, Д.С. Торп. - Москва : Техносфера, 2019. - 370 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аггарвал, Ч. Нейронные сети и глубокое обучение : пер. с англ. / Ч. Аггарвал. - Москва : Вильямс, 2020. - 752 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Аггарвал, Ч. Нейронные сети и глубокое обучение : пер. с англ. / Ч. Аггарвал. - Москва : Вильямс, 2020. - 752 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Минуллин, Р.Г. Обнаружение локационным методом однофазных замыканий проводов линий электропередачи на землю / Р.Г. Минуллин, Ю.Я. Петрушенко, И.Ш. Фардиев, Э.И. Лукин, Г.В. Лукина // Электричество. - 2008. - № 12. - C. 20-28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Минуллин, Р.Г. Обнаружение локационным методом однофазных замыканий проводов линий электропередачи на землю / Р.Г. Минуллин, Ю.Я. Петрушенко, И.Ш. Фардиев, Э.И. Лукин, Г.В. Лукина // Электричество. - 2008. - № 12. - C. 20-28.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Z. Liang, Z. Jian and L. Hua, Research on Intelligent Transient Information Monitoring Technology for Overhead Line, 2019 IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia (ISGT Asia), 2019, pp. 4102-4105, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2019.8881668.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Z. Liang, Z. Jian and L. Hua, Research on Intelligent Transient Information Monitoring Technology for Overhead Line, 2019 IEEE Innovative Smart Grid Technologies - Asia (ISGT Asia), 2019, pp. 4102-4105, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2019.8881668.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">A. Nag and A. Yadav, Fault classification using Artificial Neural Network in combined underground cable and overhead line, 2016 IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES), 2016, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICPEICES.2016.7853664.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">A. Nag and A. Yadav, Fault classification using Artificial Neural Network in combined underground cable and overhead line, 2016 IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES), 2016, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICPEICES.2016.7853664.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Грабчак, Е. Цифровые двойники и цифровые тени в электроэнергетике [электронный ресурс] / Е. Грабчак, Е. Медведева // Цифровая подстанция. - URL : http://digitalsubstation.com/blog/2020/01/25/tsifrovye-dvojniki-i-tsifrovye-teni-v-elektroenergetike (дата обращения: 11.11.2022).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Грабчак, Е. Цифровые двойники и цифровые тени в электроэнергетике [электронный ресурс] / Е. Грабчак, Е. Медведева // Цифровая подстанция. - URL : http://digitalsubstation.com/blog/2020/01/25/tsifrovye-dvojniki-i-tsifrovye-teni-v-elektroenergetike (дата обращения: 11.11.2022).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дулесов, А.С. Мера неопределённости информации и её свойства применительно к оценке случайного поведения технического объекта / А.С. Дулесов, Н.Н. Кондрат // Научное обозрение. - 2014. - № 7. - C. 258-264</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дулесов, А.С. Мера неопределённости информации и её свойства применительно к оценке случайного поведения технического объекта / А.С. Дулесов, Н.Н. Кондрат // Научное обозрение. - 2014. - № 7. - C. 258-264</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">M. O'Donovan, E. Cowhey and N. Barry, Application oriented testing of power transmission lines and fault clearing, 2016 51st International Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2016, pp. 1-6, doi: 10.1109/UPEC.2016.8114000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">M. O'Donovan, E. Cowhey and N. Barry, Application oriented testing of power transmission lines and fault clearing, 2016 51st International Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2016, pp. 1-6, doi: 10.1109/UPEC.2016.8114000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
