автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Анализ методов диагностики ограничителей перенапряжения и разработка устройства контроля импульсов тока

На правах рукописи

МИНАКОВА Людмила Валериевна Ц^,

/.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

'5 "Яг

Москва-2008

003457980

Работа выполнена на кафедре "Электрические и электронные аппараты" Московского энергетического института (Технического университета)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Розанов Юрий Константинович

Официальные оппоненты доктор технических наук,

Ковалев Виктор Дмитриевич

кандидат технических наук, Мопаков Владимир Константинович

Ведущая организация ЗАО «Группа компаний Таврида Электрик»,

г. Москва

Защита состоится « 26 » декабря 2008 г. в ауд. Е-205 в !3 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 2 ¡2.157.! 5 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д-13.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан «___»_200_ г.

Ученый секретарь

диссертационного созета Д212,157.15 к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В настоящее время в электрических сетях напряжением 11 ОкВ и выше осуществляется массовое применение Ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН). Глубокий уровень ограничения перенапряжений позволяет решать проблему координации изоляции. Устанавливаясь с целью ограничения перенапряжений, ОПН сам становится элементом электроустановки, находясь под непрерывным воздействием рабочего напряжения сети л возникающих перенапряжений. Нарушение в работе, отказ или повреждение ОПН могут вызвать отказ или повреждение всей защищаемой электроустановки с соответствующими последствиями и ущербом.

Воздействия, приводящие к повреждению ОПН, связаны, как правило, с превышением нормируемых нагрузок, поэтому важно, во-первых, обеспечить правильный выбор ОПН, т.е. соответствие выбранных технических параметров ОПН реальным токовым нагрузкам в месте его установки, и, во-вторых, решить задачу диагностики ОПН в процессе эксплуатации. Для решения обеих задач необходимы сведения о режимах работы каждого конкретного ОПН и фактических токовых воздействиях на протяжении всего его срока службы в определенном месте сети.

Оценка фактического срока службы ОПН является одной из самых сложных и нерешенных задач диагностики. Механизмы явлений, проявляющихся при работе нелинейных резисторов (НР), положенных в основу ОПН, до настоящею времени остаются до конца не изученными, и методика прогнозирования срока службы не является окончательной. Основная идея оценки фактического срока службы ОПН состоит в исчерпании исходного ресурса пропускной способности его НР за счет их отказов в режиме ограничения перенапряжений. Установлено, что ресурс пропускной способности напрямую зависит от числа токовых воздействий на НР ОПН с определенной амплитудой и длительностью в определенных условиях эксплуатации. Отсюда вытекают ограничения по числу выдерживаемых ОПН импульсов

тока соответствующих параметров (ГОСТ Р 52725, МЭК 60099-4). В настоящее время, ресурс ОПН определяется с той или иной степенью точности, исходя из вероятностных методов: вероятностных характеристик импульсных токовых воздействий в месте установки ОПН и вероятностном их влиянии на срок службы ограничителя.

В России и за рубежом ведутся работы по проектированию устройств диагностики, реагирующих на протекающий через ОПН разрядный ток, вызываемый ограничиваемыми перенапряжениями. При этом до сих пор нет устройства, позволяющего регистрировать и сохранять параметры импульсов разрядного тока необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН, работающего не зависимо от условий эксплуатации и доступного для применения в комплекте с каждым ОПН.

Целью диссертационной работы является создание устройства контроля протекающих через ОПН импульсов разрядного тока в режиме ограничения перенапряжений, позволяющего регистрировать необходимые и достаточные параметры данного тока для набора статистического материала с целью оценки реальной энергетической нагрузки на ОПН и исследования влияния разрядного тока на срок службы ОПН.

Основные задачи.

1. Анализ существующих методов и средств диагностического контроля О ПН.

2. Анализ параметров импульсов проходящего через ОПН разрядного тока и выявление таких параметров импульса тока, которые оказывают наибольшее влияние на ресурс ограничителя.

3. Составление требований к устройству контроля, исходя из условий работы регистрирующей аппаратуры в местах установки ОПН. Разработка реализующих эти требования схемотехнических решений.

4. Разработка методики определения параметров импульсов тока. В рамках этого поиск математической модели. Алгоритмическая и программная реализация методики. Расчет-но-георетическое обоснование достоверности методики.

5. Разработка устройства контроля импульсов тока ОПН, позволяющего регистрировать необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН параметры тока, доступного для применения с каждым ОПН. Разработка принципиальной схемы устройства, конструктивных элементов я конструкторской документации. Разработка программного обеспечения.

6. Проведение экспериментальных исследований, подтверждающих работоспособность устройства контроля и достоверность методики определения параметров импульса тока.

Методы исследования.

Для решения поставленных задач были использованы методы теории электромагнитного поля и электрических цепей, операторный метод с использованием преобразований Лапласа, методы цифрового моделирования переходных процессов с использованием программных комплексов М1сго-САР, Ое51§пЬаЬ, методы аналитической геометрии, а также методы решения обратных задач (в постановке А.Н. Тихонова) с применением математического анализа и использованием итерационных алгоритмов, метод, основанный на матричной факторизации (сингулярное разложение), правило Крамера.

Экспериментальные исследования проводились на аттестованных высоковольтных установках ФГУП ВЭИ.

Научная новизна. На защиту выносятся следующие положения:

1. Выявлены необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности резисторов ОПН параметры импульсов разрядного тока. Сформулированы требования к устройству контроля импульсов разрядного тока ОПН и к элементной базе.

2. Предложен принцип работы устройства контроля и схемотехническое решение, позволяющие устанавливать устройство с каждым ОПН.

3. Разработана методика определения параметров импульса тока (напряжения) по значениям заряда емкостей электрической схемы, построенной на осноэе ограниченного

числа идентичных активно - емкостных элементов - ЯС цепей, отличающихся постоянными времени данных цепей, где временные параметры импульса тока (напряжения) находятся косвенным методом в результате решения обратной задачи. Предложена математическая модель импульса разрядного тока ОПН.

Практическая ценность:

Разработана измерительная схема и непосредственно устройство контроля, регистрирующее необходимые и достаточные параметры разрядного тока (амплитуду, длительность, время фронта импульса) и время его появления, являющееся автономным и доступным для установки в комплекте с каждым ОПН, что позволяет осуществить набор статистического материала по импульсам разрядного тока. Разработано необходимое алгоритмическое и программное обеспечение, реализующее принцип работы устройства.

Разработанная методика определения параметров импульса тока (напряжения) включающая математическую модель, алгоритмическую и программную реализацию, основанная на косвенных измерениях и решении обратной задачи, может найти свое применение в областях электротехники, где прямое измерение параметров импульса окажется затруднительным.

Реализация работы

Разработан и изготовлен образец устройства контроля с новой методикой определения параметров импульса тока ОПН, включая принципиальную схему устройства, конструкторскую документацию и программные средства обработки, хранения и передачи данных. В настоящее время в ФГУП ВЭИ продолжаются испытания образца устройства контроля импульсов тока с целью его промышленного производства. Полученные результаты были использованы в разработке счетчика импульсов тока ОПН предприятия ФГУП ВЭИ.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международны? конференциях МКЭЭ-1998, 2000 (Россия, Клязьма),

МКРЭЭ - 1998-2000 (Россия, Москва), Б1ЕЬА - 2001 (Болгария, Пловдив), Электротехника 2010- 2003 (Россия, Москва), Электротехника 2030 - 2007 (Россия, Москва).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, получен патент на полезную модель.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 186 страницы текста, 56 рисунков, 21 таблицу, б приложений и 115 наименований библиографии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. Изложены цели и задачи работы, методы исследования поставленных задач, основные научные результаты. Отражены практическая ценность и реализация полученных результатов.

Первая глава посвящена проблеме определения срока службы ОПН, обзору существующих методов его определения, анализу методов и средств диагностики ОПН, постановке цели и задач работы, практической значимости.

Описаны основные характеристики ОПН, опыт эксплуатации в электрических сетях. Показано, что достаточно систематизированных и надежных данных об опыте эксплуатации конкретных видов ОПН для систем высокого напряжения не имеется. Проблемы определения срока службы ОПН связаны с одной стороны с отсутствием сведений о фактических режимах работы ОПН и параметрах проходящих через него импульсных токов в реальных условиях эксплуатации и с другой стороны с недостаточной определенностью самой математической модели разрушения ОПН.

При условии если ОПН выбран лравяльно, в соответствии с поступающими на него нагрузками, и ест исключить атмосферные условия и время эксплуатации (старение НР), срок службы определится ресурсом его пропускной способности.

Универсальный критерий оценки ресурса пропускной способности ОПН, не зависящий от параметров импульса разрядного тока отсутствует. Попытки использовать в качестве критерия выработки ресурса суммарную энергию, выделяющуюся в НР, оказались неудачны ввиду зависимости энергии импульсов, разрушающих НР за определенное число воздействий от длительности импульса. Несмотря на то, что механизм, объясняющий все закономерности связанные с разрушением НР, нельзя считать установленным, можно констатировать, что параметры математической модели разрушения НР не слишком разнообразны - это число импульсов тока, амплитуда и длительность воздействия.

Предполагается, что расходуемый ресурс пропускной способности обладает аддитивным свойством. Приведена формула для количественной оценки расходуемого ресурса А нелинейного резистора и ОПН в процессе эксплуатации, где НР подвергается ряду воздействий импульсов тока N1., .Л^:

л = , (1)

I

где Д V- постоянные коэффициенты, полученные эмпирическим путем для импульсов тока стандартных форм, - амплитуда и длительность импульса тока при каждом ¡-ом

воздействии.

В главе рассмотрены нормативные дохумекты по видам и периодичности испытаний ОПН. Дан анализ существующих в мире методов и средств контроля состояния ОПН в процессе эксплуатации. Показано, что выбор метода и средства диагностического контроля ОПН определяется, в первую очередь, технико-экономическим подходом.

Описаны преимущества и недостатки контроля состояния ОПН по температуре нагрева его НР, контроля тока проводимости ОПН, контроля разрядного тока ОПН. Показано, что различные методы контроля дополняют друг друга ввиду отсутствия системы проработанных критериев определения состояния ОПН по подученным данным.

Подробно рассмотрены существующие устройства контроля разрядного тока, разнящиеся от индикаторов повреждения до интеллектуальных измерителей параметров тока.

Распространенные устройства контроля разрядного тока не дают достаточно информации для оценки остаточного ресурса пропускной способности ОПН. Предлагаемые более информативные системы контроля оказываются слишком сложны и дороги для их большого распространения и зачастую не могут быть установлены с ОПН в полевых условиях или неконтролируемых сечениях.

Основываясь на данных выполненного анализа, определена цель диссертационной работы.

Вторая глава посвящена проблематике создания устройства, анализу параметров протекающих через ОПН импульсов тока грозового и коммутационного характеров, обзору нормативных документов на ОПН, выделению параметров импульса тока необходимых и достаточных для измерения и составлению основных требований к устройству контроля.

Параметры проходящих через ОГ1Н импульсов тока грозового и коммутационного характеров определяются параметрами перенапряжений, параметрами сети, удаленностью разряда, параметрами ОПН и др. и носят преимущественно расчетный характер. По обобщенным данным импульсы тока грозового и коммутационного характеров ограничиваются пределами 40А - 50кА для амплитуды тока, и Юмкс - 8мс для длительности. Из указанного диапазона ка основании данных наиболее часто встречающихся амплитудно-временных параметров импульсов тока и данных нормируемых ГОСТ Р 52725 и МЭК 60099-4 для ОПН параметров импульсов тока, выделен диапазон, подлежащий обязательному измерению: амплитуда тока 50А - 50кА, длительность воздействия Юмкс - 2,5мс, время фронта импульса 4мкс(1мкс)- 1,2ж.

По результатам исследования влияния на вольтамперную характеристику и срок службы резисторов ОПН импульсов и групп импульсов тока с теми или иными параметрами выделены и обоснованы необходимые и достаточные параметры, требующие измерения:

- число токовых воздействий за срок службы ОПН;

- амплитуда проходящего через ОПН импульса тока;

- длительность воздействия (время между началом импульса и моментом, когда ток уменьшается до половины максимального значения);

- время фронта импульса тока.

Проблематика создания устройства регистрирующего параметры импульсов тока в ОПН связанна с условиями работы последнего, в том числе, со сложной электромагнитной обстановкой в местах установки ОПН и характером протекающих грозовых и коммутационных токов, кратность изменения во времени которых достигает 106. Исходя из анализа условий работы регистрирующей аппаратуры на объектах электроэнергетики в местах установки ОПН, выделены и обоснованы требования к устройству контроля импульсов тока, основные из которых:

- Надежность и помехоустойчивость устройства.

- Способность работать б автоматическом режиме, не требуя непрерывного контроля сс стороны обслуживающего персонала.

- Наличие автономного питания для обеспечения независимости от перепадов напряжения в целях оборудования подстанция и независимости от места установки.

- Наличие широкой амплитудно-частотной характеристики, способной охватить подлежащий измерению диапазон грозовых и коммутационных воздействий.

- Хранение информации об имевших место импульсах тока в цифровом виде для удобства ее считывания, обработки и составления базы данных.

- Необходимость регистрации даты а времени возникновения импульса тока.

- Обеспечение относительной точности измерения не хуже 20%.

Третья глава посвящена анализу существующих методов и разработке нового метода измерения параметров амплитуды, длительности и времени фронта импульса тока.

Определены цели и задачи метода измерения параметров импульса тока разрабатываемым устройством, где методика определения необходимых и достаточных параметров импульса и аппаратная часть устройства должны обеспечить доступность для массового

и

применения, минимальное энергопотребление и простоту реализации схемотехнического решения при соблюдении выдвинутых требований.

Исходя из низкой частоты срабатывания ОПН при ограничении перенапряжений (менее 10 в год) и ввиду высокой функциональности микропроцессорной техники при малых габаритных размерах, принята концепция построения устройства контроля с применением микропроцессорного блока, работающего в режиме пониженного потребления питания, что крайне важно при разработке устройств, работающих в автономном режиме, и позволяет, минимум на три порядка, снизить энергопотребление.

Дан анализ существующих методов и средств измерения искомых параметров импульса тока. Показана необходимость аналоговой схемы регистрации и запоминания параметров импульса, вызванная временем, затрачиваемым на переход устройства из режима пониженного потребления энергии питания в активный режим измерений (до 2мс). Анализ схемных решений показал невозможность прямых измерений выбранных параметров импульса тока при соблюдении требований задачи и необходимость использования косвенных измерений.

Найдено простое элементное решение, реализованное на основе ограниченного числа однотипных активно-емкостных (НС) цепей, подсоединенных параллельно друг другу и отличающихся постоянными времени данных цепей, где одна из КС цепей характеризуется постоянной времени цепи много меньшей времени фронта самого короткого измеряемого импульса тока, напряжение на выходе которой пропорционально амплитуде тока.

На основании анализа статистически наиболее часто возникающих форм разрядного тока ОПН установлено, что импульсы преимущественно униполярные, тяготеют к апериодической или синусоидальной форме и характеризуются ярко выраженными параметрами амплитуды, длительности и времени фронта импульса. Исходя из этого, принята модель импульса тока треугольной формы. Тогда для однозначного описания моделируемого импульса тока (рис.1.) достаточно трех однотипных ХСпепей.

Формируется задача идентифи-

Uci»UM

--кации временных параметров импуль-

\ са тока (напряжения), где с одной сто-

\ ÜCJ

роны, для каждой RC цепи имеются

Uc^l/RjCjfuA

_ , ±__ J измеренные значения напряжении на

tc * емкостях Ucut,, а с другой функция,

Рисунок 1. Напряжения на емкостях аналоговой схемы построенной на основе трех RC цепей, где Um - максимальное

напряжение импульса, пропорциональное максимальному описывающая математическую модель току, 1ц - время фронта импульса до максимума и tc - время

спадающей кривой импульса. импульса Ua~f(RiCi,UM,tn,tcl (из удоб-

ства математических выкладок параметр длительность /и заменен на tc), которая с точки зрения математики сводится к решению обратной задачи, записанной в смысле наименьших квадратов:

Р = 1[Рол-fiRiCi.Vu.h.tcft-min, п=3,4 (2)

i=2

Амплитуда импульса Um измеряется независимо первой RC цепью (U^=Uci).

Определителем задачи (2) является матрица Якоби размером 2x2, которая вычислялась в окрестностях известного решения данной задачи, и оказалась удовлетворительно обусловлена, что означает теоретическую разрешимость задачи (2).

Для численного решения задачи (2) предложена методика вычисления начального приближения к искомым параметрам импульса, основанная на вычислении напряжений на емкостях RiQ цепей при замене реальной кривой роста напряжения Uc(t) двумя отрезками прямых на участках от 0 до tN и от tN до момента полного заряда емкости (Uc) tz. Условие: площадь фигуры, лежащей выше кривой роста Uc(t), деленная на RC должна быть равна Uc.

По данной методике выведено выражение для определения полного времени импульса ,',<;=!,ы+1с каждой RC цепи, которое можно оценить по коэффициенту а,=[/сДЛ/.

Ur- а

tK, = 2Ä,C,-= 2 R.C, —i- (3)

' -Uu-Un ' '1-е,

Для определения времени фронта импульса на основании законов Кирхгофа при использовании уравнения прямой выведена формула, связывающая временные параметры импульса, для каждой ЯС цепи:

t,-

(4)

Решение задачи (2) для импульсов треугольной формы показало высокую сходимость результатов вводимых и определяемых временных параметров импульса тока, однако, при проверке реальными импульсами тока итерационный процесс сходился к импульсу тока, существенно отличающемуся от исследуемого в сторону увеличения длительности.

Разработана новая методика идентификации параметров импульса тока по уточненной

математической модели (рис.2.). Суть предлагаемой методики заключается в определении по результатам измеренных напряжений на емкостях R,С, цепей эквивалентного треугольного импульса, площадь которого близка к площади импульса имевшего место, а значение напряжения максимума Umax

Рисунок 2. Уточненная математическая модель эквивалент- реального импульса отличается от Г/*/ ного треугольного импульса и импульса трапецкидальной

формы, где 1И1Л - длительность импульса между точками моделируемого треугольного ИМПуль-

фронта импульса и спадающей кривой, взятыми на уровне 'Л «г. г .

значения LiKax

са. Для нахождения длительности импульса эквивалентный треугольный импульс аппроксимируется импульсом трапециидальной формы с максимальным напряжением Umax тах, чтобы его площадь и полная длительность tK были равны площади и полной длительности эквивалентного треугольного импульса.

Для реализации методики используется полученное выше соотношение (3) переписанное в виде: UMts ~UatK = 2Л,-С,.[/а, и формулируется и решается обратная задача нахо-

ждения параметров эквивалентного треугольного импульса Um и iк, записанная в смысле наименьших квадратов:

i {иы tK - UatK - 2RtCtUa У - min п = 3,4 (5)

•-1

На основании полученных данных (Umax = Uci) определяется параметр время фронта импульса и длительность (рис.3.).

I (UutK - UatK - 2R,C,Ua У - min п = 3,4

_Решение системы нелинейных уравнений_

Вычисление определителей системы по правилу Крамева

л

UM и tK треугольной модели

Определение длительности импульса

' Ш'2

Аппроксимация эквивалентного треугольного импульса импульсом трапе-циидальной формы

Условие:

С -С

треугольника и трапеции

2 U,

j L

Из геометрии фигур:

1ИI/2 '

1« =t„

2U

и

Определение времени фронта импульса

е rc

V

f.,

Л- = еяс -1

tr

Решение для каждой RС аегщ

J_

Определение средневзвешенного tH Условие:

Грозовые: U г, 0,3= <0,85 им Коммутационные: U г 0,2 <а = —— <0,9

1 1

Рисунок 3. Алгоритм методики идентификаиии временных параметров импульса тока (напряжения). Получено практическое подтверждение теоретической разрешимости задачи идентификации, где погрешность восстановления временных параметров импульса удовлетворяет

требованиям поставленной задачи. Выявлено, что погрешность восстановления определяется подбором ЯС цепей. Для используемого набора ЯС- цепей погрешность восстановления параметра меньше для импульсов тока, пересекающих ось абсцисс при малой зависимости погрешности восстановления параметра 1ц1л от исследуемых форм импульсов тока. Примеры идентификации параметров импульса тока (напряжения) представлены на рис.4.

Рисунок 4. Примеры идентификации параметров импульсов разрядного тока (напряжения), где э верхнем правом углу отображены параметры ¡н'Ьп,:- исходного и идентифицируемого импульсов.

Четвертая глава посвящена аппаратной реализации устройства контроля, разработке схемотехнического решения, разработке и выбору аппаратных средств, алгоритмической и программной реализации работы устройства.

Контрольно-измерительная часть устройства построена на основе промышленного микроконтроллера фирмы Motorola семейства 68НС11, выбранного из условия его высокой надежности и наличия режима пониженного потребления энергии питания. Определен принцип работы устройства контроля импульсов тока (рис. 5). При прохождении через ОПН импульса разрядного тока подается сигнал запуска микроконтроллеру (ОМК) на перевод устройства в активный режим работы для проведения измерений. Импульс с датчиков тока, полностью повторяющий входной, с амплитудой, приведенной к значению величины, измеряемой аналого-цифровым преобразователем (АЦП), поступает на аналоговую схему регистрации, которая сохраняет на своих выводах сигнал, пока ОМК переходит в режим измерений. В память ОМК записывается информация о дате и времени прихода импульса тока, его амплитуде и параметрах отвечающих за временные характеристики импульса. Считывание

накопленной информации производиться посредством портативного компьютера, что рекомендуется приурочить к ежегодному осмотру средств защиты от перенапряжения. Дальнейшая обработка полученной информации осуществляется на ЭВМ по специально разработанной программе. Принцип работы устройства и реализация схемотехнического решения сделали возможным осуществление питания устройства контроля от обычных батарей.

Рисунок 5. Блок - схема устройства контроля импульсов разрядного тока.

В рамках работы проведен анализ первичных преобразователей тока, разработка и расчет преобразователей на основе воздушных трансформаторов тока (ВТ'Г), преимуществом которых являются: обеспечение гальванической развязки, малые габаритные размеры, простота и низкая стоимость их изготовления. Осуществлен вывод формулы для расчета напряжения на выходе преобразователя, пропорционального разрядному току апериодического характера.

В пятой главе приведены данные экспериментальной проверки работоспособности устройства контроля и разработанной методики определения параметров импульса тока на аттестованных установках ФГУП ВЭИ. Проведены отдельные испытания силовой части устройства и устройства в целом.

Испытания проводились на генераторах импульсных токов ГКИТ 1,2/2,5, Р-СИТ - 10, ГИТ 150 с использованием ОПН ЮкВ и нелинейных резисторов МНР58. Диапазон испытательных токов составил от 50А до 50кА с длительностями от 1 Омкс до 2,7мс л временами фронта импульса от 4мкс до 1,2мс. Сравнение полученных амплитудно-временных параметров с вводимыми амплитудно-временными параметрами разрядного тока ОПН показало точность определения параметров, удовлетворяющую требованиям поставленной задачи (погрешность измерения до 20%) и высокую повторяемость результатов.

В Приложении приведены: программа численного решения обратной задачи (2); программа для расчетно-теоретического обоснования методики идентификации с эквивалентным треугольником; вывод формулы для определения выходного напряжения пропорционального разрядному току преобразователя на основе ВТТ; принципиальная электрическая схема контрольно-измерительной части устройства и спецификация; текст программы идентификации параметров импульса тока, текст программы работы устройства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Актуальность поставленной задачи по созданию устройства контроля проходящего через ОПН тока связана с отсутствием в настоящее время систематизированного контроля работы ОПН в режиме ограничения перенапряжений и подтверждается проводимыми в мире работами по созданию устройств контроля разрядного тока ОПН.

2. Дан анализ существующих методов и средств диагностического контроля ОПН. Показано, что среди применяемых в мире устройств диагностического контроля ОПН нет устройства, позволяющего регистрировать и сохранять параметры импульсов разрядного тока необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН, доступного для применения в комплекте с каждым ОПН.

3. Определены параметры импульса тока, влияющие на срок службы ОПН: амплитуда импульса тока, длительность и время фронта импульса.

4. Сформулированы требования к устройству контроля импульсов тока, основные из которых: надежность, способность работать в автоматическом режиме, наличие автономного питания.

5. Предложена методика определения параметров импульса тока (напряжения), включающая математическую модель, где по значениям заряда емкостей электрической схемы простой реализации, построенной на основе ограниченного числа идентичных ЛС цепей отличающихся постоянными времени данных цепей, в результате решения обратной задачи, находятся временные параметры импульса тока, а амплитуда тока измеряется напрямую ЯС цепью с минимальной постоянной времени цепи. Разработана алгоритмическая и программная реализация методики.

6. Разработано и изготовлено новое устройство контроля импульсов разрядного тока ОПН в соответствии с установленными требованиями, включая принципиальную схему и

конструкторскую документацию. Устройство позволяет регистрировать параметры и число

>

импульсов тока, дату и время их прихода. Благодаря автономности, используемому методу контроля импульсов тока и простоте конструкции устройство можег устанавливаться в комплекте с каждым ОПН. Разработаны первичные преобразователи тока на основе ВТТ с выводом формулы преобразования тока апериодического характера.

7. Разработана алгоритмическая и программная реализация работы устройства контроля в режиме ожидания импульса разрядного тока.

Содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. С.Ю. Рыжов, Л.В. Мипакова. Проблемы диагностики ограничителей перенапряжения и пути их решения. - Электротехника №7,2000.- С.24-28

2. Г.Г. Лаврентьев, Л.В. Минакова, Д.К. Попов. Устройство диагностического контроля ограничителей перенапряжешш. - Электротехника 2008.- С52-56

3. Л.В. Минакова, С.Ю. Рыжов. Микропроцессорное устройство диагностики ограничителей перенапряжения. // «Ежегодная Московская научно-техническая конференция студентов и аспирантов вузов России. Радиоэлектроника и электротехника в народном хозяйстве. Тез. докл.»- М., том 2 1998.- С-.54

4. С.Ю. Рыжов, Л.В. Минакова, А.Б. Кусков. Микропроцессорное устройство диагностики ограничителей перенапряжения (ОПН) вентильных разрядников. /ЛИ Международная конференция «Электромеханика и электротехнологии», МКЭЭ - 98, 14-18 сент., -М., Клязьма 1998.- С.320-321

5. Л.В. Минакова, С.Ю. Рыжов. Проблемы создания регистраторов импульсов тока ограничителей перенапряжения. // «Пятая ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез. докл.»,- М., том 2 1999- С.60-62

6. Л.В. Минакова, С.Ю. Рыжов. Микропроцессорное устройство диагностики ограничителей перенапряжения (ОПН) вентильных разрядников. //IV Международная конференция «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», МКЭЭ - 2000, 18-22 сент., -М., Клязьма

2000.- С.379-380

7. Л.В. Минакова, С.Ю. Рыжов. Об обратной задаче определения параметров импульса тока ОПН в микропроцессорных регистраторах.// «Шестая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез. докл.»,- М., том 2, 2000,- С.81

8. Л.В. Минакова, С.Ю. Рыжов. Об определении параметров импульсов тока через ограничитель перенапряжения в микропроцессорном регистраторе. //XII Международный симпозиум по Электрическим аппаратам и Технологиям 81ЕЬА 2001 - Болгария, г. Пловдив, Том 2,

2001.- С.102-105

9. Г.Г. Лаврентьев, С.Ю. Рыжов, Л.В. Минакова, Д.К.Попов. О диагностике ограничителей перенапряжения микропроцессорным регистратором импульсов.// VII Симпозиум «Электро-

техника 2010» Перспективные виды электротехнического оборудования для передачи и распределения электроэнергии. -М.обл., Том 3,2003,- С. 110-113

10. Л.В. Минакова, Д.К. Попов. Вопросы диагностики Ограничителей перенапряжения и обзор имеющихся средств диагностики.// IX Симпозиум «Электротехника 2030». Перспективные технологии электроэнергетики. -М.обл., 2007.- С.204-205

11. Патент на полезную модель. Номер публикации 1Щ77050Ш, кл. 0011119/00, 0011131/02, 0011129/02. Устройство для измерения параметров импульсов разрядного тока./ Л.В. Минакова, Г.Г. Лаврентьев, Д.К. Попов.- Заявлено 20.05,2008; опубл.Ю.10.2008

Подписано в печать ' Зак. е^/ Полиграфический центр МЗИ(ТУ) Красноказарменная ул.,д.13

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДИАГНОСТИКИ ОПН.

1.1. Проблема определения срока службы ОПН.

1.2. Классификация и анализ методов диагностического контроля ОПН.

1.3. Формулировка цели и задач диссертационной работы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ОПН И РЕГИСТРИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ

2.1. Анализ грозовых и коммутационных токов через ОПН.

2.2 Исследование влияния параметров разрядного тока на ОПН.

2.3. Формулирование основных требований к устройству контроля.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСА ТОКА.

3.1. Цель и задачи метода измерения.

3.2. Анализ существующих методов измерения параметров импульса тока.

3.3. Математическая модель импульса тока через ОПН.

3.4. Разработка метода идентификации параметров импульса тока.

3.4.1. Нахождение функциональной зависимости напряжения Uc.

3.4.2. Обратная задача определения временных параметров импульса.

3.4.3. Методика определения начального приближения к искомым параметрам.

3.4.4. Практическое подтверждение теоретической разрешимости обратной задачи.

3.5. Методика идентификации параметров импульса по уточненной математической модели.

3.5.1. Постановка задачи.

3.5.2. Идентификация параметров импульса эквивалентного треугольника.

3.5.3. Расчетно-теоретическое обоснование методики.

4. АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ.

4.1. Разработка схемотехнического решения.

4.2. Принцип работы устройства контроля.

4.3. Измерительные датчики тока.

4.3.1. Анализ первичных преобразователей разрядного тока.

4.3.2. Расчет преобразователей тока.

4.3.3. Схема включения преобразователей.

4.4. Контрольно-измерительная часть устройства.

4.4.1. Аппаратная реализация.

4.4.2. Алгоритмическая и программная реализация.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА.

5.1. Методы и средства испытаний.

5.2. Алгоритмическая и программная реализация методики.

5.3. Испытание устройства импульсами разрядного тока.

5.3.1. Испытание датчиков тока.

5.3.2. Экспериментальная проверка работы устройства и методики.

5.4. Обработка и анализ результатов эксперимента.

В насюящее время в электрических сетях напряжением 1 ЮкВ и выше осуществляется массовое применение Ограничителей перенапряжений нелинейных (ОПН). Глубокий уровень ограничения перенапряжений (до 1,8 и 2,0 наибольшего фазного рабочего напряжения сети) позволяет решать проблему координации изоляции [1,2,3]. Устанавливаясь с целью ограничения перенапряжений, ОПН сам становится элементом электроустановки, находясь под непрерывным воздействием рабочего напряжения сети и возникающих перенапряжений. При такой работе надежность ОПН является важнейшим фактором надежной работы всей электроустановки.

Нарушение в работе, отказ или в самом неблагоприятном случае, повреждение ОПН могут вызвать отказ или повреждение в лучшем случае части, в худшем случае всей защищаемой электроустановки с соответствующими последствиями и ущербом.

Воздействия, приводящие к повреждению ОПН, связаны, как правило, с превышением нормируемых нагрузок [4,5], поэтому важно, во-первых, обеспечить правильный выбор ОПН, т.е. соответствие выбранных технических параметров ОПН реальным энергетическим нагрузкам в месте его установки, и, во-вторых, решить задачу диагностики ОПН в процессе эксплуатации.

Одной из самых сложных и нерешенных задач диагностики является оценка фактического срока службы ОПН [6]. Механизмы явлений, проявляющихся при работе нелинейных резисторов (HP), положенных в основу ОПН, до настоящего времени остаются до конца не изученными, и методика прогнозирования срока службы не является окончательной. Основная идея оценки фактического срока службы ОПН состоит в исчерпании исходного ресурса пропускной способности его HP за счет их отказов в режиме ограничения перенапряжений. Считается, что ресурс пропускной способности напрямую зависит от числа токовых воздействий на HP ОПН с определенной амплитудой и длительностью в определенных условиях эксплуатации. В настоящее время, ресурс ОПН определяется с той или иной степенью точности, исходя из вероятностных методов: вероятностных характеристик импульсных токовых воздействий в месте установки ОПН и вероятностном их влиянии на срок службы ограничителя.

В виду разнообразия и статистического характера факторов, определяющих режимы работы ОПН при сильной зависимости параметров токов через ОПН от характеристик сети, где он установлен, информация по импульсам токов полезна и для решения задачи выбора ОПН в исследуемой сети.

В настоящее время различными организациями активно ведутся работы по проектированию устройств диагностики, реагирующих на протекающий через ОПН разрядный ток, вызываемый ограничиваемыми перенапряжениями. При этом до сих пор нет устройства, позволяющего регистрировать и сохранять параметры импульсов разрядного тока необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН, работающего не зависимо от условий эксплуатации и доступного для применения в комплекте с каждым ОПН.

Целью диссертационной работы является создание устройства контроля протекающих через ОПН импульсов тока в режиме ограничения перенапряжений, позволяющего регистрировать необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН параметры данного тока, и позволяющего осуществить набор статистического материала с целью оценки реальной энергетической нагрузки на ОПН и исследования влияния разрядного тока на срок службы ОПН. Для достижения этой цели были решены следующие основные задачи:

1. Выполнен анализ существующих методов и средств диагностического контроля

ОПН.

2. Проведен анализ параметров импульсов проходящего через ОПН тока в условиях ограничения перенапряжений и выявлены такие параметры импульса тока, которые оказывают наибольшее влияние на ресурс ОПН.

3. Составлены требования к устройству контроля, исходя из условий работы регистрирующей аппаратуры в местах установки ОПН.

4. Разработана методика определения параметров импульсов тока по значениям заряда емкостей электрической схемы измерения, построенной на основе активно - емкостных (RC) элементов с различными постоянными времени цепей. Представлена алгоритмическая и программная реализация методики, выполнено обоснование работоспособности и достоверности методики.

5. Разработано устройство, позволяющее регистрировать необходимое и достаточное число параметров импульсов разрядного тока, влияющих на ресурс пропускной способности ОПН. Выбрано рациональное схемотехническое решение, разработаны конструктивные элементы устройства, контрольно-измерительная часть. Разработаны принципиальная схема устройства, конструкторская документация и программное обеспечение.

6. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие работоспособность устройства контроля и достоверность разработанной методики определения параметров импульсов тока.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: методы теории электромагнитного поля и электрических цепей, операторный метод с использованием преобразований Лапласа, методы цифрового моделирования переходных процессов с использованием программных комплексов Micro-CAP, DesignLab, методы аналитической геометрии, а также численные методы. Для решения обратной задачи использовались методы решения нелинейных и линейных уравнений и систем: метод наименьших квадратов с применением математического анализа и использованием итерационных алгоритмов, метод, основанный на матричной факторизации, называемой сингулярным разложением, правило Крамера. Экспериментальные исследования проводились на аттестованных высоковольтных установках ФГУП ВЭИ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Определены необходимые и достаточные для измерения параметры проходящих через ОПН импульсов разрядного тока. Сформулированы требования к устройству контроля импульсов разрядного тока ОПН и к элементной базе. Предложен принцип работы устройства контроля и схемотехническое решение, позволяющие устанавливать устройство с каждым ОПН, не зависимо от условий его эксплуатации.

2. Разработана новая методика определения параметров импульса тока (напряжения) по значениям заряда емкостей электрической схемы, построенной на основе идентичных активно - емкостных элементов - интегрирующих Ж'-цепей, отличающихся постоянными времени данных цепей, где идентификация временных параметров импульса тока (напряжения) производится по ограниченному набору измеренных значений напряжений ЯС-цепей. Предложена математическая модель импульса разрядного тока ОПН

3. Разработано необходимое алгоритмическое и программное обеспечение, реализующее предложенный метод контроля.

Реализация работы. Разработан и изготовлен образец устройства контроля с новой методикой определения параметров импульсов тока ОПН, включая принципиальную схему устройства, конструкторскую документацию и программные средства обработки, хранения и передачи данных с целью промышленного производства устройства ФГУП ВЭИ.

Первая глава диссертационной работы посвящена проблеме определения срока службы ОПН и анализу методов его диагностики. Сформулированы цель и задачи работы.

Описаны существующие в настоящее время методы оценки срока службы ОПН. Показано, что универсальный критерий оценки ресурса пропускной способности ОПН, не зависящий от параметров импульса разрядного тока отсутствует. Не смотря на то, что механизм разрушения HP ОПН нельзя считать установленным, можно констатировать, что параметры математической модели разрушения ОПН не слишком разнообразны, это число импульсов тока, амплитуда и длительность воздействия.

Подробно проанализированы существующие в мире методы и средства контроля состояния ОПН в процессе эксплуатации, описаны преимущества и недостатки основных видов контроля: тепловизиоиного контроля, контроля тока проводимости, контроля протекающего через ОПН разрядного тока.

Показано, что распространенные устройства контроля разрядного тока регистрируют ограниченное число параметров и не дают достаточно информации для оценки остаточного ресурса пропускной способности ОПН. Предлагаемые более информативные системы контроля разрядного тока оказываются слишком сложны и дороги для их большого распространения и зачастую не могут быть установлены с ОПН в полевых условиях или неконтролируемых сечениях. Сделан вывод об актуальности создания устройства, регистрирующего необходимые и достаточные параметры импульсов тока, предназначенного для широкого применения независимо от условий эксплуатации ОПН.

Во второй главе проанализированы возникающие перенапряжения в сетях России и вызываемые ими токи через ОПН, носящие преимущественно расчетный характер. Выявлено, какого рода влияние оказывают на резисторы ОПН токи с теми или иными параметрами. Как результат обоснованы наиболее влияющие параметры импульса тока: число импульсов за время службы ОПН; амплитуда и длительность импульса тока, а также длительность фронта нарастания импульса. На основании данных анализа и данных нормативных документов ОПН выделен диапазон токов, требуемый обязательного измерения: 50А 1200/2500мкс -50кА4(1)/10мкс

Показана проблематика создания устройства регистрирующего параметры импульсов разрядного тока связанная с условиями работы ОПН, в том числе, со сложной электромагнитной обстановкой в местах установки ОПН и характером протекающих грозовых и коммутационных токов, кратность изменения во времени которых достигает 106. Исходя из условий работы любой регистрирующей аппаратуры на объектах электроэнергетики в местах установки ОПН, выделены и обоснованы требования к устройству контроля импульсов тока, основные из которых: надежность и помехоустойчивость, наличие автономного питания, способность работать в автоматическом режиме и сохранять информацию в цифровом виде.

Третья глава посвящена разработке метода измерения параметров импульса тока.

Цель метода измерений - определить необходимые параметры разрядного тока по возможности простым набором элементов, делающим устройство контроля доступным по цене при соблюдении выдвинутых требований. Основное требование, предъявляемое к аппаратным средствам при разработке устройств, работающих в автономном режиме, минимальное энергопотребление для обеспечения продолжительной работы. Как результат принята концепция построения устройства контроля с применением микропроцессорного блока ожидающего прихода импульса тока в режиме пониженного потребления питания.

Анализ существующих методов измерения показал труднореализуемость прямого измерения трех искомых параметров импульса тока при соблюдении требований задачи. Разработана методика определения параметров импульса тока, включающая математическую модель, основанная на решении обратной задачи определения временных параметров импульса тока. Данная методика позволяет не реализовывать три разные электрические цепи для измерения трех параметров, а воспользоваться простыми однотипными цепями на основе активно-емкостных RC элементов, отличающимися постоянными времени данных цепей. Суть методики заключается в определении по результатам напряжений с емкостей ЛС-цепей параметров математической модели эквивалентного треугольного импульса тока, откуда находятся длительность и время фронта нарастания импульса тока. Амплитуда тока измеряется первой i^C-цепью с наименьшей постоянной времени цепи.

Проведено расчетно-теоретическое обоснование методики определения временных параметров импульса тока, для чего расчетным путем задавались импульсы различных форм с известными параметрами амплитуды и длительностей, далее для каждой RC-цепи численно решалось уравнение заряда емкости под действием заданного импульса, и рассчитывались выходные напряжения, для которых численно решалась обратная задача нахождения параметров эквивалентного треугольника (максимального значения и полной длительности импульса) и определялись искомые временные параметры.

В четвертой главе произведена разработка схемотехнического решения устройства контроля регистрирующего необходимые параметры импульса тока одновременно с временем его прихода. В соответствии с требованиями поставленной задачи произведен выбор элементной базы устройства. Произведен анализ первичных преобразователей тока и выполнен расчет преобразователей на базе воздушных трансформаторов тока с выводом формулы преобразования разрядного тока апериодического характера. Разработан алгоритм работы устройства контроля в режиме ожидания импульса разрядного тока и написана программа регистрации необходимых параметров тока и передачи полученной информации по импульсам тока на персональный компьютер.

В пятой главе приведены данные экспериментальной проверки работоспособности устройства контроля и разработанной методики определения параметров импульса тока на аттестованных установках ФГУП ВЭИ. Дана алгоритмическая и программная реализация методики определения временных параметров импульсов тока грозового и коммутационного характеров. Проведены отдельные испытания силовой часги устройства и системы в целом. Полученная погрешность определения параметров импульса тока не превышала 20%, что соотве I ствует поставленным требованиям.

Основные разделы диссертации отражены в опубликованных работах автора [58,59,87,89,91,92,96-98,104,113,114] и доложены на следующих конференциях: МКЭЭ-1998, 2000 (Россия, Клязьма), МКРЭЭ - 1998-2000 (Москва), SIELA- 2001 (Болгария, Пловдив), Электротехника 2010 - 2003 (Москва), Электротехника 2030 - 2007 (Москва).

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Электрические и электронные аппараты» Московского энергетического института (Технического университета).

Основные результаты и выводы:

1. Актуальность поставленной задачи по созданию устройства контроля проходящего через ОПН тока связана с отсутствием в настоящее время систематизированного контроля за работой ОПН в режиме ограничения перенапряжений, что косвенно подтверждается данными по повреждаемости ОПН и сложности выявления их причин. В настоящее время, как в России, так и за рубежом ведутся активные работы по решению поставленной задачи создания устройств контроля разрядного тока ОПН.

2. В работе дан анализ существующих методов и устройств диагностического контроля ОПН. Показано, что среди применяемых в мире устройств диагностического контроля ОПН нет устройства, позволяющего регистрировать и сохранять параметры импульсов разрядного тока необходимые и достаточные для оценки ресурса пропускной способности ОПН, работающего не зависимо от условий эксплуатации и доступного для применения в комплекте с каждым ОПН.

3. На основании данных проведенного анализа условий работы ОПН и влияния на его ресурс параметров разрядного тока выделены параметры импульсов данного тока, требующие обязательного измерения: амплитуда импульса тока, длительность и время фронта нарастания тока, а также сформулированы требования к устройству контроля импульсов тока, основные из которых: надежность, способность работать в автоматическом режиме, наличие автономного питания.

4. Определены цели и задачи метода измерения параметров импульса тока разрабатываемым устройством, где методика определения необходимых и достаточных параметров импульса и аппаратная часть устройства должны обеспечить доступность для массового применения, минимальное энергопотребление и простоту реализация схемотехнического решения задачи измерения. Анализ существующих методов измерения показал труднореали-зуемость измерения параметров импульсов разрядного тока ОПН с использованием стандартных схемотехнических решений при соблюдении требований задачи.

5. Предложена новая методика определения параметров импульсов тока по значениям заряда емкостей электрической схемы простой реализации, построенной на основе ограниченного числа идентичных интегрирующих ЛС-цепей отличающихся постоянными времени данных цепей, где постоянная времени каждой последующей .КС-цепи больше чем предыдущей. Измерение производится последовательно на всех конденсаторах интегрирующих ЯС-цепей. В результате решения обратной задачи находятся временные параметры импульса тока, а амплитуда тока измеряется напрямую первой /2С-цепью с минимальной постоянной времени цепи.

6. Для реализации разработанной методики идентификации параметров импульса тока (напряжения) составлен алгоритм и написана расчетная программа на языке turbo Pascal.

7. Проведено расчетно-теоретическое обоснование работоспособности методики идентификации на примере импульсов напряжений различных форм с временами фронта нарастания от 4мкс до 1200мкс и длительностями от Юмкс до 2500мкс. Численный эксперимент показал устойчивость и хорошую сходимость результатов исследуемых временных параметров импульсов.

8. Разработано новое устройство контроля импульсов тока в соответствии с установленными требованиями и задачами измерения параметров разрядного тока ОПН. Устройство позволяет регистрировать число импульсов тока, параметры амплитуды, длительности и времени фронта нарастания импульса тока одновременно с датой и временем их прихода. Благодаря автономности, используемому методу контроля и простоте конструкции устройство может устанавливаться в комплекте с ОПН в любом месте сети.

9. В рамках разработки устройства произведен анализ первичных преобразователей тока и расчет преобразователей тока на базе воздушных трансформаторов тока с выводом формулы преобразования разрядного тока апериодического характера для данного типа преобразователей.

10. Разработана принципиальная электрическая схема устройства контроля импульсов тока и конструкторская документация, изготовлены датчики тока и плата управления, включающая измерительную часть, построенную на идентичных .КС-цепях. Разработан алгоритм работы устройства контроля в режиме ожидания импульса разрядного тока, написана на языке кроссассемблер AS11 и отлажена программа работы устройства.

11. Работоспособность устройства контроля и методики идентификации параметров импульсов тока подтверждена экспериментальными исследованиями, проведенными на высоковольтных установках ФГУП ВЭИ. Сравнение полученных амплитудно-временных параметров с вводимыми амплитудно-временными параметрами разрядного тока ОПН показало точность определения параметров, удовлетворяющую требованиям поставленной задачи (погрешность измерения до 20%) и высокую повторяемость результатов.

9. Теоретические положения разработанного устройства контроля и методики идентификации параметров импульсов тока и полученные практические результаты обсуждались на восьми конференциях и получили положительную оценку

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы решена актуальная задача по разработке устройства контроля импульсов тока, проходящих через ОПН в режиме ограничения перенапряжений грозового и коммутационного характеров.

1. Ограничители перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ. Методическое и справочное пособие./ М.А. Аронов, О.А. Аношин, О.И. Кондра-тов, Т.В. Лопухова./ Под ред. М.А. Аронова - М.: Знак. 2001.- 240с.

2. Аппараты для ограничения перенапряжений в высоковольтных сетях: Учебное пособие./ Афанасьев А.И., Богатенков И.М., Фейзулаев Н.И./ Под ред. А.И. Афанасьева СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000,- 164с

3. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них: Учебник./ Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2004,-368с

4. ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия./ М.: Стандартинформ, 2007.

5. МЭК 60099-4. Металлооксидные ограничители перенапряжений без промежутков для систем переменного тока. (IEC — 99—4:2006. Surge arresters. Part 4. Metal-oxcide surge arresters without gaps for a.c. systems).

6. Осотов B.H., Хлюпин Ю.А. Об оценке ресурса работоспособности силового электрооборудования.// VII Симпозиум «Электротехника 2010». Перспективные виды электрического оборудования для передачи и распределения электроэнергии. Сб. тез.- М. обл., 2003.-83с.

7. Фолькер Хинрихсен. Металлооксидные ограничители. Основы./ Перевод с немецкого под ред. к.т.н. В.П. Вертикова ООО Сименс. Департамент PTD, 2000.- 114с

8. Никонов Д.И. Опыт эксплуатации ОПН в ОАО «Башкирэнерго».//Тезисы выступлений участников первого всероссийского семинара совещания «Проблемы выбора и эксплуатации ОПН в электрических сетях 110-750кВ».- М., 2000.- С.58

9. Иманов Г.М., Таджибаев А.И., Халилов Ф.Х. Анализ опыта эксплуатации ограничителей перенапряжений 110кВ и выше в сетях РАО «ЕЭС России». Промышленная энергетика №1, 1998,- с.11-14

10. Кузмичева К.И. Опыт эксплуатации ОПН.// Тезисы выступлений участников первого всероссийского семинара совещания «Проблемы выбора и эксплуатации ОПН в электрических сетях 110-750кВ».- М., 2000.- 64с

11. Валев Х.С., Квасков В.Б. «Нелинейные металокисные полупроводники», М.: Энер-гоиздат, 1983.- 160с.

12. Аппараты защиты. Том 2. Ограничители перенапряжения. Справочник/ А.А. Чуни-хин, О.И. Кондратов -М.: «Информполиграф», 2000.- 132с

13. К. Sato, Y. Takada, Н. Maekawa, М. Ototake, S. Tominaga. Electrical Conduction of ZnO Varistors under Continuous DC Stress.// Japanese Journal of Applied Physics Vol. 19, №5, May, 1980 pp.909-917

14. Кузьмичева К.И. Уровни перенапряжений и их длительность в квазиустановив-шихся режимах.// Тезисы выступлений участников первого всероссийского семинара совещания «Проблемы выбора и эксплуатации ОПН в электрических сетях 110-750кВ»,- М., 2000.- 64с

15. Бронфман А.И., Левинштейн М.Л., Чернова Г.В., Шур С.С. Определение статистических характеристик токовых нагрузок и расходуемых ресурсов нелинейных ограничителей перенапряжений при коммутационных перенапряжениях. Электричество №8, 1979.- с. 13.

16. Лысков Ю.И., Антонова Н.П., Максимов В.М., Демина О.Ю. Проблемы применения нелинейных ограничителей перенапряжения 110-750 кВ. Электрические станции, №9, 1998.- с.43

17. Демьяненко К.Б., Сергеев А.С. Исследование стабильности высоконелинейных оксидно-цинковых резисторов при воздействии длительно приложенного напряжения промышленной частоты. Электротехника №9, 1984.- с.25.

18. Тиходеев Н.Н., Шур С.С. Изоляция электрических сетей. Методика выбора, статистической координации и приведения к норме. JL: Энергия, Ленингр. отд-е, 1979, -304с

19. Исследования в области применения ограничителей перенапряжений. К вопросу о сроке службы ограничителей перенапряжений./ Долгих В.А., Олендзкая Н.Ф, Цзин Л.А./ Сб.науч.тр.; НИИПТ. Л.: Энергоиздат, 1981,- С48-55

20. Шишман Д.В., Бронфман А.И., Дружинина В.И., Савельев В.П. Вентильные разрядники высокого напряжения. Л. отд-е: Энергия, 1971.- 264с

21. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Н.М. Адоньев,

22. B.В. Афанасьев, И.М. Бортник и др./ под ред. В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат. Ле-нигр. отд. 1987.- 544с

23. Волькенау В.А. О пропускной способности рабочего сопротивления коммутационных разрядников. Электротехника №1, 1967,- С41-44

24. Ограничители перенапряжения нелинейные серии ОПН-У 27-220кВ. Технические условия ТУ 3414-005-52615343-2001 (ИТЕА.674361.005ТУ)

25. Александров В.В. Пропускная способность карборундовых нелинейных сопротивлений. Электротехника №10, 1970.- с52-54

26. Сборник научных трудов. Эффективность и надежность ОПН. «Исследование пропускной способности оцинкованных резисторов при коммутационных импульсах тока»./ Вознесенский А.Н. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд-е, 1987г., 127с

27. Сборник научных трудов «Эффективность и надежность ОПН». Прогнозирование статистических распределений перенапряжения от набегающих на подстанцию грозовых волн/ М.И. Заржевская, М.Б. Кегелес- Л.: Энергоатомиздат. Лениградское отд-е, 1987.- 127с

28. РАО «ЕЭС России». Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750кВ/ Разработчики: «Энергосетьпроект», ВНИИЭ, «Электро-проекг». — М.: Изд-во НТК «Электропроект», 2000г

29. Карапстян М.М., Сохакян Р.А., Торосян А.С. и др. Нагрузочная способность оксидно-цинковых резисторов РНС-60. Электротехника №9. 1986г., с.55

30. Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. Раздел 7. Методы контроля состояния вентильных разрядников, ограничителей перенапряжения, трубчатых разрядников./ Под ред. Ф.Л. Когана,- СПО ОРГРЭС, 1997.- 27с

31. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003,- 304с

32. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300-97/ Под общ. Ред. Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамиконянца. 6-е изд., с изм. и доп. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.-256с

33. Правила устройства электроустановок (седьмое издание). ПУЭ-7. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2006,- 512с

34. Техника высоких напряжений. Перенапряжения в электрических системах и защита от них: Учебное пособие/ Серебряков А.С. М.: РГОГУПС. 2000.- 120с

35. Стандарт МЭК 60099-5. Разрядники для защиты от перенапряжений. Часть 5. Рекомендации по выбору и применению. Редакция 1.1., 2000-03

36. Surge Arresters Predictive Maintenance for Critical Applications./ Ken Loynes MSI Applied Technologies, July 2,2002, http://www.msi-at.com/discussion/dtsclwelc.htm

37. Поляков B.C., Петров Л.С. Тепловизионная диагностика высоковольтного оборудования энергосистем и энергопредприятий.—Новости электротехники №11, 2001,- С. 14

38. Обложин В.А. «Тепловизионный контроль при организации ремонтов электротехнического оборудования по его состоянию» Электрические станции №6, 2000г

39. Осотов В.Н., Осотов А.В. Некоторые аспекты диагностики средств защиты от перенапряжения приборами инфракрасной техники.- Известия вузов: Электромеханика №2-3, 1998.

40. Миронов И.А. Способы контроля ОПН под рабочим напряжением.// Тезисы выступлений участников первого всероссийского семинара совещания «Проблемы выбора и эксплуатации ОПН в электрических сетях 110-750кВ»,- М., 2000.- 64с

41. Измерительное устройство для контроля тока проводимости ОПН типа УКТ-02./ Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Новосибирск, 2000.- 10с

42. Измерительное устройство для контроля тока проводимости ОПН типа УКТ-03 (Датчик тока ДТУ-03). Паспорт.- Новосибирск, 2006.- 20с

43. Прибор контроля тока проводимоеги ОПН РМПКТУ-01. Руководство по эксплуатации. ВНКЛ.411132.001 РЭ. Новосибирск, 2004,- 14с

44. Программа выпуска продукции. Каталог ABB SESWG/A 2100ru, Edition 1,1999-11.

45. Устройство SCAR-10. Интернет сайт: http://www.ceerelavs.co.uk

46. Устройство для регистрации активной составляющей тока нелинейных ограничителей перенапряжений 110 500 кВ. аООПЗЗ. - Конкурс Русских Инноваций, 2001-2002, Интернет сайт: http://www.inno.ru/proiects/show/?id=596

47. Патент. Defect indicator for arrester Номер публикации EP0521805, Европа, кл. Н01С7/12, Н01Т1/12, 07.01.1993.

48. Патент. Disconnector for surge arresters. Номер публикации US3710212, США, кл. Н02Н9/06, 09.01.1973.

49. Surge Counter EXCOUNT-A. Каталог ABB SESWG/A 2280en, Edition 3, 1998-11.

50. Регистратор срабатываний типа GLX. Каталожная карга GLX/06/00/R, 1998.

51. Васин А.Е., Толкачев А.И., Лаврентьев Г.Г. Диагностика рабочего состояния ограничителей перенапряжения. — Электро №5, 2006.- С.37

52. Surge Counter Type VC-B, ZC-B1M, Japanese, Интернет сайт: http://www.meidcn.co.uk/surgecountcr. htm

53. Lightning counters CF-01, CCF-3, France, Интернет сайт: http://www.meiden.co.uk/surgecpunter. htm

54. Минакова Jl.B., Соколов A.A., Чугунов С.К. Диагностика ограничителей перенапряжений. Корпоративный журнал «Таврида Электрик» В МИРЕ TEL №3 (08) 2007.- С.38

55. Минакова Л.В., Попов Д.К. Вопросы диагностики Ограничителей перенапряжения и обзор имеющихся средств диагностики.// IX Симпозиум «Электротехника 2030». Перспективные технологии электроэнергетики. М.обл., 2007.- С.204-205

56. Датчик тока утечки и регистрации срабатывания ОПН под напряжением ИТ-Д1. ООО «Балтэнерго». 2005.- Интернет сайт: http://baltenergo.spb.ru/articles3.php

57. Половой И.Ф., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Внутренние перенапряжения на электрооборудовании высокого и сверхвысокого напряжения./ Второе издание перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд-е, 1990.- 152с

58. Патент. Process and appliance for determining pulse currents in lightning conductors or similar devices. Номер публикации EP0350662, Европа, кл. G01R15/02, G01R19/04, GolR31/12, 17.01.1990.

59. Патент. Lighting current measuring instrument. Номер публикации JP-63-201569, Japan, кл. G01R 15/02,19.08.1988.

60. Патент. Discharge current monitoring dcvice for lighting arrestir. Номер публикации JP-01-272074, Japan, кл. H01T 15/00, H01C 7/12, 31.10.1989.

61. EXCOUNT-II. Каталог ABB PTHVP/A 2282en, Edition 1, 2001-11.

62. Патент. Device for measuring pulse energy. Номер публикации FR2713345, Франция., кл. G01R21/00, G01R19/04, G01R15/00, H02G13/00, 09.06.1995.

63. Заболотников А.П. Оценка энергопоглощающей способности металлооксидных ограничителей перенапряжений. Научный вестник НГТУ №2(5), 1998.- С.63-69

64. Arcosat: Enregistreur de courant pour parafoudre. Declenchemcnt. Publication de Mi-croEner. №8, Avril 2001.

65. Антипов К.М., Розет В.Е., Сергеев А.С., Шур С.С. Опыт эксплуатации ограничителей перенапряжений 110-750кВ. Электрические стации №8, 1983.- С.44

66. Кадомская К.П. Нелинейные ограничители перенапряжений. Критерии выбора для разных условий эксплуатации. — Новости Электротехники №1(25)2004.- Интернет сайт: http://www.news.elteh.ru/arh/2004/25/07.php

67. Техника высоких напряжений: Учебное пособие для вузов/ И.М. Богатенков, Г.М. Иманов, В.Е. Кизеветтер и др./ Под ред. Г.С. Кучинского. СПб: Изд.ПЭИПК 1998г., 700с

68. Методика выбора нелинейных ограничителей, необходимых для защиты изоляции сетей низкого, среднего, высокого и сверхвысокого напряжения трехфазного переменного тока./ Иманов Г.М., Халилов Ф.Х., Таджибаев А.И.- Сакт-Петербург, 1998.-32с

69. РАО «ЕЭС России». Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений./ Под научной ред. Н.Н. Тиходеева. 2-е изд., С-Пб.: Изд-во ПЭИПК, 1999.-353с

70. Техника высоких напряжений. Часть первая./ А.А. Акопян, Г.В. Буткевич, Л.Ф. Дмоховская, Е.С. Кухаркин и др./ Под общ. ред. Л.И. Сиротинского Госэнергоиздат. Москва, 1951.-292с

71. IEC 62305-1 Ed. 1.0: Protection against lightning Part 1: General principles, 2005

72. IEC 1024-1-1. Protection of structures against lighting. Part 1: General principles. 1990.

73. Кадомская К.П., Рейхердт А.Д. Анализ токовых нагрузок ограничителей перенапряжений, устанавливаемых на опорах воздушных линий. Электричество №3, 2000.- С.2-6.

74. Техника высоких напряжений. Часть третья. Волновые процессы и внутренние перенапряжения в электрических системах./ Л.И. Сиротинский Госэнергоиздат. Москва, 1959.- 368с.

75. Демина О.Ю. Особенности конструкции и основные параметры ОПН.// Тезисы выступлений участников первого всероссийского семинара совещания «Проблемы выбора и эксплуатации ОПН в электрических сетях 110-750кВ».- М., 2000.- 64с

76. Бронфман А.И., Левинштейн М.Л., Габарданова М.П., Шур С.С. О надежности нелинейных ограничителей перенапряжения Электричество №5 1979.-С.6-11

77. В. Richter, С. Krause, J. Meppelink Measurement of the U-I-characteristic of MO-resistors at current impulses of different wave shapes and peak values.// Fifth international symposium on high voltage engineering. Braunschweig FRG, August 1987, 82.03

78. Исследования в области применения ограничителей перенапряжений.: Сб.науч.тр., НИИПТ. «Исследование импульсных вольтамперных характеристик ограничителей с окис-ноципковыми резисторами»./ Крыжановский В.В., Табарданова М.П. Л.: Энергоиздат, 1981, -С31-38

79. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике./ Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К., Кужекин И.П., Жуков А.В./ Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: Энергоатомиздат, 2003.- 768с

80. В.Мирский. Выбор микроконтроллера для автономных измерительных устройств.-Ингернет сайг: http://picro.narod.ru/books/choice/choice.htm

81. Микропроцессоры в электрических аппаратах./ Макарычев Ю.М., Рыжов С.Ю., Жидарева Т.П., Коробков Ю.С./ Под ред. Жидаревой Т.П. М: Изд-во МЭИ 1997.- 72с

82. Рыжов С.Ю., Минакова Л.В. Проблемы диагностики ограничителей перенапряжения и пути их решения. Электротехника №7, 2000.-С.24-28

83. ГОСТ 1516.2-97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции.

84. Перенапряжения в преобразователе с учетом ограничителей и традиционных разрядников. «Изоляция электрооборудования высокого напряжения и вентильные разрядники. ВЭИ: Сборник научных трудов.»/ Шульга Р.Н. М., Энергоиздат, 1992.- С159-171

85. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука 1974.-224с.

86. Справочник по математике (для научных работников и инженеров)./ Г. Корн, Т. Корн М: Изд-во «Наука», 1973.- 832с

87. Численные методы в примерах и задачах: Учебное пособие./ Киреев В.И, Пантелеев А.В. -М.: Изд-во МАИ, 2000.- 376с

88. Численные методы: Учебное пособие для вузов. /Самарский А.А., Гулин А.В. -М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989.-432с

89. Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. Машинные методы математических вычислений. М.: Изд-во «Мир», 1980.- 279с

90. Прямые и обратные задачи матемагической физики: Сборник/под ред. А.Н. Тихонова, А.А. Самарского. М.: Изд-во Моск. ун-та 1991. - 258с

91. Г.Г. Лаврентьев, Л.В. Минакова, Д.К. Попов. Устройство диагностического контроля ограничителей перенапряжения. — Электротехника №9,2008.- С52-56

92. Шваб А. Измерения на высоком напряжении (Измерительные приборы и способы измерения). М., Энергия, 1973.- 232с.

93. Болотин И.Б., Эйдель JI.3. Измерения в режимах короткого замыкания. JL, Энергия, 1973.- 184с.

94. Болотин И.Б. Ляшенко В.Д. Измерение тока короткого замыкания и его первой производной. Электричество №4, 1969.- С67-71

95. Основы теории цепей./ Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. -М.-Л., Госэне'ргоиздат, 1963.- 440с.