автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система контроля аварийных режимов воздушных линий электропередачи

На правах рукописи

Ш4

ШИЛИН Алексей Александрович

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005017634

1 0 201?

Волгоград-2012

005017634

Работа выполнена на кафедре «Электронно-вычислительные машины и системы» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

доктор технических наук, профессор Лукьянов Виктор Сергеевич.

Титов Виталий Семенович,

доктор технических наук, профессор, Юго-Западный государственный

университет, заведующий кафедрой «Вычислительная техника»;

Заярный Вячеслав Петрович,

доктор технических наук, профессор, Волгоградский государственный технический университет, заведующий кафедрой «Экспериментальная физика».

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Саратовский

государственный технический

университет им. Гагарина Ю.А.»

Защита диссертации состоится "25" мая 2012г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.05 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 210. ^

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВолгГТУ

I

Автореферат разослан "24 " апреля 2012 г. Ученый секретарь ^ ^у? / ^

диссертационного совета Авдеюк Оксана Алексеевна

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время энергетическая система России :арактеризуется высокой степенью морального и физического износа, высокими ютерями (до 40%) и пониженным уровнем надежности. Поэтому вопрос о выборе управлений модернизации энергетической системы является для России весьма ктуальным. Обычно под развитием отрасли понимается увеличение энергетических ющностей, связанное с вводом новых электростанций, а развитие сетей считается торостепенной задачей. Однако наибольший эффект с наименьшими затратами по кономии электроэнергии можно получить за счет повышения коэффициента юлезного действия потребителей и снижения потерь в сетях за счет оптимизации сжимов работы. По этому направлению развивается энергетика во многих азвитых странах мира, а именно ведутся работы по созданию интеллектуальных лектрических сетей (Smart Grid, «умных», в России — активно-адаптивных сетей). 1нтеллектуальные сети представляют комплекс технических средств, работающих в втоматическом режиме и выявляющих наиболее слабые и аварийно опасные частки сети. В случае необходимости эти сети изменяют характеристики и схему ети с целью предотвращения аварии и снижения потерь. Основной базой такой ложной системы является современная информационная техника, которая ущественно повышает уровень «интеллекта». Задача создания интеллектуальных етей, стоящая перед российскими энергетиками и учеными, гораздо более сложная [ многогранная, поскольку Россия - одна из очень немногих стран, имеющая |азветвленную структуру магистральных электрических сетей, по которым лектроэнергия передается на сотни или тысячи километров. Интеллектуальная сеть арактеризуется:

• достаточным количеством датчиков текущих режимных параметров для оценки состояния в различных режимных ситуациях;

• быстродействующей системой сбора, передачи и обработки информации;

• средствами адаптивного управления в реальном масштабе времени с воздействием на активные элементы сети, генераторы и потребителей;

• быстродействующей информационно-управляющей системой с циклическим контролем состояния энергосистемы;

Очевидно, что на первом этапе создания интеллектуальных сетей необходимо снащение энергетических сетей различными измерительными преобразователями [ системами передачи информации. Одной из основных проблем в энергетике вляется разработка методов и средств определения вида и мест аварийных режимов оздушных линий электропередач (ВЛЭП). Значительный вклад в решение данной [роблемы сделали отечественные ученые и инженеры Шалыт Г.М., Айзенфельд LR, Арцишевский Я.Л., Кузнецов А.П., Минуллин Р.Г., Конюхова Е.А., Киреева Э.А., Дьяков А.Ф., Левченко И.И. и другие.

Информация о месте повреждения необходима для оперативной ликвидации аварий. Существующие методы и средства контроля мест повреждения не обеспечивают необходимой точности и оперативности. В тоже время в связи

развитием систем телекоммуникации и цифровых систем обработки информаць проблемы регистрации аварийных режимов и передачи информации могут бьп решены на принципиально более высоком уровне.

Из вышеизложенного следует, что разработка и исследоваш информационно-измерительной системы определения аварийных режиме воздушных линий электропередач является весьма актуальной задачей.

Целью работы является совершенствование и разработка новых методов и средств мониторинга воздушных линий, обеспечивающих распознавания вида аварии и определение его места.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

¡.Провести анализ существующих методов и средств контроля аварийны режимов, выявить недостатки и сформулировать задачи дальнейши исследований.

2. Получить математическую модель распознавания аварийных режимов п изменению электромагнитного полю, создаваемому всеми проводам: воздушной линии.

3. Получить методику, позволяющую определять координаты мест установк датчиков на опоре.

4. Разработать методику синтеза логической схемы распознавания аварийны режимов по таблице идентификационных признаков с уровнями выходны сигналов датчиков.

5. Рассмотреть возможность реализации устройства распознавания с помощь* нейронной сети.

6. Разработать методику синтеза информационно-измерительной системы учетом большого количества вариантов технической реализации.

7. Решить задачу определения оптимального количества датчиков, установленны: на опорах по контролируемой линии электропередачи.

Основные методы исследования. При решении поставленных использовалис: методы математического и физического моделирования, теории надежности теоретических основ электротехники, теории нечетких множеств и нейронньс сетей, теории вероятности и математической статистики, теории принятия решений.

Объект исследования. Объектами исследования являются ВЛЭП 6-35 кВ ] системы определения мест повреждений (ОМП) ВЛЭП.

Достоверность полученных результатов проведенных исследований основана на корректных теоретических построениях и строгих математически} выводах и подтверждена результатами экспериментальных исследований.

Научная новизна.

1. Предложен метод определения идентификационных признаков аварийных режимов воздушных линий раздельно по двум составляющим электромагнитного поля - электрическому и магнитному, создаваемых всеми проводами воздушной линии, позволяющий наиболее достоверно регистрировать аварийные режимы.

2. Предложен алгоритм синтеза устройства распознавания на базе логической схемы и нейронной сети по исходной таблице идентификационных признаков, с оценкой надежности срабатывания, позволяющий создавать автоматизированные системы проектирования ИИС с заданными техническими характеристиками.

3. Предложена методика определения оптимального количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи, по критерию надежности и минимальных экономических затрат, причем для участков линии с различными параметрами надежности.

Теоретическая и практическая значимость результатов.

¡.Разработаны методики определения координат установки датчиков, обеспечивающие надежное срабатывание устройства регистрации.

2. Разработана методика морфологического синтеза ИИС, которая позволяет обоснованно по заданным критериям выбирать ее элементный состав с учетом специфических особенностей работы.

3. Получена методика оценки надежности воздушных линий электропередачи, учитывающая влияние внешних климатических факторов на показатели надежности.

4. Разработана и экспериментально проверена информационно-измерительная система контроля аварийных режимов воздушных линий электропередачи, которая позволяет дистанционно в реальном режиме времени определять вид и место аварии. Внедрение этой ИИС позволит сократить время поиска аварии и соответственно время восстановления и тем самым повысить надежность энергообеспечения.

На защиту выносятся следующие положения;

1. Информационно-измерительная система контроля аварийных режимов ВЛЭП позволяет определять вид аварийного режима и его место с более высокой достоверностью, чем существующие средства, и имеет сравнительно простую конструкцию, поскольку содержит датчики электрических и магнитных полей, создаваемых всеми проводами воздушной линии. Сравнительная несложность конструкции значительно упрощает монтаж и наладку ИИС.

2. Методики синтеза логических схем и нейронных сетей устройства распознавания, определения показателей надежности ВЛЭП позволяют обоснованно с учетом конструкций ВЛЭП и технических требований оперативно проектировать и внедрять ИИС контроля аварийных режимов в электрические сети.

3. Методы проектирования распределенной информационно-измерительной системы, учитывающие большое количество альтернативных комплектующих блоков и устройств, систем передачи информации, которые представлены на рынке, позволяют создавать интегрированные системы с учетом технических и экономических требований, климатических факторов, местности, времени года и других особенностей.

Соответствие паспорту специальности.

Указанная область исследования соответствует паспорту специальное! 05.11.16 - «Информационно-измерительные и управляющие системы», а имена пункту 1 - «Научное обоснование перспективных информационно-измерительных управляющих систем, систем их контроля, испытаний и метрологическог обеспечения, повышения эффективности существующих систем»

Апробация. Основные положения и результаты диссертационной работ] докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференция Волгоградского государственного технического университета (2008-2012 гг. межрегиональной научно-практической конференции «Интеллектуальны измерительные системы в промышленности Южного региона» г. Волжский (25 28.09.2007), V всероссийской научно-практической конференции «Инновационны технологии в обучении и производстве» г. Камышин (4-6.12.2008), XV международной конференции «Математика. Компьютер. Образование» г. Пущин (19-24.01.2009), межрегиональной научно-практической конференци: «Моделирование и создание объектов энерго - и ресурсосберегающих технологий г.Волжский (22-25.09.2009, 20-23.09.2011), всероссийской научно-практическо: конференции «Ресурсо - энергосбережение и эколого-энергетическая безопасност промышленных городов» г. Волжский (28-30.09.2010), всероссийской научно практической конференции «Высокочастотная связь, электромагнитна совместимость, обнаружение и плавка гололеда на линиях электропередачи»г Казань (25-29.10.2010), XXIII международной инновационно - ориентированно] конференции молодых ученых и студентов МИКМУС-2011 г. Москва (14 17.12.2011).

Данная работа удостоена двух премий на конкурсах: «Участник молодежной научно-инновационного конкурса», «Инновационное внедрение - шкода успех; молодежи».

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное и основное участи! в разработке методов проектирования устройства распознавания [3, 4] и ИИС [1 -14], методик синтеза логических схем [3, 4] и нейронной сети [3, 4], определена основных параметров системы [1 - 6, 8 - 10, 12 - 14] и показателей надежносп ВЛЭП [7,15].

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 15 работ, из которых 4 статьи в журналах по списку ВАК РФ, получено 2 патента н; полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 100 страницах основного текста, содержит 29 рисунков, 20 таблиц, 108 библиографических наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, проблемы, определены цель и адачи исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации был проведен анализ существующих методов и редств ОМП ВЛЭП. Из проведенного анализа следует, что все методы и средства )МП ВЛЭП можно разделить на две основные группы: топографические и [истанционные.

В топографических методах используются локальные датчики аварийных южимов, которые содержат измерительные преобразователи токов и напряжений на :аждой фазе. При аварийных режимах происходит срабатывание датчиков, которое >пределяется визуально во время обхода линии сотрудниками оперативно-выездной ¡ригады. Крайне редко для передачи информации от локальных датчиков [спользуется радиосвязь. Основной недостаток топографических методов аюпочается в том, что для определения места и вида аварии необходим [епосредственный осмотр ВЛЭП. Непосредственный доступ к некоторому участку ШЭП может быть осложнен из-за влияния целого ряда объективных факторов: ложный или неоднородный рельеф местности, отсутствие дорог, сложные гагодные условия и т.д. Из-за невозможности доступа к ВЛЭП увеличивается время :а восстановление электроснабжения после аварии. Также монтаж и наладка работы ;атчиков непосредственно на проводах линии является трудоемкой операцией, хотя ам метод позволяет довольно точно определить место аварии.

В дистанционных методах место аварии на одном конце линии определяется ю реакции на аварийный режим на другом конце линии. Так, например, при :оротком замыкании (КЗ) в линии возникает переходный процесс, который егистрируется средствами дистанционного ОМП ВЛЭП и по параметрам [ереходного процесса определяется расстояние до места аварии. Одним из видов ;истанционного метода является метод фиксации сопротивления в месте КЗ, по начению которого вычисляется расстояние до места аварии. Однако, переходное опротивление в месте КЗ может изменяться в больших пределах, что отрицательно казывается на точности определения места КЗ. Другим видом дистанционного гетода является локационный метод, работа которого заключается в посылке по юврежденной линии зондирующего импульса и измерении времени возвращения сраженного импульса. Однако, из-за большого количества ответвлений на ВЛЭП 65кВ данный метод на подобных ВЛЭП практически не применяется.

Необходимо отметить, что во всех видах дистанционного метода используется [епосредственное подключение к линии электропередачи. Линия электропередачи вляется довольно сложньм с физической и математической точек зрения объектом, инией с распределенными параметрами. Параметры данной линии зависят от гногих факторов (в том числе и погодных), учесть влияние которых практически [евозможно. По этой причине дистанционные методы не позволяют определить 1есто повреждения ВЛЭП с необходимой точностью. Несмотря на это, [истанционные средства ОМП ВЛЭП широко используются при решении задач )МПВЛЭП. ,

7

Из приведенного анализа можно сделать вывод о том, что для бот эффективного ОМП на ВЛЭП 6-35 кВ должны быть использованы топографичесю методы и средства ОМП, предусматривающие возможность передачи аварийно информации на диспетчерский пункт. Задача распознавания аварийного режил может быть решена при помощи использования современной измерительно техники и систем цифровой обработки информации.

Во второй главе рассмотрена задача распознавания вида аварийного режи\ на ВЛЭП. Для разработки устройства распознавания вида аварийного режта необходима математическая модель, описывающая изменение электромагнитно! поля вокруг ВЛЭП, по которому в свою очередь и будет определяться ви аварийного режима. В электроэнергетических системах существуют два основны вида аварийного режима: короткое замыкание (КЗ) и обрыв. Данные два режим можно характеризовать по напряжению между проводами ВЛЭП и землей и токам по проводам ВЛЭП. По этой причине проведен анализ влияния вида аварийног режима раздельно на две составляющие электромагнитного поля: напряженное! электрического поля, которая определяется напряжением или потенциало] проводов линии относительно земли, и индукцию магнитного поля, котора определяется величиной тока в проводах ВЛЭП.

Поскольку для технической реализации устройства распознавания удобн использовать по одному преобразователю электрического и магнитного полей о всех проводов ВЛЭП, то получена таблица 1 идентификационных признако аварийного режима. В этой таблице представлены уровни сигналов датчико напряженности электрического поля и индукции магнитного поля, создаваемы всеми проводами линии. В таблице 1 приведено по два варианта уровни контролируемых величин, а именно до и после места аварии по направлении передачи электроэнергии от источника к потребителю. '

Таблица 1

Режимы Напряжение Ток

Нормальный

Аварийные режимы До места аварии После места аварии До места аварии После места аварии

Обрыв одной фазы IX «оAU. 5Х-1Л. l4»4

Обрыв двух фаз Zw. I /„"/.

Обрыв трех фаз 2Х«ол ит IX «о 24 «о «о

КЗ одной фазы 1,ия»Лия IX «V3и. 14 »4

КЗ двух фаз IX*V3ит IX «vx 14 »4

КЗ трех фаз 2Х«о 14 »4 14 »0

Данной таблицы соответствуют случаю расположения датчиков в центре треугольника, образованного осями проводов трехфазной ВЛЭП.

8

Во второй главе также рассмотрен вариант расположения датчика аварийных гжимов вне треугольника. Были получены соответствия между видом аварийного гжима, местом расположения датчика аварийных режимов и выходным сигналом шного датчика. На рис. 1. изображены схемы линий с одной фазой (а), двумя азами (б) и тремя фазами (в). Соответственно для этих схем приведены уравнения 1я наводимого в обозначенной координате статического потенциала. Из роведенного анализа выявлено, что при определенных режимах, например, при 1боте двух фаз сигнал датчика, расположенного на перпендикуляре, остановленном из середины отрезка между двумя проводами, равен 0. Таким Зразом, выявлены участки, где датчики аварийных режимов не могут ггистрировать поле.

^ 1п(г'/г) _ НР'/Р) и/2. е Щг'/г) и

1п(4й/с/) ' 2 Щ2в/<1) ' 3

Рисунок 1. Схемы линий с различным числом работающих фаз

По этой причине при проектировании системы ОМП ВЛЭП необходимо ыбирать места установки датчиков таким образом, чтобы была возможность аспознавать все возможные аварийные режимы. Кроме того, при работе всех трех >аз электрическое поле вращается в плоскости перпендикулярной осям проводов, ледовательно, нормальный режим можно контролировать с помощью двух ;атчиков, смещенных по окружности вращения вектора. При вращении поля, т.е. ри нормальном режиме, сигналы датчиков отличаются сдвигом фаз.

Таким образом, во второй главе получено соотношение, позволяют обоснованно выбирать датчики электрического и магнитного полей, а так координаты их установки.

В третьей главе приведена функциональная блок-схема информацион: измерительной системы (рис.2) а затем рассмотрено решение задачи распознавай аварийного режима.

Рисунок 2. Функциональная блок-схема ИИС:1,2,3,4 - датчики; 5 - устройство определения угла сдвига фаз; 6, 7, 8, 9 - усилители; 10 - блок обработки сигналов; 11 - блок обработки информации;

12 - блок передачи информации

Для проектирования устройства распознавания информация (таблица 1 преобразована с помощью трехуровневых компараторов в комбинации двоичны; сигналов. В результате преобразований получена таблица 2 двоичных кодов аварийных режимов, где каждому аварийному режиму соответствует двоичная комбинация. Одинаковые идентификационные признаки (таблица 1) в таблице 2 объедены. По данной таблице сравнительно просто может быть реализована логическая схема в двух вариантах: на жесткой логике (рис. 3, а), на базе универсального логического микроконтроллера и нейронной сети (рис. 3, б).

Обоз. Обозначение вх. сигналов

вых. X, Х2

сигналов Хз Х4 Х5 Хб <р

V, 1 0 0 1 0 0 1

у2 1 0 0 1 1 0 1

Уз 1 1 0 1 1 0 0

у4 1 0 0 0 0 0 1

у5 0 0 0 0 0 0 0

Уб 1 1 1 1 1 1 0

ъ 1 1 1 1 1 0 0

у„ 0 0 0 1 1 1 0

а)

Рисунок 3. Варианты реализации устройств распознавания аварийных режимов: а) на логике; б) на

нейронной сети

В таблице и на схеме приняты следующие обозначения измеряемых величин: Х]-Х3 выходные сигналы трех компараторов напряжения; Х4-Х5 - выходные сигналы трех компараторов тока. Для режимов приняты следующие обозначения: У] -нормальный; У2 - обрыв одной или двух фаз до места аварии; У3 - обрыв одной или двух фаз после места аварии; У( - обрыв трех фаз до места аварии; ¥5 - обрыв или КЗ трех фаз после места аварии; Уб - КЗ одной или двух фаз до места аварии; У7 - КЗ одной или двух фаз после места аварии; У8 - КЗ трех фаз до места аварии; У9 - КЗ по опоре; 7, - общая авария. В третьей главе представлен алгоритм нейронной сети, который заключается в поочередном задании на входе векторов сигналов, соответствующих различным аварийным режимам. Для оценки полученных результатов были вычислены вероятности регистрации каждого аварийного режима и аварии в целом. Из этих результатов следует, что с увеличением числа контролируемых величин достоверность результатов контроля значительно увеличивается.

В четвертой главе рассмотрены вопросы проектирования информационно-измерительной системы (ИИС) ОМП ВЛЭП, а именно обоснованный выбор блоков и узлов ИИС и определение оптимального числа датчиков аварийных режимов на контролируемую длину ВЛЭП. Основной проблемой проектирования ИИС контроля воздушных линий электропередачи является обоснованный выбор блоков и устройств системы. Так, например, практически каждый блок системы (рис. 4) может иметь несколько вариантов реализации.

Рисунок. 4. Функциональная блок-схема ИИС Для проектирования таких систем необходимы методы проектирования, учитывающие большое разнообразие блоков по функциональным возможностям, техническим характеристикам и по стоимости. Комбинаторный перебор блоков систем и усечение множества неприемлемых сгенерированных решений должен выполняться по некоторым параметрам и характеристикам.

Для решения этой задачи использован метод расстановки приоритетов, предложенный В.А, Блюмбергом и В.Ф. Глущенко на основе задачи о лидере. Этот метод использовался в электротехнической промышленности, а именно при проведении функционально-стоимостного анализа. Оценка в соответствии с указанным выше методом осуществляется с помощью комплексных приоритетов Я, ком ПО формуле

1-1

где Pj - относительный приоритет (значимость) j-го критерия; By -

относительный приоритет /-го варианта по у'-му критерию; п - количество критериев.

Вычисления по этому методу выполняются в следующей последовательности. Сначала строятся квадратные матрицы для каждого из критериев. В столбцах и строках пишется номер варианта, а на пересечении - коэффициенты (1,5; 1,0; 0,5), указывающие какой вариант предпочтительнее по данному критерию. С помощью этих таблиц выявляется технический вариант, имеющий преимущества по данному критерию.

Следующий этап предусматривает последовательное определение абсолютных приоритетов By вариантов, а затем - относительных By, которые вычисляются в долях единицы. Для расчета By каждая строка в матрице умножается на вектор-столбец 2. Нормированные значения, т.е. относительные By, получаются

т

делением By на У By. По этому правилу для каждой таблицы критерия /=1

вычисляются количественные приоритеты^-.

Далее определяются значимости самих критериев, согласно поставленной цели выбора. Для этого также применяют метод расстановки приоритетов с той лишь разницей, что объектами сопоставления теперь являются не варианты решений, а критерии оценю!. Задача решается по приведенной выше схеме: составляется система сравнений и на ее основе квадратная матрица смежности. Вычисленные относительные приоритеты и являются коэффициентами

значимости критериев.

Вариант, получивший наибольшее значение В1ком, может считаться лучшим из всех остальных. Этот вариант учитывает как приоритет критерия, так и преимущество технического решения по этому критерию в сравнении с другими. С помощью этого метода был проведен анализ вариантов связи:

1. ВОЛС - Представляет собой волоконно-оптическую линию связи.

2. Технология HDSL,

3. Технология PLC, основанная на частотном разделении сигнала, который по проводам сети.

4. GPRS - это технология пакетной передачи данных по радиоканалу.

5. Wi-Fi - беспроводная технология связи, использующая радиоволны.

6. WiMax - телекоммуникационная технология.

7. 3G представляет собой технологию мобильной связи 3 поколения. .

8. Атмосферная оптическая радиосвязь.

В результате синтеза получено оптимальное решение для системы передачи информации - GPRS.

Также в четвертой главе рассмотрена проблема выбора оптимального числа датчиков на контролируемую длину ВЛЭП.

13

ТсР,=~^ (4)

Средняя наработка на отказ представляет собой среднее значение времен] работы между отказами оборудования данного типа:

т — '¿LlJE. а

ср~ к ' (3 где tiP~ время работы оборудования данного типа между г'-м и р-м отказами; к- числ( отказов.

Среднее время восстановления представляет собой среднее значение времен! отыскания и устранения имеющейся неисправности. Среднее время восстановление и рассчитывается по формуле

к

где 4,- время ремонта или оперативных переключений (с учетом времени отыскания неисправности или повреждения); к- число отказов.

Необходимо отметить, что внедрение системы контроля позволит сократить время отыскания неисправности, а, следовательно, время восстановления.

Коэффициент готовности характеризует готовность электрооборудования к выполнению своих функций или вероятность р надежной работы. Если длительность нахождения оборудования в резерве невелика, коэффициент готовности определяется как отношение среднего времени рабочего состояния Тср к сумме среднего времени рабочего состояния Тср и среднего времени восстановления Т

^=р = Гф/(Гср+^е). (5)

Коэффициент готовности, по существу, - вероятность безотказной работы элемента. Таким образом, разработанная ИИС позволит повысить важный показатель надежности - вероятность безотказной работы. Очевидно, что чем больше датчиков на линии, тем более оперативно определяется место аварии. Ограничением по количеству датчиков на контролируемой линии является некоторое минимальное расстояние, например, расстояние прямой видимости и стоимость мероприятий.

Очевидно, что при увеличении частоты установки датчиков улучшаются показатели надежности ВЛЭП (снижается время поиска места аварии и, следовательно, снижется время восстановления ВЛЭП), но в тоже время увеличивается стоимость внедрения ИИС ОМП ВЛЭП. Поэтому была решена оптимизационная задача по двум критериям: надежность ВЛЭП и стоимость внедрения ИИС. Уравнение минимальных приведенных затрат до внедрения системы имеет следующий вид:

3\=И\+Р„ерЛ\= min. (6)

где И\ - текущие ежегодные издержки; К\- капитальные затраты в основные и оборотные фонды; р„орм - нормативный коэффициент капиталовложений.

При внедрении системы, содержащей N датчиков, приведенные затраты вменяться, а именно возрастут капитальные затраты на сумму АК, а издержки ■меныпатся на сумму АИ за счет повышения надежности.

3 = И1-АИ + ртрм(К^ +АК) = И + РнормК = min, (7)

Решение этого уравнения позволяет определить оптимальное число датчиков га линии.

Кроме того, при оценке показателей надежности возникает проблема, вязанная с тем, что показатели надежности для различных областей непостоянны [з-за влияния внешних факторов: неоднородный рельеф местности, различные гагодные условия и т.д. Поэтому был проведен анализ существующих методов чета влияния внешних факторов на показатели надежности, на основе которого -ыла предложена методика более точного расчета надежности, учитывающая лияние погодных факторов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Классификационный анализ существующих методов и средств контроля аварийных режимов воздушных линий показал возможность усовершенствования топографического метода контроля, как наиболее надежного, на основе современных достижений в области распознавания образов, цифровой обработки информации и телекоммуникаций.

2. Получен алгоритм распознавания аварийных режимов, который позволяет по относительным уровням выходных сигналов датчиков электрического и магнитного полей, создаваемых всеми проводами воздушной линии, однозначно определять вид и место аварии. Поскольку в алгоритме распознавания измеряются одновременно четыре входные величины, то достоверность полученной информации об аварийном режиме значительно выше, а функциональные возможности шире, чем в существующих устройствах.

3. Получена методика для обоснованного выбора координат установки датчиков электромагнитного поля в зоне воздушной линии, поскольку имеются участки зоны, в которых невозможно зарегистрировать обрыв одного провода. Полученная методика позволяет проектировать устройства распознавания для различных конструкций подвесов, которые обеспечивают надежную регистрацию всех аварийных режимов.

4. Для проектирования устройства распознавания аварийных режимов предложена методика синтеза на базе логической схемы и нейронной сети по исходной таблице идентификационных признаков с оценкой надежности срабатывания. Эта методика позволяет автоматизировать процесс проектирования и соответственно более оперативно разрабатывать и внедрять ИИС контроля по заданным техническим характеристикам для конкретной ВЛЭП.

5. Разработана методика морфологического синтеза информационно-измерительной системы, позволяющая обоснованно по заданным критериям выбирать ее элементный состав. В этой методике используется аппарат теории принятия решений многокритериальных задач, который по приоритету критериев позволяет обоснованно выбирать блоки системы.

6. Получены функциональные зависимости надежности ВЛЭП и экономического эффекта от внедрения ИИС, на основе которых решена оптимизационная задача определения количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи. Причем в этой задаче учтено влиянием климатических факторов на показатели надежности.

Список работ, в которых опубликованы основные положения диссертации: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шилин, А.Н. Проблемы определения мест повреждения воздушных линий электропередачи / А.Н. Шилин, С.А. Иванников, A.A. Шилин // Известия ВолгГТУ. Серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки»: межвуз. сб. науч. ст. / науч. ред. Е.А. Федянов; ВолгГТУ. -Волгоград, 2008. - Вып. 1, № 6. - С. 93-96.

2. Шилин, А.Н. Интеллектуальные электрические сети: проблемы и решения / А.Н. Шилин, A.A. Шилин // Известия ВолгГТУ. Серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки». Вып. 3: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2011. - №8. - С. 84-88.

3. Шилин, А.Н. Информационно-измерительная система определения повреждений воздушной линии электропередачи / А.Н. Шилин, A.A. Шилин // Приборы. - 2011. - №5. - С. 23-29.

4. Шилин, А. Н. Нейрокомпьютерная система диагностирования воздушных линий электропередачи / А. Н. Шилин, А. А. Шилин II Контроль. Диагностика. - 2012.-№3.-С. 68-72.

Статьи, свидетельства и материалы конференций:

5. Шилин, А.Н. Интеллектуальный датчик регистрации места повреждения линии электропередачи / А.Н. Шилин, С.А. Иванников, A.A. Шилин // Интеллектуальные измерительные системы в промышленности Южного региона: сб. науч. ст. межрегион, н.-пр. конф., 25-28 сент. 2008 г. / Филиал ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском. - Волжский, 2008. - С. 69-72.

6. Шилин, A.A. Информационно-телекоммуникационная система контроля повреждений воздушных электрических сетей / A.A. Шилин // Инновационные технологии в обучении и производстве: матер. V всерос. н.-пр. конф., Камышин, 4-6 дек. 2008 г. В 3 т. Т. 1 / КТИ (филиал) ВолгГТУ [и др.]. - Камышин, 2008. - С. 236-238. :

7. Шилин, A.A. Методика выбора количества датчиков автоматизированной системы контроля воздушных линий / A.A. Шилин // Моделирование и создание объектов энергоресурсосберегающих технологий: сб. матер.

16

межрегион, науч.-практ. конф. (г. Волжский, 22-25 сент. 2009 г.) / Филиал МЭИ (ТУ) в г. Волжском. - Волжский, 2009. - С. 75-79.

8. Шилин, A.A. Система дистанционной регистрации мест повреждения воздушных электрических сетей / A.A. Шилин, B.C. Лукьянов // XIII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 11-14 нояб. 2008 г.: тез. докл. / ВолгГТУ [и др.]. - Волгоград, 2009. - С. 262-263.

9. Шилин, А.Н. Датчик регистрации аварийных режимов линии электропередачи / А.Н. Шилин, A.A. Шилин // Высокочастотная связь, электромагнитная совместимость, обнаружение и плавка гололеда на линии электропередачи: докл. всерос. науч.-практ. конф., 25-29 окт. 2010 г. / ГОУ ВПО «Казанский гос. энергетический ун-т» [и др.]. - Казань, 2010. - С. 83-88.

10. Шилин, A.A. Морфологический анализ систем передачи информации в энергетике / A.A. Шилин, М.А. Шефатова // Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов: сб. матер, третьей всерос. науч.-практ. конф. (г. Волжский, 28-30 сент. 2010 г.) / Филиал МЭИ (ТУ) в г. Волжский [и др.]. - Волжский, 2010. - С. 331-335.

11. Шилин, A.A. Теория принятия решений в задаче выбора системы передачи информации в энергетике / A.A. Шилин, М.А. Шефатова // Высокочастотная связь, электромагнитная совместимость, обнаружение и плавка гололеда на линиях электропередачи: докл. всерос. науч.-практ. конф., 25-29 окт. 2010 г. / ГОУ ВПО «Казанский гос. энергетический ун-т» [и др.]. - Казань, 2010. - С. 77-82.

12. П.м. 100632 РФ, МПК G 01 R 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / A.A. Шилин, А.Н. Шилин, B.C. Лукьянов; ГОУ ВПО ВолгГТУ. - 2010.

13. П.м. 108149 РФ, МПК G 01 R 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / A.A. Шилин, А.Н. Шилин; ВолгГТУ. - 2011.

М.Коптелова, И. А. Морфологический синтез информационно-измерительных систем учета потребляемой электроэнергии / И. А. Коптелова, А. А. Шилин, М. А. Шефатова // Электрика. - 2012. - № 4. - С. 34-40.

15. Шилин, А, Н. Проблемы повышения надежности работы воздушных электрических сетей / А. Н. Шилин, А. А. Шилин, О. И. Доронина // Моделирование и создание объектов энергоресурсосберегающих технологий: сб. матер, межрегион, науч.-практ. конф. (г. Волжский, 20-23 сент. 2011 г.) / Филиал МЭИ (ТУ) в г. Волжском. - Волжский, 2011. - С. 227-229.

Подписано в печать 0-Ь .2012 г. Заказ № ¿29. Тиражэкз. Печ. л. 110 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Отпечатано в типографии ИУНЛ Волго1радского государственного технического университета. 400005, Волго1рад, просп. им. В.И. Ленина, 28, корп. №7.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АВАРИЙНЫЕ РЕЖИМЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

1.1 Виды аварийных режимов.

1.2 Методы и средства определения вида и мест аварийных режимов.

1.2.1 Классификация и физические основы методов.

1.2.2 Высокочастотные дистанционные методы.

1.2.3 Низкочастотные дистанционные методы.

1.2.4 Топографические методы.

1.3 Системы передачи информации.

1.3.1 Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии

1.3.2 Сравнительный анализ основных технологий передачи информации. 29 Выводы по главе 1.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИАГНОСТИКИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.

2.1 Физические основы измерения параметров электромагнитного поля проводника с током.

2.2 Физические основы регистрации электромагнитного поля воздушной линии электропередачи.

2.3 Идентификационные признаки режимов работы энергетической сети.

2.4 Анализ координат установки устройств регистрации.

Выводы по главе 2.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ РЕГИСТРАЦИИ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ.

3.1 Функциональная блок-схема системы регистрации.

3.2 Синтез логического блока обработки информации.

3.3 Анализ надежности блока обработки информации.

3.4 Нейрокомпьютерный блок обработки информации.

Выводы по главе 3.

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИИС КОНТРОЛЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.

4.1 Морфологический синтез информационно-измерительной системы.

4.2 Методика определения количества датчиков на контролируемой линии

4.3 Методика определения количества датчиков по линии с переменными показателями надежности.

Выводы по главе 4.

В настоящее время энергетическая система России характеризуется высокой степенью морального и физического износа, высокими потерями (до 40%) и пониженным уровнем надежности. Поэтому вопрос о выборе направлений модернизации энергетической системы является для России весьма актуальным. Обычно под развитием отрасли понимается увеличение энергетических мощностей, связанное с вводом новых электростанций, а развитие сетей считается второстепенной задачей. Однако наибольший эффект с наименьшими затратами по экономии электроэнергии можно получить за счет повышения коэффициента полезного действия потребителей и снижения потерь в сетях за счет оптимизации режимов работы. По этому направлению развивается энергетика во многих развитых странах мира, а именно, ведутся работы по созданию интеллектуальных электрических сетей (8таПСпс1, «умных», в России — активно-адаптивных сетей) [8,18,73]. Интеллектуальные сети представляют комплекс технических средств, работающих в автоматическом режиме и выявляющих наиболее слабые и аварийно опасные участки сети. В случае необходимости эти сети изменяют характеристики и схему сети с целью предотвращения аварии и снижения потерь. Основной базой такой сложной системы является современная информационная техника, которая существенно повышает уровень «интеллекта». Задача создания интеллектуальных сетей, стоящая перед российскими энергетиками и учеными, гораздо более сложная и многогранная, поскольку Россия - одна из очень немногих стран, имеющая разветвленную структуру магистральных электрических сетей, по которым электроэнергия передается на сотни или тысячи километров. Интеллектуальная сеть характеризуется:

• достаточным количеством датчиков текущих режимных параметров для оценки состояния в различных режимных ситуациях;

• быстродействующей системой сбора, передачи и обработки информации;

• средствами адаптивного управления в реальном масштабе времени с воздействием на активные элементы сети, генераторы и потребителей;

• быстродействующей информационно-управляющей системой с циклическим контролем состояния энергосистемы.

Очевидно, что на первом этапе создания интеллектуальных сетей необходимо оснащение энергетических сетей различными измерительными преобразователями и системами передачи информации. Одной из основных проблем в энергетике является разработка методов и средств определения вида и мест аварийных режимов воздушных линий электропередач (ВЛЭП). Значительный вклад в решение данной проблемы сделали отечественные ученые и инженеры Шалыт Г.М., Айзенфельд А.И., Арцишевский Я.Л., Кузнецов А.П., Минуллин Р.Г., Конюхова Е.А., Киреева Э.А., Дьяков А.Ф., Левченко И.И. и другие.

Информация о месте повреждения необходима для оперативной ликвидации аварий. Существующие методы и средства контроля мест повреждения не обеспечивают необходимой точности и оперативности. В тоже время в связи развитием систем телекоммуникации и цифровых систем обработки информации, проблемы регистрации аварийных режимов и передачи информации могут быть решены на принципиально более высоком уровне.

Из вышеизложенного следует, что разработка и исследование информационно-измерительной системы определения аварийных режимов воздушных линий электропередач является весьма актуальной задачей.

Целью работы является совершенствование и разработка новых методов и средств мониторинга воздушных линий, обеспечивающих распознавания вида аварии и определение его места.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ существующих методов и средств контроля аварийных режимов, выявить недостатки и сформулировать задачи дальнейших исследований.

2. Получить математическую модель распознавания аварийных режимов по изменению электромагнитного поля, создаваемому всеми проводами воздушной линии.

3. Получить методику, позволяющую определять координаты мест установки датчиков на опоре.

4. Разработать методику синтеза логической схемы распознавания аварийных режимов по таблице идентификационных признаков с уровнями выходных сигналов датчиков.

5. Рассмотреть возможность реализации устройства распознавания с помощью нейронной сети.

6. Разработать методику синтеза информационно-измерительной системы (ИИС) с учетом большого количества вариантов технической реализации.

7. Решить задачу определения оптимального количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи.

Основные методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы математического и физического моделирования, теории надежности, теоретических основ электротехники, теории нечетких множеств и нейронных сетей, теории вероятности и математической статистики, теории принятия решений.

Достоверность полученных результатов проведенных исследований основана на корректных теоретических построениях и строгих математических выводах и подтверждена результатами экспериментальных исследований.

Научная новизна работы определяется тем, что впервые:

1. Предложен метод определения идентификационных признаков аварийных режимов воздушных линий раздельно по двум составляющим электромагнитного поля - электрическому и магнитному, создаваемых всеми проводами воздушной линии, позволяющий наиболее достоверно регистрировать аварийные режимы.

2. Предложен алгоритм синтеза устройства распознавания на базе логической схемы и нейронной сети по исходной таблице идентификационных признаков, с оценкой надежности срабатывания, позволяющий создавать автоматизированные системы проектирования ИИС с заданными техническими характеристиками.

3. Предложена методика определения оптимального количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи, по критерию надежности и минимальных экономических затрат, причем для участков линии с различными параметрами надежности.

Теоретическая и практическая значимость результатов.

1. Разработаны методики определения координат установки датчиков, обеспечивающие надежное срабатывание устройства регистрации.

2. Разработана методика морфологического синтеза ИИС, которая позволяет обоснованно по заданным критериям выбирать ее элементный состав с учетом специфических особенностей работы.

3. Получена методика оценки надежности воздушных линий электропередачи, учитывающая влияние внешних климатических факторов на показатели надежности.

4. Разработана и экспериментально проверена информационно-измерительная система контроля аварийных режимов воздушных линий электропередачи, которая позволяет дистанционно в реальном режиме времени определять вид и место аварии. Внедрение этой ИИС позволит сократить время поиска аварии и соответственно время восстановления и тем самым повысить надежность энергообеспечения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Информационно-измерительная система контроля аварийных режимов ВЛЭП позволяет определять вид аварийного режима и его место с более высокой достоверностью, чем существующие средства, и имеет сравнительно простую конструкцию, поскольку содержит датчики электрических и магнитных полей, создаваемых всеми проводами воздушной линии. Сравнительная несложность конструкции значительно упрощает монтаж и наладку ИИС.

2. Методики синтеза логических схем и нейронных сетей устройства распознавания, определения показателей надежности ВЛЭП позволяют обоснованно с учетом конструкций ВЛЭП и технических требований оперативно проектировать и внедрять ИИС контроля аварийных режимов в электрические сети.

3. Методы проектирования распределенной информационно-измерительной системы, учитывающие большое количество альтернативных комплектующих блоков и устройств, систем передачи информации, которые представлены на рынке, позволяют создавать интегрированные системы с учетом технических и экономических требований, климатических факторов, местности, времени года и других особенностей.

Соответствие паспорту специальности. Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.11.16 -«Информационно-измерительные и управляющие системы», а именно: пункту 1 - «Научное обоснование перспективных информационно-измерительных и управляющих систем, систем их контроля, испытаний и метрологического обеспечения, повышения эффективности существующих систем».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях Волгоградского государственного технического университета (2008-2012 гг.), межрегиональной научно-практической конференции «Интеллектуальные измерительные системы в промышленности Южного региона» г. Волжский (25-28.09.2007), V всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в обучении и производстве» г. Камышин (4-6.12.2008), XVI международной конференции «Математика. Компьютер. Образование» г. Пущино (19-24.01.2009), межрегиональной научно-практической конференции «Моделирование и создание объектов энерго - и ресурсосберегающих технологий» г.Волжский (22-25.09.2009, 20-23.09.2011), всероссийской научно-практической конференции «Ресурсо энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» г. Волжский (28-30.09.2010), всероссийской научно-практической конференции «Высокочастотная связь, электромагнитная совместимость, обнаружение и плавка гололеда на линиях электропередачи»г. Казань (2529.10.2010), XXIII международной инновационно - ориентированной конференции молодых ученых и студентов МИКМУС-2011 г. Москва (1417.12.2011).

Данная работа удостоена двух премий на конкурсах: «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», «Инновационное внедрение - школа успеха молодежи».

Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит:

1 - 6, 8 - 10, 12 - 14] - определение основных параметров системы; [1 -14] - разработка методов проектирования ИИС; [3,4] - разработка методов проектирования устройства распознавания и методик синтеза логических схем и нейронной сети; [7, 15] - определение показателей надежности ВЛЭП.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 15 работ, из которых 4 статьи в журналах по списку ВАК РФ, получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 104 страницах основного текста, содержит 29 рисунков, 20 таблиц, 108 библиографических наименований.

Выводы по главе 4

1. Разработана методика морфологического синтеза информационно-измерительной системы, позволяющая обоснованно по заданным критериям выбирать ее элементный состав. В этой методике используется аппарат теории принятия решений многокритериальных задач, который по приоритету критериев позволяет обоснованно выбирать блоки системы.

2. Получены функциональные зависимости надежности ВЛЭП и экономического эффекта от внедрения ИИС, на основе которых решена оптимизационная задача определения количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи. Причем в этой задаче учтено влиянием климатических факторов на показатели надежности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведенного исследования были сделаны следующие выводы:

1. Классификационный анализ существующих методов и средств контроля аварийных режимов воздушных линий показал возможность усовершенствования топографического метода контроля, как наиболее надежного, на основе современных достижений в области распознавания образов, цифровой обработки информации и телекоммуникаций.

2. Получен алгоритм распознавания аварийных режимов, который позволяет по относительным уровням выходных сигналов датчиков электрического и магнитного полей, создаваемых всеми проводами воздушной линии, однозначно определять вид и место аварии. Поскольку в алгоритме распознавания измеряются одновременно четыре входные величины, то достоверность полученной информации об аварийном режиме значительно выше, а функциональные возможности шире, чем в существующих устройствах.

3. Получена методика для обоснованного выбора координат установки датчиков электромагнитного поля в зоне воздушной линии, поскольку имеются участки зоны, в которых невозможно зарегистрировать обрыв одного провода. Полученная методика позволяет проектировать устройства распознавания для различных конструкций подвесов, которые обеспечивают надежную регистрацию всех аварийных режимов.

4. Для проектирования устройства распознавания аварийных режимов предложена методика синтеза на базе логической схемы и нейронной сети по исходной таблице идентификационных признаков с оценкой надежности срабатывания. Эта методика позволяет автоматизировать процесс проектирования и соответственно более оперативно разрабатывать и внедрять ИИС контроля по заданным техническим характеристикам для конкретной ВЛЭП.

5. Разработана методика морфологического синтеза информационно-измерительной системы, позволяющая обоснованно по заданным критериям выбирать ее элементный состав. В этой методике используется аппарат теории принятия решений многокритериальных задач, который по приоритету критериев позволяет обоснованно выбирать блоки системы.

6. Получены функциональные зависимости надежности ВЛЭП и экономического эффекта от внедрения ИИС, на основе которых решена оптимизационная задача определения количества датчиков, установленных на опорах по контролируемой линии электропередачи. Причем в этой задаче учтено влиянием климатических факторов на показатели надежности.

1. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике / под общ. ред. ЮН. Руденко, В А. Семенова. М.: Изд-во МЭИ, 2000. - 648с.

2. Айзенфельд, А. И. Фиксирующие индикаторы тока и напряжения ЛИФП-А, ЛИФП-В, ФПГ и ФПН / АИ. Айзенфельд, ВН. Аронсон, ВГ. Гловацкий. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 88 с.

3. Аржанников, ЕА. Методы и приборы определения места короткого замыкания на линиях: учеб. пособие / Е А Аржанников, А. М. Чухин. Иваново: Ивановский гос.энергетич. ун-т, 1998. - 74 с.

4. Арципгевский, Я. Л. Определение мест повреждения линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью: учеб. пособие / Я. Л. Арцишевский. -М.: Высш. школа, 1989. 87 с.

5. Арцишевский, Я. Л. Определение мест повреждения линий электропередачи в сетях с заземленной нейтралью: учеб. пособие / Я. Л. Арцишевский. -М.: Высш. школа, 1988. 94 с.

6. Бараночников, М. Л. Микромагнитоэлектроника / М. Л. Бараночников. М. : ДМК Пресс, 2001. - 544 с.

7. Бессонов, А. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи / А. А. Бессонов. М.: Высшая школа, 1978. - 528 с.

8. Бударгин, О. М. Интеллектуальная активно-адаптивная электрическая сеть: мониторинг для наполнения отраслевой геоинформационной системы / О.М. Бударгин, МШ. Мисриханов, ВН. Рябченко // Электро. 2011. -№ 5. - С. 2-5.

9. Быстрицкий, Г. Ф. Методы борьбы с гололедом на воздушных линиях электропередачи / Г. Ф. Быстрицкий, М. И. Трофимчук // Главный энергетик. 2008. -№ 2. - С. 14-23.

10. Вайнпггейн, Р. Замыкание на землю в сетях 6-35 кВ. Выполнение входных цепей реле защиты / Р. Вайнпггейн, В. Шестакова, С. Юдин // Новости электротехники. 2007. - № 3. - С. 19-24.

11. Васильева, О. Управление техническим обслуживанием и ремонтами в современных условиях / О. Васильева, Н. Воробьев // Главный энергетик .-2007. № 11 -С. 10-13.

12. Ведерников, С. А. Уточнение моделей установившихся режимов многоцепных линий электропередачи / С. А. Ведерников, В. Г. Гольдпггейн, Е. М. Шишков // Электрика. 2012. - № 4. - С. 26-31.

13. Глазунов, Л. П. Основы теории надежности автоматических систем управления: учеб. пособие для вузов / Л. П. Глазунов, В. П. Грабовецкий, О. В. Щербаков. Л. : Энергоатомиздат, 1984. - 208 с.

14. Давыдкин, С. М. Мониторинг технического состояния воздушных линий основной инструмент для определения остаточного ресурса / С. М. Давыдкин // Главный энергетик. - 2010. - № 4. - С. 18-27.

15. Джексон, Р. Г. Новейшие датчики / Р. Г= Джексон. -М.Техносфера, 2007. 384 с.

16. Диллон, Б. Инженерные методы обеспечения надежности / Б. Диллон, Ч. Синпс. М. : Мир, 1984. - 318 с.

17. Дмитриев, С. Городские электрические сети. Обеспечение надежности и безопасности электроснабжения / С. Дмитриев, А. Щеглов, Ю. Целебровский // Новости Электротехники. 2011. -№1. - С. 11-14.

18. Дорофеев, В. В. Активно-адаптивная сеть-новое качество ЕЭС России / В. В. Дорофеев, А. А. Макаров // Энергоэксперт. 2009. - №4. - С. 28-34.

19. Елисеев, В. П. Способ ввода данных с датчиков удаленного объекта управления / В. П. Елисеев // Электрика. 2012. - № 2. - С. 29-37.

20. Каганов, 3. Г. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы / 3. Г. Каганов. М.: Энергоатомиздат, 1990. -248 с.

21. Киреева, Э. А. Обеспечение рациональных режимов работы электрических сетей на основе контроля их параметров / Э. А. Киреева // Главный энергетик. 2006. - №. 7 - С. 26-29.

22. Кучерявинков, А. А. Способы быстрой локализации и устранения аварийных ситуаций на электрических подстанциях и в распределительных сетях напряжением 0,4-6-10 кВ / А. А Кучерявинков, Е. а. Карташева // Главный энергетик. 2008. - № 10. -С. 21-23.

23. Конюхова, Е. А. Надежность электроснабжения промышленных предприятий / Е. А. Конюхова, Э. А. Киреева. М. : НГФ «Энергопрогресс», 2001.-92 с.

24. Коптелова, И. А. Морфологический синтез информационно-измерительных систем учета потребляемой электроэнергии / И. А. Коптелова, А. А. Шилин, М. А. Шефатова // Электрика. 2012. - № 4. - С. 3440.

25. Костин, В. Н. Передача и распределение электроэнергии: учеб.пособие / В. Н. Костин, Е. В. Распопов, Е. А. Родченко. СПб.: СЗТУ, 2003. - 147 с.

26. Кузнецов, А. П. Определение мест повреждения на воздушных линиях электропередачи / А. П. Кузнецов. М. : Энергоатомиздат, 1989. - 94 с.

27. Лыкин, А. В. Электрические системы и сети: учеб. пособие / А. В. Лыкин. -М. : Университетская книга; Логос, 2006. 254 с.

28. Макаров, Е.Ф. Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей: учебник для нач. проф. образования / Е. Ф. Макаров. -М.: Академия, 2003. 448 с.

29. Машенков, В.М. Особенности определения места повреждения на ВЛ напряжением 110-750 кВ / В. М. Машенков. СПб.: Центр подготовки кадров энергетики, 2005. - 47 с.

30. Моисеева, ШС. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа / Н. К. Моисеева, М. Г. Карпунин. М.: Высш. шк., 1988.- 192 с.

31. Морозова, Е. А. Использование генетических алгоритмов и искусственных нейронных сетей для оптимизации работы энергосистемы светроэнергетическими установками / Е. А. Морозова // Электрика. — 2012. — №2.-С. 3-5.

32. Мирошник, А. В. Оценка эффективности мониторинга аварийных режимов распределительных сетей критериальным методом / А. В. Мирошник, В. А. Коробка // Электрика. 2012. - № 4. - С. 2-4.

33. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники. В 3 т.Т. 1 / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. СПб.: Пигер, 2003. - 443 с.

34. Ногин, В.Д. Принятия решений в многокритериальной среде: количественный подход / В.Д. Ногин. 2-е изд., испр. и доп. - М. : ФИЗМАТЛИГ, 2005. - 176 с.

35. Одрин, В.М. Метод морфологического анализа технических систем / В. М. Одрин. М.: ВНИИПИ, 1989. -312 с.

36. Овсейчук, В. Обеспечение надежности электроснабжения в условиях рыночной экономики / В. Овсейчук // Новости Электротехники. -2011.-№ 1.-С. 5-10.

37. Осовский, С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский. М.: Финансы и статистика, 2004. - 344 с.

38. Основы современной энергетики: курс лекций для менеджеров энергетич. компаний. В 2 ч. Ч. 2. Современная электроэнергетика / под общ.ред. ЕВ. Аметистова, под ред. А.П. Бурмана, А. Строева. — М.: Изд-во МЭИ, 2003. —454 с.

39. Павлов, АН. Решение многокритериальных задач методом анализа иерархий: учеб. пособие / А.Н. Павлов. М. : Изд-во РАГС,2010. -116 с.

40. Подиновский, ВВ. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений / ВВ. Подиновский. М. : ФИЗМАТЛИГ, 2007. - 64 с.

41. Парселл, Э. Электричество и магнетизм: Перев.с англ. / Э. Парселл. М.: Наука, 1971. - 448 с.

42. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, СБ. Гуров. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 704 с.

43. Половко, А. М. Основы теории надежности :практикум / А. М. Половко, СВ. Гуров. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. -560 с.

44. Прянишников, В. А Электроника :полный курс лекций / В. А. Прянишников. 4-е изд. - СПб.: КОРОНА принт, 2004. - 416 с.

45. Романова, Е. В. Варианты усовершенствования сбора и отображения информации на энергообъектах / Е. В. Романова // Главный энергетик.-2010.-№ 1.-С. 25-28.

46. Рюдинберг, Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах / Р. Рюдинберг. -М.: Изд-во иностр. лит., 1955. 717 с.

47. Саати, Т.Д. Принятие решений при зависимости и обратных связях: Аналитические сети / Т.Д. Саати. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009.-360 с.

48. Сарин, Л. И. Анализ результатов мониторинга процессов при однофазных замыканиях на «землю» в сети 6 кВ с дугогасящими реакторами и резисторами в нейтрали / Л. И. Сарин, М. В. Ильиных // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. -2009. -№ 2. С. 63-74.

49. Савоськин, НЕ. Надежность электрических систем: учеб.пособие. -Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та, 2004. 101 с.

50. Сибикин, Ю. Д. Эксплуатации воздушных линий электропередачи / Ю. Д. Сибикин // Главный энергетик. 2008. - № 2. - С. 24-25.

51. Системы искусственного интеллекта. Практический курс: учебное пособие / под ред.И.Ф. Астаховой. М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. -292с.

52. Сотников, В. В. Расчет внешнего магнитного поля токовых контуров методом гармонических токовых слоев / В. В. Сотников // Электрика. -2012. -№ 4. С. 32-33.

53. Справочник по проектированию систем передачи информации в энергетике / под ред. ВХ. Ишкина, С.С. Рокотяна. М.: Энергия, 1977. - 384 с.

54. Степанов, АВ. Метод компьютерной обработки сигналов систем радиосвязи / А. В. Степанов, С. А. Матвеев. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 208 с.

55. Фрайден, Дж. Современные датчики ¡справочник / Дж. Фрайден.- М.¡Техносфера, 2005. 592 с.

56. Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. -М.: Техносфера, 2004. 496 с.

57. Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс : пер. с англ / С. Хайкин.- 2-е изд.- М.: Вильяме, 2008. 1104 с.

58. Хузяшев, РГ. Топографический датчик, регистрирующий параметры нормальных и аварийных режимов в ЛЭП / РГ. Хузяшев, ИЛ. Кузьмин /'/' Электрика. 2008. -№5. -С. 36-38.

59. Целебровский, Ю. Безопасность работ на ВЛ, находящихся под наведенным напряжением / Ю. Целебровский // Новости электротехники. -2009.-№ 1.-С. 12-16.

60. Цицикян, ГЛ. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике /Г.Н. Цицикян. СПб.: Элмор, 2007. - 184 с.

61. Шахнович, И.В. Современные технологии беспроводной связи / И. В. Шахнович. М.: Техносфера, 2006. - 288 с. '

62. Шевченко, С. Проектирование ВЛ 35-400 кВ. Учет распределения параметров электрического поля / С. Шевченко // Новости электротехники. -2011. -№ 6. С. 16-20.

63. Шилин, А.Н. Интеллектуальный датчик регистрации места повреждения линии электропередачи / А.Н. Шилин, СА Иванников, АА.110

64. Шилин // Интеллектуальные измерительные системы в промышленности Южного региона: сб. науч. ст. межрегион, науч.-практич. конф., 25-28 сент. 2008 г. / Филиал ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском. Волжский, 2008. - С. 69-72.

65. Шилин, А. Н. Нейрокомпьютерная система диагностирования воздушных линий электропередачи / А. Н. Шилин, А. А. Шилин // Контроль. Диагностика. 2012. -№ 3. - С. 68-72.

66. Шилин, А.Н. Интеллектуальные электрические сети: проблемы и решения / А.Н. Шилин, АА. Шилин // Известия ВолгГТУ. Сер. Процессы преобразования энергии и энергетические установки. Вып. 3: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ.-Волгоград, 2011. -№8. -С. 84-88.

67. Шилин, АН. Информационно-измерительная система определения повреждений воздушной линии электропередачи / А.Н. Шилин, АА. Шилин // Приборы. 2011. - №5. - С. 23-29.

68. Пм. 100632 Российская Федерация, МПК в 01 Я 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / А.А Шилин, А.Н. Шилин, В.С. Лукьянов ; ГОУ ВПО ВолгГТУ. 2010.

69. Пм. 108149 Российская Федерация, МПК й 01 Я 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / АА. Шилин, АН. Шилин; ВолгГТУ. -2011.

70. Apply Radios to Improve the Operation of Electrical Protection / S. V. Achanta, B. MacLeod, E. Sagen, H.Loehner // Journal of Reliable Power. 2010. -№ 2. -P.51-62.

71. Asmus, P. Microgrids, Virtual Power Plants and Our Distributed Energy Future / P. Asmus // The Electricity Journal. 2010. - № 10. - P. 72-82.

72. Auld, A. E. Analysis and visualization method for understanding the voltage effect of distributed energy resources on the electric power system / A. E. Auld, J. Brouwer, G. S. Samuelsen // Electric Power Systems Research. 2012. -№ 1. - P. 44-53.

73. Transmission Line Fault Detection and Location Using Wavelet Transform / M. ArunBhaskar et al. // International Journal of Computer Applications. 2010. - Vol. 1 (№24). - P. 36-42.

74. Banerjee, B. Reliability based optimum location of distributed generation / B. Banerjee, S. M. Islam // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2011. - № 8.' - P. 1470-1478.

75. Battistelli, G. Data-driven communication for state estimation with sensor networks / G. Battistelli, A. Benavoli, L. Chisci // Automatica. 2012. - № 5.-P. 926-935.

76. Chassin, D. What Can the Smart Grid Do for You? And What Can You Do for the Smart Grid / D. P. Chassin // The Electricity Journal. 2010. - № 5. - P. 57-63.

77. Commault, C. Sensor location and classification for disturbance rejection by measurement feedback / C. Commault, J. Dion, T. H. Do // Automation. 2011. -№ 12. - P. 2584-2594.

78. Das, A. Distributed adaptive control for synchronization of unknown nonlinear networked systems / A. Das, F. L. Lewis // Automatica. 2010. - № 12. -P. 2014-2021.

79. Dolezilek, D. Using Information from Relays to Improve the Power System Revisited / D. Dolezilek // Journal of Reliable Power. - 2010. - № 2. - P. 12-24.

80. Dong, J. Transmission Planning in China / J. Dong, J. Zhang // The Electricity Journal. 2009. - № 6. - P. 77-85.

81. Dube, M. Non-Invasive Detection of Faults in Power Lines / M. Dube, N. Cagnon, A. Haines ; Worcester Polytechnic Institute. Worcester : WPI, 2008. -69 p.

82. Earle, R. Measuring the Capacity Impacts of Demand Response / R. Earle, E. P. Kahn, E. Macan // The Eieciriciiy Journal. 2009. - № 6. - P. 47-58.

83. El-Zonkoly, A. M. Power system single step restoration incorporating cold load pickup aided by distributed generation / A. M. El-Zonkoly // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2012. - № 1. - P. 186-193.

84. Faruqui, A. Piloting the Smart Grid / A. Faruqui, R. Hledik, S. Sergici // The Electricity Journal. 2009. - № 7. - P. 55-69.

85. Ishii, S. Multi-scale, multi-modal neural modeling and simulation / S. Ishii, M. Diesmann, K. Doya // Neural Networks. 2011. - № 9. - P. 917-918.

86. Jarrega Dominguez, M. News in Fault Passage Indicators in Overhead and Underground mv lines / M. JarregaDomingues, J. Chaves // 17th International Conference on Electricity Distribution, 12-15 May, 2003. Barcelona, 2003. - P. 1-5.

87. Juliano, S. A. A probabilistic protection against thermal overloads of transmission lines / S. A. Juliano, L. Ferrarini // Electric Power Systems Research.2011.-№ 10.-P. 1874-1880.

88. Kazunori, I. An Information-theoretic analysis of return maximization in reinforcement learning /1. Kazunori // Neural Networks. 2011. - № 10. - P. 1074-1081.

89. Kolhe, M. Smart Grid: Charting a New Energy Future: Development and Demonstration / M. Kolhe // The Electricity Journal. 2012. - № 2. - P. 8893.

90. Magdi, S. M. Decentralized sliding-mode output-feedback control of interconnected discrete-delay systems / S. M. Magdi, A. Qureshi // Automatica.2012.-№ 5.-P. 808-814.

91. Pasqualetti, F. Distributed estimation via iterative projections with application to power network monitoring / F. Pasqualetti, R Carli, F. Bullo // Automatica. -2012. -№ 5. P. 747-758.

92. Radaideh, S. M. Design of power system stabilizers using two level fuzzy and adaptive neuro-fuzzy inference system / S. M. Radaideh, I. M. Nejdawi, M. H. Mustaha // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. -2012.-№ l.-P. 47-56.

93. Sanaye-Pasand, M. Transmission Line Fault Detection and Phase Selection using ANN / M. Sanaye-Pasand, H. Khorashadi-Zadeh // International Conference on Power Systems Transients IPST 2003. - New Orleans, 2003. - P. 1-6.

94. Sushama, M. Detection of high-impedance Faults in Transmission lines using Wavelet Transform / M. Sushama, G. Tulasi Ram Das, A. JayaLaxmi // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2009. - №3 (May). - P. 6-13.

95. Tatietse, T. T. Diagnosis of defects on Medium Voltage Electric Energy Distribution Networks / T. T. Tatietse, J. Voufo, D. Ntamack // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2011. - № 9. - P. 1556-1562.

96. Willrich, M. Electricity Transmission Policy for America: Enabling a Smart Grid, End to End / M. Willrich // The Electricity Journal. 2009. - № 10. - P. 77-82.

97. Yusuff, A. A. Fault location in a series compensated transmission line based on wavelet packet decomposition and support vector regression / A. A. Yusuff, C. Fei, A. A. Jimoh, J. L. Munda // Electric Power Systems Research. 2011. -№ 7. - P. 1258-1256.

98. Zimmerman, K. Implementing Distribution Automation and Protection /K. Zimmerman, M. Collum // Journal of Reliable Power. 2010. - № 2. - P. 25-30.

99. ИКЗ-1 икз- 21Р икз- 22Р икз- 23Р икз- 21М икз- 22М икз- 23М

100. Типы рсч Ш'фирл 1-М1.1Х аварий V 11И1в

101. Межфазные аварии + + + + + + +1. Земляные КЗ + + + + + +

102. Разделение типа аварий + + + +

103. Определение аварийной фазы + +

104. Кош роль срабатывании * 4 ЙИя явявШ1. Визуальный + + + + + + +

105. Видимость флажка м 100 100 100 100 100 100 100

106. Радиомодуль (100м) + + +

107. ШВ-порт (связь через пульт ППИ-2) + + +1. ОБМ-модуль + -1- +

108. Да гчик 11| ¡щщшяв! явйВ ИрМ

109. Кол-во датчиков по току 2 1 2 3 1 2 3

110. Кол-во датчиков по напряжению 1 1 1 1 1 1 1

111. Условно сраба пикании 1118 «Ид

112. По абсолютному порогу + + + +

113. По дифференциальному порогу + + + + + + +

114. Время реакции на бросок тока с од 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

115. Время анализа аварии с 0,1-30 0,1-30 0,1-30 0,1-30 0,1-30 0,1-30

116. Подготовка к повторному срабатыванию, не более с 300 30 30 30 1 1 1

117. Пределы порога срабатывания по току А 50 10-1000 10-1000 10-1000 10-1000 ( 10-1000 10-1000

118. Пределы порога срабатывания по напряжению кВ 1-10 1-10 1-10 1-10 1-10 1-10

119. Пределы порога срабатывания по току при однофазных металлических замыканиях на землю А 4-40 4-40 4-40 4-40 4-40

120. Переключение II { режима фиксации акарии к режим О'/Кн 1 а и и и

121. Восстановление напряжения + + + + + + +1. По таймеру + + + + + +

122. Дополни 1еЛЫ1Ме возможное III 1111§| ¡¡ивяяя ВШМ

123. Изменение уставок + + + + + +

124. Обновление ПО + + + + + +

125. Журнал регистрируемых аварий + + + + + +

126. Дна1 шн шка рабо 1 ос1 юеобнос 1 и 111 ВВвзР ЯИЯЯяУй Г-*1. С помощью магнита +

127. Самодиагностика + + + + + +1. Командой с пульта + + +

128. Самодиагностика с периодической передачей результата (контролируется с помощью программы ИКЗ-клиент) + + +

129. Сточн^Йп^ани! 1 4SI Р:я "ti

130. Питание от линии (емкостной отбор) +

131. Литиевая батарея (16 АЬ) шт 1 1 1 4 4 4

132. Контроль емкости батареи + + + + + +