автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Подавление индуктивных электромагнитных помех во вторичных цепях измерительных систем электростанций и подстанций

На правах рукописи

САДОВСКАЯ ЛЮДМИЛА ВАДИМОВНА

ПОДАВЛЕНИЕ ИНДУКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ ВО ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЯХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ

Специальность 05.14.02 - «Электрические станции и электроэнергетические системы»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ДЕК 2009

Новосибирск - 2009

003487923

Работа выполнена в: ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Дёмин Юрий Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Черемисин Василии Тнтовпч

кандидат технических наук Емельянов Нпколай Иванович

Ведущая организация: Филиал ОАО «НТЦ Электроэнергетики» -СибНИИЭ

Защита состоится «25» декабря 2009 г. в/^.ОО часов (ауд.227) на заседании диссертационного совета Д 223.008.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» по адресу: 630099, г.Новосибирск, ул.Щетннкина,33, ФГОУ ВПО «НГАВТ» (тел.(383)222-62-35, факс.(383)222-49-76. E-mail: ngavt@ngs.ru; ese_sovet@mail.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Автореферат разослан «24» ноября 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Малышева Е.П.

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

Реформирование электроэнергетического комплекса Российской Федерации, запуск конкурентного рынка электроэнергии, формирование новой системы отношений как непосредственно между предприятиями электроэнергетики, так и между предприятиями и потребителями электрической энергии выдвигают в число важнейших проблем обеспечение качественного планирования и прогнозирования электропотребления. Субъекту оптового рынка электроэнергии необходимо спрогнозировать свое потребление, чтобы вложиться в заданный коммерческим оператором график планового почасового потребления или торговый график.

Фактором, влияющим на ■ точность планирования и прогнозирования электропотребления, является наличие у потребителя современных автоматизированных информационно-измерительных системами коммерческого и технического учета (АИИС КУЭ и АСТУЭ), которые соответствуют существующим требованиям оптового рынка (НОРЭМ) и розничного рынка электроэнергии. При этом АИИС КУЭ позволяет вести расчеты на оптовом и розничном рынке, а АСТУЭ является дополнительной системой контроля работы АИИС КУЭ, а так же - поставщиком данных для составления прогнозов электропотребления.

Еще одним фактором, также влияющими на достоверность данных, полученных от систем АИИС КУЭ и АСТУЭ, являются использование элементов информационно-измерительных каналов с высоким классом точности, а также учет электромагнитной обстановки энергообъекта, на котором размещается система учета электроэнергии, поскольку в состав таких систем входит микропроцессорная аппаратура (МПА).

В вопросах теории и практики оценки ЭМО и ЭМС большой вклад внесли Е.С. Колечицкий, Ш.И. Лутидзе, А.И. Шваб, М.К. Костин, А.Ф. Дьяков, Г.Г. Пучков, В.В. Бургсдорф, А.И. Якобе, Ю.В. Цеяебровский, В.Т. Черемисин, В.Г. Сальников, H.H. Лизалек и др. В последнее время появилось много публикаций и нормативных документов на эту тему. Активно работают в этом направлении Московская фирма ООО «ЭЗОП» - «Электроэнергетика. Защита от помех» (к.ф.-м.н. М.В. Матвеев; к.т.н. В.Х. Ишкин и др.), НПФ ЭЛНАП (к.т.н. Р.К. Борисов) и др.

Оборудование АИИС КУЭ и АСТУЭ на протяжении всего срока службы подвергается электромагнитным воздействиям разного вида, возникающим при коротких замыканиях, переключениях первичного оборудования, ударах молнии, коммутациях во вторичных цепях, работе высокочастотной связи разного назначения и т.п. Приведенный ОАО «ФСК ЕЭС» анализ результатов обследования 100 действующих подстанций ФСК, показал, что в большинстве случаев электромагнитная обстановка (ЭМО) крайне неблагоприятна. Из-за такого состояния ЭМО до 15% случаев повреждения или неправильного функционирования вторичного оборудования обусловлены невыполнением условий электромагнитной совместимости (ЭМС). Причем анализ проводился для объектов, на которых установлено лишь около 3% микропроцессорных устройств от всех устройств.

Ситуация осложняется тем, что сегодня повышается вероятность воздействия на МПА опасных уровней электромагнитных помех. Во-первых, рост мощности энергосистем, особенно в крупных городах и промышленных центрах, сопровождается возрастанием величин токов короткого замыкания. Протекание тока КЗ - один из наиболее опасных источников разностей потенциалов, приложенных вдоль трасс прокладки вторичных цепей, а также магнитных полей, воздействующих непосредственно на МПА. Во-вторых, сегодня все большее распространение получают компактные компоновки энергообъектов, что связано с высокой стоимостью свободной земли в крупных городах и промышленных центрах. Такая компактность часто приводит к тому, что источники помех (первичное

оборудование, элементы системы молниезащиты и т.п.) оказываются приближенными к местам размещения МПА. В-третьих, очень часто современное оборудование внедряется на объектах, существенная часть территории которых не подвергается реконструкции, например, необходимость размещения оборудования АИИС КУЭ (трансформаторов тока и напряжения, микропроцессорных счетчиков и информационно-вычислительных комплексов) в непосредственной близости от существующего оборудования. В подобной ситуации микропроцессорная аппаратура размещается на объекте, спроектированном без учета требований ЭМС, причем возможности для его реконструкции минимальны. Похожая ситуация складывается в случаях поэтапной реконструкции действующих объектов, достройки дополнительных ячеек и распределительных устройств и т.п.

Следует отметить общую тенденцию снижения качества выполнения проектных и монтажных работ в части слабой организации работ по обеспечению электромагнитной совместимости в рамках единого процесса проектирования, строительства и приемки в эксплуатацию, а также не до конца проработанной методической поддержки на уровне нормативной и технической документации.

Таким образом, совершенствование структуры измерительных систем электростанций и подстанций, а именно: выбор мест установки основного оборудования, маршрутов трасс прокладки вторичных цепей и выбор схем заземляющих устройств с учетом сложившейся на энергообъектах электромагнитной обстановки - является актуальной для повышения точности и достоверности данных об электроэнергии и мощности.

Объектом исследования являются измерительные комплексы микропроцессорных систем измерения.

Предмет исследования - индуктивные электромагнитные помехи во вторичных цепях измерительных систем электростанций и подстанций.

Связь темы диссертации с общенаучными (государственными) программами н планом работы академии. Работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика на 2002 - 2005 гг. и на перспективу до 2010 г.», утвержденной постановлением Правительства РФ №796 от 17 ноября 2001 г. и с научной целевой комплексной темой ФГОУ ВПО «НГАВ'Г» (Гос.регистр №0188.0004137), раздел «Повышение уровней электромагнитной совместимости технических средств в региональных электроэнергетических системах», с основными направлениями научных исследований этой академии на 2007 - 2010 гг. (раздел 1.10 «Разработка мероприятий и технологий по модернизации систем теплоэлектроснабжения объектов России»),

Цель работы - совершенствование механизмов подавления индуктивных электромагнитных помех во вторичных цепях измерительных систем электростанций и подстанций с учетом сложившейся на энергообъектах электромагнитной обстановки в части выбора мест установки основного оборудования, определения маршрутов трасс прокладки вторичных цепей и выбора схем заземляющих устройств.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

- проанализировать и экспериментально оценить влияние наводимых электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи АИИС КУЭ и АСТУЭ, создаваемые на действующих энергообъектах в условиях сложной электромагнитной обстановки;

- разработать рекомендации для проектирования, позволяющие как на вновь строящихся подстанциях, так и на уже действующих повысить точность измерений и снизить погрешность информационно-измерительных каналов АИИС КУЭ и АСТУЭ за счет применения современных решений цифровых технологий и снижения влияния электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи измерительных каналов;

4

- разработать модели адаптивной системы оперативного прогноза электропотребления предприятия на НОРЭМ на базе нейронных сетей, обеспечивающую выполнение требований оптового рынка по исполнению торгового графика электроэнергии;

— оценить экономическую эффективность совершенствования системы контроля и учета электроэнергии субъектов оптового и розничного рынков.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации использовались как теоретические, так и экспериментальные методы. Теоретические исследования выполнялись с применением фундаментальных положений теоретических основ электротехники, цифровых и динамических систем, методов математического моделирования с использованием пакета Ма^ЬаЬ. Обработка экспериментальных данных выполнялась с привлечением нейронных сетей и регрессионного анализа.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендации подтверадаются: выбранными методами исследований, общепринятыми уровнями допущений при математическом описании явлений; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук; достаточным объемом выполненных исследований.

Научная новизна.

Усовершенствованы рекомендации по проектированию системы защиты элементов измерительных каналов от электромагнитных помех, создаваемых высоковольтным оборудованием в части выбора мест размещения элементов АНИС КУЭ и АСТУЭ, и маршрутов трасс прокладки вторичных цепей на энергообъекта.х.

Предложены рекомендации по выбору точек заземления вторичных цепей с учетом размещения высоковольтного оборудования на подстанции для снижения влияния электромагнитных помех.

Предложен метод выравнивания потенциалов на заземляющем устройстве в зонах размещения микропроцессорного оборудования с помощью электропроводящего бетона (бетэла).

Разработана математическая модель измерительного канала, позволяющая определить в условиях наведенных электромагнитных помех на вторичные цепи информационно-измерительных каналов как исключаемую систематическую составляющую, так и случайную составляющую погрешности измерения электроэнергии и мощности.

Разработана математическая модель оперативного прогнозирования графика нагрузки для работы на рынках электроэнергии на базе регрессионной модели с использованием нейронных сетей.

Разработана методика оптимизации графика нагрузки электропотребления крупного потребителя, обеспечивающая минимизацию штрафных санкций при работе на оптовом и розничном рынках электроэнергии.

Практическая ценность работы.

Предложенные рекомендации по проектированию АИИС КУЭ и АСТУЭ по защите вторичных цепей от электромагнитных помех и схемы заземления элементов системы обеспечивают снижение погрешности измерения электроэнергии и позволяют повысить точность и достоверность данных измерений.

Выравнивание потенциалов на заземляющем устройстве в зоне размещения микропроцессорной аппаратуры с помощью электропроводящего бетона позволяет улучшить электромагнитную обстановку на энергообъекте предприятия.

Предложен метод повышения точности измерений электроэнергии и мощности за счет определения и компенсации исключаемой систематической погрешности измерения информационно-измерительного канала.

Предложенная математическая модель оперативного прогнозирования позволяет повысить эффективность работы на оптовом и розничном рынках электроэнергии, а также снизить затраты на штрафные санкции, связанные с невыполнением принятого графика нагрузки.

К защите представляются:

- рекомендации по проектированию систем измерения электроэнергии, позволяющие повысить эффективность защиты микропроцессорной аппаратуры и вторичных цепей измерительных каналов от электромагнитных помех;

- метод выравнивания потенциалов на заземляющем устройстве в зоне размещения микропроцессорной аппаратуры с использованием электропроводящего бетона;

- математическая модель информационно-измерительного канала, позволяющая повысить точность измерения электроэнергии и мощности за счет выделения исключаемой систематической погрешности измерения;

- математическая модель оперативного прогнозирования графика нагрузки электроэнергии для работы потребителя - субъекта оптового рынка электроэнергии и мощности.

Реализация результатов работы. Рекомендации по совершенствованию механизмов подавления индуктивных электромагнитных помех во вторичных цепях измерительных систем были использованы при проектировании, модернизации и строительстве информационно-измерительных каналов АИИС КУЭ на подстанциях 110/35/10 кВ ОАО «РЖД» по Западно-Сибирской железной дороге, АСТУЭ НПС ОАО «Транснефть» и ОАО «Искитимцемент».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на междунар. науч.-тех. конф. ((Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Новосибирск, 2002); междунар. науч.-тех. конф. работников ВУЗов и предприятий (Новосибирск, 2003); науч.-техн. семинарах и конференциях «Новосибирской гос. академии водного транспорта» (2002 - 2009).

Публикации. Результаты исследований отражены в 9 научных трудах, в том числе -семи статей, одна из которых - в издании, входящем в перечень, утвержденный ВАК РФ; 2-х учебных изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 179 наименований и 5 приложений. Общий объем диссертации 256 е., в том числе 79 рисунков, 37 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы, основные направления исследования.

В первой главе проведен анализ состояния современных систем учета электроэнергии и мощности на оптовом и розничном рынках электроэнергии, метрологического обеспечения данных систем, условий их эксплуатации на действующих энергообъектах, требований по электромагнитной совместимости компонентов автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого (технического) учета электроэнергии и мощности и наличию благоприятной электромагнитной обстановки на объекте. Также дан анализ современного состояния научно-технической документации по обеспечению электромагнитной обстановки.

При анализе механизма функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности (НОРЭМ) определено, что:

- 80% времени работы на НОРЭМ отклонение фактического потребления электроэнергии должно составлять не более 2% от объемов планового почасового потребления.

Так, например, анализ суточных графиков объемов торгового и фактического графиков электропотребления одной из энергосбытовых компании показал, что в среднем отклонение менее 2% по графику выдерживается только 37,5% времени. Поэтому, учитывая требования НОРЭМ, к точности краткосрочного прогнозирования электропотребления предъявляются высокие требования, которым противостоят чрезвычайно сложный характер случайных процессов и непрерывное развитие энергетики регионоз. Кроме того, поскольку расчеты на оптовом и розничном рынках электроэнергии ведутся по данным, предоставляемым АИИС КУЭ, то к параметрам и режимам функционирования данных систем также предъявляются высокие требования.

Для современной измерительной техники характерно усложнение условий эксплуатации, а также повышение скорости измерения и увеличение количества параметров. Анхтиз влияющих величин показывает, что электромагнитные помехи различной природы существенно влияют на относительную погрешность микропроцессорного счетчика, являющегося основным элементом информационно-измерительного канала (ИИК) системы учета электроэнергии мощности. Неблагоприятная электромагнитная обстановка на объекте, нарушение требований руководящих документов по размещению элементов ИИК и организации АИИС на объекте в разы увеличивают погрешность ИИК.

Так, при использовании высокоточных средств измерений класса точности 0,28 и 0,2 в нормальных условиях измерений можно достичь наименьшей погрешности измерения электроэнергии - ±0,5%. При той же аппаратуре в наиболее неблагоприятных условиях измерений из-за влияния дополнительных погрешностей суммарная погрешность ИИК увеличивается до ±3,5%.

Рисунок 1 - Источники электромагнитных помех. (ГЩУ - главный щит управления, ОРУ - открытое распределительное устройство)

Пример, иллюстрирующий источники электромагнитных помех на электрических станциях и подстанциях, приведен на рисунке 1.

Наводки в условиях подстанции среднего и высокого напряжений на обычно слабо

или вовсе незащищенных цепях электропитания могут достигать при коммутациях и коротких замыканиях нескольких единиц, а иногда и десятков киловольт. Тоже относится и к импульсным потенциалам на заземляющем устройстве (ЗУ) подстанции, возникающим при стенании в него с высоковольтного оборудования высокочастотных (от сотен кГц до 1-2 МГц) коммутационных токов, которые могут достигать амплитуд порядка 1 кА при входном сопротивлении ЗУ на этих частотах до 10-20 Ом.

Импульсные помехи из линий связи возникают, вследствие наводок от внешних электромагнитных полей (ЭМП) и из-за неэквипотенциальности точек заземления корпусов отдельных МПА. Также представляют опасность симметричные импульсные помехи из информационных линий связи, поскольку они поступают непосредственно на входы приемных устройств и могут восприниматься как полезные сигналы.

В результате проведенного анализа установлено, что для эффективной работы на оптовом и розничном рынках в условиях действующих знергообъектов необходимо совершенствование структуры измерительных систем электростанций и подстанций. Для этого нужно:

1. Проанализировать и оценить влияние наводимых электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи АИИС КУЭ и АСТУЭ, создаваемые на действующих энергообъектах в условиях сложной электромагнитной обстановки.

2. Разработать мероприятия, позволяющие снизить погрешность информационно-измерительных каналов АИИС КУЭ и АСТУЭ за счет: во-первых, применения современных решений цифровых технологий и, во-вторых, снижения влияния электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи измерительных каналов.

3. Разработать модель адаптивной системы оперативного прогноза электропотребления предприятия на НОРЭМ на базе нейронных сетей, обеспечивающую выполнение требований оптового рынка по исполнению торгового графика электроэнергии.

4. Оценить экономическую эффективность совершенствования системы контроля и учета электроэнергии субъектов оптового и розничного рынков.

Вторая глава посвящена экспериментальным измерениям электромагнитных помех на подстанциях и анализу эффективности защитных мероприятий.

На п/ст 500 кВ Заря и Амурская и п/ст 220 кВ Восточная выполнялись измерения продольных и поперечных напряжений, наводимых в кабельный линиях различного исполнения и на измерительной микропроцессорной аппаратуре в условиях нормального, коммутационного и аварийного (в случае КЗ) режимов работы. Измерения на ОРУ 500 и 220 кВ показали слабую зависимость суммарного паразитного сигнала от класса напряжения, что объясняется доминирующим влиянием помехи, которая образуется, за счет потенциала, поступающего в экранированную измерительную цепь из незащищенной сети питания и мест заземления.

Измерения наводимых напряжений в нормальном режиме выполнялись на кабелях типа КВВГЭ и КСПП, имеющих скрутку жил и защищенных экраном, и на обычно используемых на электростанциях и подстанциях контрольных кабелях типа КВВГ, КВРГ, КВРБ и т.д. При этом рассматривались как симметричные (провод-провод), так и несимметричные (провод-земля) варианты измерительных линий, а также различные схем заземления экранирующих оболочек.

Измерение гармонических составляющих, уровень которых превышает 100 мкВ, выполнялся в диапазоне частот от 0,05 до 1500 кГц. Все измерения проводились статистически с последующей их обработкой, в результате которой получены математическое ожидание и дисперсия наводимого напряжения: в пределах одного цикла измерений, в течение суток и за весь период наблюдения.

По результатам измерений сделаны следующие выводы:

- величина наводимого в кабельных линиях напряжения при работе подстанции в нормальном режиме не превышает 1 вольта даже в цепи провод-земля;

- в кабеле со скрученными жилами (типа КВВГЭ и КСПП) наводимое напряжение провод-провод на порядок ниже, чем в кабеле с параллельным расположением жил;

- уровень наводимого напряжения в кабельных линиях зависит от величины нагрузки первичной цепи и в течение суток может измениться в 2 - 3 раза;

- основная мощность помехи (до 90 - 95%) сосредоточена в спектре до 16 кГц;

- заземление экрана кабеля в одной точке на порядок снижает уровень наводимого напряжения, что говорит о преобладании электрического влияния при работе п/ст в нормальном режиме;

- двустороннее заземление экрана уменьшает наводку на 20 - 30% по сравнению со случаем одноточечного заземления;

- наводимое напряжение в области низких частот не зависит от места одноточечного заземления экрана;

- с повышением частоты уровень наводки при заземлении экрана на приемном конце оказывается ниже по сравнению с заземлением на передающем конце кабельной линии;

- кабельный лоток практически не оказывает экранирующего действия на внешнее ЭМП, ввиду плохих электрических контактов отдельных его элементов между собой и с заземлителем (особенно крышки).

Следующая группа измерений проводилась для выявления влияния ЭМП при коммутациях высоковольтного оборудования и в аварийных режимах при коротких замыканиях.

Основной объем наблюдений выполнялся в цепи провод-провод, отдельные измерения напряжений проводились и по отношению к земле. Рассматривались различные режимы работы экранов: разземленный, заземленный с одной и с обеих сторон, а также при шаговом заземлении через 10 - 20 м. В качестве защитных мероприятий исследовались:

- прокладка кабеля в металлических трубах;

- выравнивание потенциалов в местах заземления трансформатора собственных нужд (ТСН) и измерительного осциллографа;

- установка на входе кабеля в осциллограф разъединительного симметрирующего трансформатора или запирающей катушки;

- установка в сети питания осциллографа, высокочастотных П-образных фильтров.

Полученные осциллограммы импульсных наводок (рисунки 2 - 4), отвечающие коммутациям высоковольтного оборудования и коротким замыканиям, регистрируют сложный высокочастотный затухающий процесс. Форма и частота колебаний зависит от многих факторов: компоновки высоковольтного оборудования, вида коммутационных операций, типа измерительной цепи и даже условий ее заземления, так, на п/ст Амурская 500кВ, характеризующейся повышенной плотностью компоновки, зарегистрированы более высокочастотные процессы - 0,5 - 2,0 МГц, по сравнению с п/ст Заря 500кВ- 0,3 -1,0 МГц.

Амплитуда наводимых напряжений находится в прямой зависимости от того, происходит ли коммутационная операция между находящимся под рабочим напряжением и незаряженным участком цепи или же переключаются два однотипных участка, находящихся под близкими потенциалами. Как показывают проведенные измерения,

амплитуды наводимых ЭДС при коммутациях разъединителями обычно оказываются большими, чем при срабатывании высоковольтных выключателей. Основным источником импульсных помех следует считать выполняемые разъединителем коммутации, при которых рабочее напряжение подается или снимается с высоковольтных участков подстанции.

Для определения зависимости уровня наводимых ЭДС от класса напряжения, были проведены экспериментальные исследования на ОРУ-500 кВ и ОРУ-220 кВ п/ст Заря. Как следует из таблицы 1, амплитуда коммутационных наводок практически не зависит от класса напряжения.

Проведенные измерения показали зависимость уровня наводимых напряжений при коммутациях высоковольтного оборудования от условий погоды. Так, при высокой влажности воздуха (во время дождя) амплитуда наводок может увеличиваться в 3-5 раз.

иг,В

0 5 10 15 20 25 30 35 40 1, МКС

Масштабы: гориз. - 5 мкс/см, вертик. - 10 В/см (1) и 20 В/см (2) Рисунок 2 - Осциллограмма поперечных напряжений при заземленном в ближней точке (1) и изолированном (2) экране в случае включения разъединителя на ОРУ-500 кВ п/ст «Амурская».

и,В —т—— _,—,—г—т—т—,---- и,В

-

—

—, ¡А П — —

ь-1

I, МКС

О 5 10 15 20 (.МКС 0 5 10

а) б)

а) Экран заземлен на ближнем конце. Масш,: гориз. — 2,5 мкс/см, вертик. -2 В/см.

б) Двухстороннее заземление экране. Масш.: гориз. - 2,5 мкс/см, вертик. - 5 В/см.

Рисунок 3 - Осциллограмма поперечных напряжений при коротком замыкании на

ОРУ-500кВ п/ст «Амурская».

В рамках проведенных обследований заземляющих устройств тяговых подстанций Дальневосточной железной дороги Волочаевка ЭЧЭ-9 Хабаровской дистанции электроснабжения ЭЧ-2 и Фридман ЭЧЭ-30 Владивостокской дистанции электроснабжения ЭЧ-4 было установило, что параметры электробезопасности (сопротивление растеканию, напряжение прикосновения) не превышают нормируемых значений, однако напряжение «до прикосновения» при пересчете на реальные токи короткого замыкания (например, 5 кА)

приближается к 1 кВ, что недопустимо при внедрении цифровых систем. Следовательно, необходимо ггайти способы выравнивания потенциалов по элементам ЗУ.

а) Кабель без трубы, б) Кабель в трубе. Масштабы: гориз. - 2 мкс/см, вертик. - 2 В/см. Рисунок. 4 - Осциллограмма поперечных напряжений для кабеля в трубе при включении разъединителя на ОРУ-ЗООкВ п/ст «Заря».

Таблица 1 - Сопоставление результатов измерения наводок на ОРУ-500 кВ и ОРУ-220 кВ подстанции «Заря».

Вид коммутации Напряжение провод-провод, В

ОРУ-500 кВ ОРУ-220 кВ

Включение линейного разъединителя Включение высоковольтного выключателя Включение заземляющих ножей 1240 2,5-7 0,5-1 1045 2,54 0,4-0,9

С1 - емкость в/в шины, С2-С5 - межвитковые емкости трансформаторов, С6 - емкость прибора относительно электропитания, С7 - емкость в/в шина-экран кабеля, С8 - емкость экрана кабель-земля, Ч3 - сопротивление заземления, М - магнитим связь между в/в шиной и кабелем.

Рисунок 5 - Схемы влияния высоковольтного оборудования на кабельные линии и измерительные приборы.

Третья глава посвящена анализу и оценке наводимых импульсных помех во вторичных цепях при различных режимах работы первичной сети.

Результаты измерения паразитных напряжений, наводимых на кабельных линиях и МПА при коммутациях на подстанции, позволяют считать импульсные потенциалы, поступающие во вторичную цепь из заземлителя и сети питания, основным источником помех.

Повышенные потенциалы в различных узлах заземлителя п/ст обусловлены стеканием в него высокочастотных коммутационных токов, они могут достигать нескольких киловольт и поэтому не только являются источниками сильных гальванических помех, но и представляют определенную опасность для изоляции заземленного в этих местах силового и вторичного оборудования подстанции. Наличие таких потенциалов может привести к ложному срабатыванию релейной защиты и автоматики, а в ряде случаев к пробою изоляции микропроцессорных устройств автоматики и измерений и выводу их из рабочего состояния.

Таким образом, возникает необходимость определения величин потенциалов в различных узлах решетки заземлителя подстанции с целью выбора наиболее благоприятных мест заземления вторичного оборудования на проектируемых подстанциях и разработки мероприятий, повышающих помехозащищенность устройств автоматики на уже действующих подстанциях.

Для оценки возникающих импульсных потенциалов можно использовать следующий метод расчета, в основе которого лежат две системы диффроинтегральных уравнений, первая из которых связывает значения потенциалов с поперечными параметрами заземлителя и стекающими с него токами, а вторая - падение напряжения по элементам ЗУ с продольными токами и сопротивлениями. Проведя линеаризацию названных решений, получим две системы линейных алгебраических уравнений, связывающих между собою значения токов ^ и потенциалов V; по концам элементов сложного заземлителя

где

] , '' Яу - среднее поперечное сопротивление между 1-ым и^ым элементами, Ъц - приведенное значение среднего продольного сопротивления между этими элементами, при совпадении номеров 1 = | к собственному значению Zij добавляется внутреннее продольное сопротивление элемента, умноженное на его длину /,;

„г и 71 - поперечное и продольное сопротивления элементарного линейного источника, ¿и

определяемые соответствующими выражениями для скалярного и векторного потенциалов, индексы «н» и «к» означают начало и конец рассматриваемого элемента.

Значения продольных токов в начале и конце каждого элемента ЗУ, выраженные через

узловые потенциалы, определяются с использованием обращенных матриц и |ри|. Суммируя продольные токи в каждом узле ЗУ и приравнивая эту сумму вводимому в узел внешнему току, можно сформировать окончательную систему уравнений узловых потенциалов. Решение последней определяет значение потенциалов в узлах, а по ним и величины продольных токов в начале и конце каждого элемента ЗУ. После чего, используя принцип суперпозиции, можно рассчитать внешнее ЭМП, создаваемое рассматриваемым заземлителем.

Наведенные напряжения и токи в цепи жила-жила кабельных линий оказывают мешающее влияние нормальному режиму работы автоматизированной системы, а при достаточно большой величине паразитного сигнала могут приводить к выходу из строя элементов МПА. Бíaвoдки в цепи жила-жила обычно определяются через паразитные токи и напряжения в однопроводной линии жила-земля с помощью коэффициента чувствительности, который характеризует продольную асимметрию двухпроводной цепи и, следовательно, ее подверженность внешнему влиянию.

Значения токов и потенциалов, наводимых в однопроводной линии, определяются следующими уравнениями

^ + 2,1, =-гг1,, ^. + У2и2 =У12и, при и,>и2 (2)

dx " " " ёх

где

1| и иь 12 и и2 - комплексные значения токов и напряжений во влияющей (1) и подверженной (2) воздействию линиях;

= + .¡соЬ2 - собственное продольное сопротивление, состоящее из активной и индуктивной частей;

У2 = + .¡юСг - собственная поперечная проводимость, состоящая из активной и емкостной частей;

Ъп — К|2 + ЗюЬ|2 - взаимное продольное сопротивление между первой и второй цепью; У12 = ^12+ .¡<йС12~~ взаимная поперечная проводимость;

у2 = ¿2 х У2 11 = ъг / У2 ~ постоянная распространения и ьолновое сопротивлешш

подверженной влиянию линии.

В результате электрического влияния на однопроводную линию длиною /2 в ней наводятся следующие значения потенциалов и токов (индексы «н», «к», и «с» означают соответственно начало, конец и середину линии):

- незаземленная линия

и2н=ид=иг,=и1Ь-, 12н = 12к = 0; 2

— заземленная по концам

и2„ = и2к=0, 12с=0;

и,,. = и, М.% а/^Д 1,„ = -I,. = ±и, Ь^/М

У2 {2 ) 14/"' " У2 I 2 заземленная в начале

и2н=о,12к=о,

^«^■-^-тгт)) (3>

I, МУА)) У 2

Магнитное влияние:

- незаземленная линия

и2с=0, 12„=12к=0;

заземленная по концам

и2„ = ик = и2к=о,

7 Р I =1=1 =-[ =

2н 12с 2к ' 7 I

^ 2 ^2 2

где Е2 - индукционная ЭДС,

заземленная в начале

и2„ = 0,12к = 0,

иг,='Ал(тга. ^=-1,^1- 1 ^ (4)

У2 4,2 41 сн(г2/л).

13

В таблице 2 приведены максимальные значения токов и напряжений, наводимых на экране кабеля КСПП в результате магнитного влияния при I) =1 кА и /2 = 100м.

В результате магнитного влияния на экране кабеля могут возникать наведенные напряжения до нескольких кВ и протекать токи до 60 А. Таким образом, при расположении кабельной линии на поверхности земли электрическим влиянием на нее можно пренебречь по сравнению с магнитным.

Определяющим фактором гальванического влияния является заземлитель, к которому подключены и первичные и вторичные цепи. В качестве экстремального рассматривается случай, когда точки заземления высоковольтной цепи и подверженной воздействию линии совпадают. При этом второй конец этой линии (например, экран кабеля) может быть изолированным или также заземленным. Таблица.2.

т У, Незаземленный Заземленный Заземленный

МГц м по концам в начале

и2, кВ 12,А и2, кВ [2,А и2, кВ 12,А

0,1 10 3,89 20,8 0 85,9 5,46 51,4

50 0,61 3,2 0 13,4 0,85 8,0

0,3 10 3,91 47,8 0 61,0 4,01 59,5

50 0,47 5,7 0 7,3 0,48 7,1

0,5 10 3,26 47,8 0 50,5 3,26 50,4

50 0,36 5,2 0 5.5 0,36 5,5

1,0 10 2,51 39,7 0 39,8 2,52 39,8

50 0,25 4,0 0 4,0 0,25 4,0

Полное распределение гальванически наведенных токов и потенциалов описывается в этом случае уравнениями длинной линии

иг(х) = и,„х-

е.1** -4- е

(5)

12(х) = ^

в2

+

етА

] „

И - Т] х у 2 ) ' ] -и2, х I 2 )

V ^ /, 12к = 0

Результаты расчетов показывают, что поступающий в экран кабеля ток в интервале частот коммутационного ПП не превышает 10% от стекающего с высоковольтной цепи. При этом характерно очень быстрое затухание наведенных токов и потенциалов вдоль экрана, вследствие высокой емкостной связи с землей. Максимальные значения гальванически наведенных токов и потенциалов имеют тот же порядок, что и при индукционном влиянии, а в области частот Г = 0,5 - 1,0 МГц даже превышают последние.

Эффективность защитного действия металлического экрана кабеля оценивается по затуханию экранирования А. Рассматривая действие экрана относительно поперечных ЭМП и создаваемых ими вихревых токов, учитывается поглощение энергии в толще экрана (Ап) и отражения на границах металл-диэлектрик (Ао), а также экранирующее действие продольных токов, протекающих в цепи экран-земля (Аг): А = Ап + Ао + Ах.

Проведенный теоретический и численный анализ затухания экранирования А на примере высокочастотного кабеля КСПП 1x4x0,9 показал, что в области низких частот

14

< 0,1 МГц преобладает экранирование за счет продольных токов в цепи экран-земля, в интервале же частот коммутационного переходного процесса Г = 0,3 - 1 МГц коэффициенты экранирования за счет продольных и вихревых токов оказываются близкими по величине. С повышением частот затухание экранирования увеличивается за счет роста коэффициента А, ив интервале частот коммутационного ПГТ снижает внешнее электромагнитное влияние на 60 - 70 дБ, т.е. снижает уровень наводимого напряжения по отношению к незащищенной линии более чем в 1000 раз.

Электромагнитные помехи различной природы также оказывают влияние на метрологические характеристики ИИК. Гармоники в цепях тока и напряжения, внешнее магнитное поле, высокочастотные электромагнитные помехи в разы увеличивают погрешность измерительного тракта. Импульсные электромагнитные помехи, вызываемые коммутацией высоковольтного оборудования, токами КЗ и разрядами молний, длятся от наносекунд до миллисекунд и могут создавать во вторичных цепях импульсы большой мощности, которые повреждают элементы МПА и тем самым ухудшают метрологические характеристики приборов. Магнитные поля промышленной частоты, радиочастотные электромагнитные поля и низкочастотные токи, протекающие в силовых кабелях, создают низко- и высокочастотные электромагнитные помехи, обладающие меньшей энергией, но длительно воздействующие на вторичные цепи. Для оценки влияния таких электромагнитных помех на метрологические характеристики иэляерительной МПА в данной работе разработана модель измерительного тракта Моделирование работы ИИК выполнено в пакете ЗптшПпк 4 МаШЬаЬ.

р 0,200

1 } ) 1

1 1 « 1 1 • ■ 1

- 1 1 1 / 1 —J<■-i(■ 1 1 _ „1. J_____ : 1 ( » 1 I и \ ! ! 1 1 . ) ^^ ' 11

♦ Выборка-) —в— 8ыбор*в-2

—Н— Мэ|*м ожидание (выборка-1) —е—Мода (аыбсриз-1)

- К - Сг1~0 стл !-)!выборка-1)

- Сгзпд.огхл {+) 1аы6ор<а-11 —К—Мапем ожидание (еы5оркз-21 —"— Мода (аыборка-2)

■ * Спанд.спхл (-) (выборка-2) ~ * Сгянд.огжл {*) (дыборка-2)

Погрешность измерения, йР(%)

Рисунок 6 - Распределение погрешности измерений мощности при различных уровнях ЭМП на ИИК.

В результате проведения серии модельных экспериментов получена совокупность статистических данных, принадлежащих нормальному распределению, на основании которых были выделены систематические погрешности измерений при различных уровнях воздействий наведенных электромагнитных помех и различной величине нагрузки в первичных цепях (загрузка ИИК составила от 25% до 70% по вторичному току-трансформатора тока). При проведении экспериментов моделировалось влияние

наведенных ЭМП как от первичного тока нагрузки, который учитывался информационно-измерительным каналом (Выборка-1), так и от нагрузки, первичный ток которой не учитывался ЙИК, но создавал дополнительные наведенные ЭМП в измерительном канале (Выборка-2).

Использование микропроцессорных элементов позволило перейти от однократных измерений к многократным и тем самым для обработки результатов наблюдений стало возможным использовать статистические методы: вычисление математического ожидания и моды систематической погрешности, стандартного отклонения, доверительных границ случайной составляющей погрешности.

Систематическая погрешность информационно-измерительного канала в нормальных условиях эксплуатации (т.е. без влияния ЭМП) составила для активной мощности ДР = —1,41%, что соответствует значениям погрешностей реальных ИИК. При учете влияния ЭМП систематическая погрешность измерения электроэнергии и мощности увеличилась, результаты расчета статистических характеристик приведены в таблице 3, гистограммы распределении на рисунке 6. Таблица.З.

Параметры Обозн. Выборка-1 Выборка-2

Среднее X 13,81 16,04

Медиана Хшес1 13,88 15,94

Мода Хшос1 13,92 15,94

Среднее квадратическое отклонение (стандартное отклонение) 0,299 0,649

Поскольку полученное распределение не является симметричным и значения

X Ф X тос| Ф Хтсс] , то в качестве исключаемой систематической погрешности принято

значение моды выборки-1 - ДР= 13,92% , как наблюдения, имеющее наиболее вероятное значение. Случайная составляющая погрешности измерения ИИК с учетом Выборки-2 и стандартных отклонений составляет 6Р = + 3,18%.

Таким образом, использование метода многократных наблюдений позволяет выделить и исключить из результатов измерений систематическую погрешность и привести погрешность измерений к нормируемым значениям даже при неблагоприятной электромагнитной обстановке.

В четвертой главе рассматриваются вопросы повышения эффективности мероприятий по защите элементов измерительных каналов от электромагнитных помех как на действующих подстанциях, так и на вновь строящихся. В перечень рекомендаций по проектированию для действующих энергообъектов включаются следующие:

- для защиты вторичных цепей, входов аппаратуры и цепей последовательных интерфейсов от высокочастотных импульсных помех, генерируемых внешними источниками, необходимо применять устройства защиты от импульсных перенапряжении (УЗИГГ) на базе разрядников и варисторов;

- располагать наиболее чувствительную к помехам МГ1А в отдельном помещении, которое защищено от внешнего ЭМП подстанции с помощью хорошо проводящего экрана, покрывающего пол, потолок и стены, оставляя в качестве основных путей проникновения помехи - сеть электропитания, места заземления и внешние кабели связи;

- для снижения уровня наводимых напряжений следует использовать экранированные контрольные кабели (типа КВВГЭ), кабели связи, имеющие парную или четверочную скрутку жил (типа КСПП). Для них заземление экрана со стороны аппаратуры только в месте концевой разделки кабеля не является оптимальным, поскольку происходит стекание токов помех с экранов кабелей непосредственно на заземление микропроцессорной аппаратуры. Для обеспечения экранирования цепей кабеля по всей длине в этом случае следует использовать многоточечное заземление;

- все точки заземления комплекса технических средств АИИС КУЭ, ЛСТУЭ и АСУ ТП должны быть удалены от мест, стекания с высоковольтного оборудования в заземлитель импульсных токов на расстояние, как минимум, в 3-5 раз превышающее диагональные размеры ячейки ЗУ;

- потенциалы всех точек заземления микропроцессорных комплексов следует выравнивать с помощью прокладки дополнительного провода. Экраны кабелей связи рекомендуется заземлять со стороны приемного электрооборудования;

- заземляющий контур в местах подключения к нему высоковольтного оборудования должен иметь повышенную густоту решетки для улучшения условий растекания для токов и снижения индуктивности заземлителя. Заземления следует выполнять с помощью шин, имеющих максимальное сечение и минимальную длину;

- при прокладке силовых и информационных кабелей в одном лотке, последние рекомендуется прокладывать в стальных трубах или металлорукавах. С целью повышения экранирующих свойств кабельного лотка его арматурный каркас (и особенно крышка) должен иметь непрерывный электрический контакт, как по всей длине, так и с заземлителем.

При строительстве новых энергообъектов кроме выполнения вышеназванных мероприятий можно рассмотреть вопрос использования современных цифровых систем для создания измерительных комплексов на базе электронных измерительных трансформаторов тока и напряжения, когда преобразование аналогового сигнала выполняется непосредственно у измерительных трансформаторов. Такая технология позволяет передавать на релейный щит оцифрованную информацию с использованием оптоволоконных кабелей. Данное решение позволяет исключить влияние ЭМП, возникающих при коммутациях высоковольтного оборудования и КЗ.

X

Рисунок 7 - Выравнивание потенциала ira ЗУ с помощью бетэла: 1 - сталь, р = 0,135 Ом-мм2/м; 2 - бетэл, р - 0,16, прочность на сжатие 14 МПа; 3 - бетэл, р - 34, прочность - 16,4; 4 - бетэл, р - 0,49, прочность - 20; 5 - бетэл, р - 0,9 Ом мм2/м; прочность - 32,6 МПа Рассмотрен вопрос выравнивания потенциала на ЗУ с целью обеспечения одноточечного заземления цифрового оборудования, снижения влияния возмущений от ЗУ

и улучшения электромагнитной обстановки в зоне расположения зданий с электронной аппаратурой с помощью покрытия из бетэла. Проведен сравнительный расчет выравнивания потенциала с помощью экрана из бетэла и стального листа на поверхности грунта. Результаты расчета (рисунок 7) показывают, что бетэл с удельным электрическим сопротивлением до 0,49 Ом м и прочностью на сжатие до 20 МПа дает практически эквипотенциальное покрытие на расстоянии до 100 - 200 м от места ввода тока и, следовательно, полное выравнивание потенциала, тем самым улучшает электромагнитную обстановку на электроустановке (таблица 4). Таблица 4 - Оценка степени снижения воздействия возмущений

Факторы, влияющие на параметры ЗУ Степень снижения воздействия возмущений, %

Чдп

Магнитное влияние вводимого в ЗУ тока 92,4 46,3

Нелинейность внутреннего продольного сопротивления

элементов ЗУ 20,3 25,8

Частота вводимого в ЗУ тока 97 * 94

Неэквипотенциальность ЗУ 91,1 57,9

Установлено, что воздействие на параметры эквипотенциального ЗУ минимально и, как следствие, минимально влияние на цифровую технику, а воздействие возмущений на параметры неэквипотенциального ЗУ максимально.

В пятой главе рассмотрены вопросы оперативного прогнозирования электропотребления с использованием нейронных сетей на базе данных, получаемых от АИИС КУЭ, а также выполнен расчет экономической эффективности от оптимизации структуры системы контроля и учета электроэнергии с целью повышения точности и достоверности данных измерений для снижения экономических рисков при работе на НОРЭМ.

Существующие условия развития экономики и функционирования рынков требуют использования высокоэффективных систем прогнозирования, основанных на современных программных средствах, которые обеспечивают создание удобных для конечного пользователя (и относительно дешевых) имитационных моделей энергопотребления субъектов НОРЭМ, как промышленных предприятий, так и гарантирующих поставщиков. В данной работе оперативный прогноз выполнен с использованием нейронных сетей GRNN (Generalized Regression Neural Network), предназначенных для решения задач обобщенной регрессии, анализа временных рядов и аппроксимации функции. Характерной особенностью этих сетей является очень высокая скорость их обучения. Прогнозирование выполнялось на базе выборки 15 рабочих дней или предыдущих 3 недель и на базе выборки для фиксированного дня недели (вторник) также за предыдущие 3 недели.

Полученные результаты (рисунок 8) свидетельствуют о том, что нейронная сеть с 15-ю нейронами в скрытом слое для каждого исследуемого часа позволяет с высокой точностью прогнозировать электропотребление на ограниченном объеме входной выборки - часовые значения электропотребления с глубиной 15 предшествующих рабочих дней. Отклонение полученных графиков от фактического графика электропотребления более чем на 2% составило менее 20% времени.

При оперативном прогнозировании на 1 и 2 часа вперед данные электропотребления, полученные по первому сценарию более качественно следуют фактическому графику электропотребления, чем данные, полученные по второму сценарию. При этом следует отметить, что при обоих сценариях отклонения прогноза от последующего фактического

электропотребления более чем на 2% составляло от 0 до 3 часов. Прогнозные графики, полученные по выборке предшествующих 15 рабочих дней, дают более точный прогноз фактического потребления, так при оперативном прогнозировании на 1 час вперед отклонение графиков не выходило за 2% и составило в среднем 0,62%, при прогнозировании на 2 часа вперед отклонение свыше 2% зарегистрировано только в одной точке (т.е. 1 час), а среднее отклонение графиков - 0,73%. Для выборке по 3 характерным дням прогноз нейронной сети несколько хуже, но и его можно признать удовлетворительным, поскольку целевая функция работы на НОРЭМ, а именно допустимое отклонение свыше 2% не должно превышать 4 часов 45 минут, выполнена: при прогнозировании на 1 час вперед уход за границу 2% наблюдается в 2 точках (среднее отклонение графиков - 0,92%), при прогнозировании на 2 часа вперед - в 3 точках (среднее

- « 1 фач^^есаЛ Ф*фи* —О—гархюыО фафик

« — проаюз неОронпоО еет (на 1 час епарьд) —4—■ провчи нейрептм сегт {чв 2 часе вперед)

Рисунок 8 - Оперативный прогноз электропотребления на 1 и 2 часа вперед (выборка 15 рабочих дней). По данным энергосбыгоаой компании г. Владимира, потери от затрат, связанных со сложностью контроля 2% коридора отклонения фактического графика от торгового в месяц составляют более 3,75 млн.руб., что за год составит более 45 млн.руб. За год электропотребление энергосбытовой компании составляет 85 тыс. МВт.ч, количество точек поставки электроэнергии: 1 ЮкВ - 10 присоединений, ЮкВ - 34 присоединения. Стоимость создания системы АПИС КУЭ для данных точек поставки составит более 86 млн.руб. Реализация проекта в 2 года с привлечением банковского кредита дает за 7 лет чистый дисконтированный доход в 83,340 млн.руб., при этом индекс доходности больше единицы ИД = 1,18, внутренняя норма доходности ВНД=80% и срок окупаемости проекта составит 3,31 года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Успешное и эффективное решение проблем электромагнитной совместимости требует выполнение следующих условий: во-первых, современной организации работ по обеспечению ЭМС в рамках единого процесса проектирования, строительства, монтажа и пуско-наладочных работ; во-вторых, квалифицированного подхода к разработке и реализации мероприятий по обеспечению ЭМС; в-третьих, совершенствования нормативной и технической документации по ЭМС и ЭМО; в-четвертых, внедрения современных технических средств и подходов, позволяющих удешевить и упростить

решение проблемы ЭМС, когда возможности организации обследования и реконструкции объекта ограничены.

2. Основным источником импульсных (0,3 - 2 МГц) наводок в кабельных линиях и микропроцессорной аппаратуре АИИС КУЭ, АСТУЭ, ТМ и РЗА подстанций среднего и высокого напряжения являются коммутационные операции, выполняемые высоковольтными разъединителями и, в меньшей мере, выключателями. Уровень наводимых при этом напряжений обычно составляет сотни вольт по отношению к земле и 5-10 В в проводе жила-жила, поднимаясь в экстремальных условиях до нескольких киловольт продольного и 20 - 40 В поперечного напряжений. Уровень помех, возникающих при коротком замыкании, ниже коммутационных, а при нормальных режимах работы даже в цепи земли не превышает единиц вольт.

3. При использовании даже слабо экранированных кабелей типов КВВГЭ и КСПП основным каналом проникновения паразитного потенциала в цепи микропроцессорной аппаратуры является сеть электропитания, незащищенная от воздействия внешних электромагнитных полей или коммутационных перенапряжений, а также места заземления микропроцессорного оборудования и экранов кабельных линий. В соответствии с этим уровень наводимых напряжений практически не зависит от класса подстанции, а определяется подверженностью электромагнитному влиянию сети электропитания, выбором места заземления вторичных цепей, плотностью компоновки высоковольтного оборудования, степенью симметричности цепей связи и микропроцессорного оборудования, а также влажностью воздуха.

4. Для повышения симметричности цепей связи рекомендуется применение экранированных кабелей со скрученными жилами. Кабельный лоток практически не экранирует внешнее электромагнитные поля, вследствие плохого электрического контакта между отдельными элементами его металлического каркаса (особенно крышки). Заземление экранов кабелей связи лучше выполнять со стороны приемного оборудования. При наличии больших токов помех для исключения стекания их с экранов кабелей непосредственно на заземление микропроцессорной аппаратуры при заземлении экрана со стороны аппаратуры только в месте концевой разделки кабеля следует использовать многоточечное заземление по всей длине кабеля.

5. Очень эффективным способом снижения наводок, поступающих в микропроцессорное оборудование как из сети питания или места заземления, так и со стороны кабельной линии, является включение на входе в аппаратуру устройств защиты от импульсных перенапряжений на базе разрядников и варисторов или гальванических развязок, таких как оптоэлектронные преобразователи или участки оптоволоконного кабеля с оптоэлектронными конверторами по концам.

6. Помимо непосредственной защиты сети питания и её источников от воздействия коммутационного электромагнитного тюля, рекомендуется использование высокочастотных фильтров на питание, установку и заземление которых следует выполнять в некотором удалении от места заземления основного микропроцессорного оборудования. Кроме этого, трассы кабелей с вторичными цепями должны прокладываться на достаточном расстоянии (в зависимости от удельного сопротивления грунта от 0,5 м до 15 м) от мест заземления молниеприемников, радиомачт, высоковольтных разрядников и ОПН. Места заземления высоковольтных и низковольтных цепей должны быть разнесены на расстояния, превышающие, как минимум в 3 - 5 раз диагональные размеры заземляющей ячейки, а расстояние от трассы прокладки кабелей до заземления ближайшего молниеприемника должно составлять более 25 м.

7. Переход на использование цифровых цепей тока и напряжения в измерительных системах подстанций позволяет повысить точность измерений и снизить предел

допускаемой относительной погрешности ИИК почти в 4 раза за счет исключения потерь напряжения в цифровых сетях и снижения, а при использовании оптоволоконных кабелей, исключения влияния электромагнитных помех, возникающих при коммутациях высоковольтного оборудования и КЗ. Замыкание вторичных цепей в схеме аналогово-цифрового преобразователя, находящегося в непосредственной близости к измерительным трансформаторам, позволяет избавиться от повышения напряжения на вторичной стороне трансформатора тока при случайном размыкании цепей тока в результате аварии или при неправильных действиях персонала и избежать повреждений в случае замыкания вторичных цепей трансформатора напряжения. Кроме того, организация двух или более дублирующих друг друга цифровых каналов или построение сети по кольцевой схеме позволит осуществлять резервирование в случае обрыва цепей тока или напряжений.

8. Использование математической модели для оценки влияния наведенных электромагнитных помех на метрологические характеристики информационно-измерительных каналов и переход от принципа однократных измерений к многократным при создании и использовании микропроцессорных систем контроля работоспособности информационно-измерительных каналов позволит выделить и исключить систематическую погрешность из результатов измерения электроэнергии и мощности и повысить класс точности информационно-измерительного канала в целом. При проведении модельных экспериментов и дальнейшей обработки полученных статистических данных исключаемая систематическая погрешность измерения составила ДР= 13,92%, и случайная составляющая погрешности - 8Р = ±3,18%. Таким образом, при исключении систематической погрешности из результатов измерений, погрешность информационно-измерительного канала составила бы ± 3,18%., что соответствует нормируемым значениям.

9. Расчет импульсных потенциалов, возникающих на зазе\шителе при стекании в него коммутационных токов, можно выполнять, введя в расчетную схему переходного процесса активное сопротивление, равное входному сопротивлению заземлчтеля на кажущейся частоте рассматриваемого переходного процесса. Максимальные расчетные значения импульсных потенциалов на заземлителе составляют приблизительно 4 - 5 кВ у автотрансформатора и порядка 2 - 3 кВ около коммутируемого оконечного оборудования.

10. Как показали расчеты, основным источником коммутационных наводок на линиях связи являются магнитное и гальваническое влияние, которые могут создавать на экранах кабельных линий наведенные ЭДС в несколько кВ и продольные токи до 50 - 100 А.

В области частот коммутационного переходного процесса (0,3 - 2 МГц) коэффициент экранирования даже слабых кабельных экранов (типов КВВГЭ 4x2,5 и КСПП 1x4x0,9) превышает 1000, отсюда уровень напряжения, наводимого коммутационными электромагнитными полями на центральных жилах экранированного кабеля, при отсутствии сильного гальванического влияния, составляет единицы вольт по отношению к земле и десятки мВ в проводе «жила-жила».

11. Оценена степень влияния искажающих факторов (коррозии заземлителей, частоты вводимого тока, нелинейности внутреннего продольного сопротивления стальных искусственных заземлителей, неэквипотенциальности ЗУ) на величины напряжения «до прикосновения» и потенциалов на металле.

Установлено существенное влияние возмущений на параметры неэквииотенциального ЗУ (р = 10 Ом-м). Так, например, при частоте 180 Гц для вводимого в ЗУ тока допустимая величина напряжения на металле превышает нормируемое значение (10 В) в 36 раз (при пересчёте на реальный ток КЗ 5 кА).

12. Предложено выравнивать потенциал на заземляющих устройствах в зоне помещений с цифровой техникой с помощью электропроводного бетона (бетэла). Бетэл с удельным электрическим сопротивлением до 0,49 Ом.м и прочностью на сжатие до 20 МПа даёт эквипотенциачьное покрытие на расстоянии до 100 м и устраняет влияние

параллельных (неконтролируемых) цепей заземления и, тем самым, улучшает электромагнитную обстановку.

Доказано существенное (20 - 97%) снижение влияния возмущений на параметры ЗУ (потенциалы на металле, напряжение «до прикосновения») после внедрения экрана из бетэла.

13. Обследовано техническое состояние ЗУ тяговых подстанций Дальне-Восточной железной дороги ПС Волочаевка ЭЧЭ-9 Хабаровская дистанция электроснабжения ЭЧ-2 и ПС Фридман ЭЧЭ-30 Владивостокская дистанция электроснабжения ЭЧ-4, а также подстанциях Восточно-Сибирской железной дороги ПС Гончарово ЭЧЭ-35 и ПС Суховская ЭЧЭ-29 Иркутская дистанция электроснабжения ЭЧ-5. Установлено, что на указанных тяговых подстанциях параметры электробезопасности (сопротивление растеканию, напряжение прикосновения) не превышают нормируемых значений. Однако, напряжение до прикосновения при пересчете на реальные токи КЗ (например, 5 кА) приближается к 1 кВ, что недопустимо при внедрении цифровых систем. Необходимо решать вопросы по выравниванию потенциалов по элементам ЗУ подстанции.

14. Предложена эффективная модель оперативного прогнозирования электропотреблеиия субъекта НОРЭМ на базе нейронных сетей, позволяющая выполнять целевую функция работы для потребителя электроэнергии, исходя из правил НОРЭМ, а именно: отклонение фактического потребления электроэнергии не должно превышать 2% от объемов планового почасового потребления в течение 20% времени, - в изменяющихся условиях функционирования НОРЭМ, а также уровня и характера электропотребления, связанного с сезонностью и общим спадом в экономике страны. Полученные результаты свидетельствуют о том, что нейронная сеть, реализующая методы регрессионного анализа, позволяет с высокой точностью прогнозировать электропотребление на ограниченном объеме входной выборки - часовые значения электропотребления с глубиной 15 предшествующих рабочих дней. При оперативном прогнозировании на 1 и 2 часа вперед отклонение прогноза от последующего фактического электропотребления более чем на 2% составило, не более 1 часа. Таким образом, использование нейронных сетей позволяет создавать легко адаптирующиеся к изменяющимся условиям современного рынка системы прогнозирования и оперативного управления электропотреблением как крупного предприятия, так и энергосбытовой компании.

15. Реализация проекта по созданию АИИС КУЭ с учетом технических требований НОРЭМ к подобным системам, а также учет сложившейся электромагнитной обстановки на энергообъекте. и реализация оперативного прогнозирования и управления электропотреблением с использованием нейронных сетей на базе данных, собранных автоматизированной системой, дает чистый дисконтированный доход - 83340 тыс.руб., при этом индекс доходности - ИД > 1, срок окупаемости - 3,31 года.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в периодических изданиях по перечню ВАК.

1. Садовская, Л.В. Разработка методики расчета и анализа влияния электромагнитных помех на параметры электробезопасности заземляющих устройств / Л.В. Садовская, Е.Г. Алаев, Ю.В. Демин // Известия Томского политехнического университета.-2008.-№4, том 312.-С.66- 70.

Научные и учебные издания.

2. Садовская, Л.В. Влияние электромагнитных помех на параметры электробезопасности заземляющих устройств, электроустановок и на электромагнитную обстановку /Л.В. Садовская, [и др.]; под ред. Ю.В. Дёмина - Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2007.-22 с.

3. Садовская, Л.В. Основные положения функционирования нового оптового рынка электроэнергии и мощности.- Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2009.-42 с.

Статьи в российских и иностранных изданиях: материалы международных и региональных конференции.

4. Садовская, Л.В. Влияние первичных датчиков на погрешность измерительного канала / Л.В. Садовская [и др.] // Энергетика, экология, энергоснабжение, транспорт: тр. 1-й междун. науч.-техн. конф., Новосибирск, 18-19 декаб. 2002,-Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2002 - С. 330-336.

5. Садовская, Л.В. Энергосбережение при применении автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии предприятия / Л.В. Садовская [и др.] // Энергетика, экология, энергоснабжение, транспорт: тр. 1-й междун. науч.-техн. конф., Новосибирск, 1819 декаб. 2002,-Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2002.- С. 337-344.

6. Садовская, Л.В. Экономическая эффективность внедрения системы контроля и учета электроэнергии т предприятии / Л.В. Садовская [и др.] // Энергетика, экология, энергоснабжение, транспорт: тр. 1-й междун. науч.-техн. конф., Новосибирск, 1819 декаб. 2002,-Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2002,- С. 362-368.

7. Садовская, Л.В. Методы оптимизации суточных графиков электропотребления промышленных предприятий / Л.В. Садовская, ЕЛО. Кислицин, Л.Д. Сафрошкина // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. -2003.-№2.-С. 197-205.

8. Садовская, Л.В. Влияние метрологических характеристик измерительных трансформаторов на недоучет электроэнергии / Л.В. Садовская // Энергетика, экология, надежность, безопасность: материалы доклад. 9-й всеросийской. науч.-техн. конф., Томск, 2003. - Томск, 2003. - Том 1. - С. 242 - 248.

9. Садовская, Л.В. Наводимые напряжения на кабельных линиях и электронном оборудовании АСУ ТП подстанций и рекомендуемые меры защиты / Л.В. Садовская, [и др.] // Электроснабжение железных дорог: Межвуз. темат. сб. науч. тр. - Омск: Омский гос. универ. путей сообщения, 2007. - С. 27 - 31.

Личный вклад в статьи, опубликованные в соавторстве, составляет не менее 50%.

Подписано в печать /£// 2009 г. с оригинал-макета.

Бумага офсетная №. 1, формат 60x84 1/16, печать трафаретная - Riso

Усл.печ.л. 1,0 тираж 100 экз., заказ № 104.

ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

(ФГОУ ВПО «НГАВТ»).

630099 Новосибирск, ул. Щетинкика, 33

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО «НГАВТ»

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Современные системы учета электроэнергии и мощности на оптовом и розничном рынках электроэнергии.

1.2 Метрологическое обеспечение автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого и технического учета электроэнергии.

1.3 Электромагнитная совместимость информационно-измерительных систем и электромагнитная обстановка на энергообъектах.

1.4 Анализ современного состояния научно-технической документации по обеспечению электромагнитной обстановки на энергообъектах.

1.5 Задачи исследования.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ НА ВТОРИЧНЫЕ ЦЕПИ ПОДСТАНЦИЙ 220 И 500 KB.

2.1 Существующие методы измерений наводимых напряжений на вторичных цепях подстанций.

2.2 Экспериментальные измерения электромагнитных помех на подстанциях.

2.2.1 Наводимые напряжения при работе подстанции в нормальном режиме.

2.2.2 Методика измерения импульсных помех и их общая характеристика.

2.3 Анализ эффективности исследовавшихся защитных мероприятий.

2.3.1 Влияние защитных мероприятий на уровень электромагнитных помех, наводимых во вторичных цепях.

2.3.2 Влиянще электромагнитных возмущений на параметры электробезопасности заземляющих устройств и на электромагнитную обстановку.

3 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА НАВОДИМЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ ВО ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЯХ ПОДСТАНЦИЙ.

3.1 Аналитические оценки наводимых напряжений на вторичных цепях подстанций.

3.2 Анализ импульсных потенциалов на заземлителях подстанций.

3.3 Расчёт наводимых напряжений во вторичных цепях измерительных систем.

3.3.1 Оценка импульсных наводок в кабельных линиях.

3.3.2 Оценка защитного действия кабельного экрана.

3.4 Оценка влияния электромагнитных помех на метрологические характеристики информационно-измерительных каналов.

3.4.1 Моделирование влияния наведенных электромагнитных помех на вторичные цепи информационно-измерительного канала.

3.4.2 Алгоритм повышения класса точности информационно-измерительного канала при наличии наведенных электромагнитных помех.

4 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОМЕХ.

4.1 Рекомендуемые меры защиты аналоговых вторичных цепей и входов аппаратуры.

4.2 Использование цифровых цепей тока и напряжения в измерительных системах подстанций.

4.3 Разработка экрана из электропроводного бетона для выравнивания потенциала на заземляющем устройстве.

4.3.1 Влияние экрана из бетэла на состояние искусственных и естественных заземлителей.

4.3.2 Расчет степени выравнивания потенциала с помощью электропроводного бетона (бетэла).

4.3.3 Оценка степени снижения воздействия возмущений на параметры ЗУ.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ.

5.1 Оперативное прогнозирование электропотребление с использованием нейронных сетей.

5.2 Методика оценки экономической эффективности оптимизации структуры измерительных систем.

Реформирование электроэнергетического комплекса Российской Федерации, запуск конкурентного рынка электроэнергии, формирование новой системы отношений как непосредственно между предприятиями электроэнергетики, так и между предприятиями и потребителями электрической энергии выдвигают в число важнейших проблем обеспечение качественного планирования и прогнозирования электропотребления. Субъекту оптового рынка электроэнергии необходимо спрогнозировать свое потребление, чтобы вложиться в заданный коммерческим оператором график планового почасового потребления или торговый график [1].

Фактором, влияющим на точность планирования и прогнозирования электропотребления, является наличие у потребителя современных автоматизированных информационно-измерительных системами коммерческого и технического учета (АИИС КУЭ и АСТУЭ), которые соответствуют существующим требованиям оптового рынка (НОРЭМ) и розничного рынка электроэнергии. При этом АИИС КУЭ позволяет вести расчеты на оптовом и розничном рынке, а АСТУЭ является дополнительной системой контроля работы АИИС КУЭ, а так же — поставщиком данных для составления прогнозов электропотребления.

Еще одним фактором, также влияющими на достоверность данных, полученных от систем АИИС КУЭ и АСТУЭ, являются использование элементов информационно-измерительных каналов с высоким классом точности, а также учет электромагнитной обстановки энергообъекта, на котором размещается система учета электроэнергии, поскольку в состав таких систем входит микропроцессорная аппаратура (МПА) [2-4].

Оборудование АИИС КУЭ и АСТУЭ на протяжении всего срока службы подвергается электромагнитным воздействиям разного вида, возникающим при коротких замыканиях, переключениях первичного оборудования, ударах молнии, коммутациях во вторичных цепях, работе высокочастотной связи разного назначения и т.п. Приведенный ОАО «ФСК ЕЭС» анализ результатов обследования 100 действующих подстанций ФСК, показал, что в большинстве случаев электромагнитная обстановка (ЭМО) крайне неблагоприятна. Из-за такого состояния ЭМО до 15% случаев повреждения или неправильного функционирования вторичного оборудования обусловлены невыполнением условий электромагнитной совместимости (ЭМС). Причем анализ проводился для объектов, на которых установлено лишь около 3% микропроцессорных устройств от всех устройств.

Ситуация осложняется тем, что сегодня повышается вероятность воздействия на МПА опасных уровней электромагнитных помех. Во-первых, рост мощности энергосистем, особенно в крупных городах и промышленных центрах, сопровождается возрастанием величин токов короткого замыкания. Протекание тока КЗ — один из наиболее опасных источников разностей потенциалов, приложенных вдоль трасс прокладки вторичных цепей, а также магнитных полей, воздействующих непосредственно на МПА. Во-вторых, сегодня все большее распространение получают компактные компоновки энергообъектов, что связано с высокой стоимостью свободной земли в крупных городах и промышленных центрах. Такая компактность часто приводит к тому, что источники помех (первичное оборудование, элементы системы молниезащиты и т.п.) оказываются приближенными к местам размещения МПА. В-третьих, очень часто современное оборудование внедряется на объектах, существенная часть территории которых не подвергается реконструкции, например, необходимость размещения оборудования АИИС КУЭ (трансформаторов тока и напряжения, микропроцессорных счетчиков и информационно-вычислительных комплексов) в непосредственной близости от существующего оборудования. В подобной ситуации микропроцессорная аппаратура размещается на объекте, спроектированном без учета требований ЭМС, причем возможности для его реконструкции минимальны. Похожая ситуация складывается в случаях поэтапной реконструкции действующих объектов, достройки дополнительных ячеек и распределительных устройств и т.п.

Следует отметить общую тенденцию снижения качества выполнения проектных и монтажных работ в части слабой организации работ по обеспечению электромагнитной совместимости в рамках единого процесса проектирования, строительства и приемки в эксплуатацию, а также не до конца проработанной методической поддержки на уровне нормативной и технической документации.

Таким образом, совершенствование структуры измерительных систем электростанций и подстанций, а именно: выбор мест установки основного оборудования, маршрутов трасс прокладки вторичных цепей и выбор схем заземляющих устройств с учетом сложившейся на энергообъектах электромагнитной обстановки — является актуальной для повышения точности и достоверности данных об электроэнергии и мощности.

Объектом исследования являются измерительные комплексы микропроцессорных систем измерения.

Предмет исследования - индуктивные электромагнитные помехи во вторичных цепях измерительных систем электростанций и подстанций.

Связь темы диссертации с общенаучными (государственными) программами и планом работы академии. Работа выполнялась в соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика на 2002 - 2005 гг. и на перспективу до 2010 г.», утвержденной постановлением Правительства РФ №796 от 17 ноября 2001 г. и с научной целевой комплексной темой ФГОУ ВПО «НГАВТ» (Гос.регистр №0188.0004137), раздел «Повышение уровней электромагнитной совместимости технических средств в региональных электроэнергетических системах», с основными направлениями научных исследований этой академии на 2007 — 2010 гг. (раздел 1.10 «Разработка мероприятий и технологий по модернизации систем теплоэлектроснабжения объектов России»).

Цель работы — совершенствование механизмов подавления индуктивных электромагнитных помех во вторичных цепях измерительных систем электростанций и подстанций с учетом сложившейся на энергообъектах электромагнитной обстановки в части выбора мест установки основного оборудования, определения маршрутов трасс прокладки вторичных цепей и выбора схем заземляющих устройств.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи: проанализировать и экспериментально оценить влияние наводимых электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи АИИС КУЭ и АСТУЭ, создаваемые на действующих э1гёргообъектах в условиях сложной электромагнитной обстановки; разработать рекомендации для проектирования, позволяющие как на вновь строящихся подстанциях, так и на уже действующих повысить точность измерений и снизить погрешность информационно-измерительных каналов АИИС КУЭ и АСТУЭ за счет применения современных решений цифровых технологий и снижения влияния электромагнитных помех на микропроцессорную аппаратуру и вторичные цепи измерительных каналов; разработать модели адаптивной системы оперативного прогноза электропотребления предприятия на НОРЭМ на базе нейронных сетей, обеспечивающую выполнение требований оптового рынка по исполнению торгового графика электроэнергии; оценить экономическую эффективность совершенствования системы контроля и учета электроэнергии субъектов оптового и розничного рынков.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации использовались как теоретические, так и экспериментальные методы. Теоретические исследования выполнялись с применением фундаментальных положений теоретических основ электротехники, цифровых и динамических систем, методов математического моделирования с использованием пакета MathLab. Обработка экспериментальных данных выполнялась с привлечением нейронных сетей и регрессионного анализа.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: выбранными методами исследований, общепринятыми уровнями допущений при математическом описании явлений; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук; достаточным объемом выполненных исследований.

Научная новизна.

Усовершенствованы рекомендации по проектированию системы защиты элементов измерительных каналов от электромагнитных помех, создаваемых высоковольтным оборудованием в части выбора мест размещения элементов АИИС КУЭ и АСТУЭ, и маршрутов трасс прокладки вторичных цепей на энергообъектах.

Предложены рекомендации по выбору точек заземления вторичных цепей с учетом размещения высоковольтного оборудования на подстанции для снижения влияния электромагнитных помех.

Предложен метод выравнивания потенциалов на заземляющем устройстве в зонах размещения микропроцессорного оборудования с помощью электропроводящего бетона (бетэла).

Разработана математическая модель измерительного канала, позволяющая определить в условиях наведенных электромагнитных помех на вторичные цепи информационно-измерительных каналов как исключаемую систематическую составляющую, так и случайную составляющую погрешности измерения электроэнергии и мощности.

Разработана математическая модель оперативного прогнозирования графика нагрузки для работы на рынках электроэнергии на базе регрессионной модели с использованием нейронных сетей.

Разработана методика оптимизации графика нагрузки электропотребления крупного потребителя, обеспечивающая минимизацию штрафных санкций при работе на оптовом и розничном рынках электроэнергии.

Практическая ценность работы.

Предложенные рекомендации по проектированию АИИС КУЭ и АСТУЭ по защите вторичных цепей от электромагнитных помех и схемы заземления элементов системы обеспечивают снижение погрешности измерения электроэнергии и позволяют повысить точность и достоверность данных измерений.

Выравнивание потенциалов на заземляющем устройстве в зоне размещения микропроцессорной аппаратуры с помощью электропроводящего бетона позволяет улучшить электромагнитную обстановку на энергообъекте предприятия.

Предложен метод повышения точности измерений электроэнергии и мощности за счет определения и компенсации исключаемой систематической погрешности измерения информационно-измерительного канала.

Предложенная математическая модель оперативного прогнозирования позволяет повысить эффективность работы на оптовом и розничном рынках электроэнергии, а также снизить затраты на штрафные санкции, связанные с невыполнением принятого графика нагрузки.

К защите представляются: рекомендации по проектированию систем измерения электроэнергии, позволяющие повысить эффективность защиты микропроцессорной аппаратуры и вторичных цепей измерительных каналов от электромагнитных помех; метод выравнивания потенциалов на заземляющем устройстве в зоне размещения микропроцессорной аппаратуры с использованием электропроводящего бетона; математическая модель информационно-измерительного канала, позволяющая повысить точность измерения электроэнергии и мощности за счет выделения исключаемой систематической погрешности измерения; математическая модель оперативного прогнозирования графика нагрузки электроэнергии для работы потребителя — субъекта оптового рынка электроэнергии и мощности.

Реализация результатов работы. Рекомендации по совершенствованию механизмов подавления индуктивных электромагнитных помех во вторичных цепях измерительных систем были использованы при проектировании, модернизации и строительстве информационно-измерительных каналов АИИС КУЭ на подстанциях 110/35/10 кВ ОАО «РЖД» по Западно-Сибирской железной дороге, АСТУЭ НПС ОАО «Транснефть» и ОАО «Искитимцемент».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на междунар. науч.-тех. конф. «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Новосибирск, 2002); междунар. науч.-тех. конф. работников ВУЗов и предприятий (Новосибирск, 2003); науч.-техн. семинарах и конференциях «Новосибирской гос. академии водного транспорта» (2002г. — 2009г.).

Публикации. Результаты исследований отражены в 9 научных трудах, в том числе — семи статей, одна из которых — в издании, входящем в перечень, утвержденный ВАК РФ; 2-х учебных изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 179 наименований и 5 приложений. Общий объем диссертации 260 е., в том числе 79 рисунков, 37 таблицы.

Выводы вторичных цепей Напряжение в земляной моде, В

Измерения выполнены осциллоскопом Измерения пиковым вольтметром пересчита нпые измеренные пересчита нные измеренные

ОРУ 1:

Измерение нуля 45 55 54 45

Трансформатор напряжения (ТН) 450 800 472 720

ТН, общая точка 360 500 423 480

Трансформатор тока 360 300 378 390

Питание 220 В 450 200 414 330

Вспомогательный постоянный 315 200 441 300 ток

ОРУ 2:

Измерение нуля 90 70 68 70

Трансформатор напряжения (ТН) 1800 2500 2430 1600

ТН, общая точка 675 200 630 200

Трансформатор тока 585 300 922 440

Вспомогательный постоянный 450 160 472 240 ток

В первом, на основании предварительных экспериментальных и теоретических исследований выбирается сигнальная цепь, в которой амплитуда наводок максимальная. Из всего разнообразия коммутационных операций также выбираются те, при которых амплитуда получаемых сигналов наибольшая. И в дальнейшем измерения проводятся только на этих цепях и при этих коммутациях. Во втором методе на территории реального энергообъекта выбирают определенное количество вторичных цепей и время, соответствующее наибольшему числу коммутаций (например, пуско-наладочные или ремонтные работы). Затем в течение определенного времени фиксируют все наводимые напряжения без привязки их с конкретными коммутациями. Первый способ дает лучшие результаты с позиций определения природы помехи и выбора мер защиты.

Второй же - предпочтительнее, когда необходимо определить общие статистические данные помех в условиях конкретного объекта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований делаются следующие выводы:

1. Успешное и эффективное решение проблем электромагнитной совместимости требует выполнение следующих условий: во-первых, современной организации работ по обеспечению ЭМС в рамках единого процесса проектирования, строительства, монтажа и пуско-наладочных работ; во-вторых, квалифицированного подхода к разработке и реализации мероприятий по обеспечению ЭМС; в-третьих, совершенствования нормативной и технической документации по ЭМС и ЭМО; в-четвертых, внедрения современных технических средств и подходов, позволяющих удешевить и упростить решение проблемы ЭМС, когда возможности организации обследования и реконструкции объекта ограничены.

2. Основным источником импульсных (0,3 — 2 МГц) наводок в кабельных линиях и микропроцессорной аппаратуре АИИС КУЭ, АСТУЭ, ТМ и РЗА подстанций среднего и высокого напряжения являются коммутационные операции, выполняемые высоковольтными разъединителями и, в меньшей мере, выключателями. Уровень наводимых при этом напряжений обычно составляет сотни вольт по отношению к земле и 5 — 10 В в проводе жила-жила, поднимаясь в экстремальных условиях до нескольких киловольт продольного и 20 — 40 В поперечного напряжений. Уровень помех, возникающих при коротком замыкании, ниже коммутационных, а при нормальных режимах работы даже в цепи земли не превышает единиц вольт.

3. При использовании даже слабо экранированных кабелей типов КВВГЭ и КСПП основным каналом проникновения паразитного потенциала в цепи микропроцессорной аппаратуры является сеть электропитания, незащищенная от воздействия внешних электромагнитных полей или коммутационных перенапряжений, а также места заземления микропроцессорного оборудования и экранов кабельных линий. В соответствии с этим уровень наводимых напряжений практически не зависит от класса подстанции, а определяется подверженностью электромагнитному влиянию сети электропитания, выбором места заземления вторичных цепей, плотностью компоновки высоковольтного оборудования, степенью симметричности цепей связи и микропроцессорного оборудования, а также влажностью воздуха.

4. Для повышения симметричности цепей связи рекомендуется применение экранированных кабелей со скрученными жилами. Кабельный лоток практически не экранирует внешнее электромагнитные поля, вследствие плохого электрического контакта между отдельными элементами его металлического каркаса (особенно крышки). Заземление экранов кабелей связи лучше выполнять со стороны приемного оборудования. При наличии больших токов помех для исключения стекания их с экранов кабелей непосредственно на заземление микропроцессорной аппаратуры при заземлении экрана со стороны аппаратуры только в месте концевой разделки кабеля следует использовать многоточечное заземление по всей длине кабеля.

5. Очень эффективным способом снижения наводок, поступающих в микропроцессорное оборудование как из сети питания или места заземления, так и со стороны кабельной линии, является включение на входе в аппаратуру устройств защиты от импульсных перенапряжений на базе разрядников и варисторов или гальванических развязок, таких как оптоэлектронные преобразователи или участки оптоволоконного кабеля с оптоэлектронными конверторами по концам.

6. Помимо непосредственной защиты сети питания и её источников от воздействия коммутационного электромагнитного поля, рекомендуется использование высокочастотных фильтров на питание, установку и заземление которых следует выполнять в некотором удалении от места заземления основного микропроцессорного оборудования. Кроме этого, трассы кабелей с вторичными цепями должны прокладываться на достаточном расстоянии (в зависимости от удельного сопротивления грунта от 0,5 м до 15 м) от мест заземления молниеприемников, радиомачт, высоковольтных разрядников и ОПН. Места заземления высоковольтных и низковольтных цепей должны быть разнесены на расстояния, превышающие, как минимум в 3 — 5 раз диагональные размеры заземляющей ячейки, а расстояние от трассы прокладки кабелей до заземления ближайшего молниеприемника должно составлять более 25 м.

7. Переход на использование цифровых цепей тока и напряжения в измерительных системах подстанций позволяет повысить точность измерений и снизить предел допускаемой относительной погрешности ИИК почти в 4 раза за счет исключения потерь напряжения в цифровых сетях и снижения, а при использовании оптоволоконных кабелей, исключения влияния электромагнитных помех, возникающих при коммутациях высоковольтного оборудования и КЗ. Замыкание вторичных цепей в схеме аналогово-цифрового преобразователя, находящегося в непосредственной близости к измерительным трансформаторам, позволяет избавиться от повышения напряжения на вторичной стороне трансформатора тока при случайном размыкании цепей тока в результате аварии или при неправильных действиях персонала и избежать повреждений в случае замыкания вторичных цепей трансформатора напряжения. Кроме того, организация двух или более дублирующих друг друга цифровых каналов или построение сети по кольцевой схеме позволит осуществлять резервирование в случае обрыва цепей тока или напряжений.

8. Использование математической модели для оценки влияния наведенных электромагнитных помех на метрологические характеристики информационно-измерительных каналов и переход от принципа однократных измерений к многократным при создании и использовании микропроцессорных систем контроля работоспособности информационно-измерительных каналов позволит выделить и исключить систематическую погрешность из результатов измерения электроэнергии и мощности и повысить класс точности информационно-измерительного канала в целом. При проведении модельных экспериментов и дальнейшей обработки полученных статистических данных исключаемая систематическая погрешность измерения составила АР = 13,92%, и случайная составляющая погрешности - 8Р = ±3,18%. Таким образом, при исключении систематической погрешности из результатов измерений, погрешность информационно-измерительного канала составила бы ±3,18%., что соответствует нормируемым значениям.

9. Расчет импульсных потенциалов, возникающих на заземлителе при стекании в него коммутационных токов, можно выполнять, введя в расчетную схему переходного процесса активное сопротивление, равное входному сопротивлению заземлителя на кажущейся частоте рассматриваемого переходного процесса. Максимальные расчетные значения импульсных потенциалов на заземлителе составляют приблизительно 4 - 5 кВ у автотрансформатора и порядка 2 — 3 кВ около коммутируемого оконечного оборудования.

10. Как показали расчеты, основным источником коммутационных наводок на линиях связи являются магнитное и гальваническое влияние, которые могут создавать на экранах кабельных линий наведенные ЭДС в несколько кВ и продольные токи до 50— 100 А.

В области частот коммутационного переходного процесса (0,3 — 2 МГц) коэффициент экранирования даже слабых кабельных экранов (типов КВВГЭ 4x2,5 и КСПП 1x4x0,9) превышает 1000, отсюда уровень напряжения, наводимого коммутационными электромагнитными полями на центральных жилах экранированного кабеля, при отсутствии сильного гальванического влияния, составляет единицы вольт по отношению к земле и десятки мВ в проводе «жила-жила».

11. Оценена степень влияния искажающих факторов (коррозии заземлителей, частоты вводимого тока, нелинейности внутреннего продольного сопротивления стальных искусственных заземлителей, неэквипотенциальности ЗУ) на величины напряжения «до прикосновения» и потенциалов на металле.

Установлено существенное влияние возмущений на параметры неэквипотенциального ЗУ (р = 10 Ом-м). Так, например, при частоте 180 Гц для вводимого в ЗУ тока допустимая величина напряжения на металле превышает нормируемое значение (10 В) в 36 раз (при пересчёте на реальный ток КЗ 5 кА).

12. Предложено выравнивать потенциал на заземляющих устройствах в зоне помещений с цифровой техникой с помощью электропроводного бетона (бетэла). Бетэл с удельным электрическим сопротивлением до 0,49 Ом.м и прочностью на сжатие до 20 МПа даёт эквипотенциальное покрытие на расстоянии до 100 м и устраняет влияние параллельных (неконтролируемых) цепей заземления и, тем самым, улучшает электромагнитную обстановку.

Доказано существенное (20 — 97%) снижение влияния возмущений на параметры ЗУ (потенциалы на металле, напряжение «до прикосновения») после внедрения экрана из бетэла.

13. Обследовано техническое состояние ЗУ тяговых подстанций Дальне-Восточной железной дороги ПС Волочаевка ЭЧЭ-9 Хабаровская дистанция электроснабжения ЭЧ-2 и ПС Фридман ЭЧЭ-30 Владивостокская дистанция электроснабжения ЭЧ-4, а также подстанциях ВосточноСибирской железной дороги ПС Гончарово ЭЧЭ-35 и ПС Суховская ЭЧЭ-29 Иркутская дистанция электроснабжения ЭЧ-5. Установлено, что на указанных тяговых подстанциях параметры электробезопасности (сопротивление растеканию, напряжение прикосновения) не превышают нормируемых значений. Однако, напряжение до прикосновения при пересчете на реальные токи КЗ (например, 5 кА) приближается к 1 кВ, что недопустимо при внедрении цифровых систем. Необходимо решать вопросы по выравниванию потенциалов по элементам ЗУ подстанции.

14. Предложена эффективная модель оперативного прогнозирования электропотребления субъекта НОРЭМ на базе нейронных сетей, позволяющая выполнять условие работы для потребителя электроэнергии, исходя из правил НОРЭМ, а именно: отклонение фактического потребления электроэнергии не должно превышать 2% от объемов планового почасового потребления в течение 20% времени, — в изменяющихся условиях функционирования НОРЭМ, а также уровня и характера электропотребления, связанного с сезонностью и общим спадом в экономике страны. Полученные результаты свидетельствуют о том, что нейронная сеть, реализующая методы регрессионного анализа, позволяет с высокой точностью прогнозировать электропотребление на ограниченном объеме входной выборки — часовые значения электропотребления с глубиной 15 предшествующих рабочих дней. При оперативном прогнозировании на 1 и 2 часа вперед отклонение прогноза от последующего фактического электропотребления более чем на 2% составило не более 1 часа. Таким образом, использование нейронных сетей позволяет создавать легко адаптирующиеся к изменяющимся условиям современного рынка системы прогнозирования и оперативного управления электропотреблением как крупного предприятия, так и энергосбытовой компании.

15. Реализация проекта по созданию АИИС КУЭ с учетом технических требований НОРЭМ к подобным системам, а также учет сложившейся электромагнитной обстановки на энергообъекте, и реализация оперативного прогнозирования и управления электропотреблением с использованием нейронных сетей на базе данных, собранных автоматизированной системой, дает чистый дисконтированный доход -83340 тыс.руб., при этом индекс доходности — ИД > 1, срок окупаемости — 3,31 года.

1. Андрусов, А. Риски потребителей и поставщиков электроэнергии, связанные с вводом Новых правил функционирования оптового рынка /

2. A. Андрусов // Энергорынок. 2006. - №4. - С.24 - 27.

3. Борисов, Р.К. Система обеспечения электромагнитной совместимости вторичного оборудования на энергообъектах / Р.К. Борисов // Энергоэксперт. 2008. - №5. - С.82 - 84.

4. Фещенко, В.А. Решение проблем ЭМС в ОАО «ФСК ЕЭС» /

5. B.А. Фещенко // Энергоэксперт. 2008. - №5. - С.68 - 71.

6. Матвеев, М.В. Перспективы решения проблемы ЭМС вторичного оборудования в условиях массового технического перевооружения энергетики / М.В. Матвеев, М.Б. Кузнецов // Энергоэксперт. — 2008. — №5. —1. C.72 80.

7. Осика, JI.K. Коммерческий и технический учет электрической энергии на оптовом и розничном рынках: Теория и практические рекомендации / JI.K. Осика. СПб.: Политехника, 2005. - 360 с.

8. Осика, Л. Коммерческий учет электроэнергии: уроки и перспективы / Л. Осика // Энергорынок. — 2006. №7. - С. 19 - 23.

9. Школьников, А. Развитие энергосбытового бизнеса / А. Школьников // Энергорынок. — 2006. — №6. — С.14 — 17.

10. Школьников, А. НОРЭМ глазами гарантирующего поставщика / А. Школьников// Энергорынок. 2006. - №11. - С.64 - 67.

11. Вершинин, А. Рынок как он есть /А. Вершинин, А. Коковин// Энергорынок. 2006. - №12. - С. 63 - 67.

12. Попов, И. Особенности расчета плана балансирующего рынка в условиях второй ценовой зоны / И. Попов // Энергорынок. — 2006. — №6. — С.58 63.

13. Невмержицкая, Н. Что такое розничный рынок электроэнергии / Н. Невмержицкая // Энергорынок. — 2006. — №9. — С.26 28.

14. Догадушкина, Ю. Рынок, выгодный и покупателям, и продавцам / Ю. Догадушкина// Энергорынок. 2006. - №9. - С. 16- 18.

15. Забелло, Е.П. Информационное обеспечение коммерческого и технического учета электрической энергии при ее генерации, передаче, распределении и потреблении / Е.П. Забелло, А.Н. Евсеев // Промышленная энергетика. 2007. - №12. - С.7 - 12.

16. Беляев, JI.C. Сравнительный анализ моделей оптового рынка электроэнергии / JT.C. Беляев, В.В. Шурупов // Энергоэксперт. — 2008. — №3. -С.58 63.

17. Трофименко, Ю. Годовой обзор равновесных цен на электрическую энергию по результатам конкурентного отбора ценовых заявок на РСВ в 2008 году / Ю. Трофименко // Энергорынок. 2009. - №1. -С.22 — 26.

18. Осика, JT.K. Коммерческий учет электроэнергии: история и проблемы ИТ-обеспечения / JI.K. Осика // Энергорынок. — 2009. — №2. — С.70 73.

19. Егоров, В. Эффективное управление энергоресурсами: основные подходы / В. Егоров // Энергорынок. 2006. -№3. - С.22 - 24.

20. Генгринович, E.J1. Измерительные системы учета электроэнергии — эволюция понятий и целей / E.JI. Генгринович // Измерение.ги. — 2006. — №12.-С.18-20.

21. Лифанов, Е.И. Будущее АСКУЭ. Прогноз и направления развития систем АИИС КУЭ. Разработка, производство и системная интеграция / Е.И. Лифанов // Измерение.ТШ. 2006. - №2. - С.24 - 27.

22. Георгиади, В. Внедрение АИИС КУЭ на тепловых электростанциях необходимое условие для работы на ОРЭ / В. Георгиади // Энергорынок. -2006. - №7. - С. 13 - 17.

23. Бэнн, Д.В. Сравнительные модели прогнозирования электрической нагрузки / Д.В. Бэнн, Е.Д. Фармер. М.: Энергоатом-издат, 1987.-200 с.

24. Попов, И. Особенности расчета плана балансирующего рынка в условиях второй ценовой зоны / И. Попов // Энергорынок. — 2006. — №6. — С.58-63.

25. Глушков, В. Оценка эффективности планирования почасового потребления в условиях НОРЭМ / В. Глушков, А. Скобелев // Энергорынок. -2006. №9. - С.22 - 24.

26. Плетнев, А. Имитационное моделирование как новая технология планирования и управления энергопотоками генерирующей компании / А. Плетнев, С. Казаков // Энергорынок. 2006. - №9. - С.ЗЗ - 38.

27. Гнатюк, В. Методика оптимального управления электропотреблением / В. Гнатюк // Энергорынок. 2008. - №9. - С.58 - 64.

28. Филаретов, Г.Ф. Применение искусственных нейронных сетей в системах управления / Г.Ф. Филаретов, А.Н. Житков, В.А. Кабанов // Приборы и системы управления. — 1999. — №4. — С.З — 6.

29. Кузнецов, Ф.Д. Техническое обслуживание измерительных трансформаторов тока и напряжения / Ф.Д. Кузнецов, под. ред. Б.А. Алеексеева. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. - 96 с.

30. Загорский, Я.Т. Границы погрешности измерений при расчетном и техническом учете электроэнергии / Я.Т. Загорский, Е.В. Комкова // Электричество. 2001. - №8. - С. 14 - 18.

31. Тамазов, А.И. Погрешности измереия мощности и электроэнергии / А.И. Тамазов // Электро. 2002. - №3. - С.9 - 12.

32. Осика, J1.K. Принцип нормирования точности измерений для целей коммерческого учета на оптовом рынке электроэнергии / J1.K. Осика // Электрические станции. — 2003. №3. — С.2 — 8.

33. Осика, J1.K. Метрологические проблемы создания измерительных систем для целей коммерческого учета на оптовом рынке электроэнергии / J1.K. Осика // Промышленная энергетика. 2003. — №9. — С.26 — 32.

34. Осика, J1.K. Современные требования к измерительным приборам для целей коммерческого учета электроэнергии / JI.K. Осика // Электричество. 2005. - №3. - С.2 - 9.

35. Осика, J1.K. Требования к коммерческому учету на электрических станциях — субъектах оптового рынка электроэнергии / JI.K. Осика // Электрические станции. — 2005. — №3. С.27 - 36.

36. Гуртовцев, А. О метрологии цифровых АСКУЭ и границах метрологической экспансии / А. Гуртовцев // Энергорынок. — 2006. №6,7. -С.42 — 45, 24 — 27.

37. Гуртовцев, А. Измерительные трансформаторы тока 0,4-ЮкВ: Возможности улучшения характеристик / А. Гуртовцев // Новости Электротехники. 2008. -№1. - С.76 - 80.

38. Гуртовцев, А. Измерительные трансформаторы тока: Проблема нижней границы вторичной нагрузки / А. Гуртовцев // Новости Электротехники. 2008. - №2. - С.170 - 174.

39. Гуртовцев, А. Аттестация цифровых АСКУЭ: какой ей быть? / А. Гуртовцев // Новости ЭлектроТехники. 2008. - №4. — С.96 — 100.

40. Зихерман, М. Стандарты по измерительным трансформаторам: Новые требования / М. Зихерман // Новости ЭлектроТехники. — 2008. №3. -С.86 — 88.

41. ГОСТ 8.596-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

42. ГОСТ 8.009-84. Нормируемые метрологические характеристика средств измерения.

43. Методические материалы по применению ГОСТ 8.009-84. -М.: ВНИИМС, 1984. 132 с.

44. ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия.

45. ГОСТ 1983-2001. Трансформаторы напряжения. Общие технические условия.

46. ГОСТ Р 52320-2005. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования. Испытания и условия испытаний. Ч. 11. Счетчики электрической энергии.

47. ГОСТ Р 52323-2005. Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. 4.22. Статические счетчики электрической энергии классов точности 0,2S hO,5S.

48. РД 50-453-84. Методические указания. Характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчета.

49. РД 34.09.101-94. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении. — М.: СПО «ОРГРЭС», 1995.

50. РД 34.11.333-97. Типовая методика выполнения измерений количества электрической энергии. — М.: РАО «ЕЭС России», 1997.

51. РД 34.11.334-97. Типовая методика выполнения измерений электрической мощности. -М.: РАО «ЕЭС России», 1997.

52. РД 153-34.0-11.201-97. Методика определения обобщенных метрологических характеристик измерительных каналов ИИС и АСУ ТП по метрологическим характеристикам агрегатных средств измерений. — М.: СПО «ОРГРЭС», 1999.

53. РД 34.11.114-98. Автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии и мощности. Основные нормируемые метрологические характеристики. Общие требования. — М.: РАО «ЕЭС России», 1997.

54. РД 153-34.0-11.203-2001. Методические указания. Информационно-измерительные системы. Анализ состояния метрологического обеспечения в электроэнергетике. Организация и порядок проведения. — М.: РАО «ЕЭС России», 2001.

55. Рекомендации Всесоюзной научно-технической конференции "Помехи в цифровой технике-82". г. Паланга: Минприбор, 1982. - 4 с.

56. Харкевич, А.А. Борьба с помехами / А.А. Харкевич. -М.: Наука, 1965.-275 с.

57. Гурвич, И.С. Защита ЭВМ от внешних помех / И.С. Гурвич. -М.: Энергоатомиздат, 1964. 224 с.

58. Хабигер, Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике / Э. Хабигер. — М.: Энергоатомиздат, 1995 — 304 с.

59. Шваб, А.Й. Электромагнитная совместимость / А.И.Шваб. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 480 с.

60. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике / Под ред. А.Ф. Дьякова. — М.: Энергоатомиздат, 2003.

61. Костенко, М.В., Перельман JI.C., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения / М.В. Костенко, JI.C. Перельман, Ю.П. Шкарин. -М.: Энергия, 1973. 272 с.

62. Михайлов, Е.В. Помехозащищенность информационно-измерительных систем / Е.В. Михайлов. М.: Энергия, 1975. - 104 с.

63. Наумов, Ю.Е. Помехоустойчивость устройств на интегральных логических схемах /Ю.Е. Наумов, Н.А. Аваев, М.А. Бедрековский. — М.: Советское радио, 1975.-215 с.

64. Волин, M.JI. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре / M.JI. Волин. М.: Радио и связь, 1981. - 290 с.

65. Зимин, Е.Ф. Электромагнитная совместимость информационных систем. / Е.Ф. Зимин, Ю.А. Казанцев, В.А. Кузовкин. — М.: Издательство МЭИ, 1995.- 152 с.

66. Афанасьев, А.И. Обеспечение электромагнитной безопасности при эксплуатации компьютерной техники / А.И. Афанасьев, В.И. Долотко, А.А. Туркевич. Фрязино М.О.: ГНПП «Циклон-Тест», 1999. - 120 с.

67. Горюнов, А.К. Электромагнитная совместимость в сетях низкого напряжения и меры борьбы с её нарушениями: Учебное пособие / А.К. Горюнов, А.И. Таджибаев, Ф.Х. Халилов. СПб.: ПЭИПК, 2002. - 55 с.

68. Уайт, Д.Р.Ж. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Внутрисистемные помехи и методы их уменьшения / Д.Р.Ж. Уайт, под ред. А.И. Сангира. — М.: Советское радио, 1978. 272 с.

69. Отт, Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах / Г. Отт, под ред. М.В. Гальперина. М.: Мир, 1979. — 317 с.

70. Андерс. Проблемы влияния электромагнитных полей на электронное оборудование, устанавливаемое на энергобъектах / Андерс, Кэмплинг, Шампье // Сб. докладов СИГРЭ-80. М.: Энергия, 1982. - С.6-19.

71. Лесин, Н.М. Повышение помехоустойчивости микро-ЭВМ, используемых в устройствах релейной защиты / Н.М. Лесин, В.А. Файбисович.-М.: Электричество. 1982.-№12. - С.54 - 55.

72. Фадке, А.Дж. Анализ и натурные испытания цифровой вычислительной системы для подстанций сверхвысокого напряжения / А.Дж. Фадке и др.. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. -1976. - Vol. Рас. 95, №1. - C.291.

73. ГОСТ P 51317.6.5-2006. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях.

74. ГОСТ Р 51317.2.5-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств.

75. ГОСТ Р 51317.4.1-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний.

76. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

77. ГОСТ Р 51992-2002. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Часть 1. Требования к работоспособности и методы испытаний.

78. ГОСТ Р 50648-94. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Технические требования и методы испытаний

79. ГОСТ Р 50649-94. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к импульсному магнитному полю. Технические требования и методы испытаний

80. ГОСТ Р 51317.4.2-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний

81. ГОСТ Р 51317.4.3-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний

82. ГОСТ Р 51317.4.4-2007. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний

83. ГОСТ Р 51317.4.5-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний

84. ГОСТ Р 51317.4.6-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями. Требования и методы испытаний

85. ГОСТ Р 51317.4.12-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к колебательным затухающим помехам. Требования и методы испытаний

86. ГОСТ Р 51317.4.14-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к колебаниям напряжения электропитания. Требования и методы испытаний

87. ГОСТ Р 51317.4.16-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к кондуктивным помехам в полосе частот от 0 до 150 кГц. Требования и методы испытаний

88. ГОСТ Р 51516-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость измерительных реле и устройств защиты к наносекундным импульсным помехам. Требования и методы испытаний

89. ГОСТ Р 51525-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость измерительных реле и устройств защиты к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний

90. ГОСТ 29254-91. Совместимость технических средств электромагнитная. Аппаратура измерения, контроля и управления технологическими процессами. Технические требования и методы испытаний на помехоустойчивость

91. ГОСТ Р 50839-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость средств вычислительной техники и информатики к электромагнитным помехам. Требования и методы испытаний

92. ГОСТР 51179-98. Устройства и системы телемеханики. Часть 2. Условия эксплуатации. Раздел 1. Источники питания и электромагнитная совместимость.

93. ГОСТ Р 50745-99. Совместимость технических средств электромагнитная. Системы бесперебойного питания. Устройства подавления сетевых импульсных помех. Требования и методы испытаний

94. ГОСТ Р 50571.19-2000. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Глава 44. Защита от перенапряжений. Раздел 443. Защита электроустановок от грозовых и коммутационных перенапряжений.

95. ГОСТР 50571.20-2000. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Глава 44. Защита отперенапряжений. Раздел 444. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями.

96. ГОСТ Р 50571.21-2000. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации.

97. ГОСТ Р 50571.22-2000. Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.

98. ГОСТ Р 50571.26-2002. Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 534. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений.

99. РД 34.20.116-93. Методические указания по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех. — М.: РАО «ЕЭС России», 1993.

100. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. — М.: РАО «ЕЭС России», 1997.

101. СО 153-34.21.122-2003. Инструкция по устройству молние-защиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. -М.: РАО «ЕЭС России», 2003.

102. СО 34.35.311-2004. Методические указания по определению электромагнитной обстановки на электрических станциях и подстанциях. -М.: РАО «ЕЭС России», 2004.

103. РД 153-34.0-20.525-00. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок. -М.: РАО «ЕЭС России», 2000.

104. Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защите от них электротехнического оборудования в распределительных устройствах 110 кВ и выше. — М.: СПО ОРГРЭС, 1998.

105. Правила устройства электроустановок. / Минэнерго СССР. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 640 с.

106. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Глава 1.8.- 7-е изд. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 88 с.

107. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Главы 7.5, 7.6, 7.10. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. -176 с.

108. Правила устройства электроустановок. Раздел 2. Передача электроэнергии. Главы 2.4, 2.5. — 7-е изд. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. — 160 с.

109. Правила устройства электроустановок. Раздел 4. Распределительные устройства и подстанции. Главы 4.1, 4.2. — 7-е изд. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. 104 с.

110. Правила устройства электроустановок. Раздел 6. Электрическое освещение. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Главы 7.1, 7.2. 7-е изд. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - 80 с.

111. Матвеев, М. Электромагнитная совместимость. Современное состояние НТД / М. Матвеев, М. Кузнецов // Новости ЭлектроТехники. — 2008. — №4. — С.70 — 75.

112. Матвеев, М. Электрические станции и подстанции. Проектирование с учетом ЭМС / М. Матвеев, М. Кузнецов // Новости ЭлектроТехники. 2008. - №1. - С.54 - 57.

113. Матвеев, М. Инструкция по устройству молниезащиты добавила проблем проектировщикам / М. Матвеев, М. Кузнецов, С. Носков // Новости ЭлектроТехники. 2008. - №2. - С. 116 - 120.

114. Андерс, Кэмплинг. Исследование опасных и мешающих влияний в контрольных и сигнальных кабелях, проложенных на территории станций и подстанций / Андерс, Кэмплинг // Сб. докладов СИГРЭ-76. М.: Энергия, 1979.-С. 73-98.

115. Косеймер, У.С. Экранирование и заземление кабелей управления / У.С. Косеймер // Transmission and Distribution. 1974. — Vol.26, №7. -С.52 - 55.

116. Вишневский, А. Напряжение поперечных помех во вторичных защитных цепях на подстанциях / А. Вишневский, С. Маргонек // IEEE Transactions. 1977. - pas. 96, №1. - С. 261 -267.

117. Разработка предварительных рекомендаций по защите от повреждений во вторичных цепях, вызываемых эксплуатацией трансформаторных подстанций // отчет Ин-т Энергоснабжения (ГДР). — Дрезден, 1975.-70 с.

118. Фогель. Меры ограничения коммутационных перенапряжений в цепях измерениях, управления и сигнализации крупных подстанций высокого напряжения / Фогель, Хубе, Штайнер // СИГРЭ, Paris, 1974. -Rapport, №2. — 13 с.

119. Фогель. Метод определения коммутационных перенапряжений, наведенных во вторичных цепях новых подстанций до ввода в эксплуатацию / Фогель, Ренуа, Стрнад // Сб. докладов СИГРЭ-76. М.: Энергия, 1979. -С. 65 - 72.

120. Ремде, Г.В. Регулирование переходных процессов во вторичных системах проводки высоковольтных подстанций / Г.В. Ремде // Proceedings Iranian Conf. On Electrical, Engineering. 1975. - Vol.1. - C. 1-14.

121. Альтман, К. Измерение напряжений помех, возникающих в цепях управления блоками электростанций мощностью 500 МВт / К. Альтман, Э. Клункер, Б. Реске // Techn, Inform. 1977. -Bd.15, №4. - С. 209 - 214.

122. Кшець, А. Исследование влияния электроэнергетического оборудования на вторичные цепи с электронными элементами / А. Кшець, Е. Ксенженаньский // Energetic. 1975. - №9. - С. 56 - 59.

123. Каден, Г. Электромагнитные экраны в высоковольтной технике электросвязи / Г. Каден. — M.-JL: Гос.энерг.изд., 1957. 327 с.

124. Гроднев, И.И. Электромагное экранирование в широком диапазоне частот / И.И. Гроднев. — М.: Связь, 1972. 111 с.

125. Михайлов, М.И. Защита сооружений связи от опасных и мешающих влияний / М.И. Михайлов, Л.Д. Разумов, С.А. Соколов. — М.: Связь, 1978.-288 с.

126. Алптон, М. Защита линий связи подстанций / М. Алптон // Transmission Subs. Communication lines. — 1974. Vol.26, №7. - С. 38 — 39.

127. Разработка рекомендаций по защите от электромагнитных помех УВК, систем сбора информации и КТС подстанций 1150 кВ // Отчет СибНИИЭ, рук. темы Г.Г.Пучков. Инв. №02840012207. - Новосибирск, 1983.-90 с.

128. Обеспечение надежности ввода информации по кабельным линиям в управляющие вычислительные комплексы, в условиях воздействия сильных электромагнитных полей // Отчет. НЭИС, рук.темы Ю.Н.Белов. -Инв. №81038165. 1984. - 70 с.

129. Окраинская, И.С. Общая характеристика напряженности электрического поля на ОРУ 500кВ / И.С. Окраинская и др. // Электрические станции. 2006. - №1. - С.45 - 48.

130. Комплекс программ МАЭС для расчета переходных процессов в сложных электроэнергетических схемах. // Отчет СибНИИЭ,. Рук. темы Н.Е. Наумкин. Инв. № 02814009723. - Новосибирск, 1981. - 199 с.

131. Карсон, Д.Р. Распространение волн а воздушных линиях с возвратом тока через землю / Д.Р. Карсон // RSTJ. 1986. - Vol.5, №10. -С. 539-554.

132. Пучков, Г.Г. Математическая модель заземляющего устройства переменного тока / Г.Г. Пучков // Электричество. 1984 - № 3. - С.26 - 30.

133. Вэнс, Э.Ф. Влияние электромагнитных полей на экранированные кабели / Э.Ф. Вэнс. М.: Радио и связь, 1982. - 118 с.

134. Михайлов, М.И., Разумов Л.Д., Соколов С.А. Электромагнитные влияния на сооружение связи / М.И. Михайлов, Л.Д. Разумов, С.А. Соколов -М.: Связь, 1979.-264 с.

135. Бутенков, В.В., Михайлова Л.М., Портнов Э.Л. Методика определения параметров заземленных несимметричных цепей /

136. В.В. Бутенков, J1.M. Михайлова, Э.Л. Портнов // Информации в системах связи.: Сб.науч.тр. учеб.ин-тов связи.—Л., 1983. —С. 140—145.

137. Кадыков, Н.В. Экспериментальная оценка электромагнитной обстановки на энергообъектах / Н.В. Кадыков // Вестник ВНИИЭ. — М.: ВНИИЭ, 1996.

138. Макаров, Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35кВ и 110— 1150кВ. В 6 томах. Учебно-производственное издание / Е.Ф. Макаров; под ред. ИТ. Горюнова, А.А. Любимова. — М.: Папирус ПРО, 1999.

139. Ямпольский, Г.М. Компоненты и решения компании Phoenix Contact для построения автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) / Г.М. Ямпольский // UPDATE. 2007. -№3. - С. 4 - 12.

140. Преобразователи сигналов Phoenix contact. — М.:. ООО «Феникс контакт», 2006. 472 с.

141. Власов, М. Высоковольтные оптические преобразователи для систем измерения и анализа качества электрической энергии / М. Власов, А. Сердцев // Энергорынок. 2006. - №10. - С.43 - 46.

142. Азерников, Д.В. Оптоволоконная связь наиболее перспективна для энергетики / Д.В. Азерников, И.В. Дианов, П.Н. Казаков // Энергоэксперт. 2008. - №2. - С.64 - 65.

143. Гришан, А.А. Новейшие технологии компании SCHNEIDER ELECNRIC / А.А. Гришан // Энергоэксперт. 2008. - №2. - С.98 - 101.

144. Ершов, Ю.А. Использование цифровых цепей тока и напряжения в релейной защите / Ю.А. Ершов, А.С. Бойко, Я.В. Михайленко // Вести в электроэнергетике. 2006. - №6. - С. 33 - 35.

145. Вулус, А.Л. Сбор, передача и отображение оперативно-диспетчерской информации: тенденции развития /А.Л. Вулус // Энергоэксперт. 2008. - №2. - С. 58 - 63.

146. Рощин, В.А. Схемы включения счетчиков электрической энергии: практическое пособие / В.А. Рощин ; под ред. Я.Т. Загорского. — М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. 64 с.

147. Гуртовцев, A.JI. Электронные электросчетчики для АСКУЭ: результаты испытаний / A.JI. Гуртовцев // Электро. — 2005. —№6. С. 32 — 41.

148. Дёмин, Ю.В. Обеспечение долговечности электросетевых материалов и конструкций в агрессивных средах: в 2 кн. / Ю.В. Дёмин и др.; под. ред. В.П. Горелова. — Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 1998.

149. Кн.1: Теоретические основы. 1998. - 209 с.

150. Кн.2: Практические рекомендации. 1998. - 190 с.

151. Бургсдорф, В.В. Заземляющие устройства электроустановок / В.В. Бургсдорф, А.И. Якобе. М.:Энергоатомиздат, 1987 — 400 с.

152. Кацельсон, М.Ю. Полимерные материалы: справочник / М.Ю. Кацельсон и др. Л.: Химия, 1982. - С. 40 - 55.

153. Сафрошкина, Л.Д. Разработка комплексной защиты электросетевых конструкций от коррозии с использованием активированных материалов: автореф. дисс. конд. тех. наук / Л.Д. Сафрошкина. -Новосибирск, 2004. 23 с.

154. Демин, Ю.В. Повышение долговечности электросетевых конструкций: обзорная информация / Г.Е. Асеев, Ю.В. Демин, И.В. Клековкин. — М.: Информэнерго, 1989.-48 с.

155. Кандаев, В.А. Совершенствование эксплуатационного контроля коррозионного состояния подземных сооружений систем электроснабжения железнодорожного транспорта: дисс. на соискание докт. техн. наук / В.А. Кандаев. Омск, 2004. - 334 с.

156. Колечицкий, Е.С. Спецзаземление программно-технических комплексов АСУ ТП современных энергоблоков / Е.С. Колечицкий и др. // Электрические станции. 2006. - №1. - С.56 — 61.

157. Антонов, Ю. Диагностика заземляющих устройств энергообъектов. Измерение сопротивлений металлосвязи / Ю. Антонов и др. // Новости Электротехники. 2008. - №2. - С. 144 - 146.

158. Иванов, Г.В. Коррозия и защита электросетевых конструкций /Г.В. Иванов и др.; // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. 2007 - №2. -С. 86-95.

159. Иванов, Г.В. Оценка использования электропроводного бетона (бетэла) для выравнивания электрического потенциала на заземляющем устройстве / Г.В.Иванов и др.; // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. -2007. №2. - С.78 - 80.

160. Иванов, Г.В. Математическая модель расчета коррозионных токов и потенциалов в заземляющих системах / Г.В.Иванов и др.; // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост.- 2007. №1. - С. 131 - 139.

161. Иванов, Г.В. Разработка экрана из электропроводного бетона (бетэла) для защиты от коррозии искусственных заземлителей и выравнивания потенциала на заземляющем устройстве /Г.В.Иванов и др.; // Сибирский Научный Вестник.-2008.-№11 С.74 - 77.

162. Медведев, B.C. Нейронные сети. MatLab 6 / В.С.Медведев, В.Г. Потемкин. М.: Диалог-МИФИ, 2002 - 496 с.

163. Себер, Дж. Линейный регрессивный анализ / Дж. Себер. — М.: Мир, 1980.-456 с.

164. Мещеряков, В.В. Задачи по статистике и регрессионному анализу с MATLAB / В.В. Мещеряков. М.: Диалог-МИФИ, 2009 - 448 с.

165. Методические рекомендации по оценки эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. — М.: Информэлектро, 1994. 80 с.

166. РД 153-34.1-09.321-2002. Методика экспресс-оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий на ТЭС. — М.:СПО «ОРГРЭС», 2003. 70 с.

167. Зайцев, H.JI. Экономика промышленного предприятия. Практикум: Учебное пособие / Н.Л. Зайцев. М.: ИНФРА-М, 2001. - 192 с.

168. Грузинов, В.П. Экономика предприятия: Учебное пособие. / В.П. Грузинов, В.Д. Грибов — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Финансы и статистика, 2000. 208 с.

169. Садовская, Л.В. Основные положения функционирования нового оптового рынка электроэнергии и мощности.- Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2009.-42 с.

170. Садовская, Л.В. Энергосбережение при применении автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии предприятия / Л.В. Садовская и др. // Энергетика, экология, энергоснабжение, транспорт: тр. 1-й междун. науч.-техн. конф., Новосибирск, 18