автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей

На правах рукописи

Кузнецов Анатолий Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы» 05.09.01 - «Электромеханика и электрические аппараты»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Самара 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновском государственном техническом университете на кафедре «Электроснабжение».

доктор технических наук, профессор Костырев Михаил Леонидович

доктор технических наук, профессор Кудрин Борис Иванович

доктор технических наук, профессор Немцев Геннадий Александрович

Нижегородский региональный учебно - научный инновационный центр энергосбережения (НИЦЭ)

40 2004 г. на заседании диссертационного Самарском государственном техническом университете (443100 г. Самара, ул. Первомайская, д. 18, корпус 1).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Самарского государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим высылать по адресу: Россия, 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 224. Главный корпус. Самарский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета Д212.217.04 , факс (8462) 784-400, e-mail: aees@samgtu.ru.

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Защита состоится «й» совета Д212.217.04 при

2005-4 12073

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие энергетики до 2020 года предусмотрено созданной и утвержденной Правительством РФ Энергетической стратегией России, высшим приоритетом которой является повышение эффективности энергопотребления и энергосбережения. Важнейшую роль в достижении приоритетной цели играют потребители электрической энергии, которые получают ее от энергоснабжающей организации в точках раздела балансовой принадлежности сети. Массовость потребителей, сложность контроля за использованием энергоресурсов, большая протяженность их электрических сетей приводит к расходу топливно-энергетических ресурсов с превышением технологических норм. Неиспользованный потенциал энергосбережения в России составляет более 45%.

Одним из аспектов проблемы энергопотребления и энергосбережения является эффективность передачи электроэнергии по сетям потребителей. В большинстве случаев - это электрические сети напряжением 6-10 и 0,4 кВ. Так как затраты на передачу электроэнергии по электрическим сетям 6-10 и 0,4 кВ составляют более 50% затрат на ее производство и передачу от генераторов станций до электроприемников (ЭП), то их снижение связано с существенным снижением расхода невосполняемого запаса топливно-энергетических ресурсов. Большое значение для повышения эффективности передачи электроэнергии в системах электроснабжения потребителей имеют вопросы управления этим процессом.

Основу системы управления процессом передачи электроэнергии составляют технические устройства управления передачей электроэнергии. Это - аппараты управления и защиты, обеспечивающие необходимую степень надежности электроснабжения ЭП в нормальном и аварийном режимах, и устройства управления режимами электропотребления (показателями этих режимов являются: коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, потребляемая реактивная мощность, показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и т.п.), обеспечивающие экономичность передачи электроэнергии.

Эффективность функционирования каждого из устройств управления передачей электроэнергии предполагает выполнение им заданных функций при минимальных затратах и характеризует эффективность системы управления передачей электроэнергии. Проблема повышения

эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей связана с проблемой эффективности передачи электрической энергии и является актуальной.

Работы по теме диссертации являются составной частью целевой комплексной программы на 1986-1990 г.г. «Разработка методов и средств экономии электроэнергии и повышена иия,пи = •^"'"^""^чергетических системах» (Экономия электроэнерги уза СССР от

09.02.87; региональной научно-технической программы на 1986-1990 г.г. «Комплексное использование энергоресурсов Поволжья» (Энергоресурсы Поволжья), приказ №99 Минвуза РСФСР от 06.02.86; программы «Энерго - и ресурсосберегающие технологии, повышение конструкторско-технологических показателей и качества промышленной продукции народного хозяйства РФ» (НКП - 2000), 1994-2000 г.г.; программы «Федерально-региональная политика в науке и образовании» (приказ Минобразования России №4433 от 17.12.02); программы «Энергосбережение Минобразования России» (решение научно-технического совета по программе «Энергосбережение Минобразования России» от 31.10.2003 и решение президиума научно-технического совета по программе «Энергосбережение Минобразования России» от 23 Л 2.2002) и др.

Цель работы. Создание и реализация теоретических, методических, информационно-технологических и технических основ повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей. Реализация сформулированной цели требует решения ряда теоретических и прикладных задач. Основные из них следующие:

1. Разработка математической модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в виде целевой функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, анализ и оценка значений параметров целевой функции.

2. Анализ явлений, оказывающих влияние на параметры разработанной модели, и обоснование совокупности критериев оценки принимаемых технических и организационных решений, направленных на эффективное выполнение техническими устройствами управления заданных функций, а также поиск путей реализации этих решений.

3. Разработка по обоснованным критериям новых устройств управления и защиты напряжением до 1 кВ на основе управляемых предохранителей (УП), жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей (ЖСП), устройства защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью.

4. Разработка научных основ создания ЖСП путем анализа процессов в цепи при их использовании в составе устройств защиты, выявления детерминированных связей между параметрами этих устройств, параметрами электрической сети и параметрами защищаемых элементов.

5. Анализ и решение задач практической реализации новых устройств управления и защиты на основе УП, ЖСП в электрических сетях до 1 кВ, их исследования и разработка основ методики их проектирования.

6. Разработка новой организационной структуры управления, основанной на предложенной совокупности экономических критериев оценки принимаемых- решений, реализующих принцип экономической

заинтересованности потребителей в улучшении показателей режимов электропотребления.

7. Разработка алгоритмов и программных продуктов, использующих новые методы обработки электротехнической информации для принятия решений, а также совершенствование информационно-технологического и учебно-методического обеспечения организационной структуры управления режимами электропотребления.

Основные положения, выносимые автором на защиту.

1. Модель эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, представленная в виде функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, и результаты оценки значений параметров функции.

2. Совокупность технических и экономических критериев оценки принимаемых решений и пути их реализации для оптимизации параметров целевой функции затрат.

3. Новые устройства управления и защиты напряжением до 1 кВ на основе УП и ЖСП, устройство защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью, обеспечивающие оптимизацию параметров целевой функции.

4. Научные основы создания, применения и подготовки промышленного производства ЖСП в виде результатов исследований, математических и программных моделей, описывающих детерминированные связи между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов сети.

5. Методика проектирования и расчета основных параметров устройств управления и защиты на основе ЖСП для их выбора при использовании в электрических сетях.

6. Организационная структура управления режимами электропотребления, основанная на предложенной совокупности экономических критериев оценки принимаемых решений, реализующих принцип экономической заинтересованности потребителей в улучшении показателей режимов.

7. Алгоритмы, реализованные в виде программных продуктов и обеспечивающие обработку, представление и использование электротехнической информации для принятия организационных и технических решений, а также информационно-технологическое и учебно-методическое обеспечение структуры управления режимами электропотребления.

Научная новизна выполненных автором работ состоит в следующем:

1. Синтезирована структурная схема управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, на основе которой разработана математическая модель, предназначенная для исследования эффективности функционирования устройств управления

передачей электроэнергии и представленная в виде функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств.

2. Обоснована совокупность технических и экономических критериев оценки принимаемых решений и определены пути их реализации с целью повышения эффективности передачи электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.

3. Впервые разработаны математические модели процессов в электрической сети, представляющие собой научную основу создания и применения ЖСП и предназначенные для исследования детерминированных связей между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов в системах электроснабжения до 1 кВ.

4. Проведен факторный анализ параметров математической модели критерия стабильности защитной характеристики ЖСП, на основе результатов которого определен новый принцип построения конструкции ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой (ЖСПС), обеспечивающий сохранение защитных функций в условиях многократных срабатываний под действием тока короткого замыкания.

5. Выявлены причинно-следственные связи между элементами системы управления передачей электроэнергии, на основе которых определен принцип и разработана организационная структура управления режимами электропотребления, основанная на предложенной совокупности экономических критериев для оценки принимаемых потребителями технических и организационных решений.

6. Разработаны алгоритмы, использующие новые методы обработки электротехнической информации, и реализованные в виде программных продуктов, обеспечивающих представление и использование информации для принятия организационных и технических решений по регулированию режимов электропотребления в системах электроснабжения потребителей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны программные модели процессов в электрической сети для исследования детерминированных связей между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов системы электроснабжения до 1 кВ, которые могут служить практической основой для разработки ЖСП на стадии ОКР, проектирования и подготовки промышленного производства.

2. Разработаны и созданы устройства управления и защиты до 1 кВ на основе УП, ЖСП, ЖСПС, устройство защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью, защищенные семнадцатью авторскими свидетельствами.

3. Разработаны и предложены инженерные методики проектирования и расчета основных параметров новых устройств управления и защиты напряжением до 1 кВ.

4. Предложены рекомендации для внесения изменений и дополнений в утвержденные «Методические указания по расчету тарифов на потребительском рынке» и «Правила применения скидок и надбавок к тарифам за потребление и генерацию реактивной энергии», обеспечивающие правомерность их применения в условиях действующего законодательства.

5. Разработаны программные продукты, обеспечивающие обработку, анализ и использование электротехнической информации для принятия решений по регулированию режимов электропотребления.

Реализация результатов работы. Новые устройства защиты по а.с. №714537 внедрены на п/я А-1668, г. Москва, п.я. В-28615, г. Мытва.

Предложения автора использованы на таких предприятиях г. Ульяновска как ОАО «Ульяновскэнерго», Ульяновский филиал ФГУ «Средневолжскгосэнергонадзор», Комитет по регулированию цен, тарифов и государственным закупкам Ульяновской области (Региональная энергетическая комиссия), Муниципальное предприятие «Ульяновская городская электросеть», ОАО «Автодетальсервис», ОАО Ульяновская кондитерская фабрика «Волжанка», ОАО «Ульяновский хладокомбинат», ГУП ИПК «Ульяновский дом печати», Ульяновский государственный технический университет. Реальный экономический эффект от внедрения предложений на некоторых их них составил 5-8% от суммы оплаты за электроэнергию.

Программные продукты, разработанные автором, демонстрировались на второй, третьей и четвертой Всероссийских выставках «Энергосбережение в регионах России» в Московском всероссийском выставочном центре (ВВЦ) в 2000,2001,2002 году и занесены в официальный каталог экспозиций.

Предложения автора запланированы к внедрению и включены в Программу «Энергосбережение в Ульяновской области на 2001-2005 годы», утвержденную постановлением Главы администрации Ульяновской области от 22.12.2000 №198. Акты внедрения и использования предложений приведены в приложении к диссертации.

Содержание исследований в области разработки новых устройств управления и защиты до 1 кВ (УП, ЖСП, ЖСПС) со ссылками на труды автора нашло отражение в учебниках, учебных пособиях для вузов и специальной технической литературе других авторов.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным применением методологии системного подхода, методов активного многофакторного планирования эксперимента, статистического анализа значимости коэффициентов регрессионных моделей, адекватности полученных решений и подтверждается лабораторными, эксплуатационными испытаниями предложенных технических решений.

Апробация работы. Результаты, полученные в работе, доложены и обсуждались на семнадцати международных, всесоюзных, всероссийских конференциях и семинарах в 1984-2004 г. Некоторые из них:

• У1 и УП сессия Всесоюзного научного семинара АН УССР «Кибернетика электрических систем» по тематике «Электроснабжение промышленных предприятий» в г. Новочеркасске, 1984,1985 г.

• Всесоюзная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития производства аппаратов низкого напряжения». Ульяновск, 14-18 мая 1885 г.

• Всесоюзная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий». Миасс, 9-11 сентября 1987 г.

• Международная научно-практическая конференция «Электрификация горных и металлургических предприятий Сибири». Новокузнецк, 1997 г.

• Всероссийская научно-техническая конференция «Электроснабжение, энергосбережение и электроремонт». Новомосковск, 2000 г.

• IV всероссийская конференция «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения». Нижний Новгород, 2002 г.

• Всероссийский научно-технический семинар «Энергосбережение в электрохозяйстве предприятия». Ульяновск, 2004 г. и др.

Кроме того результаты работы обсуждались на конференциях регионального уровня и ежегодных научно- технических конференциях профессорско-преподавательского состава УлГТУ в 1981-2004 г.г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано более 60 печатных работ, в том числе одна монография, и получено 17 авторских свидетельств на изобретения. Результаты исследований отражены в отчетах о х.д. НИР, выполненных на кафедре «Электроснабжение» УлГТУ в 1980-2004 г.г. (гос. регистрационные номера 810109-49, 810109-46 и др.).

Структура и объем работы. Диссертация стоит из реферата, введения, семи глав, заключения, списка литературы из 200 наименований, приложений и содержит 395 страниц основного текста, включая 22 таблицы и 76 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы, практическая ценность работы, очерчен круг вопросов, затронутых в диссертационной работе.

В первой главе на основе анализа особенностей процесса производства, передачи и потребления электроэнергии синтезирована модель системы управления передачей электроэнергии по сетям потребителей (см. рис.1), обозначены элементы и устройства системы, а также связи между ними. Проведен анализ эффективности функционирования известных устройств управления передачей электроэнергии - аппаратов управления и защиты и технических средств управления режимами электропотребления.

В электрических сетях 6-10 кВ широкое применение нашли такие аппараты управления и защиты как выключатели, укомплектованные

Рис. 1. Структурная схема системы управления передачей электроэнергии по сетям потребителя.

устройствами релейной защиты. Выключатели имеют довольно высокую стоимость. Их применение требует завышения допустимого тока питающих кабелей по условию термической стойкости к токам короткого замыкания

В большинстве случаев в сети 6-10 кВ используются упрощенные выключатели нагрузки с плавкими предохранителями. Разумное сочетание выключателей и выключателей нагрузки с предохранителями обеспечивает достаточно эффективное использование аппаратов управления и защиты в системах электроснабжения 6-10 кВ.

В электрических сетях напряжением до 1 кВ несовершенство защитной характеристики плавкого предохранителя требует завышения номинального тока плавкого элемента для отстройки от ложного срабатывания при пиковых токах. В результате возникает необходимость завышать сечение питающих проводников. При использовании быстродействующих предохранителей и выключателей для защиты элементов сети с силовыми полупроводниковыми приборами возникает необходимость завышать предельные токи этих приборов и применять токоограничивающие реакторы и согласующие трансформаторы с повышенным значением напряжения короткого замыкания.

Несовершенство применяемых устройств защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью требует прокладывать дополнительный пятый заземляющий проводник. Все это связано с дополнительным расходом тысяч тонн проводниковых материалов, в том числе драгоценных и полудрагоценных.

Защитная характеристика автоматических выключателей более совершенна. Однако применение автоматических выключателей на участках сети, питающих группы ЭП., экономически не оправдано. Для этих участков характерна низкая частота коммутационных циклов в нормальном режиме, малая вероятность возникновения коротких замыканий и перегрузок. На этих участках в основном не требуется автоматизация управления. Технические характеристики автоматических выключателей не востребуются.

На участках сети, питающих электрооборудование ЭП требования к техническим характеристикам устройств защиты более жесткие. В ряде случаев целесообразно использование устройств управления и защиты на основе силовых полупроводниковых приборов. Однако массовое применение специальных тиристорных выключателей с емкостным прерыванием тока и новых устройств защиты на основе силовых ЮБТ-транзисторов и запираемых ЮСТ- тиристоров, производство которых осваивается некоторыми отечественными фирмами, ограничивается их слишком высокой стоимостью.

Технологические режимы работы ЭП определяют необходимость регулирования параметров режимов потребления электроэнергии посредством технических средств (устройства компенсации реактивной мощности, устройства корректирования ПКЭ, схемо-технические решения

для переключения нагрузки силовых трансформаторов при провалах суточного графика, средства измерения, контроля, обработки и анализа информации для принятия решений либо автоматически, либо при участии человека и т.п.).

За последние годы российский рынок насытился такими техническими средствами как автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), в достаточном количестве предлагаются компенсирующие устройства (КУ), фильтрокомпенсирующие, симметрирующие устройства и т.п. Исследования показывают, что уровень технического совершенства средств регулирования достаточен для повышения эффективности регулирования. Однако имеющиеся технические возможности средств регулирования не используются, а сами средства не востребуются потребителями электрической энергии. Эффективность функционирования устройств управления передачей электроэнергии находится на низком уровне.

Эффективность функционирования устройств управления передачей электроэнергии в значительной степени зависит от совершенства элементов, образующих организационную структуру управления этими устройствами (широкий круг технических, экономических, юридических, социальных и т.п. решений, принимаемых на основе создаваемых человеком критериев их оценки, система исполнения этих решений и т.д.). Основу организационной структуры управления функционированием устройств управления передачей электроэнергии составляет совокупность создаваемых человеком критериев для оценки принимаемых решений при проектировании и эксплуатации устройств.

Эти критерии находят отражение в руководящих указаниях, нормах, рекомендациях, технических условиях, служебных документах и т.п. Главной функцией организационной структуры управления является создание необходимых условий для возникновения спроса и применения технических устройств управления передачей электроэнергии. При отсутствии таких условий любые технические решения, даже соответствующие самым строгим критериям их оценки, могут не востребоваться и не применяться потребителями электроэнергии. После того как такие условия созданы, главной функцией организационной структуры становится создание условий для рационального использования технических возможностей устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.

Исследования показывают, что в существующей структуре внешнего управления (со стороны государственных органов) отсутствуют критерии, предполагающие рациональное использование технических возможностей существующих и создаваемых аппаратов управления и защиты напряжением до 1 кВ и критерии, обеспечивающие создание условий для формирования спроса на устройства управления режимами электропотребления.

Заинтересованность в этом у потребителей отсутствует. Экономические рычаги управления не находят должного применения.

Большой вклад в создание теоретических основ управления режимами электропотребления внесли российские ученые Арзамасцев Д.А., Вагин Г.Я., Веников В.А., Воротницкий В.Э., Гамазин СИ., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Карпов Ф.Ф., Каялов Г.М., Кудрин Б.И., Кучумов Л.А., Лоскутов А.Б., Мукосеев Ю.Л., Немцев ГА, Никифорова В.Н., Поспелов Г.Е., Сыч Н.М., Федоров А.А., Черепанов В.В., Шидловский А.К. и многие другие. Оригинальный подход к тарифной политике предложен такими учеными как Б.В. Папков и др. Часть их предложений не нашла практического применения. Другая часть нашла воплощение в новой форме оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии и ПКЭ, введенной в действие в 1991 году. Однако в 2001 году эта форма оплаты была отменена как не соответствующая действующему законодательству. Предусмотренные нормативно-правовой базой экономические рычаги управления, такие как временное предоставление льготных тарифов, энергетических кредитов ставят потребителя в зависимость от государственных контролирующих органов. Массовость потребителей требует содержания значительного персонала контролирующих органов, снижает эффективность и увеличивает затраты на управление.

Существующая структура внутреннего управления электрохозяйством потребителей не создает условий для заинтересованности структурных подразделений и персонала, занятого непосредственно технологическим процессом производства, в улучшении режимов электропотребления. Критерии экономического управления в существующей структуре внутреннего управления электрохозяйством не используются.

Участие этого персонала в регулировании коэффициента заполнения суточного графика нагрузки необходимо. Специалисты энергетических служб потребителей не могут принимать решения, связанные с изменениями в технологическом процессе. Структура управления электрохозяйством потребителей не предусматривает специальных звеньев и персонала, занимающихся вопросами энергосбережения. Доказана необходимость поиска новых решений, направленных на совершенствование организационной структуры управления, обеспечивающей повышение эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии. Сформулированы задачи исследований.

Во второй главе приводится описание математической модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей. В качестве критерия оценки эффективности функционирования принят минимум суммарных (интегральных) дисконтированных затрат за расчетный период

эксплуатации Т устройств управления передачей электроэнергии:

1=0

где 31- годовые затраты, связанные с функционированием устройств управления передачей электроэнергии, включающие в себя инвестиции и

текущие издержки; Еср - норматив дисконтирования затрат.

Сделав несложные преобразования из (1) можно выразить

характерную для всех потребителей составляющую , зависящую

только от эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.

входит сумма базовых затрат, связанных с

В

функционированием аппаратов управления и защиты и затрат, обусловленных функционированием устройств регулирования параметров режимов электропотребления. Базовую составляющую затрат можно представить как сумму затрат, соответствующих передаче электрической

Л3й

энергии по сетям низкого (до одного кВ) и высокого напряжения

(6-10 кВ).

Затраты, связанные с функционированием устройств регулирования

аз.

режимов электропотребления представляют собой сумму затрат: ,

аз,

^Зл V С/3 г

. Это - суммарные дисконтированные затраты, обусловленные функционированием устройств регулирования режимов холостого хода силовых трансформаторов, коэффициента заполнения суточного графика нагрузки, потребляемой реактивной мощности и ПКЭ соответственно.

Затраты , за расчетный период эксплуатации

устройств управления передачей электроэнергии определяются как сумма

инвестиций в электрические сети высокого и низкого

напряжения в год, аппараты управления и защиты Как

показывают исследования,

несовершенство устройств защиты

Ка.. ви , К„

Завышение номинальных параметров элементов

обусловливает зависимость между и инвестициями в

электрические сети.

электрической сети в виде дополнительных инвестиций необходимо учитывать при определении затрат

ак.

эс,ВН,1 ,

Затраты

ак

могут быть представлены следующим образом:

с.НЯ,/ - дКР,роб,1 + ^ + ,

(9)

ак<

где составляющая затрат, обусловленная завышением сечений

рабочих проводов линий электропередач в связи с применением плавких

предохранителей для их защиты от перегрузок; - обусловленная

необходимостью применения пятого заземляющего проводника в четырехпроводных сетях с заземленной нейтралью для надежного

отключения однофазных коротких замыканий; - обусловленная

необходимостью завышения номинальных параметров силовых полупроводниковых приборов в связи с низким быстродействием применяемых устройств защиты.

Очевидно, что дополнительное увеличение сечений проводников и кабелей уменьшает потери электроэнергии. Это снижение ,

также должно быть учтено в затратах на передачу электрической энергии по сетям потребителя.

Затраты, связанные с функционированием устройств регулирования

параметров режимов потребления электрической энергии

> ^пкэл складываются из нескольких составляющих. Одной из них

являются инвестиции в средства регулирования режимов. Среди них

представляющие собой соответственно инвестиции в устройства регулирования режима загрузки силовых трансформаторов с целью снижения потерь холостого хода при провалах нагрузки, коэффициента заполнения суточного графика нагрузки, режима реактивной мощности, ПКЭ.

Другими составляющими являются издержки, обусловленные потерями

холостого хода силовых трансформаторов издержки в виде

перерасхода топлива на производство электрической энергии во время суточных провалов нагрузки; издержки в виде потерь, обусловленных

передачей реактивной мощности по сетям энергоснабжающих

организаций, потерями электроэнергии и ущербом связанными с

искажением показателей качества электрической энергии Кроме

этого при расчете затрат необходимо учитывать издержки, связанные с

государственным контролем за режимами электропотребления

Оценочные значения параметров целевой функции приведены на рис.2. Их значения в затратах на производство и передачу электроэнергии изменяются от долей до десятков процентов. Минимизация этих параметров возможна путем принятия организационных и технических решений на основе создаваемых человеком критериев управления при создании, проектировании и эксплуатации устройств управления передачей электроэнергии. Эти критерии могут представлять собой требования, условия и ограничения на технико-экономические характеристики устройств, направленные на создание новых устройств и условий для формирования спроса ни них с целью оптимизации значений параметров целевой функции.

Критерии, обеспечивающие снижение составляющих затрат, связанных с завышением номинальных параметров элементов защищаемой электрической сети и высокой стоимостью некоторых аппаратов управления и защиты, представлены в таблице. Это критерии 1-9 . Остальные критерии

Значение параметра% 0,29 1,4 0,34 0,25 - 1,25 1,8 0,28 - -«.61 • -004 • 0,15 52,0 21,0 10,0

Устройства управления ** П А В П П А В п п А В П

Кау.НН.1 ^ау.ВН 1 ^ ж,ННЛ "о, ^ПЮл

Параметры

ЭС,1 <т зс4

Составляющие целевой функции Базовая составляющая затрат Затраты, связанные с регулированием режимов злеетропотреблення

Рис. 2. Параметры модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии

*) П- предохранители, А- автоматические выключатели, В- выключатели высоковольтные

Таблица

Критерии оценки принимаемых технических и организационных решений _для оптимизации параметров целевой функции_

№ Основной критерий оценки принятия решений Дополнительный критерий оценки принятия решений Параметр целевой функции

1. 2. 3. ^ау,ном ^доп ^ ^предохр,! K^bhj min dKFpa6j-+0

4. 5. JJ _ dl0 ^ ^1вкл ^аиб dKF,33Mj->°

6. 7. 8. 9. ^ay,HHj ' ^npeàoxpf -it-

10. И. 12. 13. 14. 15. а) Надбавки Офакт,1~Офакт(АСКУЭ),1 jqq jJQ^ MQi -»min Ипю,,^т[п Я -»min

16. Информационно-технологическое и методическое обеспечение — > max Иk t min ИQJ -> min Я^-nnin

10 - 16 связаны с созданием условий для формирования спроса и применения устройств управления режимами электропотребления. Обоснование этих критериев оценки принимаемых решений и пути их реализации рассмотрены в последующих главах диссертационной работы.

В третьей главе определены пути реализации технических решений, связанных с повышением эффективности функционирования аппаратов управления и защиты. Основой принятия решений является обоснованные критерии управления для их оценки, обеспечивающие минимизацию параметров целевой функции (см. таблицу).

Критерий 1 предполагает согласование защитной характеристики аппарата защиты с перегрузочной характеристикой защищаемого проводника. Время срабатывания защиты не должно превышать

допустимое время перегрузки при любых кратностях аварийного тока

1к к номинальному току устройства защиты ^^. Критерий 2

предполагает выбор сечений проводников без завышения длительно допустимого тока 1доп в соответствии с номинальным током I

ау,ном

защитного устройства. Критерий 3 ограничивает инвестиционную составляющую в аппараты управления и защиты до значения близкого

к инвестиционной составляющей обусловленной применением

плавких предохранителей.

Исследования показывают, что уровень технического совершенствования аппаратов управления и защиты в сетях 6-10 кВ в основном удовлетворяет обоснованным критериям 1-3 их оценки (см. таблицу). По этой причине вопросы совершенствования высоковольтных аппаратов управления и защиты в работе не рассматриваются.

Уменьшение в сетях 0,4 кВ представляется возможным

только путем применения дешевых, упрощенных автоматических выключателей с встроенными в них предохранителями. Комбинированные аппараты получили широкое распространение в сетях до 1 кВ за границей. Отечественная промышленность, к сожалению, таких аппаратов не выпускает.

Кроме комбинированных аппаратов для уменьшения

целесообразно использовать так называемые управляемые предохранители (УП). Идея создания УП возникла в России в середине 60-х годов.

Работы по их созданию проводились в УлГТУ. Проведенные исследования позволили создать опытные и промышленные образцы УП на напряжение 110, 35, 10 кВ. Подобные аппараты необходимы также для использования в сетях 0,4 кВ. Принцип действия УП основан на искусственном разрушении плавкой вставки при срабатывании расцепителя под действием тока

перегрузки и обычном перегорании вставки при токах короткого замыкания. Это позволяет удешевить конструкцию комбинированного аппарата за счет упрощения контактной системы и отказа от специальной системы дугогашения. Предложены конкретные технические решения (А.с. №668038, №691957, №714537, №809428, №888242). Их использование в системах электроснабжения снижает затраты на производство и передачу I кВт-ч электроэнергии на 0,6-0,8%.

Критерии 4 и 5 связаны с созданием новых устройств защиты от однофазных коротких замыканий, в четырехпроводных сетях 0,4 кВ с заземленной нейтралью. Названные критерии предполагают технические решения, связанные с использованием в качестве входной воздействующей величины производной тока нулевой последовательности 10 по времени. Ее

значение и не должно превышать значение производной тока нулевой последовательности при однофазном коротком замыкании 1о,к. При этом и должно отстраиваться от производной тока нулевой последовательности, вызванного включением или отключением наиболее мощного однофазного ЭП 1вкл,наиб (А.с. №1051638). Использование таких

устройств снижает затраты на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии до 1,25%

Критерий 6 представляет собой условие выбора защиты полупроводниковых приборов, при котором интеграл отключения аппарата защиты Ж не превышает защитный показатель полупроводникового

прибора Ж . Критерий 7 предполагает соответствие номинального тока

аппарата защиты / допустимому току полупроводниковых приборов

1доп без завышения их номинальных параметров. Критерий 8 ограничивает

инвестиционную составляющую в аппараты управления и защиты К ау^ до

значения близкого к инвестиционной составляющей Кпредохр

обусловленной применением плавких предохранителей.

Реализация решений в соответствии с обозначенными критериями возможна при использовании принципиально новых аппаратов - ЖСП. Информация о промышленных образцах ЖСП появилась в мировой литературе немногим более 30 лет назад. Японская фирма Мицубиси освоила их промышленный выпуск. Работы по созданию и использованию ЖСП проводились во ' ВНИИЭлектроаппарат, МЭИ, Самарском и Ульяновском государственных технических университетах.

У нас в стране ЖСП пока не выпускаются. Создание ЖСП в РФ связано с необходимостью решения ряда сложных проблем. Главной проблемой

является отсутствие научных основ их создания, применения и проектирования. При решении этой проблемы соискатель опирался на труды известных ученых, внесших свой вклад в развитие теории электромеханических устройств и электрических аппаратов, в том числе с жидкометаллическим рабочим телом: Брона О.Б., Дегтяря В.Г., Залесского А.Н., Костырева М.Л., Кулакова ПА, Кузнецова Р.С., Нестерова Г.Г., Намитокова К.К., Новикова О.Я., Омельченко В.Т., Приходченко В.И., Розанова Ю.К., Таева И.С., Тонаева В.В. и многих других.

Решение задачи выбора материала диэлектрической втулки ЖСП, способной многократно выдерживать воздействие электрической дуги, а также задачи выбора материала контактных выводов на основе экспериментальных исследований позволило создать конструкции и макетные образцы ЖСП (А.с. №902100, №951464, №960999, №1030883, №1045300, №1104600, №1122303, №1138852).

Исследования показали, что защитная характеристика ЖСП нестабильна от цикла к циклу. Причиной нестабильности защитной характеристики является эрозия канала диэлектрической втулки под действием электрической дуги. Использование по предложению японской фирмы Мицубиси низкоомного шунтирующего сопротивления снижает напряжение на ЖСП и энергию, выделенную во время дуговой стадии процесса, а, следовательно, и степень эрозии. Однако проблема стабильности характеристики при этом не решается. ЖСП в таком виде является устройством однократного действия. Более высокая стоимость ЖСП по отношению с обычными предохранителями не обеспечивает соответствия обоснованному критерию оценки принимаемых решений 8 (см. таблицу). Необходим новый тип ЖСП многократного действия.

Рассмотрена модель ЖСП (см. рис.3.). На основе уравнения теплопроводности для установившегося теплового режима:

(где / -ток; р0 - удельное сопротивление материала токоведущей части при

температуре 0°С; г - радиус токоведущей части ; Л - коэффициент

теплопроводности токоведущей части; - температурный коэффициент

изменения удельного сопротивления; к - приведенный коэффициент

теплоотдачи с поверхности токоведущей части; ТО- температура

окружающей среды) с учетом граничных условий получены аналитические зависимости температуры вдоль оси ЖСП от геометрических размеров

Рис.3. Модель ЖСП. 1- жидкометаллическая плавкая вставка,

2 - диэлектрическая втулка,

3 -тверд ометалл ические электроды,

4-теплоотводящие шайбы,

5- корпус.

Рис. 4. Конструкция ЖСПС, 1„ам—63 А.

1- диэлектрическая втулка из окиси бериллия, 2-корпус, 3- радиатор охлаждения, 4,7- контактный вывод, 5- накидная гайка, 6 -герметизирующие прокладки,

8,9,10- изоляционные втулки, 11- корпус демпфирующего устройства, 12- сильфон,

13 -металлический фланец,

14 - заглушка, 15 - направляющая втулка сильфона, 16,17-винты, 18,19-прокладки,

20 -пружина, 21- стакан, 22- тугоплавкий вольфрамовый электрод, 23 - стопорный винт.

ЖСП и теплофизических констант материалов, коэффициентов теплоотдачи с поверхности корпуса и теплоотводящих шайб. Параметр стабильности пограничного тока К определялся как относительное значение первого дифференциала функции пограничного тока 1п = ¥(г1) от радиуса плавкой вставки г1 и представляет собой функцию многих переменных. Критерий 9 (см. таблицу).

Этот критерий является дополнительным при создании ЖСП, отвечающего требованиям снижения параметра ЛКпп1 целевой функции.

Оценка влияния теплофизических констант материалов конструкции ЖСП и геометрических размеров ее элементов на параметр стабильности защитной характеристики ЖСП проводилась с помощью разработанной программной модели с использованием математической теории планирования эксперимента. Проведен имитационный дробнофакторный эксперимент на ПЭВМ и получена полиномальная математическая модель зависимости стабильности пограничного тока от его параметров (всего 15 факторов).

Анализ полученной модели позволил впервые сделать вывод о том, что стабильность характеристики может быть достаточно высокой за счет расположения в суженной части канала диэлектрической втулки тугоплавкого электрода (А.с. №905914, а.с. №951449) См. рис. 4. В рассмотренных случаях электрод является как бы частью плавкой вставки, диаметр которой не изменяется в результате дуговой эрозии. Коммутационные испытания макетного образца ЖСП подтвердили высокую стабильность защитной характеристики ЖСП с тугоплавким электродом в суженной части канала при токах короткого замыкания до 50 кА (см. рис.5).

Подчеркнуто, что намеченные пути решения проблемы стабилизации защитной характеристики ЖСП привели к созданию нового типа ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой - ЖСПС. Найденное техническое решение открывает возможности для использования ЖСП не только как ограничителя тока, но и как элемента устройства защиты, обеспечивающего снижение затрат на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии до 1,8%.

В четвертой главе поставлена задача определения основных требований к параметрам устройства защиты на основе ЖСП и ЖСПС для использования в сетях с силовыми полупроводниковыми приборами. Прежде

всего - это максимально возможный интеграл отключения значение которого не должно превышать значения допустимого интеграла Джоуля защищаемых полупроводниковых приборов. Значение интеграла отключения сложным образом связано с преддуговым интегралом ЖСП

Шпрд, его временем самовосстановления ТСам, значением шунтирующего сопротивления временем срабатывания дополнительного

Номер опыта

Рис.5. Зависимость ЖСП от числа коммутаций.

Ж0 - интеграл отключения

ЖСП, интеграл отключения ЖСП в первом опыте. 1-зависимость при включении ЖСП без шунтирующего сопротивления, 2- с шунтирующим сопротивлением, 3- тоже при расположении в суженной части канала втулки вольфрамового электрода

Рис.6.Зависимость тока в цепи с ЖСП от времени.

/ К„г>

0-т ЧР» (

Зависимость рассчитана при

к,т к,т

¥ =0; Ком =0,005 с.

коммутационного аппарата, параметрами цепи короткого замыкания. Влияние этих факторов на интеграл отключения исследовалось на математической модели процесса срабатывания ЖСП в цепи, состоящей из

источника питания, индуктивного (йЬ и активного Я сопротивлений цепи короткого замыкания, ЖСП и включенного параллельно ему шунтирующего сопротивления 11ш . ЖСП в схеме замещения представлен идеальным ключом, имеющим два состояния - включено, отключено.

Уравнение переходного процесса в такой цепи можно записать следующим образом:

где ^прд,\ - преддуговое время ЖСП в первом полупериоде коммутации; г1 -

длительность первого полупериода - преддуговое

время ЖСП во втором полупериоде; - время горения дуги в первом

полупериоде. Время измеряется отрезком времени от испарения

плавкой вставки до первого естественного протекания тока через нулевое значение.

Решение уравнений с учетом краевых условий позволило получить зависимость тока в цепи с ЖСП от времени (см. рис. 6). На основе этой зависимости создана программная модель вида:

где

(15)

(16)

W , - максимально возможное значение составляющей интеграла о,maxi ^

отключения в первом полупериоде, которое при фиксированных значениях определяется численным методом в зависимости от

W.

прд

R

1 к,т

coL

фазы напряжения сети у/ в момент возникновения короткого замыкания; № 2 ' составляющая интеграла отключения во втором полупериоде;

- амплитудное значение установившегося значения тока короткого замыкания в Я-Ь цепи; / - амплитудное установившееся значение тока

в цепи Я-Ь- Яш.

Исследования программной модели показали, что составляющая интеграла отключения Ж0.2 может превышать составляющую Ж0,тах

Значит, полупроводниковый прибор, проводящий ток во втором полупериоде, будет подвергаться повышенному тепловому воздействию. Избежать этого можно, если время самовосстановления ЖСП будет равно нулю или больше половины периода частоты сети. Время самовосстановления зависит от момента возникновения короткого замыкания и приближается к нулевому значению при коротком замыкании в моменты времени, когда до конца полупериода остается время менее 1,5 мс.

Возникает необходимость использования дополнительного коммутационного аппарата, время действия которого не превышает указанного значения. При этом отключение будет происходить во втором полупериоде только тогда, когда превышение составляющей интеграла отключения не имеет места. В противном случае цепь будет отключаться за время первого полупериода. Так как контактные аппараты не обладают необходимым быстродействием, предложено использовать в комплекте с ЖСП коммутационные аппараты на основе силовых тиристоров. Это дает основания считать, что

W,

о,шах

= w.

o.max |

(18)

Результаты исследований программной модели представлены в виде графических зависимостей, на основе которых разработана инженерная методика расчета шунтирующего сопротивления, и представлена исходная

информация по параметрам ЖСП, необходимая для технического задания на разработку конструкций ЖСП и ЖСПС.

Приводятся результаты коммутационных испытаний опытных макетных конструкций ЖСП в контурах с током короткого замыкания от 1,0 до 50 кА при напряжении 25-240 В, С08гр - 0,8 - 0,18. При испытании моделировалась работа устройства на основе ЖСП в комплекте с тиристорным контактором. С каждым образцом производилось от 5 до 10 опытов в одном контуре. Испытания показали хорошее совпадение результатов опытов и результатов, полученных при расчетах на программной модели при значении шунтирующего сопротивления равном и выше 0,05 Ом. Срабатывание устройства на основе ЖСП не сопровождалось возникновением коммутационных перенапряжений, что является важным преимуществом по сравнению с другими видами устройств.

В пятой главе рассмотрены вопросы технической реализации устройств защиты на основе УП, ЖСП и ЖСПС, предложены конструкции для использования в сетях до 1 кВ, определены их преимущества. Предложено два варианта использования ЖСП в комплекте с тиристорным выключателем. В одном из них ЖСП используется в совокупности с защитой по управляющему электроду. Во втором варианте появляется возможность избавиться от трансформаторов тока, упростить логическую часть устройства защиты. Показано, что реализация данного технического решения не вызывает принципиальных трудностей (см. рис.7). При превышении током заданного значения будет срабатывать ЖСП, ограничивая ток короткого замыкания до уровня допустимого для защищаемых полупроводниковых приборов. На его вводах появляется дискретный сигнал - напряжение, которое используется в логической части схемы устройства для снятия управляющих сигналов с силовых тиристоров (а.с. №1192023).

Выражение для напряжения срабатывания защиты и.з по условию отстройки от максимального рабочего тока 1тах с учетом коэффициента запаса К^ап будет иметь вид:

где Щ сопротивление ЖСП в нормальном режиме.

Показано, что минимальное значение входной воздействующей величины, необходимое для определения коэффициента чувствительности

Кч устройства при перегрузках определяется как:

(19)

С/т!п=(и-1,3)-л/2./тах.Д

тт

шах ш >

(20)

а при коротких замыканиях:

где Uнж - номинальное напряжение сети, IНОМ ~ номинальный ток защищаемого элемента электрической сети, Тдоп - максимально допустимое

время действия коммутационного аппарата,

г,.

= 1-1,5

Это

обусловлено тем, что значение входной воздействующей величины зависит от момента возникновения короткого замыкания. Возможны случаи, когда ее значение не достигает амплитудного за время первого полупериода.

Рис.7. Фунциональная схема устройства защиты на основе ЖСПС. Г- ЖСПС, 1ЯШ низкоомное шунтирующее сопротивление, А1 -выпрямитель, А2- ограничитель напряжения, А3 - измерительный орган, А4 - блок питания, А5- логический элемент, А6- блок развязки, А7-А12-исполнительные органы в цепи управляющих электродов силовых тиристоров.

Следовательно, воздействие аварийного тока на полупроводниковые приборы будет продолжаться в течение нескольких периодов, что допустимо при токах перегрузки и недопустимо при коротких замыканиях. Анализ

выражений для коэффициента чувствительности позволил определить значения шунтирующих сопротивлений, при которых обеспечивается надежная работа защитного устройства:

(22)

(23)

где К - отношение максимально допустимой амплитуды тока перегрузки полупроводникового прибора за время одного полупериода к номинальному

току защищаемой установки. Очевидно, что необходимо выбирать

большим из двух вычисленных значений. Предложены варианты технической реализации устройства защиты на полупроводниковой элементной базе и на базе герконовых реле. Приведены результаты лабораторных испытаний устройства защиты, подтвердившие его работоспособность и правильность теоретических и технических решений.

Отмечено, что кроме индивидуальных потребителей устройство защиты на основе ЖСП и ЖСПС может быть рекомендовано для защиты групп потребителей и других элементов системы электроснабжения, присоединенных к распределительному устройству или магистральной линии. Селективность при этом обеспечивается за счет применения защиты в сочетании с АПВ. Возможно использование ЖСП в комплекте с автоматическим выключателем. В таком варианте ЖСП используются за границей.

Описана разработанная методика проектирования устройств защиты на основе УП и ЖСП, позволяющая определить основные конструктивные параметры разрабатываемых устройств при использовании в электрических сетях. Показана экономическая эффективность применения новых устройств защиты.

В шестой главе проведен анализ эффективности функционирования существующих устройств управления режимом потребления реактивной мощности. Подчеркнуто, что эффективность их функционирования ограничивается несовершенством организационной структуры управления этими устройствами. Существующая структура управления не обеспечивает возможности использования экономических критериев управления для формирования спроса и использования устройств управления режимом потребления реактивной мощности в условиях существующего законодательства.

Выяснены недостатки, причины несоответствия действующему законодательству ранее действовавших и впоследствии отмененных Правил

оплаты за реактивную мощность и энергию. Для изложения проблемы в экономическом и юридическом аспекте, что необходимо для лиц принимающих решения, не являющихся специалистами в электроэнергетике, автор рассматривал реактивную энергию как товар, который производится, транспортируется и потребляется. Хотя с технической точки зрения эти понятия являются условными.

Отмечено, что в соответствии с действующей методикой расчета тарифов на электрическую энергию, оплата услуг по передаче и поглощению реактивной энергии включена в тариф на активную электроэнергию. В соответствии с действовавшими «Правилами применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии» потребители

дополнительно оплачивают эти же услуги энергоснабжающей организации. Двухкратная оплата одних и тех же услуг неправомерна. Применение механизма скидок и надбавок противоречит законодательству. Предложено два варианта решения проблемы приведения в соответствие с законодательством механизма скидок и надбавок.

По первому варианту необходимо внести изменения в «Методические указания по расчету тарифов на электрическую энергию на потребительском

рынке». Из расчетной потребности в финансовых средствах Д на деятельность по производству, передаче и распределению электроэнергии предложено исключить оплату потребителями первой и второй тарифной

группы соответственно потребляемой и генерируемой

реактивной энергии дв». Учитывая сказанное, средний тариф

Т ср за активную электроэнергию должен определяться следующим образом:

Тср = Эпо + 0,08• + УУ^) + 0,12 • + . (24)

где Эпо - полезно отпущенная активная энергия.

По второму варианту при сохранении методики расчета тарифов на электрическую энергию на потребительском рынке необходимо внести изменения в Правила, заключающиеся в замене надбавок за потребление реактивной энергии (мощности) и генерацию реактивной энергии в сеть энергоснабжающей организации на скидки. Размер скидок за потребление

должен определяться стоимостью реактивной мощности и энергии

(26)

Размер скидки, обусловленной отсутствием необходимости поглощения реактивной энергии в результате ее перепроизводства ИРМ, может

определяться как стоимость энергии

(27)

где

УУ,

- натуральный коэффициент мощности потребителя; Qф

ч,п,ф- фактические значения потребляемой реактивной мощности и энергии, определяемые по приборам учета или расчетным способом при их

отсутствии; - установленная мощность КУ потребителя;

фактическое значение генерируемой в сеть энергоснабжающей организации реактивной энергии, определяемое по приборам учета или расчетным способом при их отсутствии.

IV.

Стоимость энергии " 9>г,о зависит от значения И* и может искусственно повышаться потребителем за счет наращивания установленной мощности КУ сверх проектных значений. По этой причине целесообразно

ограничить для вычисления , например, до значения

натуральной потребляемой реактивной мощности в часы максимума нагрузки энергосистемы:

£>к<18<рн-Рмакс

(28)

Предложенные выражения для расчета скидок и надбавок к тарифам представляют собой совокупность экономических критериев управления для оценки потребителями принимаемых решений при регулировании режима реактивной мощности. Они приводят отмененный механизм скидок и надбавок в соответствие с законодательством, позволяют возродить его,

возвращают потерянные рычаги управления режимом потребления реактивной мощности.

Недостатком действовавших Правил является то, что расчетные способы определения параметров электропотребления приводят к превышению оплаты за генерацию над оплатой за потребление реактивной энергии. Этот недостаток вызывает у потребителей желание избавиться от КУ, а не приобретать их. Одним из предложенных способов устранения недостатка является использование новой методики для определения

генерируемой реактивной энергии Щ^г :

(29)

или УУчг= ^ ~ уудз)ш{1 — к3) , (30)

где РМакс - максимальное значение потребляемой активной мощности; Ж-

потребляемая активная энергия; 0,э, Щ/э - экономические значения

реактивной мощности и энергии; время расчетного периода;

коэффициент заполнения суточного график нагрузки.

Чтобы стимулировать потребителя сделать первый шаг в направлении активизации деятельности по энергосбережению, т.е. устанавливать АСКУЭ, предложено в качестве оплачиваемой величины использовать мощность,

генерируемую в часы малых нагрузок Qr:

О = 0,8 Р -О

х-ча > макс ■

ом-к,

(31)

или (33)

расч

)

Аналогичный подход к элементам организационной структуры управления может быть применен при управлении другими режимами потребления электроэнергии. Это - режим регулирования ПКЭ, режим регулирования холостого хода силовых трансформаторов и другого оборудования.

В седьмой главе на основе анализа структуры управления режимом потребления реактивной мощности рассмотрены вопросы совершенствования структуры управления другими режимами электропотребления. Показано, что несмотря на переход к рыночной

экономике, энергия до сих пор не признается руководством потребителей как ресурс, который требует такого же менеджмента, как и все другие. Отмечено, что в электрохозяйстве потребителя может оказаться целесообразным введение новой организационной структуры энергетического менеджмента, подобной структуре широко используемой в передовых станах мира. Рассмотрены критерии управления режимами электропотребления.

Критерии 10-16 (см. таблицу) направлены на формирование спроса на устройства управления режимами электропотребления и их эффективное использование для снижения параметров целевой функции

(2). При этом критерии 10-14 представляют собой условия оплаты потребителями издержек, связанных с регулированием режимов электропотребления. При регулировании режима реактивной мощности такие условия могут быть реализованы в форме надбавок к базовому тарифу за электроэнергию. Их значения должны соответствовать издержкам энергоснабжающей организации, обусловленным передачей реактивной мощности потребителю. Тогда фактический тариф для ьтого потребителя будет определяться в соответствии с критерием 10 (см. таблицу). В этом выражении: С, - базовый тариф на активную энергию

потребляемую за расчетный период эксплуатации устройств регулирования режимов электропотребления,

издержки энергоснабжающей

организации при передаче потребителю реактивной мощности.

Соответствие законодательству применения надбавки к тарифу будет обеспечено, если средний тариф на потребительском рынке будет

уменьшен на величину надбавки к тарифу для каждого ьтого потребителя потребительского рынка в соответствии с критерием 11 (см. таблицу). В этом случае повышение оплаты каждому ьтому потребителю на величину

ии

надбавки связано с уменьшением доходов энергосистемы за счет

т,,

уменьшения среднего тарифа на величину этого повышения

Ср,1

тт.,

Применение критериев 10-11 обеспечивает прозрачность и

контролируемость доходов энергосистемы, что является необходимым условием деятельности естественной монополии в соответствии с законодательством.

В случае применения скидок к тарифам в качестве выражений для определения фактического тарифа могут использоваться критерии 12 и 13. В этих выражениях - максимальные издержки, соответствующие

случаю отсутствия регулирования режима. Критерии 10-13 (см. таблицу) являются критериями управления как для режима потребления реактивной мощности, так и для режима регулирования ПКЭ.

Анализ показал, что применение надбавок и скидок в соответствии с

критериями 10-13 делает независимыми доходы энергосистемы О. .от

1,1

размеров применяемых надбавок и скидок, являющихся функциями издержек Р(И. ) . Это обстоятельство отражает критерий 14 (см. таблицу).

Независимость доходов энергосистемы позволяет регулировать значения скидок и надбавок. Их значения могут не соответствовать реальным значениям издержек. Это позволяет применять их как экономические рычаги управления при различных обстоятельствах, связанных с необходимостью вмешательства государства в процесс управления передачей электроэнергии в электрохозяйствах потребителей. В частности, это может иметь место при изменении конъюнктуры рынка устройств управления передачей электроэнергии и т.п. Применение скидок и надбавок может использоваться для управления процессом передачи электроэнергии внутри электрохозяйства потребителей, например, для управления режимами загрузки силовых трансформаторов и т.п. Основанием для предоставления скидки (надбавки) к тарифу может служить величина отклонения фактических потерь электроэнергии от нормативных (расчетных).

Во всех случаях применения скидок и надбавок для управления режимами электропотребления эффективность действия проявляется только при наличии у потребителей системы учета, регистрирующей все необходимые параметры электропотребления. При отсутствии у потребителей АСКУЭ, необходимые значения параметров

электропотребления должны определяться расчетным способом. Расчетные способы должны давать завышенные результаты, которые соответствуют случаям полного отсутствия регулирования. Это будет стимулировать установку приборов учета. Нормативно-правовая база предусматривала расчетные методы определения параметров электропотребления для случая режима реактивной мощности. Недостатки и пути их устранения изложены в гл.6. В отношении регулирования ПКЭ и режимов загрузки силовых трансформаторов нормативно-правовая база экономических стимулов к установке АСКУЭ не предусматривала. Необходимость разработки расчетных способов определения параметров электропотребления очевидна.

Показано, что разница в оплате электроэнергии при отсутствии АСКУЭ

0фащц И 66 НЭЛИЧИИ Рфаш,(АСКУЭ); Д0ЛЖНа Д°стигать Это

обеспечивает заинтересованность потребителей и производителей в применении и производстве АСКУЭ. Критерий 15 (см.таблицу).

Последним критерием упраппнгии Пжн'г^ршй^^Ш повышающим эффективность функционировании режимами

электропотребления, является высокий уровень информационно-технологического и методического обеспечения. Недостаток интеллектуальной продукции сдерживает проявление инициативы потребителей по принятию решений, направленных на снижение

Для потребителей, имеющих развитую структуру АСКУЭ, становится актуальным вопрос обработки и представления информации для принятия решений по снижению заявленного максимума нагрузки. При большом числе точек учета необходимы автоматизированные средства обработки и представления информации. Предложенный алгоритм использует новый метод обработки информации, основанный на применении основных положений теории планирования эксперимента. Тот же способ обработки информации предложен для поиска оптимальных значений мощности КУ на каждой ступени регулирования при ограниченном их числе.

Повысить инициативу персонала возможно, если организовать рынок образовательных услуг в сфере энергетического менеджмента с обязательным периодическим привлечением руководителей и специалистов энергетических служб потребителей путем обучения на курсах повышения квалификации Массовость потребителей и связанное с этим большое число персонала энергетических служб требуют высокопроизводительных технологий обучения. Требуется разработка специальных учебных программ и программных продуктов. Представлено их описание.

На основе рассмотренных критериев создана новая структура управления. Создание такой структуры возможно только по инициативе потребителя. Государство может создать условия для проявления инициативы (см. рис. 8). Эффективным экономическим средством воздействия (блок 1) на руководителей со стороны государства ( блок 2) являются тарифы (блок 3), индивидуально устанавливаемые каждому потребителю.

Эти тарифы должны обеспечивать разницу в оплате йО за электроэнергию между фактической оплатой Офакт с учетом скидок и надбавок и оплатой по базовому тарифу Обаз > устанавливаемому для всех потребителей. Значение йО должно определяться степенью участия потребителя в регулировании режимов и изменяться от некоторого максимального значения йОМаКС до нуля. Значение йОМаКС определяет потребность в регулировании режимов (блок 4). Удовлетворение этой потребности требует соответствующего образовательного уровня руководителей и специалистов энергетических служб потребителей (блок 5), достаточного для проявления инициативы (блок 6), квалифицированного обоснования и принятия решения (блок 7) о регулировании (блок 8).

Рис. 8. Структура управления режимами электропотребления

Необходимость принятия такого решения основывается на размере dOMaKC который должен превышать приведенные затраты на повышение образовательного уровня Збр руководителей и специалистов энергетических служб потребителей, на приобретение и установку технических средств регулирования Зтех и интеллектуальной продукции Зинтел (блок 9).

Инициатива потребителя потребует развития рынка товаров и услуг для удовлетворения спроса потребителей электроэнергии (блоки 10,11,12). По этой причине государство с помощью административных рычагов управления (блок 13) должно обеспечить поддержку этого рынка. Все названные мероприятия могут обеспечить формирование спроса и применение устройств управления режимами электропотребления, рациональное использование их технических ресурсов (блок 14) и уменьшить затраты на производство и передачу 1 кВт*ч электроэнергии на десятки процентов.

К сожалению, на сегодняшний день тарифное регулирование используется только в отношении снижения потребителями первой тарифной группы максимума мощности. Для этого используются двухставочные и дифференцированные по зонам суток тарифы. В отношении других режимов электропотребления необходимость использования тарифного регулирования очевидна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы:

1. Разработана математическая модель, предназначенная для исследования эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии, представляющая собой целевую функцию интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, определены оценочные значения параметров целевой функции.

2. Проведен анализ факторов, оказывающих влияние на параметры целевой функции, в результате которого выяснено, что наиболее существенным фактором является уровень совершенства элементов, образующих организационную структуру управления устройствами передачи электроэнергии.

3. Показано, что существующая структура не обеспечивает условий для формирования спроса на устройства управления режимами электропотребления и • рациональное использование технических возможностей устройств управления и защиты в системах электроснабжения потребителей из - за отсутствия в ней эффективных критериев управления.

4. Обоснована новая совокупность критериев оценки технических и организационных решений, направленных на повышение эффективности

функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, и определены пути реализации этих решений.

5. Показано, что в отличие от устройств управления и защиты в сетях 6-10 кВ применяемые устройства управления и защиты в сетях 0,4 кВ не удовлетворяют обоснованным критериям оценки принимаемых решений при их проектировании и применении, что вызывает необходимость разработки новых устройств.

6. Разработаны новые принципы выполнения устройств управления и защиты на основе УП и устройств защиты от однофазных коротких замыканий в сети напряжением 0,4 кВ с заземленной нейтралью, обеспечивающие оптимизацию параметров целевой функции затрат, а также проведен анализ возможности использования для этой цели новых устройств - ЖСП, разработка которых в нашей стране ранее не представлялась возможной из-за отсутствия научных основ их создания.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что ранее известные принципы построения конструкций ЖСП не соответствуют некоторым обоснованным критериям оценки принимаемых решений из-за нестабильности защитной характеристики, обусловленной износом канала с жидким металлом под действием электрической дуги при повторных срабатываниях при отключении тока короткого замыкания.

8. Разработана математическая модель критерия стабильности защитной характеристики, факторный анализ параметров которой позволил создать новый принцип построения конструкции ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой (ЖСПС), обеспечивающий сохранение защитных функций в условиях многократных срабатываний под действием тока короткого замыкания.

9. Разработаны научные основы создания применения и проектирования устройств на основе ЖСП, представляющие собой результаты исследований, математические и программные модели, описывающие детерминированные связи между параметрами электрической сети до 1 кВ, параметрами устройств управления и защиты на основе ЖСП, параметрами защищаемых элементов электрической сети до 1 кВ.

10. Разработана новая организационная структура управления показателями режимов электропотребления, основанная на новой совокупности критериев для оценки принимаемых решений, обеспечивающая реализацию принципа экономической заинтересованности потребителей в применении устройств управления показателями режимов электропотребления и рациональном использовании их технических возможностей.

11. Разработаны алгоритмы, использующие новые методы обработки электротехнической информации, а также информационно-технологическое обеспечение организационной структуры управления показателями режимов

электропотребления в виде программных продуктов, обеспечивающих обработку и представление информации для принятия решений потребителями электроэнергии.

Реализация предложенных технических и организационных решений сокращает затраты на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии до 20%.

По материалам работы опубликованы следующие основные работы и получены авторские свидетельства:

1. Кузнецов А. В. Структура и тарифное стимулирование управления режимами потребления электрической энергии / А В. Кузнецов, Л. Т. Магазинник, В. П. Шингаров; Под ред. Л. Т. Магазинника. -Ульяновск: УлГТУ, 2003.- 104 с.

2. Кузнецов А. В. Структура и тарифное стимулирование управления режимами потребления электрической энергии / А. В. Кузнецов, Л. Т. Магазинник, В. П. Шингаров; Под ред. Л. Т. Магазинника. - 2-е изд. -М: Энергоатомиздат, 2004.- 104 с.

3. Андреев В.А., Крежевский Ю.С., Кузнецов А.В. О выборе материала диэлектрической втулки (камеры гашения) и жидкого металла для жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей. // Изв. вузов. Электромеханика. -1984. №11.- С.84-89.

4. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Основные проблемы создания жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей и возможная область их применения // Изв. вузов. Энергетика, 1987.- № 6 -С.42-44.

5. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Защита тиристорных аппаратов управления с помощью самовосстанавливающихся предохранителей// Промышленная энергетика. - 1990.- №5.- С.24-27.

6. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Анализ быстродействия жидкометаллических и обычных предохранителей // Промышленная энергетика, 1991.-№12.-с.22-25.

7. Быстрицкий В.Е., Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Анализ рынка приборов и систем коммерческого учета электрической энергии // Электротехника, 2001.- №5.- С.38-40.

8. Кузнецов А.В. Повышение стабильности жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей // Электротехника. - 1986.- № 8. - С.40-42.

9. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Клементьев В.Р. К вопросу о новой форме оплаты за реактивную мощность и энергию // Промышленная энергетика, 1996.- №4. - С.3-6.

10. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Об уточнении расчета тарифов на электроэнергию на потребительском рынке // Электрика, 2002.- №2.- С. 7-10.

11. Кузнецов А.В. Совершенствование организационно-правовой формы управления режимами потребления электроэнергии // Электрика,2002.-№12.-С.3-6.

12. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т., Шингаров В.П. Об экономических рычагах управления режимами потребления реактивной мощности // Электрика, 2003.- №1.- С. 17-19.

13. Кузнецов А.В. Об оплате потребителями реактивной электрической мощности и энергии // Электрические станции, 2003.- №3.- С. 12-15.

14. Кузнецов А.В. Об организационно--правовых аспектах управления режимами электропотребления // Электрические станции, 2003.- №12.- С.52-56.

15. Магазинник Л.Т., Кузнецов А.В. Модель системы управления потреблением электроэнергии в электрохозяйстве потребителя // Труды международной НК «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроматематика в науке, технике и экономике». Ульяновск, 2002.-С.96-98.

16. Магазинник Л.Т. Кузнецов А.В., Белов А.П. Ранговая оценка электропотребления ряда образовательных учреждений // Электрика, 2001.-№5.- С.30-35.

17. Кузнецов А.В. Новые критерии управления режимами электропотребления // Материалы Всероссийского научно-технического семинара.- Ульяновск: УлГТУ, 2004.- С.5-8.

18. А.с. 668038 СССР, МКИ2 Н02Н 7/00. Устройство для защиты электроустановки от перегрузки и короткого замыкания. / А.В.Кузнецов (СССР). - № 2526396/ 24-07; заявл. 27.09.77; Опубл. 15.06.79, Бюл.22. - 2 с.

19. А.с. 691957 СССР, МКИ2 НО 1Н 85/36. Предохранитель - выключатель /А.В.Кузнецов (СССР). - № 2607035/24-07; Заявл. 18.04.78; Опубл. 15.10.79, Бюл. 38. -3 с.

20. А.с. 714537 СССР, МКИ2 НОШ 85/36. Предохранитель-выключатель / В.А.Андреев, А.В.Кузнецов (СССР). - № 2597783/24-07; Заявл. 03.04.78; Опубл. 05.02.80, Бюл.5.- 3 с.

21. А.с. 809428 СССР, МКИ3 НОШ 85/04. Инерционный предохранитель. / А.В.Кузнецов (СССР).- № 2725394/24-07; Заявл. 16.02.79; Опубл.28.02.81; Бюл. 8.-3 с.

22. А.с. 888242 СССР, МКИ3 НОШ 85/36. Предохранитель - выключатель /В.ААндреев, А.В.Кузнецов (СССР).- № 2837887/24-07; Заявл. 12.11.79; Опубл.07.12.81; Бюл. 45.-3 с.

23. А.с. 902100 СССР. МКН3 НОШ 87/00, НОШ 85/12. Жидкометаллический предохранитель /В.ААндреев, Е.В.Бондаренко, Ю.СКрежевский, А.В.Кузнецов (СССР).-№ 2914675/24-07; Заявл. 22.04.80; Опубл. 30.01.82, Бюл.4. - 3 с.

24. А.с.905914 СССР, МКИ3 НО1Н 87/00. Ограничитель тока / Е.В.Бондаренко, АВ.Кузнецов, Ю.СКрежевский (СССР).- №2905174/24-07; Заявл. 04.04.80;Опубл. 15.02.82, Бюл.б.-З с.

25. А.с. 951464 СССР, МКИ3 НОШ 87/00. Ограничитель тока /Е.В.Бондаренко, А.В.Кузнецов, Ю.С.Крежевский (СССР). -№3217009/2407; Заявл. 16.12.80; Опубл. 15.08.82, Бюл.30.- 3 с.

26. А.с. 951449 СССР, МКИ3 НОШ 29/30. Жидкометаллический самовосстанавливающийся ограничитель тока / А.В.Кузнецов (СССР). - № 3212999/24-07; Заявл. 01.10.80; Опубл. 15.08.82, Бюл.30.- 3 с.

27. А.с. 960966 СССР, МКИ3 НО1Н 87/00, НОШ 85/12. Жидкометаллический предохранитель /Е.В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, АВ.Кузнецов (СССР). -№3246585/24-07; Заявл. 10.12.81; Опубл. 23.09.82, Бюл.35.- 3 с.

28. А.с. 1030883 СССР, МКИ3 НОШ 87/00. Самовосстанавливающийся ограничитель тока / Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов, В.М.Сенчугов (СССР). - № 3369266/24-07; Заявл.22.07.81; Опубл. 23.07.83, Бюл.27.- 2с.

29. А.с. 1045300 СССР, МКИ3 НОШ 87/00. Жидкометаллический предохранитель / А.В.Кузнецов (СССР). -№3217013/24-07; Заявл. 16.12.80; Опубл.30.09.83, Бюл.36. - 2с.

30. А.с. 1051638 СССР, МКИ3 НО2Н 3/16. Устройство для защиты линии электрической сети от однофазного замыкания/ Н.Т.Гурин, А.В.Кузнецов (СССР).- № 2915518/24-07; Заявл. 25.04.80; Опубл.ЗО. 10.83, Бюл. 40.-3 с.

31. А.с. 1104600 СССР, МКИ3 НОШ 87/00. Ограничитель тока / Е.В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, В.Р.Крашенинников, А.В.Кузнецов (СССР). - № 3587891/24-07; Заявл. 06.05.83; Опубл. 23.07.84, Бюл.27. - 3 с.

32. А.с. 1128303 СССР, МКИ3 НОШ 87/00. Самовосстанавливающийся ограничитель тока /К.Ф.Зиновьев , АВ.Кузнецов (СССР).- № 3387946/24-07; Заявл. 21.01.82; Опубл. 07.12.84, Бюл.45.- 3 с.

33. А.с. 1138852 СССР, МКИ3 НОШ 8700. Жидкометаллический предохранительЛО.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР).- №3544727/24-07; Заявл.01.02.83; Опубл.07.02.85, Бюл.5.-2 с.

34. А.с. 1192023 СССР, МКИ3 Н02Н 7/10. Устройство для защиты тиристора / В.А.Андреев, Е. В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР).- №3676176/24-07; Заявл. 17.10.83;Опубл. 15.11.85, Бюл. 42. - 3 с.

Личный вклад автора. Из более чем 60 опубликованных научных работ и 17 изобретений, отражающих результаты исследований, 12 работ и 5 авторских свидетельств на изобретения принадлежат лично автору. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат постановка задачи исследования и обобщение результатов.

Подписано в печать 18.05.2004. Формат 60x84/16. Бумага тип. №1. Печать трафаретная. Усл. печ.л. 2,32. Уч.-изд.л. 2,00.

^Зсю

Тираж 100 экз. Заказ_

Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, Ул. Северный Венец, д. 32.

M~t5f 14

РНБ Русский фонд

2005-4 12073

ВВЕДЕНИЕ.

1. УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, ИХ РОЛЬ В ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

1.1. Роль потребителя электрической энергии в снижении энергоемкости валового национального продукта.

1.2. Некоторые особенности процесса электропотребления.

1.3. Система управления передачей электроэнергии в электрохозяйстве потребителя.

1.4 Аппараты управления и защиты в сети напряжением 6-10 кВ.

1.5. Аппараты управления и защиты в сети напряжением до 1 кВ с проводниками и кабелями, питающими группы электроприемников.

1.6.Полупроводниковые аппараты управления и их защита от аварийных токов.

1.7. Устройства защиты от однофазных коротких замыканий в электрических сетях с заземленной нейтралью.

1.8. Устройства управления режимами электропотребления.

1.9. Элементы организационной структуры управления функционированием устройств управления передачей электроэнергии.

1.10. Задачи исследований.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ И ПУТЕЙ ИХ

ОПТИМИЗАЦИИ.

2.1. Математическая модель эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.

2.2. Оценка параметров модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.

2.3. Сопоставление параметров модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.

2.4. Критерии оценки принимаемых решений для повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.

2.5. Анализ путей реализации технических и организационных решений для повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии.

Выводы.

3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.

3.1. Управляемые предохранители.

3.2. Жидкометаллические самовосстанавливающиеся предохранители (ЖСП).

3.2.1. Принцип действия ЖСП и основные проблемы их создания в РФ.

3.2.2. Выбор материала диэлектрической втулки и жидкого металла для ЖСП.

3.2.3. Выбор материалов контактных выводов ЖСП.

3.2.4. Конструкции ЖСП и область их применения.

3.2.5. Защитная характеристика и быстродействие ЖСП.

3.3. Новый тип ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой (ЖСПС).

3.3.1. Математическая модель плавкого предохранителя в установившемся тепловом режиме.

3.3.2. Исследование возможности повышения стабильности защитной характеристики ЖСП.

3.3.3. Экспериментальное исследование макетной конструкции ЖСПС со стабилизированной защитной характеристикой.

3.4. Устройство защиты от однофазных коротких замыканий в сети напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью.

Выводы.

4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ ЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ

ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ.

4.1 Математическая модель процесса срабатывания жидкометаллического самовосстанавливающегося предохранителя при коротком замыкании.

4.2. Анализ работы жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей при коротких замыканиях.

4.3. Коммутационные испытания макетных образцов жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей.

Выводы.

5 . РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.

5.1. Опытный образец устройства защиты на основе УП с кварцевым наполнителем.

5.2. Анализ вариантов использования ЖСП и ЖСПС в устройствах защиты полупроводниковых аппаратов управления.

5.3. Расчет параметров защитного устройства на основе ЖСП и ЖСПС.

5.4. Техническая реализация защитного устройства на основе ЖСП и ЖСПС.

5.5. Экспериментальное исследование защитного устройства на основе ЖСП.

5.6 Возможные варианты использования защитного устройства на основе ЖСП и ЖСПС в системах электроснабжения до 1 кВ.

5.7. Основы методики проектирования новых устройств управления и защиты.

5.7.1. Основы методики проектирования устройств на основе управляемых предохранителей.

5.7.2. Основы методики проектирования устройств на основе ЖСП.

5.8. Эффективность использования предложенных технических решений.

Выводы.

6. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЕМ РЕАКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ.

6.1. О правилах применения скидок и надбавок к тарифам за потребление и генерацию реактивной энергии.

6.2. Недостатки и пути совершенствования формы оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии и мощности.

6.3. Соответствие формы оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии действующему законодательству.

Выводы.

7. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ

СТРУКТУРЫ.

7.1. Основа структуры управления режимами электропотребления.

7.2. Структура управления режимами электропотребления.

7.3. Организационная структура энергетического менеджмента.

7.4. Новые функции энергетических служб промышленных предприятий, условия их выполнения.

7.5. Рынок образовательных услуг.

7.6. Рынок технических средств регулирования режимов электропотребления.

7.7. Программные модели обработки и представления информации для принятия решений.

7.8. Концепция совершенствования системы управления режимами потребления электроэнергии.

7.9. Эффективность использования предложенных организационных решений.

Выводы.

На современном этапе развитие экономики страны идет по пути рыночных преобразований. Глобальной целью преобразований является достижение высоких конечных результатов хозяйственной деятельности в сочетании с оптимальными затратами при дефицитности ресурсов. Рыночные преобразования затронули все сферы хозяйственной деятельности, в том числе электроэнергетику. Развитие энергетики до 2020 года предусмотрено созданной и утвержденной Правительством Энергетической стратегии России, высшим приоритетом которой является повышение эффективности энергопотребления и энергосбережения. Важнейшую роль в достижении приоритетной цели играют потребители электрической энергии, которые получают ее от энергоснабжающей организации в точке раздела балансовой принадлежности сети.

Проблема повышения эффективности электропотребления и энергосбережения в электрохозяйстве потребителя многосторонняя. С одной стороны, она может решаться за счет снижения энергопотребления при использовании энергоэффективного оборудования, энергосберегающих технологий и т.п. С другой стороны ее решение определяется снижением затрат на передачу электроэнергии по электрическим сетям (ЭС) потребителей. В большинстве случаев это ЭС напряжением 6-10 и 0,4 кВ.

Известно, что затраты на передачу электроэнергии по ЭС 6-10 и 0,4 кВ составляют более 50% затрат на ее производство и передачу от генераторов станций до электроприемников (ЭП), поэтому их снижение связано с существенным снижением расхода национальных ресурсов, в том числе невосполняемого запаса топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Большое значение для повышения эффективности передачи электроэнергии в системах электроснабжения потребителей (СЭ) имеют вопросы управления этим процессом.

Основу системы управления процессом передачи электроэнергии (СУП) составляют технические устройства управления передачей электроэнергии. Это — аппараты управления и защиты, обеспечивающие необходимую степень надежности электроснабжения ЭП в нормальном и аварийном режимах, и устройства управления режимами электропотребления (показателями этих режимов являются: коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, потребляемая реактивная мощность, показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и т.п.), обеспечивающие экономичность передачи электроэнергии.

Эффективность функционирования каждого из устройств управления передачей электроэнергии предполагает выполнение им заданных функций при минимальных затратах и характеризует эффективность СУП. Проблема повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в СЭ потребителей связана с проблемой эффективности передачи электрической энергии и является актуальной.

Эффективность функционирования устройств управления передачей электроэнергии в значительной степени зависит от совершенства элементов, образующих организационную структуру управления этими устройствами (широкий круг технических, экономических, юридических, социальных и т.п. решений, принимаемых на основе создаваемых человеком критериев их оценки, система исполнения этих решений и т.д.). Основу организационной структуры управления функционированием устройств управления передачей электроэнергии составляет совокупность создаваемых человеком критериев для оценки принимаемых решений при проектировании и эксплуатации устройств.

Эти критерии находят отражение в руководящих указаниях, нормах, рекомендациях, технических условиях, служебных документах и т.п. Главной функцией организационной структуры управления является создание необходимых условий для возникновения спроса и применения технических устройств управления передачей электроэнергии. При отсутствии таких условий любые технические решения, даже соответствующие самым строгим критериям их оценки могут не востребоваться и не применяться потребителями электроэнергии. После того как такие условия созданы, главной функцией организационной структуры становится создание условий для рационального использования технических возможностей устройств управления передачей электроэнергии в СЭ.

Исследования показывают, что в существующей структуре внешнего управления (со стороны государственных органов) отсутствуют критерии, предполагающие рациональное использование технических возможностей существующих и создаваемых аппаратов управления и защиты напряжением до 1 кВ. Применение известных аппаратов управления и защиты связано с завышением их технических характеристик по отношению к требованиям электрической сети или завышению номинальных параметров защищаемых ими элементов электрической сети. Необходимо создание новых аппаратов управления и защиты, технические характеристики которых строго соответствуют требованиям электрической сети, обеспечивая при этом снижение инвестиционной составляющей затрат в ЭС. Отсутствие таких аппаратов увеличивает затраты на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии более чем на 4%.

Существующие критерии управления в организационной структуре внешнего управления не создают условий для возникновения спроса на устройства управления режимами электропотребления. Заинтересованность в этом у потребителей отсутствует. Экономические рычаги управления не находят должного применения. Большой вклад в создание теоретических основ управления режимами электропотребления внесли российские ученые Арзамасцев Д.А., Вагин Г.Я., Веников В.А., Воротницкий В.Э., Гамазин С.И., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Карпов Ф.Ф., Каялов Г.М., Кудрин Б.И., Кучумов Л.А., Лоскутов А.Б., Мукосеев Ю.Л., Немцев Г.А.,

Никифорова В.Н., Поспелов Г.Е., Сыч Н.М., Федоров А.А., Черепанов В.В., Шидловский А.К. и многие другие. Оригинальный подход к тарифной политике предложен такими учеными как Б.В. Папков [182] и др.

Часть их предложений не нашли практического применения. Другая часть нашла воплощение в новой форме оплаты за потребление и генерацию реактивной энергии и ПКЭ, введенной в действие в 1991 году. Однако в 2001 году эта форма оплаты была отменена как не соответствующая действующему законодательству [61]. Предусмотренные нормативно-правовой базой экономические рычаги управления, такие как временное предоставление льготных тарифов, энергетических кредитов ставят потребителя в зависимость от государственных контролирующих органов. Массовость потребителей требует содержания значительного персонала контролирующих органов, снижает эффективность и увеличивает затраты на управление.

Существующая структура внутреннего управления электрохозяйством потребителей не создает условия для заинтересованности в управлении режимами электропотребления структурных подразделений и персонала, занятого непосредственно технологическим процессом производства. Критерии экономического управления в существующей структуре внутреннего управления электрохозяйством просто отсутствуют.

Участие этого персонала в регулировании коэффициента заполнения суточного графика нагрузки просто необходимо. Специалисты энергетических служб потребителей не могут принимать решения, связанные с изменениями в технологическом процессе. Структура управления электрохозяйством потребителей не предусматривает специальных звеньев и персонала, занимающегося вопросами энергосбережения. Увеличение затрат на производство 1 кВт-ч электроэнергии при снижении коэффициента заполнения суточного графика активной мощности до 0,25 достигает 50% и более.

Развитие организационной структуры управления электропотреблением ведется преимущественно в направлении административного вмешательства государства в процесс регулирования режимов. Нормативно-правовой базой предусмотрены обязательные энергетические обследования потребителей, государственное статистическое наблюдение за использованием энергоресурсов и т. п. [34]. Однако эти мероприятия без сочетания с экономическими стимулами не дают желаемого эффекта. Затраты на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии при отсутствии регулирования режимов электропотребления возрастают на десятки процентов.

Актуальным является поиск новых решений, направленных на совершенствование организационной структуры управления. В ее составе должны быть новые критерии управления для оценки принимаемых технических и организационных решений. Часть из этих критериев должна представлять собой совокупность требований к новым аппаратам управления и защиты напряжением до 1 кВ, обеспечивающим рациональное использование их технических возможностей в СЭ. Другая часть - создавать условия для возникновения и поддержания спроса на устройства управления режимами электропотребления и условия, обеспечивающие заинтересованность в регулировании режимов электропотребления всех структурных подразделений системы управления производством продукции у потребителя, включая лиц, занятых непосредственно технологическим процессом. К сожалению, обоснование и выбор критериев управления для оценки принимаемых решений еще не решает проблему эффективности функционирования устройств управления режимами электропотребления. Необходима реализация технических и организационных решений с учетом обоснованных критериев их оценки.

Реализация технических решений может быть направлена на создание новых устройств защиты на основе управляемых предохранителей (УП), жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей (ЖСП), устройств защиты от однофазных замыканий в сетях с заземленной нейтралью до 1 кВ (УЗОЗ). Технические и экономические характеристики УП и ЖСП более всего приближаются к требованиям рационального использования технических возможностей аппаратов управления в СЭ, предполагающим обеспечение необходимой степени надежности при ограниченности инвестиций в СЭ.

Разработка теоретической, методической и технической базы создания УП и УЗОЗ не представляет принципиальных трудностей. Эти устройства могут быть созданы на базе хорошо изученных, серийно выпускаемых плавких предохранителей и устройств релейной защиты. Теоретическая, методическая и техническая база создания этих устройств может основываться на критериях оценки принимаемых решений, учитывающих рациональное использований технических характеристик в СЭ, теории электрических аппаратов, теории релейной защиты. По сути дела разработка теоретической, методической и технической базы создания устройств УП и УЗОЗ является развитием хорошо изученной и проверенной на протяжении многих лет теоретической, методической и технической базы создания плавких предохранителей и устройств релейной защиты.

В отличие от УП и УЗОЗ, ЖСП - принципиально новые аппараты управления и защиты. Первые публикации об их исследованиях появились немногим более 30 лет назад. У нас в стране ЖСП до сих пор не производятся. Отсутствие научных основ создания ЖСП не позволяет осуществить их промышленное производство. Необходима разработка начальных положений научных основ создания и применения ЖСП. Отсутствие необходимой информации осложняет поставленную задачу.

Реализация организационных решений может быть направлена на создание новой организационной структуры управления режимами электропотребления. Наряду с критериями управления, создающими условия для возникновения спроса и применения устройств управления режимами электропотребления, она должна содержать элементы, обеспечивающие рациональное управление режимами электропотребления. Это определяется прежде всего образовательным уровнем персонала энергетических служб. Его повышение может обеспечиваться при использовании нового учебно-методического обеспечения. Рациональное управление режимами электропотребления не может иметь место без информационно-технологического обеспечения, предназначенного для обработки и представления информации для принятия решений и т.п. Создание теоретической, методической, информационно-технологической базы повышения эффективности управления режимами электропотребления может основываться на положениях и принципах системного подхода и анализа.

Цель работы. Создание и реализация теоретических, методических, информационно-технологических и технических основ повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей. Реализация сформулированной цели требует решения теоретических и прикладных задач. Основные из них следующие:

1. Разработка математической модели эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в виде целевой функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, анализ и оценка значений параметров целевой функции.

2. Анализ явлений, оказывающих влияние на параметры разработанной модели, и обоснование совокупности критериев оценки принимаемых технических и организационных решений, направленных на эффективное выполнение техническими устройствами управления заданных функций, а также поиск путей реализации этих решений.

3. Разработка по обоснованным критериям новых устройств управления и защиты до 1 кВ на основе управляемых предохранителей (УП), жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей (ЖСП), устройства защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью.

4. Разработка научных основ создания ЖСП путем анализа процессов в цепи при их использовании в составе устройств защиты, выявления детерминированных связей между параметрами этих устройств, параметрами электрической сети и параметрами защищаемых элементов.

5. Анализ и решение задач практической реализации новых устройств управления и защиты на основе УП, ЖСП в электрических сетях до 1 кВ, их исследования и разработка основ методики их проектирования.

6. Разработка новой организационной структуры управления, основанной на предложенной совокупности экономических критериев оценки принимаемых решений, реализующих принцип экономической заинтересованности потребителей в улучшении показателей режимов электропотребления.

7. Разработка алгоритмов и программных продуктов, использующих новые методы обработки электротехнической информации для принятия решений, а также совершенствование информационно-технологического и учебно-методического обеспечения организационной структуры управления режимами электропотребления.

Основные положения, выносимые автором на защиту.

1. Модель эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, представленная в виде функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, и результаты оценки значений параметров функции.

2. Совокупность технических и экономических критериев оценки принимаемых решений и пути их реализации для оптимизации параметров целевой функции затрат.

3. Новые устройства управления и защиты напряжением до 1 кВ на основе УП и ЖСП, устройство защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью, обеспечивающие оптимизацию параметров целевой функции.

4. Научные основы создания, применения и подготовки промышленного производства ЖСП в виде результатов исследований, математических и программных моделей, описывающих детерминированные связи между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов сети.

5. Методика проектирования и расчета основных параметров устройств управления и защиты на основе ЖСП для их выбора при использовании в электрических сетях.

6. Организационная структура управления режимами электропотребления, основанная на предложенной совокупности экономических критериев оценки принимаемых решений, реализующих принцип экономической заинтересованности потребителей в улучшении показателей режимов.

7. Алгоритмы, реализованные в виде программных продуктов и обеспечивающие обработку, представление и использование электротехнической информации для принятия организационных и технических решений, а также информационно-технологическое и учебно-методическое обеспечение структуры управления режимами электропотребления.

Научная новизна выполненных автором работ состоит в следующем:

1. Синтезирована структурная схема управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, на основе которой разработана математическая модель, предназначенная для исследования эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии и представленная в виде функции интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств.

2. Обоснована совокупность технических и экономических критериев оценки принимаемых решений и определены пути их реализации с целью повышения эффективности передачи электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.

3. Впервые разработаны математические модели процессов в электрической сети, представляющие собой научную основу создания и применения ЖСП и предназначенные для исследования детерминированных связей между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов в системах электроснабжения до 1 кВ.

4. Проведен факторный анализ параметров математической модели критерия стабильности защитной характеристики ЖСП, на основе результатов которого определен новый принцип построения конструкции ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой (ЖСПС), обеспечивающий сохранение защитных функций в условиях многократных срабатываний под действием тока короткого замыкания.

5. Выявлены причинно-следственные связи между элементами системы управления передачей электроэнергии, на основе которых определен принцип и разработана организационная структура управления режимами электропотребления, основанная на предложенной совокупности экономических критериев для оценки принимаемых потребителями технических и организационных решений.

6. Разработаны алгоритмы, использующие новые методы обработки электротехнической информации, и реализованные в виде программных продуктов, обеспечивающих представление и использование информации для принятия организационных и технических решений по регулированию режимов электропотребления в системах электроснабжения потребителей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны программные модели процессов в электрической сети для исследования детерминированных связей между параметрами электрической сети до 1 кВ, устройств управления и защиты на основе ЖСП и параметрами защищаемых элементов системы электроснабжения до 1 кВ, которые могут служить практической основой для разработки ЖСП на стадии ОКР, проектирования и подготовки промышленного производства.

2. Разработаны и созданы устройства управления и защиты до 1 кВ на основе УП, ЖСП, ЖСПС, устройство защиты от однофазных коротких замыканий в четырехпроводной сети с заземленной нейтралью, защищенные семнадцатью авторскими свидетельствами.

3. Разработаны и предложены инженерные методики проектирования и расчета основных параметров новых устройств управления и защиты до 1 кВ.

4. Предложены рекомендации для внесения изменений и дополнений в утвержденные «Методические указания по расчету тарифов на потребительском рынке» и «Правила применения скидок и надбавок к тарифам за потребление и генерацию реактивной энергии», обеспечивающие правомерность их применения в условиях действующего законодательства.

5. Разработаны программные продукты, обеспечивающие обработку, анализ и использование электротехнической информации для принятия решений по регулированию режимов электропотребления.

Созданное в результате работы устройство УП по А.с. №714537 внедрено на п.я. А-1668, г. Москва и п.я. В-28615, г. Мытва. Устройства защиты по А.с. №1192023, №951449 и №905914 на основе ЖСП и ЖСПС в макетном варианте успешно прошли лабораторные испытания и внедрены в опытную эксплуатацию в системе электроснабжения (СЭ) до 1 кВ нескольких промышленных предприятий г. Ульяновска. Расчетный экономический эффект от внедрения одного устройства в сети с силовыми полупроводниковыми приборами зависит от номинального тока и ожидаемого тока к.з. и составляет 0,2-2,0 тыс. рублей в ценах 1991 года. Ожидаемый массовый спрос на эти устройства говорит о том, что эффект от серийного производства этих устройств может быть довольно значительным.

Содержание исследований в области разработки новых устройств защиты в ЭС напряжением до 1 кВ (УП, ЖСП, ЖСПС) с ссылками на труды автора нашло отражение в учебниках, учебных пособиях для вузов и специальной технической литературе других авторов [19,21,135]. Дальнейшие исследования в области разработки УП, ЖСП, ЖСПС и устройств на их основе следует вести в направлении проведения ОКР и подготовки промышленного производства. Это возможно при объединении усилий отраслевых НИИ, коммерческих организаций при поддержке государства.

Рекомендации автора по применению скидок и надбавок к тарифам на потребляемую электроэнергию, рекомендации по введению постоянно действующей системы дополнительного образования (повышения квалификации) по основам энергосбережения и энергетического менеджмента для руководителей энергетических служб потребителей электроэнергии, а также предложение о необходимости разработки новой структуры энергетического менеджмента в электрохозяйстве потребителя внесены в региональную Программу «Энергосбережение в Ульяновской области».

Для реализации введенных в Программу «Энергосбережение в Ульяновской области» предложений на кафедре «Электроснабжение» при УлГТУ организованы курсы повышения квалификации и введена новая дисциплина «Основы энергосбережения и энергетического менеджмента» для студентов пятого курса. В рабочей программе дисциплины широко используются материалы исследований автора, направленных на повышение эффективности регулирования режимов электропотребления.

Разработанные автором программные продукты «Ответственный за энергохозяйство», «Оплата за электроэнергию», «Расчет экономических значений реактивной мощности и энергии» нашли спрос и реализованы на коммерческой основе на ряде предприятий. Среди них — региональное Управление «Ульяновскгосэнергонадзор», муниципальное предприятие «Ульяновская городская электросеть», ОАО Ульяновская кондитерская фабрика «Волжанка» и др. Два из названных программных продукта демонстрировались на второй и третьей Всероссийских выставках «Энергосбережение в регионах России» в Московском всероссийском выставочном центре (ВВЦ) в 2000 и 2001 году и занесены в официальный каталог экспозиций [141,142 ].

Предложенные в работе рекомендации по выбору автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) для коммерческого учета электроэнергии использованы при выполнении хоздоговорных НИР и внедрены на ОАО кондитерская фабрика «Волжанка», ОАО «Ульяновский хладокомбинат», ГУТШПК «Ульяновский дом печати». Реальный экономический эффект на этих предприятиях от внедрения НИР составил 58% от суммы оплаты за электроэнергию. Ответственным исполнителем этих НИР являлся автор.

Результаты, полученные в работе доложены и обсуждались на более чем двадцати международных, всесоюзных, всероссийских конференциях и семинарах в 1984-2004 г. Некоторые из них:

• YI и YII сессия Всесоюзного научного семинара АН УССР «Кибернетика электрических систем» по тематике «Электроснабжение промышленных предприятий» в г. Новочеркасске, 1984,1985 г.

• Всесоюзная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития производства аппаратов низкого напряжения» — г. Ульяновск, 14-18 мая 1885 г.

• Всесоюзная научно-техническая конференция «Технико-экономические проблемы оптимизации режимов электропотребления промышленных предприятий» - г. Миасс, 9-11 сентября 1987 г.

• Международная научно-практическая конференция «Электрификация горных и металлургических предприятий Сибири» - Новокузнецк, 1997 г.

• Всероссийская научно-техническая конференция «Электроснабжение, энергосбережение и электроремонт». Новомосковск.2000 г.

• IV всероссийская конференция «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения». Нижний Новгород,2002 г.

• Всероссийский научно-технический семинар «Энергосбережение в электрохозяйстве предприятия». Ульяновск. 2004 и др.

Кроме того, результаты работы обсуждались на конференциях регионального уровня и ежегодных научно- технических конференциях профессорско-преподавательского состава УлГТУ в 1981-2004 г.

Работы по теме диссертации являются составной частью целевой комплексной программы на 1986-1990 г. "Разработка методов и средств экономии электроэнергии и повышения ее качества в электроэнергетических системах" (Экономия электроэнергии), приказ №101 Минвуза СССР от 09.02.87, региональной научно-технической программы на 1986-1990 г. "Комплексное использование энергоресурсов Поволжья" (Энергоресурсы Поволжья), приказ №99 Минвуза РСФСР от 06.02.86, программы "Энерго - и ресурсосберегающие технологии", повышение конструкторско-технологических показателей и качества промышленной продукции народного хозяйства РФ (НКП - 2000) 1994-2000г. и др.

Публикации. По результатам исследований опубликовано более 60 печатных работ, в том числе одна монография, и получено 17 авторских свидетельств на изобретения. Результаты исследований отражены в отчетах о х.д. НИР, выполненных на кафедре «Электроснабжение» УлГТУ в 1980-2003 г.г. (гос. регистрационные номера 810109-49, 810109-46 и др.).

Основные результаты работы:

1. Разработана математическая модель, предназначенная для исследования эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии, представляющая собой целевую функцию интегральных дисконтированных затрат, связанных с применением и эксплуатацией этих устройств, определены оценочные значения параметров целевой функции.

2. Проведен анализ факторов, оказывающих влияние на параметры целевой функции, в результате которого выяснено, что наиболее существенным фактором является уровень совершенства элементов, образующих организационную структуру управления устройствами передачи электроэнергии.

3. Показано, что существующая структура не обеспечивает условий для формирования спроса на устройства управления режимами электропотребления и рациональное использование технических возможностей устройств управления и защиты в системах электроснабжения потребителей из - за отсутствия в ней эффективных критериев управления.

4. Обоснована новая совокупность критериев оценки технических и организационных решений, направленных на повышение эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей, и определены пути реализации этих решений.

5. Показано, что в отличие от устройств управления и защиты в сетях 6-10 кВ применяемые устройства управления и защиты в сетях 0,4 кВ не удовлетворяют обоснованным критериям оценки принимаемых решений при их проектировании и применении, что вызывает необходимость разработки новых устройств.

6. Разработаны новые принципы выполнения устройств управления и защиты на основе УП и устройств защиты от однофазных коротких замыканий в сети напряжением 0,4 кВ с заземленной нейтралью, обеспечивающие оптимизацию параметров целевой функции затрат, а также проведен анализ возможности использования для этой цели новых устройств — ЖСП, разработка которых в нашей стране ранее не представлялась возможной из-за отсутствия научных основ их создания.

7. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что ранее известные принципы построения конструкций ЖСП не соответствуют некоторым обоснованным критериям оценки принимаемых решений из-за нестабильности защитной характеристики, обусловленной износом канала с жидким металлом под действием электрической дуги при повторных срабатываниях при отключении тока короткого замыкания.

8. Разработана математическая модель критерия стабильности защитной характеристики, факторный анализ параметров которой позволил создать новый принцип построения конструкции ЖСП со стабилизированной защитной характеристикой (ЖСПС), обеспечивающий сохранение защитных функций в условиях многократных срабатываний под действием тока короткого замыкания.

9. Разработаны научные основы создания применения и проектирования устройств на основе ЖСП, представляющие собой результаты исследований, математические и программные модели, описывающие детерминированные связи между параметрами электрической сети до 1 кВ, параметрами устройств управления и защиты на основе ЖСП, параметрами защищаемых элементов электрической сети до 1 кВ.

10. Разработана новая организационная структура управления показателями режимов электро потребления, основанная на новой совокупности критериев для оценки принимаемых решений, обеспечивающая реализацию принципа экономической заинтересованности потребителей в применении устройств управления показателями режимов электропотребления и рациональном использовании их технических возможностей.

11. Разработаны алгоритмы, использующие новые методы обработки электротехнической информации, а также информационно-технологическое обеспечение организационной структуры управления показателями режимов электропотребления в виде программных продуктов, обеспечивающих обработку и представление информации для принятия решений потребителями электроэнергии.

Реализация предложенных технических и организационных решений сокращает затраты на производство и передачу 1 кВт-ч электроэнергии до 20%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существующие устройства управления передачей электроэнергии в электрохозяйстве потребителей не обеспечивают возможного уровня их эффективности функционирования. В диссертации разработан комплекс направлений решения крупной научно-технической и экономической проблемы. Создание и реализация теоретических, методических, информационно-технологических и технических основ повышения эффективности функционирования устройств управления передачей электроэнергии в системах электроснабжения потребителей.

1. А.с. 668038 СССР, МКИ2 Н02Н 7/00. Устройство для защиты электроустановки от перегрузки и короткого замыкания. / А.В.Кузнецов (СССР). № 2526396/ 24-07; заявл. 27.09.77;0публ.15.06.79, Бюл.22. - 2 с.

2. А.с. 691957 СССР, МКИ 2 НО 1Н 85/36. Предохранитель выключатель /А.В.Кузнецов (СССР). - № 2607035/24-07; Заявл. 18.04.78; Опубл. 15.10.79, Бюл. 38. -3 с.

3. А.с. 714537 СССР, МКИ2 HOIH 85/36. Предохранитель-выключатель / В.А.Андреев, А.В.Кузнецов (СССР). № 2597783/24-07;Заявл. 03.04.78; Опубл. 05.02.80, Бюл.5.- 3 с.

4. А.с. 809428 СССР, МКИ3 HOIH 85/04. Инерционный предохранитель. / А.В.Кузнецов (СССР).- № 2725394/24-07; Заявл. 16.02.79; 0публ.28.02.81; Бюл. 8.-3 с.

5. А.с. 888242 СССР, МКИ3 HOIH 85/36. Предохранитель выключатель /В.А.Андреев, А.В.Кузнецов (СССР).- № 2837887/24-07; Заявл. 12.11.79; 0публ.07.12.81; Бюл. 45.-3 с.

6. А.с. 902100 СССР. МКН3 HOIH 87/00, HOIH 85/12. Жидкометаллический предохранитель /В.А.Андреев, Е.В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР).-№ 2914675/24-07; Заявл. 22.04.80; Опубл. 30.01.82, Бюл.4. 3 с.

7. А.с.905914 СССР, МКИ3 HOIH 87/00. Ограничитель тока / Е.В.Бондаренко, А.В.Кузнецов, Ю.С.Крежевский (СССР).- №2905174/24-07; Заявл. 04.04.80;0публ. 15.02.82, Бюл.б.-З с.

8. А.с. 951464 СССР, МКИ3 HOIH 87/00. Ограничитель тока /Е.В.Бондаренко, А.В.Кузнецов, Ю.С.Крежевский (СССР). №3217009/2407; Заявл.16.12.80; Опубл. 15.08.82, Бюл.30.- 3 с.

9. А.с. 951449 СССР, МКИ3 HOIH 29/30. Жидкометаллический самовосстанавливающийся ограничитель тока /А.В.Кузнецов (СССР).- № 3212999/24-07; Заявл. 01.10.80; Опубл. 15.08.82, Бюл.30.- 3 с.

10. А.с. 960966 СССР, МКИ3 Н01Н 87/00, Н01Н 85/12. Жидкометаллический предохранитель /Е.В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР). -№3246585/24-07; Заявл. 10.12.81; Опубл. 23.09.82, Бюл.35.- 3 с.

11. А.с. 1030883 СССР, МКИ3 HOIH 87/00. Самовосстанавливающийся ограничитель тока / Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов, В.М.Сенчугов (СССР). № 3369266/24-07; Заявл.22.07.81; Опубл. 23.07.83, Бюл.27.- 2с.

12. А.с. 1045300 СССР, МКИ3 HOIH 87/00. Жидкометаллический предохранитель / А.В.Кузнецов (СССР). -№3217013/24-07;Заявл.16.12.80; Опубл.30.09.83, Бюл.36. 2с.

13. А.с. 1051638 СССР, МКИ3 Н02Н 3/16. Устройство для защиты линии электрической сети от однофазного замыкания/ Н.Т.Гурин, А.В.Кузнецов (СССР).- № 2915518/24-07; Заявл. 25.04.80; Опубл.ЗО. 10.83, Бюл. 40.-3 с.

14. А.с. 1104600 СССР, МКИ3 HOIH 87/00. Ограничитель тока / Е.В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, В.Р.Крашенинников, А.В.Кузнецов (СССР). № 3587891/24-07; Заявл. 06.05.83;Опубл. 23.07.84, Бюл.27. - 3 с.

15. А.с.1128303 СССР, МКИ3 HOIH 87/00.Самовосстанавливающийся ограничитель тока /К.Ф.Зиновьев , А.В.Кузнецов (СССР).- № 3387946/24-07; Заявл. 21.01.82; Опубл. 07.12.84, Бюл.45.- 3 с.

16. А.с.1138852 СССР, МКИ3 HOIH 8700. Жидкометаллический предохранитель./Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР).- №3544727/24-07; Заявл.01.02.83; 0публ.07.02.85, Бюл.5.-2 с.

17. А.с. 1192023 СССР, МКИ3 Н02Н 7/10. Устройство для защиты тиристора / В.А.Андреев, Е. В.Бондаренко, Ю.С.Крежевский, А.В.Кузнецов (СССР).- №3676176/24-07; Заявл. 17.10.83;Опубл. 15.11.85, Бюл. 42. 3 с.

18. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В., Маркова Е.В. Теория эксперимента : прошлое, настоящее, будущее.-М.: Знание, 1982.- 64 с.

19. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов спец. "Электроснабжение".-3-е изд.перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1991. 496 с.

20. Андреев В.А., Дубов А.Л., Шишкин В.Ф. Расчет режимов и релейная защита воздушных линий электрических сетей напряжением до 1 кВ / Ульяновский государственный технический университет. Ульяновск: УлГТУ, 2001.-103 с.

21. Андреев В.А., Лаушкин Н.Р., Плиско А.Л. Управляемые плавкие предохранители. — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1995.-204 с.

22. Андреев В.А., Крежевский Ю.С., Кузнецов А.В. О выборе материала диэлектрической втулки (камеры гашения) и жидкого металла для жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей. // Изв. вузов СССР. Электромеханика. 1984. № 11.- С.84-89.

23. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Основные проблемы создания жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей и возможная область их применения // Изв. вузов СССР. Энергетика, 1987.- № 6 С.42-44.

24. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Устройство защиты на основе жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей: Информационный листок о научно-техническом достижении №30-87.

25. Ульяновск: Ульяновский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды, 1987.- 4с.

26. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Защита тиристорных аппаратов управления с помощью самовосстанавливающихся предохранителей// Промышленная энергетика. 1990.- №5.- С.24-27

27. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Устройство защиты на основе самовосстанавливающихся предохранителей. Повышение эффективности использования энергоресурсов Поволжья. Сб. трудов. Изд. Саратовский Государственный университет г.Саратов, 1990, 4с.

28. Андреев В.А., Кузнецов А.В. Анализ быстродействия жидкометаллических и обычных предохранителей // Промышленная энергетика, 1991.-№12.- с.22-25.

29. Аппараты, электрические на напряжение до 1000 В. Допустимые температуры нагрева частей аппаратов: ГОСТ 403-73.- Взамен ГОСТ 403-41.

30. Арзамасцев Д.А. и др. Модели оптимизации развития энергосистем: Учеб. для электроэнергет. спец. вузов/ Д.А. Арзамасцев, А.В. Липес, А.Л. Мызин/Под ред. Д.А. Арзамасцева. -М.: Высш. шк.,1987.-272 е.: ил.

31. Арзамасцев Д.А. Введение в многоцелевую оптимизацию энергосистем. Учебное пособие. Свердловск, изд. УПИ им. С.М. Кирова, 1984,88 с.

32. Башмаков И.А. Десять вопросов по поводу «Временного положения о проведении энергетических обследований организаций» // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1997.- С. 12-13.

33. Белинская Г.В., Выдрин Г.А. Технология электровакуумной и радиотехнической керамики: Учебник для радиотехнических специальностейтехникумов. -М.: Энергия. 1977.- 336 с.

34. Быстрицкий В.Е., Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Конъюнктура рынка сбыта приборов и систем учета электрической энергии // Энергосбережение в Поволжье. Ежеквартальный научно-технический журнал.-2000 г. Выпуск №2, г.Ульяновск.С.34-38.

35. Быстрицкий В.Е., Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Анализ рынка приборов и систем коммерческого учета электрической энергии // Электротехника, 2001.- №5.- С.38-40.

36. Буткеев А.Н. , Кузнецов А.В., Магазинник J1.T. Концепции построения систем учета электроэнергии // Энергосбережение. Ежеквартальный научно-технический журнал.-1999. Выпуск №1, г. Ульяновск. С.8.

37. Булатов О.Г., Лабунцов В.А., Одынь С. В. Способы и устройства выключения тиристоров // Электричество. 1983. - № 7. С.30-35.

38. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1963. - 720 с.

39. Васильев А.Г., Смирнов А.О., Рожков М.А. и др. Совершенствование регулирования тарифов, действующих на потребительском рынке // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1998.-С. 12-14.

40. Всесоюзная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития производства аппаратов низкого напряжения» : Тезисы докладов. Ульяновск: УО ВНИИэлектроаппарат, 1985.- 60 с.

41. Выдрин Г.А., Костяков Н.С. Физико-химические основы производства и эксплуатации электрокерамики, М.: Энергия, 1971. - 328 с.

42. Высоковольтный токоограничивающий тиристорный выключатель/ Г.М.Рубашов, В.Р.Альперович, В.Н.Воробьев, А.П.Кушнеров// Промышленная энергетика. 1980.- № 5.- С.36-38.

43. В.Р.А.Гинтарас, К.М.Рагульскис. Автоматические ограничители тока малой мощности//Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты, низкого напряжения, 1984.-Вып.2 (III).- C.IO-II.

44. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. -2-е изд., перераб. и доп., 1982. -152 с.

45. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Справочник энергетика промышленных предприятий. 5-е стереотип.изд. - К.: Техника, 1979.- 463 с.

46. Гражданский кодекс РФ. Полный текст (часть первая и часть вторая) М.: Ассоциация авторов и издателей "Тандем". Издательство "ЭКМОС", 2000.-228 с.

47. Грехов Н.В., Линийчук И.А. Тиристоры, включаемые током управления. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.- 96 с.

48. Дегтярь В.Г., Нестеров Г.Г. Контактные коммутирующие устройства в электрических аппаратах низкого напряжения. Итоги науки и техники. Сер. Электрические аппараты. Вып.2.- М.: ВНИИТИ АН СССР, 1980.-98 с.

49. Джезбицки С., Вальчук Е. Токоограничивающие выключатели переменного тока: / Пер. с польс.- Л.: Энергоиздат, 1982.

50. Железко Ю.С. Вопросы качества электроэнергии, условий потребления и генерации реактивной энергии в договорах на энергоснабжение // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1998.-С. 16-20.

51. Железко Ю.С. Стоимость реактивной мощности и энергии // Электрические станции. 1989. №9. С.23-26.

52. Железко Ю.С. Технологические скидки (надбавки) как способ снижения тарифов на электроэнергию // Электрика.-2001,№6.-С. 12-14.

53. Железко Ю.С. О нормативных документах в области качества электроэнергии и условий потребления реактивной мощности // Электрические станции. 2002, №6. С. 18-24.

54. Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров.- М.: Энергия, 1974. 128 с.

55. Зарубин А.Н., Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т., Маврин Ю.С., Мысин С.А. Кондитерская фабрика "Волжанка" снижает оплату за электроэнергию. Энергосбережение в Поволжье. Ежеквартальный научнотехнический журнал.-2000 г. Выпуск №3, г.Ульяновск.С.83-88.

56. Игараши, Кизаки, Хомма. Сплав Na-K-Cs перспективный жидкий материал для контактов (Реферат)/ "Ниппон электрик" (Япония)// Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения. -1979. - Вып.1 (77).-С. 25.

57. Инструкция о порядке расчетов за электрическую и тепловую энергию (Зарегистрирована Минюстом РФ 28 декабря 1993 г. №449). Экономика и жизнь. Январь 1994. №3.

58. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с английского. / Под общ. ред. И.Г.Арамановича.- М.: Наука, 1974. 831 с.

59. Корольков В.Л., Сивков А.А. Ограничение перенапряжений во взрывном предохранителе // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения 1979.- Вып.З (79). С.5-6.

60. Костырев М.Л., Скороспешкин А.И. Автономные асинхронные генераторы с вентильным возбуждением.- М: Энергоатомиздат, 1993.-160 с.

61. Костырев М.Л., Дружков А.А., Матовилов Н.В., Галимова А.А. Комбинированные автономные системы электроснабжения космических летательных аппаратов // Электротехника 2001.-№4.-С.1-6.

62. Кублановский Я.С. Тиристорные устройства. М.: Энергия, 1978. -96с.

63. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1995.- 416 с.

64. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В., Иванова Н.В. Определение договорной мощности промышленных предприятий // Промышленная энергетика, 1991.-№2.-С. 2-6.

65. Кудрин Б.И. Проблемы определения параметров электропотребления и энергосбережения // Промышленная энергетика, 1994.-№12.-С.11-15.

66. Кузнецов А.В. Повышение стабильности жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей // Электротехника. 1986.- № 8. - С.40-42.

67. Кузнецов А.В. Жидкометаллический ограничитель тока. Информационный листок о научно-техническом достижении N 89-19.-Ульяновск: Ульяновский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды 1989.- 4с.

68. Кузнецов А.В. Самовосстанавливающийся ограничитель тока. Информационный листок о научно-техническом достижении № 89-11 .Ульяновск: Ульяновский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды, 1989.-4с.

69. Кузнецов А.В. Первый опыт приема зачета и экзамена на ЭВМ // Научно-методическая конференция УлПИ. Тез. докл. Ульяновск, 1991.-С.86.

70. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т., Плиско А.Л. Разработка программной модели процесса потребления реактивной мощности // Международная научно-техническая конференция "Состояние и перспективы развития электротехнологии". Тез.докл.- Иваново, 1992.- С.35.

71. Кузнецов А.В., Магазинник ЛЛ\, Плиско А.Л.^ Манузин А.Б. Применение метода факторного эксперимента в курсовом и дипломном проектировании // Научно-методическая конференция УлПИ. Тез.докл. -Ульяновск, 1993.-С.31.

72. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т., Плиско А.Л., Северюхин А.Н. Элементы САПР потребления реактивной мощности в курсовом и дипломном проектировании // Научно-методическая конференция УлПИ. Тез.докл.- Ульяновск, 1993.- С.8.

73. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т, Клементьев В.Р. Оптимизация режима реактивной мощности промышленного предприятия // Научно-техническая конференция "Энергосбережение, электропотребление иэлектрооборудование". Тез. докл.- Москва, 1994.- С.32-33.

74. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T., Плиско A.J1. Регулирование режима реактивной мощности // Научно-техническая конференция "Электрооборудование, электроснабжение электропотребление". Тез. докл.-Москва, 1995.- С.59.

75. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Программная модель оптимизации потребления реактивной мощности // Международная научно-техническая конференция "Модели технических систем". Том 3. Тез. докл.- Ульяновск, 1995.- С.72

76. Кузнецов А.В., Магазинник J1.T. Клементьев В.Р. К вопросу о новой форме оплаты за реактивную мощность и энергию // Промышленная энергетика, 1996.- N4. С.3-6.

77. Кузнецов А.В., Магазинник В.Р., Клементьев JI.T. О новой форме оплаты за реактивную мощность и энергию // Научно-техническая конференция "Крайний Север 96. Технологии, методы, средства". Тез. докл.-Норильск, 1996.- С.

78. Кузнецов А.В. Новая область применения самовосстанавливающихся предохранителей // Научно-техническая конференция "Крайний Север 96. Технологии, методы, средства". Тез.докл. -Норильск, 1996.-С.

79. Кузнецов А.В. Состояние исследований в области разработки самовосстанавливающихся предохранителей // Научно-техническаяIконференция "Электросбережение, электроснабжение,электрооборудование". Тез. докл.- Новомосковск. 1996.- С.

80. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T., Клементьев В.Р. О снижении заявленного максимума нагрузки. Научно-техническая конференция "Электросбережение, электроснабжение, электрооборудование". Тез. докл.-Новомосковск, 1996.- С.

81. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Ключ к решению проблемы учета электроэнергии в промышленности. Энергосбережение. Ежеквартальный научно-технический журнал.-1998. Выпуск №3, г.Ульяновск.С.62-64.

82. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Новые функции энергетических служб промышленных предприятий. Энергосбережение. Ежеквартальный научно-технический журнал.-1998. Выпуск №3, г.Ульяновск.С.29-31.

83. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Изменение конъюнктуры рынка труда выпускников кафедры "Электроснабжение". Энергосбережение. Ежеквартальный научно-технический журнал.-1998. Выпуск №3, г. Ульяновск. С.55-57.

84. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Программа расчета оплаты за электроэнергию для предприимчивых и бережливых руководителей организаций. Энергосбережение. Ежеквартальный научно-технический журнал.-1998. Выпуск №4, г. Ульяновск. С.33-35.

85. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Программа расчета "Оплата за электроэнергию^ Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудова-ние.Тез.докл. Всеросийск. н.т.к. Новомосковск. 1998. С. 116-117.

86. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Принципы построения систем учета электроэнергии // Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием. Тез.докл. т.1. -Москва. 1999. С.57-59.

87. Кузнецов А.В., Магазинник Л.Т. Учитывая конъюнктуру рынка электроэнергии // Энергосбережение. Ежеквартальный н.т.журнал.-1999.Вы-пуск.№4,Ульяновск.С.11-16.

88. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T. Об уточнении расчета тарифов на электроэнергию на потребительском рынке // Электрика.-2002,№2.- С.7-10.

89. Кузнецов А.В., Магазинник JI.T., Шингаров В.П. Об экономических рычагах управления режимами потребления реактивной мощности // Электрика, 2003.- №1.- С. 17-19.

90. Кузнецов А.В. Об оплате потребителями реактивной электрической мощности и энергии // Электрические станции, 2003.- №3.-С.12-15.

91. Кузнецов А.В. Об организационно-правовых аспектах управления режимами электропотребления // Электрические станции, 2003.- №12.- С.52-56.

92. Кузнецов А.В. Новые критерии управления режимами электропотребления II Материалы Всероссийского научно-технического семинара.- Ульяновск: УлГТУ, 2004.- С.5-8.

93. Кузнецов А. В. Структура и тарифное стимулирование управления режимами потребления электрической энергии / А. В. Кузнецов, JI. Т. Магазинник, В. П. Шингаров; Под ред. JI. Т. Магазинника. 2-е изд. -М: Энергоатомиздат, 2004— 104 с.

94. Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. 3-е изд. перераб. и доп.-М.: Энергия, 1970.- 543.

95. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. М.: Высшая школа, 1975.- 342с.

96. Кучмин Н.А. Мы прорвались на оптовый рынок // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. — Лето , 1996.-С.12-14.

97. Кушнарев Ф.А., Платонов В.В. Энергетический кризис: Причины и пути устранения. Ростов -на-Дону, Изд-во СКНЦ ВШ, 1996. 24 с.

98. Кушнеров А.А. Разработка и исследование высоковольтного тиристорного токоограничивающего выключателя для частых коммутаций: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.-Ленинград, 1983.- 15 с.

99. Лившиц Д.С. Нагрев проводников и защита предохранителями в электросетях до 1000 В. М.: Энергия, 1967.- 73 с.

100. Магазинник Л.Т., Кузнецов А.В., Белов А.П. Ценологический анализ АСКУЭ // Тез.докл. XXXIY научно-технической конференции (24 января-4 февраля 2000 года). Часть первая. Ульяновск: УлГТУ, 2000.-С.З-4.

101. Магазинник Л.Т., Кузнецов А.В., Белов А.П. Программа расчетадля ценологического исследования суточного потребления электроэнергии // Электроснабжение, энергосбережение и электроремонт. Тез.докл. Всеросийск. н.т.к. Новомосковск, 2000. С. 105-107.

102. Магазинник JI.T., Кузнецов А.В., Белов А.П. Ранговая оценка электропотребления ряда образовательных учреждений // Электрика,2001.-№5.- С.30-35.

103. К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения. Изд.2.Том 23. К. Маркс. Капитал. С.770. Москва, 1960.

104. Миронов JI.M. Новая специализация «Менеджмент в электрохозяйстве» // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1996.-С. 14-15.

105. Миронов Л.М., Москаленко В.В. О работе и перспективах развития курсов для подготовки энергоменеджеров // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1997.-С. 30.

106. Могилевский Г.В., Райнин В.Е., Гребенник В. И. Полупроводниковые аппараты защиты. М.: Энергия, 1980.- 168 с.

107. Намитоков К.К., Хмельницкий Р.С., Аникеева К.Н. Плавкие предохранители. М.: Энергия, 1979. - 179 с.

108. Намитоков К.К. и др. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств / К.К. Намитоков, Н.А. Ильина, Н.Г. Шкловский.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-280 е.: ил. и др.

109. Немцев Г.А., Львова Э.Л., Иоша Н.Б. Определение реактивной мощности дуговых сталеплавильных печей // Промышленная энергетика, 1991.-№5.- С.39-41.

110. Никифорова В.Н. Законодательное, нормативное и метрологическое обеспечение качества электрической энергии // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. — Лето, 1996. С. 8-11.

111. Никулин Н.В. Электроматериаловедение. М.: Высшая школа,1979.- 168с.

112. Определение патентной ситуации в области электрическихаппаратов с использованием жидких металлов: Технический отчет/ ВНИИЭлектроаппарат. ОАК.120.436. - Харьков, 1981. - 29 с.

113. Определение патентной ситуации в области самовосстанавливающихся токоограничителей. НИР "Предохранители многократного действия": Отчет о НИР / ВНИИЭлектроаппарат. OAK.I20.397 ; № ГР 79046254. - Харьков, 1980.- 95 с.

114. Официальный каталог экспозиции Ульяновской области на Второй Всероссийской специализированной выставке «Энергосбережение в регионах России». Изд. центр «Пресса».-2000 г.

115. Официальный каталог экспозиции Ульяновской области на Третьей Всероссийской специализированной выставке «Энергосбережение в регионах России». Изд. центр «Пресса».-2001 г.

116. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов/ К.Хартнан (ГДР), Э.Лецкий (СССР),В.Шефер (ГДР) / пер. с немецкого Г.А.Фомина и Н.С.Лецкой / под ред. к.т.н. Э.К.Лецкого. Издательство "Мир",М.: 1977. 552 с.

117. Полупроводниковые выпрямители / Беркович Е.И., Ковалев В.Н., Ковалев и др.; под ред. Ф.И.Ковалева и Г.П.Мостковой. 2-е изд., перераб.- М.: Энергия, 1978.- 448 с.

118. Попов Н.М. Защита сетей 0,4 кВ от однофазных коротких замыканий // Сб. «Применение электроэнергии и электробезопасность в сельском хозяйстве».- Ростов-на-Дону.-1974.

119. Правила применения скидок и надбавок к тарифам на электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии. (Введены в действие с 1 декабря 1997 г.)// Промышленная энергетика. 1998 г. №10. С.43-52.

120. Правила применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии// Промышленная энергетика. 1991 г. №8. С. 49-52.

121. Правила устройств электроустановок/ М-во энергетики и электрификации СССР. Гл.техн.упр. по эксплуатации энергосистем. 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 640 с.

122. Предохранители плавкие серии 111157. Каталог 07.04.07.-84.- М.: Информэлектро, 1985. 11 с.

123. Прейскурант № 09-01. Тарифы на электрическую и тепловую энергию.- М: Прейскурантиздат, 1991.

124. Приборы полупроводниковые, силовые. Предельно допустимые значения и характеристики: ГОСТ 24650-81 (СТ. СЭВ 1655-79).

125. Приборы полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения: Стандарт СЭВ 1125-78.

126. Прокопчик В.В., Сычев А.В. Компенсация реактивной мощности нагрузки в условиях рыночных отношений // Электрика.-2001, №6.-19-25.

127. Пугачевич П.П. Работа с ртутью в лабораторных и производственных условиях. М.: Химия, 1972. - 320 с.

128. Расчеты экономической эффективности новой техники. Справочник / под ред. К.М.Великанова. JL: Машиностроение, 1975. - 430 с.

129. Реакторы токоограничивающие серии РТСТ для тиристорных преобразователей: ТИ 03.80.01-82. Информэлектро.1982.-4 с.

130. Сборник задач по уравнениям математической физики: Для студентов физ.мат. специальностей вузов/ Под ред.В.С.Владимирова. М.: Наука, 1974.-271 с.

131. Светозарова Г.И., Сигитов Е.В„ Козловский А,В. Практикум по программированию на алгометрических языках. М.: Наука 1980. - 320 с.

132. Селективный выключатель без выдержки времени срабатывания /В.И.Гусев, В.П.Горенышев, B.C., Куропаткин и др.// Электротехника. -1980. № 6.-С.43-45.

133. Сильноточные предохранители, токоограничители и коммутаторыс жидкометаллическими контактами. Обзорная информация. Серия 7. Аппараты низкого напряжения. Вып.2. / П.А.Кулаков, О.Я.Новиков, В.И.Приходченко и др. М.: Информэлектро, 1984.- 48 с.

134. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник./ О.Г.Чебовский, Л.Г.Моисеев, Р.П.Недошивин. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1985.-400 с.

135. Смирнов О.В. Разработка системы дифференцированных тарифов для повышения эффективности региональной электроэнергетики // Автореферат диссертации на соиск. уч. степени канд.техн. наук. Н. Новгород, 2001.-17 с.

136. Справочник по электротехническим материалам. В 3-х т. Том 2. -М.: Энергия, 1974.- 616 с.

137. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И.Круповича, Ю.Г.Барыбина, М.Л.Самовера. 3-е изд.перераб. и доп. -М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

138. Справочник по преобразовательной технике. / Под ред. И.М.Чиженко. Киев: Техника, 1978 г. - 447 с.

139. Сюсюкин А.И. Рационализация и управление электропотреблением на промышленном предприятии. В кн. Электрификация металлургических предприятий Сибири. Выпуск 7. - Томск, 1997, с. 145-165.

140. Сюсюкин А.И. О тарифном регулировании отношений между поставщиками и потребителями электроэнергии // Электрика.- 2001, №6,-15-18.

141. Таев И.С. Электрические аппараты автоматики и управления: Учеб. пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1975.-224 с.

142. Таев. И. С. Электрические аппараты. Общая теория. М.: Энергия, 1977.-272 с.

143. Теплофизические свойства веществ: Справочник. / Под ред. Н.Б.

144. Варгавтика. M.-JI: Госэнергоиздат, 1956. -367 с.

145. Теплофизические свойства щелочных металлов./ Под ред. В.А. Кириллина. М.: Изд. стандартов, 1970. -487 с.

146. Техника проектирования систем автоматизации технологических процессов. Под ред. Л.И. Шипетина. М., «Машиностроение», 1976, 496 с.

147. Технология производства электроизоляционных материалов и изделий/ О.В. Бобылев, Н.В.Никулин, П.В.Русаков и др. -М.: Энергия, 1977. 432 с.

148. Тиристоры штыревые Т25, Т50, Т100, Т160: ТИ 05,04.41-79. М.: Информэлектро, 1980. - 23 с.

149. Тубинис В.В. Учет электрической энергии в России // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1996.- С. 1518.

150. Хайд Д. Уменьшение энергозатрат путем совершенствования энергетического менеджмента // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень АСЭМ. Лето, 1996.- С. 25-27.

151. Херсонский А.С., Левин А.Ш., Фексон Я.М. Селективная защита от однофазных коротких замыканий Ф0-0,4 для распределительных сетей 0,4 кВ // Электрические станции.-1975, №3.

152. Хмельницкий Р.С., Шеховцева Н.А. Быстродействующие плавкие предохранители. Обзорная информация. Серия 7. Аппараты низкого напряжения. Вып.1,- М.: Информэлектро, 1983. 45 с.

153. Чистяков А.И. Планирование эксперимента при исследовании динамики буксируемых систем. №Д03596// РЖ "РТЭ" СО М., 1978. -Вып. 16. - с.23.

154. Шипилло В.П., Кутуза В, Г. Быстродействующая защита тиристорного преобразователя при коротком замыкании в цепи нагрузки// Электротехническая промышленность. Сер. Преобразовательная техника. -1981.-Вып.6 (134).-С.25-28.

155. Электроэнергетический рынок и тарифы: Учеб. пособие / Б.В.

156. Папков; Нижегород. гос. техн. ун-т. Н.Новгород,2002. 252 с. ISBN 5-93272133-2.

157. Юдаев Б.Н. Теплопередача . 2-е изд. перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1981.-319 с.

158. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. 4-е перераб. изд. - М.: Наука, 1968. - 939 с.

159. Яценко С.П. Галлий. Взаимодействие с металлами. М.: Наука, 1974. - 220 с.

160. Coleman Е. Advantages of Moulded Case Breakers with Fuses for High Fault Level Installations // Electrical Times. 1973 - № 4242, August 2. - P. 14-15.

161. Computer Aided Design of the Over Current Time Curve of the PPF / T.Miyamoto, Y.Wada, H.Sasao, T.Mori // Presented at the Joint Convention of Japan. 1982. - Paper №444.

162. Design Considerations on the PPF for a Control Centre / T.Itoh, T.Miyamoto, Y.Wada, T.Mori, H.Sasao // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. -1973. Vol.92, №4. - P. 1292-1297.

163. Design Considerations on the Pressure tight Vessel on the PPF / A.Hijikata, T.Miyamoto, S.Yoshioka, S.Hamano // Presented at the Joint Convention of IEE of Japan. 1971. -Paper №696.

164. Feenan I. Modern Fuse Switchgear an Economic Form of Circuit -protections for m.v. Networks // Electrical Times. 1973 - №4235, June 14. - P. 1213,15.

165. Itoh I., Miyamoto Т., Takano N. Permanent Power Fuse // Presented at the 1970 IEEE Summer Power Meeting. -1970. Paper 70CPG01 PWR.

166. Itoh t., Miyamoto Т., Wada Y. Design Considerations and the Applications of Permanent Power Fuse //Conference Power № C721035 IEEE1. Winter Meeting. -1972.

167. Lipski T. The Overcurrent Coordination Criteria of L.V.Switchgear Combinations Containing the Electric Fuses // Proc. 5 Jrun. Conf. Elec. Eng. Shirar. 1975.- Vol.1. -P.211-255.

168. Marsh D. Semiconductor Fuses a Way Ahead ? // Elec. Rev. (Gr. Brit.) -1985. - Vol.216, №6. -P.29-30.

169. Middendorf W.H. Fuses and Circuit Breakers Dispelling Some Myths // IEEE Spectrum. -1974, №8. -Vol.11. -P.67-70,72.

170. Poker L.R. Economical Ground Fault Protection Available with a Standard Low Voltage Static Tripping System // «1ЕЕ Conf. Rec. 21-st Annual Conf. Electr. Eng. Problems in the Rubber and Plast. ».- New Jork.- 1969. P.83-88.

171. Renton C.A., Manco R. J. An Exploding Wire Self-Healing Fuse // Exploding Wires. -1968. -Vol.4, Plenum Press.

172. Schwartz F.C., Renton C.A., Rabinovici C. Fast-acting Self-Healing Metallic Fuse // Conference and Exhibition. -1971. -P.381-384.

173. Turner H.W., Turner C. Japan Chases Exports and the Permanent Fuse // Electrical Times. -1977. -№ 4435 (12), July,15.