автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Распознавание режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников

На правах рукописи

Тынянский Владимир Геннадьевич

РАСПОЗНАВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 2005

Работа выполнена на кафедре «Электроснабжение промышленных предприятий и городов» Южно-Российского государственного техническою университета (Новочеркасского политехнического института)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Кужеков Станислав Лукьянович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Тропин Владимир Валентинович

- кандидат технических наук, доцент Проус Владимир Романович

Ведущая организация:

- филиал ОАО «Южный инженерный центр энергетики» «Южэнергосеть проект» (г. Ростов-на-Дону)

Защита состоится «23» декабря 2005 г. в 12.00 часов в ауд. №107 главного корпуса на заседании диссертационного совета Д212.304.01 в ЮжноРоссийском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), тел. (863-52)-55-650, факс (863-52)-55-909

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Автореферат разослан « /У» ИОА оря2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Георгий Яковлевич

гъвоъЧЧ

лг^аГ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В процессе эксплуатации электрических сетей напряжением 0,4 кВ наблюдаются повреждения электроприемников (ЭП) при отклонениях напряжения, возникающих вследствие обрыва нулевого провода, пробоя изоляции обмотки высокого напряжения на сторону низшего напряжения силового трансформатора (СТ), коротких замыканиях в электрической сети, а также при импульсных перенапряжениях, возникающих при ударах молнии в воздушную линию (ВЛ) или вблизи нее, коммутации нагрузок выключателями, перегорании предохранителей и др. Статистические данные по г. Ростову-на-Дону показывают, что за 1997 год в городских электрических сетях зарегистрировано 98 случаев повреждений элементов электрической сети, вызвавших отклонения напряжения, среди которых: обрыв нулевого провода на ВЛ 0,4 кВ -43; обрыв фазного провода на ВЛ 0,4 кВ - 17; схлест нулевого и фазного проводов на ВЛ 0,4 кВ - 4; обрыв нулевой жилы на кабельной линии (КЛ) 0,4 кВ -8; нарушение концевой заделки КЛ 0,4 кВ на опоре - 6; падение опоры ВЛ 0,4 кВ - 2; повреждение СТ - 18. Выпускаемые электротехнической промышленностью устройства защиты в этих условиях зачастую неэффективны.

При повреждении бытовой техники (БТ) потребитель электроэнергии обращается в энергоснабжающую организацию по поводу возмещения материального и морального ущерба, вызванного повреждением аппаратуры. В свою очередь энергоснабжающая организация зачастую отвергает предъявляемые к ней иски, так как в настоящее время не существует эффективных методов и средств для объективного определения причины повреждения БТ, что связано с отсутствием средств распознавания режимов работы ВЛ и ЭП.

В последние годы возросли коммерческие потери электроэнергии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ. Основная часть коммерческих потерь связана с хищениями электроэнергии, что обусловлено ее неконтролируемым потреблением. Статистические данные показывают, что величина коммерческих потерь в электрических сетях 0,4 кВ в отдельных районах России достигает 35-40% от потребленной. Убытки от коммерческих потерь в электрических сетях РАО «ЕЭС России» оцениваются около 30 млрд. руб./год. В настоящее время методы и выпускаемые электротехнической промышленностью приборы практически не позволяют определять места и объемы хищения электроэнергии.

Приведенные соображения объясняют актуальность разработки мероприятий и средств для уменьшения отклонений напряжения и импульсных перенапряжений у потребителей, распознавания режимов работы электрической сети, а также снижения коммерческих потерь электроэнергии.

Необходимо отметить, что наибольшее количество аварий происходит в сетях с ВЛ 0,4 кВ, чем в сетях с КЛ 0,4 кВ, поскольку на них воздействует значительно большее количество внешних факторов. Кроме того, большинство ВЛ 0,4 кВ выполняется неизолированными проводами, что удобно для хищения электроэнергии. На КЛ такое хищение пракгачески_Ш1йЗможно. Поэтому в работе основное внимание уделяется ВЛ 0,4 кВ. рос '•. 7,Г\1Г

Е«" и* РК

Объектом исследования диссертационной работы является совокупность ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка эффективных методов и устройств, обеспечивающих нормальную работу ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи-.

• Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, основанная на использовании данных специализированной автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ);

• Разработана имитационная динамическая модель (ИДМ) электрической сети напряжением 0,4 кВ с учетом нелинейных нагрузок потребителей;

• Разработаны способы обнаружения неконтролируемого потребления электроэнергии (НПЭЭ) в электрических сетях 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ коммунально-бытовых потребителей;

• Разработан алгоритм выявления НПЭЭ в узлах линии с оценкой погрешности, обусловленной неточностью измерения напряжений;

• Выполнен синтез структуры системы защиты и распознавания режимов работы ВЛ и ЭП, включающей в себя специализированную АСКУЭ;

• Выполнен анализ стандартов на качество электроэнергии (КЭЭ) и электромагнитную совместимость (ЭМС) и на их базе сформированы требования к быстродействию устройств защиты ЭП от отклонений напряжения;

• Разработаны устройства защиты ЭП от отклонений напряжения.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались методы теории линейных электрических цепей, системного анализа, математического моделирования, релейной защиты, имитационного моделирования, планирования эксперимента, теории чувствительности и др.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, позволяющая по данным, полученным от исполнительных абонентских устройств потребителей (ИАУ) в составе специализированной АСКУЭ, проводить анализ КЭЭ и определять линии, в которых происходит НПЭЭ;

2. Разработана имитационная динамическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, учитывающая нелинейные нагрузки потребителей и позволяющая оценить вероятностные характеристики тока в нулевом рабочем проводе с учетом влияния различных факторов, действующих на электрическую сеть и в дальнейшем обоснованно подходить к выбору его сечения;

3. Предложены способы обнаружения НПЭЭ в электрических сетях 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ, защищенные патентами РФ;

4. Разработан алгоритм выявления НПЭЭ, который позволяет определять места хищения электроэнергии и значения потребляемых мощностей с оценкой погрешности, обусловленной неточностью измерения напряжений;

5. Предложена система защиты и распознавания режимов работы В Л напряжением 0,4 кВ и ЭП в составе специализированной АСКУЭ, в том числе устройство защиты от повышения напряжения, защищенное патентом РФ.

Практическая ценность:

■ Предложены структурные схемы комплектных устройств защиты для однофазных потребителей, позволяющие осуществлять защиту от всех анормальных и аварийных режимов работы BJI и ЭП;

■ Разработаны устройства защиты однофазных и трехфазных ЭП от отклонений напряжения;

■ Предложены способы выявления НПЭЭ, которые позволяют оперативно и избирательно выявлять места и мощности этого потребления;

■ Предложена система защиты и распознавания режимов работы BJI и ЭП в составе АСКУЭ, позволяющая осуществлять постоянный контроль КЭЭ в электрической сети и выявлять причины повреждения ЭП.

Реализация результатов работы. На предприятии ОАО «Сигнал» (г. Ставрополь) изготовлена и испытана опытная партия в количестве 100 экз. предложенных устройств защиты. Устройства внедрены в ГУП РО «ДОН-ЭНЕРГО» (г. Ростов-на-Дону).

Способы выявления НПЭЭ в составе специализированной АСКУЭ внедрены в ООО НПФ «Электронные информационные системы» (г. Шахты).

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-электриков по специальности 140211 «Электроснабжение» (в лабораторных занятиях и дипломном проектировании).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXIV (2002 г.), XXV (2003 г.) и XXVI (2004 г.) сессиях Всероссийского научного семинара «Кибернетика электрических систем» по тематикам «Электроснабжение промышленных предприятий» и «Диагностика электрооборудования» (г. Новочеркасск).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 18 печатных работ, среди которых патент на полезную модель на устройство защиты однофазных ЭП от повышения напряжения, патент на изобретение на способ выявления НПЭЭ в сетях 0,4 кВ и положительное решение на второй способ выявления НПЭЭ в электрической сети 0,4 кВ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения и включает 157 стр. основного машинописного текста, 99 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 148 наименований и 7 приложений.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность кандидату технических наук, доценту Сапронову A.A. за совместную работу и консультации по вопросам использования АСКУЭ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель работы и основные задачи исследований, дана общая характеристика работы. Отмечен вклад ученых и специалистов по теме исследования: Б.П. Борисова, В.Э. Воротницкого, Г.Я. Вагина, В.Г. Гольдштейна, И.С. Гурвича, А.Л. Горелика, C.B. Гончарова, А.Д. Дроздова, Ю.С. Железко, A.C. Засыпкина, А.Л. Зори-

чева, C.JI. Кужекова, Ю.А. Лямца, В.И. Нагая, В.В. Платонова, В.Е. Полякова,

A.A. Сапронова, В.В. Тропина, М.Л. Тэвдона, А.И. Троицкого, A.M. Федосеева,

B.К. Хлебникова, Э. Хабигера, А.К. Шидловского, А. Шваба и др.

Первая глава посвящена анализу состояния проблемы распознавания режимов работы ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП и постановке задачи исследования. Проведена классификация факторов, воздействующих на электрическую сеть и приводящих к различным режимам работы ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП. Показано, что увеличение числа сетевых аварий обусловлено низкой культурой эксплуатации электрических сетей и перегруженностью сетей в жилых и административных зданиях вследствие постоянного роста энергонасыщенности бытовых потребителей.

Анализ стандартов на ЭМС показал, что выпускаемые отечественной электротехнической промышленностью ЭП при возникновении установленных стандартом на КЭЭ (ГОСТ 13109-97) перенапряжений могут выходить из строя. Отмечено несогласование требований стандартов на ЭМС и КЭЭ, и необходимость изменения требований стандарта на КЭЭ, так как стандарты на ЭМС согласованы со стандартами МЭК. В связи с этим необходимо предъявлять более высокие требования к КЭЭ, получаемой от энергоснабжающих организаций.

Отмечено, что для эффективной защиты ЭП от перенапряжений следует использовать комплексную систему защиты от импульсных и временных перенапряжений. Прй этом целесообразно использовать зарубежный опыт эксплуатации таких систем и освоить в производстве устройства защиты от временных и импульсных перенапряжений.

Проведенный анализ существующей системы распознавания режимов работы ВЛ и ЭП показал ее несовершенство, поскольку в настоящее время не имеется необходимой для постоянного контроля КЭЭ аппаратуры. Кроме того, она не позволяет выполнять оперативный анализ режимов работы электрической сети.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей системы «электрическая сет^-электроприемники». Необходимость разработки математической модели ВЛ 0,4 кВ обусловлена стремлением, используя данные от ИАУ потребителей в составе специализированной АСКУЭ, рассчитывать режимы работы электрической сети с целью анализа КЭЭ и определения линий, в которых происходит НПЭЭ. На рис. 1 приведена поясняющая схема (а) и схема замещения (б) ВЛ с расстановкой ИАУ на входе ВЛ и у потребителей, содержащая: источники ЭДС (Еа,Ёв,Ёс), полные сопротивления короткого замыкания трансформатора (Z]A,Zn,Z7X:), полное сопротивление нулевой последовательности трансформатора (Zro), полные сопротивления пролетов фаз ВЛ (ZAl,ZBl,Za, где /' = 1,2,. и), полные сопротивления пролетов нулевого провода (Z0l), полные сопротивления ответвлений фаз В Л (ZOT л,, ZOT т, ZOT с,), полные сопротивления ответвлений нулевого провода ВЛ (ZarOAl,ZtnOB,,Z(TrOC[), полные сопротивления нагрузок (Z„Al,ZeBl,ZeCI), сопротивление основного заземления (Rz) и сопротивления повторных заземлений (RPl).

Опора НЛ 1

Опора Ш12

Опора ВЛя

ГопаатоК дошг ВЛ

Данными от ИАУ являются измеренные мгновенные (и^^,, /ф ИЗМ ,) и действующие (£/ф изц,, /нг,) значения напряжений и токов нагрузок во всех узлах ВЛ 0,4 кВ, с помощью которых вычисляются комплексы напряжений и токов нагрузок в соответствии с выражениями

^физмI ~ ^физи!е

~ ¡нгГ

е

± у ото

Затем определяются комплексы полных сопротивлений нагрузок

Удобно представить математическую модель ВЛ системой узловых напряжений, имеющей вид для /-го узла

где У„ - собственная проводимость узла /; Уц - взаимная проводимость узлов /, У; гУ10 - напряжение узла / относительно узла 0; (/,0 - напряжение узла у относительно узла 0; /, - задающий ток узла /; п - число узлов линии.

При решении систему уравнений, записанных по методу узловых напряжений, целесообразно представить в матричной форме

где [г] - квадратная матрица проводимостей; [(/] - матрица-столбец узловых напряжений; [/] - матрица-столбец задающих токов.

Напряжения в узлах линии можно получить путем решения системы линейных алгебраических уравнений, например, методом Гаусса.

Одной из причин обрыва нулевого провода в сетях 0,4 кВ является его перегрузка вследствие несимметрии нагрузок. С целью определения вероятностной характеристики тока в нулевом проводе разработана имитационная динамическая модель электрической сети 0,4 кВ, учитывающая нелинейные нагрузки. Диаграмма причинно-следственных связей ИДМ приведена на рис. 2.

Ток, потребляемый / -й квартирой 1т1, можно определить как функцию токов потребления / -х ЭП при их включении /ш, и отключении . Ток / -го ЭП при его включении в любой момент времени на определенном промежутке зависит от тока, потребляемого этим ЭП 1ЗП1, заданного нормальным законом распределения и времени включения на промежутке 1ВКЛ,, заданного равномерным законом распределения. Ток / -го ЭП при его отключении в любой момент времени зависит от тока, потребляемого этим ЭП и времени отключения Готк,, определяемого суммой времени включения на промежутке гвкл/ и возможным временем работы ЭП .

В настоящее время широкое распространение получили ЭП с импульсными источниками питания, которые потребляют из сети ток третьей гармоники. Токи фаз третьей гармоники в нулевом проводе не компенсируются, а суммируются, что приводит к перегрузке нулевого провода.

Аналогично синусоидальному, определяется несинусоидальный ток, по-

требляемый /'-й квартирой /„ нес,. Количество включенных ЭП <УЭП задано равномерньш законом распределения из возможного числа включенных ЭП. Возможное число включенных ЭП зависит от общего количества ЭП 5ЭП и коэффициента спроса Кс ЭП. Коэффициент спроса ЭП зависит от количества человек, проживающих в квартире X. Количество человек, проживающих в квартире, определяется общей площадью квартиры. Количество ЭП определяется стандартным набором ЭП 5СТ и дополнительным Ток, потребляемый в каждой фазе линии вычисляется суммированием токов потребляемых каждой включенной квартирой Аа1. Количество включенных квартир на каждой фазе линии задано равномерным законом распределения. Ток в нулевом проводе 1т представляет собой векторную сумму токов, потребляемых в каждой фазе линии плюс доля нелинейной нагрузки 1тт, определяемой минимальным несинусоидальным током в любой фазе /несу, умноженным на л/3.

С помощью разработанной модели проанализированы графики нагрузок жилого 9-ти этажного дома в промежутке времени с 18:00 до 22:00 часов. К каждой фазе питающего дом кабеля подключены 24 двухкомнатные и 24 трехкомнатные квартиры. Шаг моделирования принят равным 5 мин. На рис. 3, в качестве примера, приведены графики нагрузки в каждой фазе электрической сети на вводе жилого дома, полученные в результате моделирования. Из рис. 3 видно неравномерное распределение нагрузок по фазам, которое приводит к появлению тока в нулевом проводе. С помощью ЭВМ получено 1000 реализаций графиков нагрузки. На рис. 4 представлены гистограммы распределения тока в фазном проводе (а) и нулевом рабочем проводе (б). По рассчитанным часовым максимумам средней нагрузки для каждой реализации графика нагрузки вычислены математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение тока в фазах и тока в нулевом проводе.

0,201-Г~П—----

0,15-—-----

- Г "1

5°-10---------

0,05 -|-------=--

0 100 200 300 400 1,А

«) б) Рис.4

Оценка математического ожидания составила: для тока в фазном прово-

• Рис. 3

— —

Г

де - 215 А, для тока в нулевом проводе - 160 А; среднего квадратического отклонения: для тока в фазном проводе - 100 А, для тока в нулевом проводе -70 А. Таким образом, математическое ожидание тока в нулевом проводе /Щ1 =0,74/ф, т.е. целесообразно использовать кабель с сечением нулевого провода, равным сечению фазного провода.

Длительные отклонения фазных напряжений от допустимого диапазона значений в электрической сети могут быть вызваны различными причинами, основными из которых являются: обрыв нулевого рабочего провода при несимметрии нагрузок; однофазное КЗ при значительной длине линии; КЗ фазного провода на нулевой провод с обрывом последнего.

Напряжения на приемниках фаз в указанных режимах можно вычислить по выражению, полученному с помощью метода эквивалентного генератора

ъь

нг.у - Ёр^^т) ~ ~

и > -1 >

+ Л2+ЛР

где

{/ф,В

300

(/доп тах

Об паст; безг вари !«ой рабо ГЫ

/

/

(

У! = (гт + 2щ, + 2тУ1~ полная проводимость у'-й фазы.

Расчеты показали, что во многих режимах отклонения фазных напряжений превышают предельно допустимый диапазон значений, установленный ГОСТ 13109-97 (220±10%) и могут привести к повреждению ЭП.

Известные схемные меры защиты обеспечивают защиту ЭП не во всех аварийных режимах. Выходом из создавшегося положения является оснащение потребителей специализированными устройствами защиты от отклонений напряжения. Анализ стандартов на ЭМС позволил установить обобщенные зависимости напряжения от времени, при котором ус" 0 0,25 0.5 0.75 1,0 1,25 1,5 1,75 /,С ТОЙЧИВЫ ЭП (СМ. рИС. 5).

Рис.5

Третья глава посвящена разработке способов выявления НПЭЭ в сетях 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ. Первый способ выявления НПЭЭ заключается в использовании режима холостого хода линии. Для его осуществления из центра управления АСКУЭ одновременно на все ИАУ передается радиокоманда «отключить нагрузку потребителя». После отключения нагрузки потребителей от линии электроснабжения фиксируются значения напряжений во всех узлах линии и потребляемая линией мощность. Если в линии электроснабжения при отключенной нагрузке потребителей происходит потребление мощности, то это свидетельствует о том, что в линии электроснабжения существует процесс НПЭЭ. После кратковременного отключения (перерыв питания не более секунды) электроснабжение потребителей восстанавливается по команде «включить нагрузку потребителя».

Второй способ основан на пассивном контроле напряжений во всех узлах линии и мощностей нагрузок и заключается в сопоставлении результатов измерений и расчетов режимов работы электрической сети. Для его осуществления из центра управления АСКУЭ передается по радиоканалу всем ИАУ линии 0,4 кВ команда записи в память мгновенных и действующих значений напряжений и токов нагрузок в заданный момент времени. Измеренные ИАУ значения фазных напряжений и токов нагрузок запоминаются в энергонезависимой памяти и передаются в центр управления АСКУЭ, а затем в ЭВМ. Рассчитанные сопротивления нагрузок потребителей и измеренные на входе ВЛ с помощью входных ИАУ значения фазных напряжений С/ф ти1 вводятся в математическую модель линии (гл. 2) и производится расчет на ЭВМ фазных па-пряжений (Уф р, во всех точках подключения нагрузок к линии. На следующем

шаге определяется разность расчетного С/ф (в предположении, что нет НПЭЭ) и измеренного ¿ф^, значений напряжений в каждом /-м узле линии. Расчеты показали, что при НПЭЭ в одном узле линии значение А1)ф ^ достигает максимума в этом же узле.

На рис. 6 приведены полученные путем расчетов с помощью ЭВМ графики распределения напряжений по линии, состоящей из 9-ти участков протяженностью по 50 м при НПЭЭ в т.4 ВЛ при различных значениях неконтролируемой мощности Рт. Фазные провода ВЛ выполнены алюминиевым проводом А-35, а нулевой - проводом А-16. Удельные сопротивления: фазных проводов ВЛ - г0 =0,835 Ом/км, х0=0,308 Ом/км, нулевого провода ВЛ -г0=1,801 Ом/км, х0=0,33 Ом/км. По данным рис. 6 построены кривые распределения приведенные на рис. 7. В точке НПЭЭ (т.4) достигается максимум разности г/фр7 и[/ф1аи.

ч >>

Вт 3 &

V -С,

N. £|

Рис. 6 Рис. 7

При НПЭЭ одновременно в нескольких узлах линии с помощью измеренных напряжений и токов нагрузок производится расчет напряжений и токов, начиная с конца линии, в следующей последовательности:

1. Определяется падение напряжения на (»+1 )-м участке фазного провода

п

А V

Д'+0

~ | X, ./.нг /я + Х^/шт |^пр(/+1)"

2. Вычисляются суммы векторов фазных напряжений в /' -м и в (/ +1 )-м

узлах линии Е ^(>+0 •

1=л,в,с ]=а,в,с

3. Рассчитывается ток в нулевом проводе на (1 + 1)-м участке при допущении, что гАпр{м) = гВпр{м) = гсМм) =

/ _ )=а,в,с

ЩМ)--= ~ •

Лпр(/+1) + ЛЛпр.0(/+1)

4. Вычисляются фазные напряжения в /-м узле линии без учета НПЭЭ в (/ + 1)-м узле линии

У ал ~ м(/+1) + £ ^Лнг т + £'¿.шик рАпр{|+1) + \т=1+\ т=/+2 У

^вл ~ vв юм(/+1) +1 ХЛ) нгщ + Х'я.мсл ^г.пр(>+1) + /оС+1)2пр.о(/+1); \т=/+1 яМ+2 /

= ^Сиэм(й-1) + £'сЯгл1 + Х'снгт рСпр(/+|) + Л>(/+1)^пр 0(<+1)> яЫ+2 /

и проверяется выполнение условия (]-11 1 mмJ. На основании сравнения этих напряжений определяется узел //, в котором происходит НПЭЭ.

5. Вычисляется ток неконтролируемого потребления в узле / +1

; Ур-йлМ)-АЩ«)( А; + )

7 I ¿j J.wK.itt I'

-6пр(/+1) Чт=(+1 и=/+2 )

где = 4(,+1)^Пр.о(/+1) - падение напряжения на (/ + 1)-м участке нулевого

провода.

6. Аналогично п.4 вычисляются фазные напряжения в / -м узле линии, в котором обнаружено НПЭЭ, с учетом тока неконтролируемого потребления

= УД/+1) + ( + рпр(/+1) + А){|+1)^пр.0(;+1)>

Ч»М+1 т=4+1 /

и проверяется вьшолнение условия й]л = ¿у.изм./ - Если расчетное напряжение равно измеренному, расчет для этого узла заканчивают и переходят к следующему / -му узлу линии. Если * й 1жШ1 >то переходят к п.7.

7. Мощность неконтролируемого потребления в / -м узле линии

= ij.mfiJi •

Аналогично определяются значения всех токов и напряжений в каждом /-м узле линии, начиная с п.1. Двигаясь в направлении источника питания, находятся все точки, в которых происходит НПЭЭ и мощности Р) тЛ.

С целью проверки работоспособности предложенного алгоритма проведено численное моделирование с помощью ЭВМ линии, состоящей из 9-ти участков, протяженностью по 50 м. Параметры проводов ВЛ соответствуют пре-

и

дыдущим расчетам. Были заданы мощности (при номинальном напряжении) контролируемого (во всех точках сети) и неконтролируемого (в точках 2, 4, 6, 8) потребления. Мощности НПЭЭ приняты одинаковыми и равными 1 кВт.

Вычисленные значения напряжений во всех точках линии и мощности контролируемого потребления явились исходными данными для расчетов по предложенному алгоритму. Результаты расчета мощностей НПЭЭ Рт приведены на рис. 8. По-0123 точжи линии 6 7 8 9 грешность вычисления мощно-Рис. 8 стей Рт не превысила 5%.

Для оценки погрешности в выявлении НПЭЭ, обусловленной неточностью измерения напряжений счетчиками электроэнергии (СЭ) использован метод планирования эксперимента. Проведен численный эксперимент по определению потерь напряжения вдоль линии, путем варьирования значений

Рш, используя ортогональный план дробного факторного эксперимента. В соответствии с матрицей планирования эксперимента построены уравнения регрессии для 8-ми точек линии при входном напряжении на шинах ТП 240 В: i/l=234,26-i>?46/>l-0,928ft-0,753P3-0,728/'4-0,668P5-0,646P6-0,600/57-0,620/'g; (72=224.03—0,948Pl -2,510Р1-2,№Ръ-\,987F4-l,843/'5- 1,780Рб-1,664/V-l ,714Р8; t/3=217,18-0,804/>1-2, П0Рг-3,434Р1-Ъ,ШРи-\073^5-2,978/>6~2,7Ь%Рп~2,855/>8; C/4=2V5>18-0,762Fl-2,016/'2-3,258/>3-J,776P4-3>510Ps-3,410/,6-3,165/J7-3,254/'g; (75=213,13-0,730Р1-1,930Р2-3,П5РЗ-3,626Р4-3,980Р5-3,870Р6-Э,605Р7-3,6»6Р»; №=210,66-0,693Р1~1,ШР2-2,936РЗ-3,427Р*-3,7ЮР5-4,890Р6-4,600Р7-4,660РИ; UT=2\0,60~0,6S2Pl-h7S9P2-2,SS2Pi-3,366Pi-3,624P5-4,SUP6-5,143P7-5,20\Ps; i/8=210)36 0,676Fl-l,778/,2-2,86lP3-3,340/,4-3,581/'5-4,780P6-5,094/'7-5,795P8. Оценка погрешности в выявлении НПЭЭ, обусловленной неточностью измерения напряжений СЭ (с классом точности а =0,5), определялась по следующим формулам. Измеренное значение напряжения

^ф mu = ^ф расч ~ А^ф ни >

где Д(/фн. - коэффициенты регрессии при Рн1.=1 кВт (расположены на главной

диагонали); {/ф - нулевой член уравнений рефессии.

Относительная погрешность в выявлении мощности НПЭЭ

На рис. 9 приведено распределение погрешности определения мощности НПЭЭ вдоль линии, обусловленной неточностью измерения напряжений СЭ, рассчитанной по приведенным выше выражениям. Видно, что наибольшая погрешность в выявлении НПЭЭ получается в начале линии.

>д

0,9 0,6 0,3

О

Максимальная погрешность в выявлении мощности НПЭЭ в узле 1 достигает 1 кВт, а в узле 8 - менее 200 Вт (при Рш=2 кВт).

Четвертая глава посвящена синггезу структуры системы защиты и распознавания режимов работы ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП. Логические признаки режимов работы ВЛ и ЭП составляют: 1 - ¡7 < 0,8£/д (защита от понижения напряжения); 2 - II > 1Д5С/Н (защита от повышения напряжения); 3 - 1> 1,2/„ (защита от перегрузки); 4 - / > 3/я (защита от КЗ); 5 - [/„ > 0,04(/в (напряжение нулевой последовательности); 6 — 1т> 0,25/н (ток в нулевом проводе); 7 -А и >0,1С/Н (несимметрия напряжений А и = {/фпмх - £/ф т1П); 8 - А/ >0,27 (несимметрия токов М = (/^ - /гаш)//гаах ); 9 - С/у,»и]М, ] = А,В,С (напряжение в /-й точке линии намного больше напряжения в (/' +1 )-й точке); 10 -и(напряжение в /-й точке линии намного меньше напряжения в

{1 л *1в*1с)г\ (/нп я 0) (защита от обрыва нулевого про-

(/ + 1)-й точке); 11 вода в начале линии).

Функция связи режимов и признаков представлена в табл. 1. Каждому режиму табл. 1 соответствует определенная группа признаков. В табл. 1 значение признака 1 соответствует срабатыванию защиты, а 0 - несрабатыванию.

Таблица 1

В табл. 3 в первом столбце обозначено: 1 -нормальный режим; 2 - несимметрия напряжения; 3 - обрыв нулевого провода; 4 - обрыв нулевого провода с КЗ на ф А; 5 - обрыв нулевого провода и ф. А при симметричной нагрузке; 6 - обрыв нулевого провода и ф. А при несимметричной нагрузке; 7 -неполнофазный режим (обрыв ф. А); 8 - неполнофазный режим (обрыв ф. А-В); 9 1-1 ф. КЗ в начале линии; 9.2 - 1 ф. КЗ в середине линии; 9.3 - 1 ф. КЗ в конце линии; 10.1 -2 ф КЗ в начале линии; 10.2 - 2 ф. КЗ в середине линии, 11.1 -3 ф. КЗ вначале линии, 11.2 - 3 ф. КЗ в середине линии; 12.1 - 1 ф. КЗ в начале соседней линии, 12.2 - 1 ф. КЗ в середине соседней линии; 12.3 - 1 ф. КЗ в конце соседней линии; 13 - 2 ф. КЗ на соседней линии; 14 - 3 ф. КЗ на соседней линии, 15 - снижение напряжения сети; 16 -повышение напряжения сети, 17 - повреждение обмотки ВН трансформатора; 18 - падение провода ВН на провод НН; 19 - несимметрия нагрузок в сета, 20 - перегрузка в сети симметричная; 21 - перегрузка в сети несимметричная; 22 - несинусоидальность напряжения; 23 - хищение электроэнергии; 24 - колебания напряжения.

Р* р? Рз р2 р9 Ъ Р>0 р6 р< Рп р,

1,23,24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

22 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

14,15 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

16 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

20 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0

11.1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0

112 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0

2,12.3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1

13 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

12.2 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1

19 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1

5 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0

7,8 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0

3,6 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0

21 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1

10.2 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0

4 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0

12.1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1

10.1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0

17 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1

9.1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1

18 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1

93 1 1 1 1 I 1 0 1 0 0 1

9.2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

ж; 0 0

Наиболее простым и эффективным методом нахождения оптимального

числа логических признаков является метод критерия различимости (МКР). С его помощью выявляется минимальная совокупность логических признаков, обеспечивающая требуемую глубину распознавания. Преобразование табл. 1 с помощью МКР на каждом шаге производилось по формуле

.JLWL-

*=1

где {»oj)uAnij)u~ соответственно число нулей и единиц ву'-м столбце блока Ък.

Признаки, образующие базис защиты для распознавания режимов работы BJI напряжением 0,4 кВ и ЭП отделены жирной чертой. Логические комбинации выходных состояний органов срабатывания (1 или 0) приведенные в табл. 1, по существу являются двоичными кодами режимов работы ВЛ и ЭП. На рис. 10 показана предлагаемая система защиты и распознавания режимов работы ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП. На рис. 10 обозначено: ДН - датчик напряжения; ДТ - датчик тока; БУ - блок управления. Входное ИАУ контролирует следующий набор признаков: Рi, Рг, Ръ, Р4, Рь, Рт, Р%. ИАУ потребителей контролируют признаки Р\ и Рг. Признаки Рэ и Pío получают на этапе обработки данных полученных от ИАУ.

¡Входное ЙАУ 1

ИЛУ li

НЛ1 НВ1 Ни иаг Ня2 НС2 Н^,

Рис. 10

На рис. 11 приведены структурные схемы элемента предложенной системы защиты и распознавания режимов работы ВЛ и ЭП - комплектного устройства защиты для однофазных потребителей. Комплектное устройство по варианту 1 (а) работает следующим образом. В нормальном нагрузочном режиме автомат <2 и контактор КМ включены, потребитель получает питание. При возникновении перегрузки срабатывает реле перегрузки / > и отключает автомат через первый элемент ИЛИ1. При КЗ а цепи нагрузки срабатывает реле отсечки 1» и также отключает автомат Q. Если ток утечки достигает недопустимого значения, то вторичный ток дифференциального трансформатора тока А/ достаточен для срабатывания ПО. Последний отключает автомат через первый элемент ИЛИ!. Если отклонение напряжения превышает допустимое значение, то срабатывает одно из реле напряжения и > или и < и производит отключение контактора КМ через второй элемент ИЛИ2. Защита от импульсных перенапряжений осуществляется устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). При этом предложено использовать трехступенчатую схему

защиты (рис. 11, в). Электронный СЭ осуществляет запись контролируемых параметров напряжения и токов в момент возникновения аварийной ситуации в электрической сети для последующего анализа режимов работы.

В структурной схеме комплектного устройства защиты по варианту 2 (б) используется электронный СЭ, в который включены все функции защиты (I>,1»,А1,и>,0<) с выходом на управление электромагнитным контактором, УЗО или автоматическим выключателем с независимым расцепителем.

Пияющмсе» Питающая сел»

.Г"

к\У*Ь

На отключение

?КМ

о!

тп.

Нагрузка

б>

177,

Нагрузка

Сеть

Рис. 11

Пятая глава посвящена разработке устройств защиты ЭП от отклонений напряжения, являющихся одним из элементов рис. 11. Структурная схема устройства защиты от повышения напряжения приведена на рис. 12. Устройство работает следующим образом. В нормальном рабочем режиме напряжение питающей электрической сети находится в допустимом диапазоне значений. При этом пороговые элементы ПЭ1 и ПЭ2 находятся в несработанном состоянии и замыкающие ключи К1 и К2 разомкнуты. Параметры обмотки управления ОУ электромагнитного контактора, а также режим работы токоограничи-вающего элемента - (КСН) выбраны таким образом, чтобы при допустимом значении питающего напряжения электромагнитный контактор находился в несработанном состоянии (силовые контакты замкнуты). В результате к защищаемым ЭП подается питание.

В случае превышения напряжением сети значения первой уставки срабатывает первый пороговый элемент ПЭ1, элемент выдержки времени на срабатывание и на возврат ЭВВ запускается и через логический элемент ИЛИ осуществляет включение первого замыкающего ключа К1. Кроме того, напряжение с выхода логического элемента ИЛИ через одновибратор ОВ вызывает включение второго замыкающего ключа К2. Вследствие уменьшения сопротивления в цепи элементов: обмотки управления ОУ, компенсационного стабилизатора напряжения КСН и параметрического стабилизатора напряжения ПСН (для питания устройства) компенсационный стабилизатор напряжения КСН

увеличивает ток в указанной цепи до значения, превышающего ток втягивания якоря, и электромагнитный контактор размыкает размыкающие силовые контакты, т.е. отключает питание от защищаемых ЭП. После затухания переходного процесса в одновибраторе ОВ замыкающий ключ К2 размыкает свои контакты. Ток в цепи обмотки управления ОУ, компенсационного стабилизатора напряжения КСН и параметрического стабилизатора напряжения ПСН уменьшается до значения, достаточного для удержания якоря электромагнитного контактора во втянутом состоянии. Питание к защищаемым ЭП не подается.

Если напряжение сети превышает значение второй уставки, то срабатывает второй пороговый элемент ПЭ2 и включает первый замыкающий ключ К1 без выдержки времени. При этом также включается второй замыкающий ключ К2. Включение замыкающего ключа К2 вызывает втягивание якоря электромагнитного контактора и размыкание его контактов. Защищаемые ЭП отключаются от питающей электрической сети, а после размыкания контактов второго замыкающего ключа К2 якорь электромагнитного контактора удерживается во втянутом состоянии с уменьшенным током в обмотке управления ОУ. Защищаемые ЭП питание не получают.

Возвращение питающего напряжения в допустимый диапазон значений вызывает возврат пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2, первого замыкающего ключа К1 и электромагнитного контактора с размыкающими силовыми контактами в исходное состояние. При этом защищаемые ЭП вновь подключаются к сети с замедлением, определяемым выдержкой времени на возврат ЭВВ.

Предложены трехфазный и микропроцессорный варианты устройств защиты от отклонений напряжения, отличающиеся своей простотой и низкой стоимостью.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, использующая данные, полученные от ИАУ потребителей в составе специализированной АСКУЭ, для расчета режимов работы электрической сети с целью анализа КЭЭ и определения линий, в которых происходит НПЭЭ.

2. Разработана имитационная динамическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, учитывающая наличие нелинейных нагрузок и позволяющая оценить вероятностные характеристики тока в нулевом рабочем проводе с учетом влияния различных факторов, действующих на электрическую сеть, и в

Питающая сеть

дальнейшем обоснованно подходить к выбору его сечения.

3. Обоснована необходимость оснащения электрической сети напряжением 0,4 кВ специальными устройствами защиты от отклонений напряжения с автоматическим восстановлением электропитания при возврате напряжения в допустимый диапазон значений. Предложено использовать в устройствах защиты от отклонений напряжения ограниченно зависимую выдержку времени от напряжения. Сформированы требования к быстродействию устройств защиты.

4. Предложена методика синтеза структуры релейной защиты электрической сети, содержащей ВЛ 0,4 кВ и ЭП, для распознавания всех анормальных и аварийных режимов работы, использующая в качестве критерия оптимальности минимум числа логических признаков. Разработаны два варианта комплектных устройств защиты однофазных потребителей, позволяющие осуществлять защиту от всех анормальных и аварийных режимов работы ВЛ и ЭП и которые целесообразно устанавливать у потребителей в составе АСКУЭ.

5. Предложены и защищены патентами на изобретение способы выявления НПЭЭ в электрических сетях напряжением 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ, позволяющие выявлять линии в электрической сети с неконтролируемым потреблением. Способы выявления НПЭЭ внедрены в ООО НПФ «Электронные информационные системы» (г. Шахты).

6. Предложен алгоритм выявления НПЭЭ в специализированной АСКУЭ, который позволяет без вмешательства в электроснабжение потребителей, т.е. без их отключения, оперативно определять места хищения электроэнергии и значения потребляемых мощностей и в результате эффективно выявлять коммерческие потери.

7. На основе анализа результатов расчетов НПЭЭ, проведенного с помощью метода планирования эксперимента, установлены погрешности в выявлении мощности НПЭЭ в каждой точке линии, обусловленные неточностью измерения напряжений СЭ. Показано, что чем больше потребляемая неконтролируемая мощность, тем меньшая погрешность в ее определении.

8. Разработано и защищено патентом на полезную модель устройство защиты однофазных ЭП от отклонений напряжения, имеющее ограниченно зависимую от напряжения выдержку времени на отключение питания потребителя и обеспечивающее автоматическое восстановление электропитания с вы- • держкой времени на включение после возвращения напряжения в сети в допустимый диапазон значений. Предприятием ОАО "Сигнал" (г. Ставрополь) выпущена опытная партия в количестве 100 экз. предложенных устройств защиты. Устройства внедрены в ГУП РО «ДОНЭНЕРГО» (г. Ростов-на-Дону). Результаты испытаний и опытная эксплуатация показали работоспособность устройств

защиты в условиях эксплуатации.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Гончаров СВ., Кужеков СЛ., Тынянский В.Г О тащите от перенапряжений в электрических сетях напряжением до 1 кВ // Изв. вузов. Электромеханика.-2003 - №6 - С. 29-32

2. Кужеков СЛ., Тынянский ВТ., Любецкий А.П., Крыночкин ИВ., Свинарев Т.Н. Анализ устройств защиты от отклонений напряжения // Кибернетика электрических систем Ма-

териалы XXV сессии семинара «Электроснабжение промышленных предприятий» - Новочеркасск: Ред журн «Изв вузов Электромеханика»,2004 -С. 58-59

3 Кужеков С.Л., Тынянский В.Г Защита электроприемников напряжением до 1 кВ от отклонений напряжения // Кибернетика электрических систем: Материалы XXIV сессии семинара «Диагностика электрооборудования». - Новочеркасск: Ред журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2002. - С. 67-68.

4. Тынянский В.Г., Любецкий А.П., Крыночкин И.В., Мирзоян Р.Ц. Устройство защиты однофазных потребителей напряжением до 1 кВ от повышения напряжения // Кибернетика электрических систем: Материалы XXVI сессии Вссросийского семинара «Диагностика электрооборудования». - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. -4.1.-С. 181-182.

5 Пат. на полезную модель РФ № 2004109347/22. Устройство защиты однофазных электроприемников от повышения напряжения / Гончаров C.B., Кужеков С.Л., Крыночкин И В., Любецкий А.П., Мирзоян Р.Ц., Тынянский В.Г. // от 29.03.2004.

6 Тынянский В Г Ерошкин М.С. Устройство защиты трехфазных электроприемников напряжением 0,4 кВ от повышения напряжения И Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: Материалы V междунар. науч.-практ. конф. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. - 4.2. - С. 53-56.

7 Сапронов A.A., Тынянский В Г. Особенности использования автоматизированных систем контроля и учета энергопотребления // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими. Материалы III междунар науч.-практ. конф. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003.-Ч.1.-С. 31-40.

8. Сапронов A.A., Никуличев А.Ю., Зайцев A.A., Кужеков C.JI., Тынянский В.Г. Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии однофазных электропотребигелей // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Материалы IV междунар науч -практ. конф. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003 -Ч.З.- С. 37-49.

9 Сапронов A.A., Никуличев А.Ю, Зайцев А А, Кужеков СЛ., Тынянский В.Г. Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ // Кибернетика электрических систем- Материалы XXV сессии семинара «Электроснабжение промышленных предприятий» - Новочеркасск: Ред журн «Изв вузов Электромеханика», 2004.-С. 78-79.

10 Сапронов А А, Никуличев А.Ю., Медведев Д.В, Тынянский В Г. Автоматизированная система контроля и учета электроснабжения 0,4 кВ // Кибернетика электрических систем. Материалы XXVI сессии Всеросийского семинара «Диагностика электрооборудования». - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - Ч. 1. - С. 158-160.

11 Сапронов A.A., Кужеков С.Л., Тынянский В Г. Оперативное выявление неконтролируемого потребления электроэнергии в электрических сетях напряжением до 1 кВ // Изв вузов. Электромеханика. - 2004. - №1. - С 55-58

12. Кужеков СЛ., Сапронов A.A., Тынянский В.Г. Снижение коммерческих потерь электроэнергии в электрических сетях напряжением до 1 кВ // Кибернетика электрических систем: Материалы XXV сессии семинара «Электроснабжение промышленных предприятий». - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - С. 81

13 Кужеков СЛ., Сапронов А.А, Тынянский В.Г, Натхо И.Ю. Выявление неконтролируемого потребления электроэнергии // Кибернетика электрических систем' Материалы XXVI сессии Всеросийского семинара «Диагностика электрооборудования». - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - 4.1. - С. 157-158.

14. Кужеков С.Л., Сапронов АЛ, Тынянский В.Г., Натхо И.Ю. Способ выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в электрической сети напряжением до 1 кВ с помощью автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии // Изв вузов. Электромеханика. - 2004. - №6 - С 23-27

15. Пат РФ X« 2003111109/28. Способ выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в сетях 0,4 кВ / Сапронов A.A., Зайцев A.A., Никуличев А.Ю., Семенов Г.Д.,

Вязун A.A., Кужеков С.Л., Тынянский В.Г., Медведев Д.В. // от 17.04.2003.

16. Решение о выдаче патента на изобретение РФ № 2003121370/28. Способ выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в электрической сети 0,4 кВ / Сапронов А А, Зайцев A.A., Никуличев А Ю., Семенов Г.Д, Вязун А А., Кужеков С.Л., Тынянский В.Г., Медведев Д.В., Натхо И.Ю. // от 10.07.2003.

17. Тынянский В.Г. Имитационная динамическая модель электрической сети напряжением до 1 кВ для расчета распределения токов по фазам, учитывающая нагрузки современных потребителей // Моделирование. Теория, методы и средства" Материалы V междунар науч.-практ конф. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. - 4.2. - С. 33-40.

18 Тынянский В.Г. Синтез структуры комплектного устройства защиты и диагностики для электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими' Материалы V междунар. науч.-практ. конф - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. - 4.2. - С. 9-22.

Личный вклад. В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат: [1] - анализ стандартов на КЭЭ и ЭМС; [2, 3] - идея использования электромагнитного контактора и ограниченно-зависимой выдержки времени на отключение; [4-6] - технические решения, разработка алгоритмов функционирования и участие в практической реализации устройств; [710] - идея использования АСКУЭ для анализа КЭЭ и снижения коммерческих потерь; [11, 12, 15] - разработка математической модели, предложение выявлять НПЭЭ по отклонению напряжения в точках контролируемой линии от расчетных значений; [13,14, 16] - разработка алгоритма выявления НПЭЭ без отключения потребителей.

РНБ Русский фонд

Тынянский Владимир Геннадьевич

РАСПОЗНАВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

*

Автореферат

Подписано в печать 15.11.2005. Формат 60*84 у^. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,46. Тираж 100 экз. Заказ 1500

Типография ЮРГТУ (НПИ) 346428, т. Новочеркасск, ул. Просвещения 132 тел., факс (863-52) 5-53-03 E-mail: typography@novoch.ru

2 9&В 2005

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ.

1.1. Режимы работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников.

1.2. Требования к качеству электроэнергии и электромагнитной совместимости, установленные действующими стандартами.

1.3. Методы и средства защиты воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников от анормальных и аварийных режимов работы.

1.4. Анализ существующей системы распознавания режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников.

1.5. Анализ существующих систем контроля и учета электроэнергии.

1.6. Выводы.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ - ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКИ».

2.1. Математическая модель электрической сети , напряжением 0,4 кВ с использованием данных АСКУЭ.

2.2. Имитационная динамическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ учитывающая нагрузки современных потребителей.

2.3. Условия обеспечения заданного уровня фазных напряжений на элементах сети.

2.4. Требования к быстродействию устройств защиты от отклонений напряжения.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ВЫЯВЛЕНИЯ НЕКОНТРОЛИРУЕМОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ С ПОМОЩЬЮ АСКУЭ.

3.1. Анализ потерь электроэнергии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ.

3.2. Обзор некоторых способов неконтролируемого потребления электроэнергии.

3.3. Обзор существующих методов выявления неконтролируемого потребления электроэнергии.

3.4. Предлагаемые способы выявления неконтролируемого потребления электроэнергии.

3.5. Выявление неконтролируемого потребления электроэнергии в нескольких точках линии с помощью функции чувствительности.

3.6. Алгоритм выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в нескольких точках линии.

3.7. Применение метода планирования эксперимента для оценки погрешности в выявлении неконтролируемого потребления электроэнергии.

3.8. Выводы.

ГЛАВА 4. СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ И РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4 кВ И ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ.

4.1. Параметры режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников.

4.2. Логические признаки для распознавания режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников.

4.3. Оптимизация набора логических признаков для распознавания режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников.

4.4. Система защиты и распознавания режимов работы воздушных линий и электроприемников в составе АСКУЭ.

4.5. Выводы.

ГЛАВА 5. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ОТ ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ.

5.1. Анализ структуры существующих устройств защиты электрооборудования от отклонений напряжения.

5.2. Технические требования к устройству защиты от отклонений напряжения.

5.3. Алгоритм защиты от отклонений напряжения и выбор основных параметров устройства защиты.

5.4. Разработка и испытания устройства защиты от отклонений напряжения.

5.5. Варианты устройств защиты от отклонений напряжения.

5.6. Выводы.

В процессе эксплуатации электрических сетей напряжением 0,4 кВ наблюдаются повреждения электроприемников (ЭП) при отклонениях напряжения, возникающих вследствие обрыва нулевого провода, пробоя изоляции обмотки высокого напряжения на сторону низшего напряжения силового трансформатора (СТ), коротких замыканиях в электрической сети, а также при импульсных перенапряжениях, возникающих при ударах молнии в воздушную линию (ВЛ) или вблизи нее, коммутации нагрузок выключателями, перегорании предохранителей и др. Статистические данные по г. Ростову-на-Дону показывают, что за 1997 год в городских электрических сетях зарегистрировано 98 случаев повреждений элементов электрической сети, вызвавших отклонения напряжения, среди которых: обрыв нулевого провода на В Л 0,4 кВ - 43; обрыв фазного провода на В Л 0,4 кВ - 17; схлест нулевого и фазного проводов на В Л 0,4 кВ - 4; обрыв нулевой жилы на кабельной линии (КЛ) 0,4 кВ - 8; нарушение концевой заделки КЛ 0,4 кВ на опоре - 6; падение опоры ВЛ 0,4 кВ - 2; повреждение СТ - 18. Выпускаемые электротехнической промышленностью устройства защиты в этих условиях зачастую неэффективны.

При повреждении бытовой техники (БТ) потребитель электроэнергии обращается в энергоснабжающую организацию по поводу возмещения материального и морального ущерба, вызванного повреждением аппаратуры. В свою очередь энергоснабжающая организация зачастую отвергает предъявляемые к ней иски, так как в настоящее время не существует эффективных методов и средств для объективного определения причины повреждения БТ, что связано с отсутствием средств распознавания режимов работы ВЛ и ЭП.

Кроме того, в последние годы возросли коммерческие потери электроэнергии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ. Основная часть коммерческих потерь связана с хищениями электроэнергии, что обусловлено ее неконтролируемым потреблением. Статистические данные показывают, что величина коммерческих потерь в электрических сетях напряжением 0,4 кВ в отдельных районах России достигает 35-40% от потребленной. Убытки от коммерческих потерь в электрических сетях РАО «ЕЭС России» оцениваются около 30 млрд. руб./год. В настоящее время методы и выпускаемые электротехнической промышленностью приборы для выявления хищения электроэнергии малоэффективны, поскольку не позволяют изначально определять места и объемы хищения электроэнергии.

Приведенные соображения объясняют актуальность разработки мероприятий и средств для уменьшения отклонений напряжения и импульсных перенапряжений у потребителей, распознавания режимов работы электрической сети, а также снижения коммерческих потерь электроэнергии.

Решению указанных проблем посвящено большое количество публикаций, как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них можно отметить работы Б.П. Борисова, В.Э. Воротницкого, Г.Я. Вагина, В.Г. Гольдштейна, И.С. Гурви-ча, A.JI. Горелика, C.B. Гончарова, А.Д. Дроздова, Ю.С. Железко, A.C. Засып-кина, A.JI. Зоричева, C.JI. Кужекова, Ю.А. Лямца, В.И. Нагая, В.В. Платонова, В.Е. Полякова, В.М. Салтыкова, A.A. Сапронова, A.A. Севостьянова, В.В. Тро-пина, M.JI. Тэндона, А.И. Троицкого, A.M. Федосеева, В.К. Хлебникова, Э. Ха-бигера, А.К. Шидловского, А. Шваба и многих других.

Однако многие вопросы и проблемы еще не решены. Это вопросы защиты ЭП от электромагнитных помех (ЭМП), стандартизации ЭМП и электромагнитной совместимости технических средств (ЭМС), схемных путей обеспечения ЭМС, распознавания режимов работы электрической сети и анализа качества электроэнергии, эффективного снижения коммерческих потерь электроэнергии и ряд других.

Необходимо отметить, что наибольшее количество аварий происходит в сетях с BJI 0,4 кВ, чем в сетях с кабельными линиями (KJI), поскольку на них воздействует значительно большее количество внешних факторов. Кроме того большинство BJI 0,4 кВ выполняется неизолированными проводами, что удобно для хищений электроэнергии. На KJI такое хищение практически невозможно. Поэтому в работе основное внимание уделяется BJI 0,4 кВ.

Объектом исследования диссертационной работы является совокупность ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП.

Целью диссертационной работы является разработка эффективных методов и устройств, обеспечивающих нормальную работу ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: *

• Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ основанная на использовании данных специализированной автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ);

• Разработана имитационная динамическая модель (ИДМ) электрической сети напряжением 0,4 кВ с учетом нелинейных нагрузок потребителей;

• Разработаны способы обнаружения неконтролируемого потребления электроэнергии (НПЭЭ) в электрических сетях 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ коммунально-бытовых потребителей;

• Разработан алгоритм выявления НПЭЭ в узлах линии с оценкой погрешности, обусловленной неточностью измерения напряжений;

• Выполнен синтез структуры системы защиты и распознавания режимов работы ВЛ напряжением 0,4 кВ и ЭП, включающей в себя специализированную АСКУЭ коммунально-бытовых потребителей;

• Выполнен анализ стандартов на качество электрической энергии (КЭЭ) и ЭМС и на их базе сформированы требования к быстродействию устройств защиты ЭП от отклонений напряжения;

• Разработаны устройства защиты ЭП от отклонений напряжения.

При решении поставленных задач использовались методы теории линейных электрических цепей, релейной защиты, системного анализа, математического моделирования, математического анализа, имитационного моделирования, планирования эксперимента, теории чувствительности и др. Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей и методик. Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, позволяющая по данным, полученным от исполнительных абонентских устройств потребителей (ИАУ) в составе специализированной АСКУЭ, проводить анализ качества электроэнергии и определять линии, в которых происходит неконтролируемое потребление электроэнергии;

2. Разработана имитационная динамическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, учитывающая нелинейные нагрузки потребителей и позволяющая оценить вероятностные характеристики тока в нулевом рабочем проводе с учетом влияния различных факторов, действующих на электрическую сеть и в дальнейшем обоснованно подходить к выбору его сечения;

3. Предложены способы обнаружения НПЭЭ в электрических сетях напряжением 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ, защищенные патентами РФ;

4. Разработан алгоритм выявления НПЭЭ, который позволяет определять места хищения электроэнергии и значения потребляемых мощностей с оценкой погрешности, обусловленной неточностью измерения напряжений;

5. Предложена система защиты и распознавания режимов работы В Л напряжением 0,4 кВ и электроприемников в составе специализированной АСКУЭ, в том числе устройство защиты от повышения напряжения, защищенное патентом РФ.

Практическая ценность:

Предложены структурные схемы комплектных устройств защиты для однофазных потребителей, позволяющие осуществлять защиту от всех анормальных и аварийных режимов работы ВЛ и ЭП ;

Разработаны устройства защиты однофазных и трехфазных ЭП от отклонений напряжения;

Предложены способы выявления НПЭЭ, которые позволяют оперативно и избирательно выявлять места и мощности этого потребления; Предложена система защиты и распознавания режимов работы BJI и ЭП в составе АСКУЭ, позволяющая осуществлять постоянный контроль КЭЭ в электрической сети и выявлять причины повреждения ЭП.

На предприятии ОАО «Сигнал» (г. Ставрополь) изготовлена и испытана опытная партия в количестве 100 экз. предложенных устройств защиты. Устройства внедрены в ГУП РО «ДОНЭНЕРГО» (г. Ростов-на-Дону).

Способы выявления НПЭЭ в составе специализированной АСКУЭ внедрены в ООО НПФ «Электронные информационные системы» (г. Шахты).

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-электриков по специальности 140211 «Электроснабжение» (в лабораторных занятиях и дипломном проектировании).

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXIV (2002 г.), XXV (2003 г.) и XXVI (2004 г.) сессиях Всероссийского научного семинара «Кибернетика электрических систем» по тематикам «Электроснабжение промышленных предприятий» и «Диагностика электрооборудования» (г. Новочеркасск).

По результатам выполненных исследований опубликовано 18 печатных работ, среди которых патент на полезную модель на устройство защиты однофазных ЭП от повышения напряжения, патент на изобретение на способ выявления НПЭЭ в сетях 0,4 кВ и положительное решение на второй способ выявления НПЭЭ в электрической сети 0,4 кВ.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения и включает 157 стр. основного машинописного текста, 99 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 148 наименований и 7 приложений.

5.6. Выводы

1. Существующие УЗОН характеризуются низкой информационной надежностью, так как при построении алгоритмов их функционирования не привлекается информация о допустимом времени работы электроприемников при повышенном или пониженном напряжении.

2. Сформированы технические требования, предъявляемые к устройству защиты от отклонений напряжения, которые позволяют обеспечить полноценную защиту электроприемников от отклонений напряжения.

3. Предложено устройство защиты однофазных электроприемников от отклонений напряжения обеспечивающее ограниченно зависимую от напряжения выдержку времени на отключение питания потребителя и автоматическое восстановление электропитания после возвращения напряжения в сети в допустимый диапазон значений с выдержкой времени на включение.

4. Разработанная программа испытаний устройств защиты позволяет проверить работоспособность устройств в режимах, возникающих при эксплуатации. Результаты испытаний и опытная эксплуатация показали высокую работоспособность устройств защиты в условиях эксплуатации.

5. Предложены трехфазный и микропроцессорный варианты устройств защиты от отклонений напряжения, отличающиеся своей простотой и низкой стоимостью.

205

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертации исследования позволили сформулировать следующие основные результаты.

1. Разработана математическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, использующая данные, полученные от исполнительных абонентских устройств потребителей в составе АСКУЭ, для расчета режимов работы электрической сети с целью анализа качества электроэнергии и определения линий, в которых происходит неконтролируемое потребление электроэнергии.

2. Разработана имитационная динамическая модель электрической сети напряжением 0,4 кВ, учитывающая нагрузки современных потребителей и позволяющая оценить вероятностные характеристики тока в нулевом рабочем проводе с учетом влияния различных факторов действующих на электрическую сеть и в дальнейшем обоснованно подходить к выбору его сечения.

3. Обоснована необходимость оснащения электрической сети напряжением 0,4 кВ специальными устройствами защиты от отклонений напряжения с автоматическим восстановлением электропитания при возврате напряжения в допустимый диапазон значений. Предложено использовать в устройствах защиты от отклонений напряжения ограниченно зависимую выдержку времени от напряжения. Сформированы требования к быстродействию устройств защиты.

4. Предложена методика синтеза структуры релейной защиты электрической сети с ВЛ 0,4 кВ для распознавания всех анормальных и аварийных режимов работы, использующая в качестве критерия оптимальности минимум числа логических признаков. Разработаны два варианта комплектных устройств защиты однофазных потребителей, позволяющие осуществлять защиту от всех анормальных и аварийных режимов работы ВЛ и ЭП и которые целесообразно устанавливать потребителей в составе АСКУЭ.

5. Предложены и защищены патентами на изобретение способы выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ с помощью специализированной АСКУЭ, позволяющие выявлять линии в электрической сети с неконтролируемым потреблением. Способы выявления НПЭЭ внедрены в ООО НПФ «Электронные информационные системы» (г. Шахты).

6. Предложено выявлять места неконтролируемого потребления электроэнергии по максимальному значению функции чувствительности, определяемой как отношение приращения характеристики потери напряжения вдоль линии в результате неконтролируемого потребления к соответствующему приращению длины линии.

7. Предложен алгоритм выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в специализированной АСКУЭ, который позволяет без вмешательства в электроснабжение потребителей, т.е. без их отключения, оперативно определять места хищения электроэнергии и значения потребляемых мощностей и в результате эффективно выявлять коммерческие потери.

8. На основе анализа результатов расчетов неконтролируемого потребления электроэнергии, проведенного с помощью метода планирования эксперимента, установлены погрешности в выявлении мощности неконтролируемого потребления в каждой точке линии, обусловленные неточностью измерения напряжений счетчиками электроэнергии. Показано, что чем больше потребляемая неконтролируемая мощность, тем меньшая погрешность в ее определении.

9. Разработано и защищено патентом на полезную модель устройство защиты однофазных ЭП от отклонений напряжения, имеющее ограниченно зависимую от напряжения выдержку времени на отключение питания потребителя и обеспечивающее автоматическое восстановление электропитания с выдержкой времени на включение после возвращения напряжения в сети в допустимый диапазон значений. Разработаны технические условия и руководство по эксплуатации. Предприятием ОАО "Сигнал" (г. Ставрополь) выпущена опытная партия в количестве 100 экз. предложенных устройств защиты. Устройства внедрены в ГУЛ РО «ДОНЭНЕРГО» (г. Ростов-на-Дону). Результаты испытаний и опытная эксплуатация показали высокую работоспособность устройств защиты в условиях эксплуатации.

207

1. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 38 с.

2. Суднова В.В. Качество электрической энергии. М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. - 80 с.

3. Dugan R.C., McGranaghan M.F., Beaty H.W. Electrical Power Systems Quality // McGraw-Hill, 1996. 265 p.

4. Кужеков C.JI., Гончаров C.B. Городские электрические сети: Учеб. пособие. Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2001. - 256 с.

5. Гончаров C.B. Повышение надежности функционирования однофазных электроприемников напряжением до 1 кВ в распределительных электрических сетях. Автореферат дисс. в виде научного доклада канд. техн. наук. Новочеркасск, 2000. - 28 с.

6. Сливкин В.Г. Электромагнитная совместимость электрооборудования информационных технологий при воздействии импульсных электромагнитных помех. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Самара, 2004. 22 с.

7. Гурвич КС. Защита ЭВМ от внешних помех. М.: Энергоатомиздат, 1985.-224 с.

8. ГОСТ Р 51.317.4.11-99 (МЭК 61000-4-11-94). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения электропитания. Требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 12 с.

9. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. Госэнергонад-зор Минтопэнерго РФ. 5-е. изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. -288 с.

10. Григорьев O.A., Петухов B.C. Компьютер в нагрузку // Компьютерра. -2002. №47. - С. 40-44.

11. Ловля B.C., Красовский А.К., Еремеев В.Е. Большие информационновычислительные комплексы как объекты электроснабжения // Промышленная энергетика. 1999. - №4. - С. 26-29.

12. Терешков В.В., Корчагин А.В., Аванесов В.М. О влиянии источников вторичного электропитания на показатели качества электроэнергии // Промышленная энергетика. 2003. - №2. - С. 41-45.

13. Жаркин А.Ф. Высшие гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях с выпрямительной нагрузкой. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Киев, 1991.-19 с.

14. Nejdawi I.M., Emanuel А.Е., Pileggi D.J., Corridori M.J., Archambeault R.D. Harmonic Trend in the USA: A Preliminary Survey // IEEE Transactions on Power Delivery. Vol. 14. - No.4. - 1999. - pp. 1488-1494.

15. Victor A., Ramos JR. Treating Harmonics in electrical distribution system // Computer Power & Consulting. 1999. - pp. 118-144.

16. Houdek J.A. Economical Solutions to Meet Harmonic Distortion Limits // MTE Corporation, 1999. 5 p.

17. Севостьянов А.А. Электромагнитная совместимость электроприемников и питающих сетей. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Нижний Новгород, 2003. - 18 с.

18. ГОСТ Р 51318.14.2-99 (СИСПР 14-2-97). ). Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоустойчивость бытовых приборов, электрических инструментов и аналогичных устройств. Требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 9 с.

19. ГОСТ 27570.0-87. Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1988.-7с.

20. ГОСТ Р 51311 А.5-99 (МЭК 61000-4-5-95). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 25 с.

21. Гончаров C.B., Кужеков С.Л., Тынянский В.Г. О защите от перенапряжений в электрических сетях напряжением до 1 кВ // Изв. вузов. Электромеханика. 2003. - №6. - С. 29-32.

22. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. - Санкт-Петербург: Изд-во «Деан», 2000. - 926 с.

23. Беляев A.B. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 kB. JL: Энергоатомиздат, 1988. - 176 с.

24. Дубов A.JI. Методика расчета режимов и комплексная защита BJI до 1 кВ. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Екатеринбург, 1992. - 21 с.

25. Фишман B.C. Короткое замыкание: пожара можно избежать. Особенности методики расчета процессов КЗ в низковольтных сетях // Новости электротехники. 2005. - №2(32). - С. 45-47.

26. Хазиев Д.Н. Разработка методики выбора сечений проводников и кабелей при проектировании объектов второго уровня систем электроснабжения. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 2002. - 20 с.

27. Шваб Адольф. Электромагнитная совместимость / пер. с нем. Мазина В.Д. и Спектора С.А. // Под ред. Кужекина И.П. М.: Энергоатомиздат, 1995. -480 с.

28. Белей В.Ф. Оценка роли трансформаторов в системах энергообеспечения с позиций энергосбережения и повышения качества электроэнергии // Промышленная энергетика. 2002. - №5. - С. 36-42.

29. Григорьев Н.Д. Смещение потенциала нейтрали трансформаторов Y/Yh-12 при однофазной нагрузке // Промышленная энергетика. 2002. — №4. -С. 41-45.

30. Левин М.С., Лещинская Т.Е. Анализ несимметричных режимов сельских сетей 0,38 кВ // Электричество. 1999. - №5. - С. 18-22.

31. Takach D.S., Bogga.va.rapf R.L. Distribution Transformer No-Load losses // IEEE Trans. 2000. - Vol. PAS-104. -No.7. - pp. 181-183.

32. K-Factor Transformers and Nonlinear Loads // Liebert Corporation, 1997.4p.

33. Arsenedu R., Moore W.J.M. A method for estimating the sinusoidal iron losses of a transformer from measurements made with distored voltage waveforms // of Power Apparatus and Systems. 1999. - Vol. PAS-103. -No.6. - pp. 2912-2918.

34. Aspnes J.D., Merritt R.P., Atasofu S.I. Harmonic Generation in Transformers Related to DS Excitation and System Loading // IEEE Trans. 1998. - Vol. PAS-100-No.4.-pp. 1845-1851.

35. Gruzs T.M. An Optimized Three-Phase Power Conditioner Featuring Deep Sag Protection and Harmonic Isolation // Liebert Corporation, 1996. 10 p.

36. Bettega E., Fiorina J.N. Active Harmonic Conditioners and Unity Power Factor Rectifiers // Cahier Technique Schneider Electric. ЕСТ 183, 1999. 28 p.

37. Bernard S., Trochain G. Compensation of Harmonic Currents Generated By Computers Utilizing an Innovative Active Harmonic Conditioner // MGE UPS Systems. MGE 0128, 2000. 19 p.

38. Дьяконов В.П., Максимчук A.A., Ремнев A.M., Смердов В.Ю. Энциклопедия устройств на полевых транзисторах. М.: COJIOH-P, 2002. - 512 с.

39. Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: СОЛОН-Р, 2001. - 327 с.

40. Аванесов В.М., Кудинов П.Н., Рубан С.В. Коррекция коэффициента мощности источников вторичного электропитания // Промышленная энергетика. 1999. - №6. - С. 40-44.

41. Магазинник Л.Т., Магазинник Г.Г. Коэффициент мощности однофазных вторичных источников питания // Изв. вузов. Электромеханика. 2001. -№4-5.-С. 104-107.

42. Устройство защиты радиоаппаратуры от превышения сетевого напряжения // Радио. 1997. - №6. - С. 44-45.

43. Шитов А. Автомат защиты сетевой аппаратуры // Радио. 2001. - №8. -С. 34-35.

44. Пат. РФ № 2002107728. Устройство для защиты потребителя от ненормированного напряжения и тока в сетях переменного тока с ограничителем амплитуды / Кресяк В.Н., Кресяк С.В. // от 26.03.2002.

45. Григораъи О.В., Кабанков Ю.А. К вопросу применения трансформаторов с вращающимся магнитным полем в составе преобразователей электроэнергии // Электротехника. 2002. - №3. - С. 22-26.

46. UPS and Power Protection Solution. Design Guide // MGE UPS Systems MGE0135, 1998.-259 p.

47. Bernard S., Fiorina J.N., Gros В., Trochain G. THM Filtering and the Management of Harmonic Upstream of UPS // MGE UPS Systems. MGE 0246, 2000. -17 p.

48. Зоричев А.Л. Защита электропитающих установок от импульсных перенапряжений // Вестник связи. 2001. - №7. - С. 54-57.

49. Зоричев А.Л. Молниезащита: зоновая концепция // Новости электротехники. 2004. - №3(27). - С. 64-67.

50. Зоричев А.Л. Молниезащита: зоновая концепция // Новости электротехники. 2004. - №4(28). - С. 78-81.

51. DIN V ENV 61024-1 (VDE V 0185 Part 100): 1996-08. Protection of structures. General principies. 65 p.

52. E DIN VDE 0100 Part 443: 1987-04. Erection of high-power systems with nominal voltages up to 1000 V. Protection measures. Protection against surges caused by atmospheric interferences. 25 p.

53. DIN VDE 0185-103 (VDE 0185 Part 103): 1997-09. Protection against lightning electromagnetic impulse. Part 1: General principles. 26 p.

54. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 5 / Шелестов И.П. М.: СОЛОН, 2003. - 240 с.

55. Левин М.С., Мурадян А.Е., Сырых H.H. Качество электроэнергии в сетях сельских районов. М.: Энергия, 1975. - 225 с.

56. Короткевич М.А. Оптимизация эксплуатационного обслуживания электрических сетей / Под ред. Бережного A.B. М.: Наука и техника, 1984. -199 с.

57. РД 153-34.0-15.501-00. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. Часть 1. Контроль качества электрической энергии. М.: Энергосервис, 2001. -76 с.

58. Сапронов A.A. Проблема создания эффективного организационно-экономического механизма управления процессом электроснабжения потребителей // Ежемесячный ж-л «Современные аспекты экономики». С.-Петербург, 2002.-№6(19).-С. 142-149.

59. Сборник нормативных и методических документов по измерениям, коммерческому и техническому учету электрической энергии и мощности /

60. Сост.: Загорский Я.Т., Курбангалиев У.К. М: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 504 с.

61. Пат. РФ № 2098835. Счетчик электрической энергии / Дубинский Ю.И. и др.//от 28.07.2002.

62. Пат. РФ № 2106644. Счетчик электроэнергии / Долгин Ю.Н. и др. // от 15.12.2001.

63. Пат. РФ № 2193812. Устройство для оперативного управления процессом отпуска и потребления электрической энергии в сетях переменного тока / Сапронов A.A., Зайцев A.A., Никуличев А.Ю. // от 16.06.2000.

64. Демирчян КС., Бутырин П.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. Учеб. пособие для электр. и электроэнерг. спец. вузов. -М.: Высш. шк., 1988. 335 с.

65. Расчет электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ / М.Г. Александрова, А.Н. Белянин, В. Брюкнер и др. // Под ред. JI.B. Данилова и Е.С. Филиппова. М.: Радио и связь, 1983. - 344 с.

66. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях. Учеб. пособие для вузов / Ю.Н. Астахов, В.А. Веников, В.В. Ежков и др. // Под. ред. В.А. Веникова. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 504 с.

67. Чуа И.О., Лин Пен-Мин. Машинный анализ электронных схем: алгоритмы и вычислительные методы. Пер. с англ. М.: Энергия, 1980. - 640 с.

68. Самарский A.A., Гулин A.B. Численные методы: Учеб. пособие для вузов. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. - 432 с.

69. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / Петров A.B., Алексеев В.Е., Титов М.А. и др. // Под ред. Петрова A.B. - М.: Высш. шк., 1984. - 320 с.

70. Лычев П.В., Федин В.Т. Электрические сети энергетических систем: Учеб. пособие. Мн.: Ушверсггэцкае, 1999. - 255 с.

71. Почебут Д.В. Анализ, моделирование и прогнозирование бытового электропотребления в региональной энергосистеме. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск, 2001. - 17 с.

72. Wang Y.J. Simulation of Random Variation of Three-phase Voltage Unbalance Resulting from Load Fluctuation Using Correlated Gaussian Random Variables // Proc. Natl. Sei. Counc. ROC(A). Vol. 24. - No.3. - 2000. - pp. 216-225.

73. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / Волкова В.Н., Воронков В.А., Денисов А.А. и др. М.: Радио и связь, 1983. -248 с.

74. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий / А.К. Шидловский, Г.Я. Вагин, Э.Г. Куренный. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 224 с.

75. РМ-2696. Инструкция по расчету электрических нагрузок жилых зданий. М.: МНИИТЭП, 1999. - 8 с.

76. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика: Учеб. для студ. сред. спец. учеб. заведений. 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк, 2001. - 336 с.

77. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука / Перевод с английского под ред. Е.К. Масловского. - М.: Издательство «Мир», 1978.-411 с.

78. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001. - 320 с.

79. Леденев Ю.П. О перенапряжениях в распределительных сетях 0.4 кВ при аварийных режимах // Энергетик. 2001. - № 10. - С. 23-24.

80. Былкин М.В. Моделирование, анализ и устранение последствий несимметричных режимов в системах электроснабжения. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 1999. - 19 с.

81. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987.-336 с.

82. ГОСТ Р 51321.1-2000 (МЭК 60439-1-92). Устройства комплектныенизковольтные распределения и управления. Часть 1. Устройства испытанные полностью или частично. Общие технические требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 70 с.

83. Железко Ю.С. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 220 с.

84. Железко Ю. С. Нормирование технологических потерь электроэнергии в сетях. Новая методология расчета // Новости электротехники. 2003. — № 5(23).-С. 40-44.

85. Инструкция по нормированию, анализу и снижению потерь электроэнергии в электрических сетях энергоснабжающих организаций. М.: ОАО «ВНИИЭ», 2002. - 53 с.

86. Методические указания по определению потерь электроэнергии и их снижению в городских электрических сетях напряжением 10(6)-0,4 кВ местных советов. М.: Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, 1981. -91 с.

87. Инструкция по расчету и анализу технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергосистем и энергообъединений. И 34-70-030-87. М.: СПО Союзтехэнерго, 1987. - 34 с.

88. Воротницкий В.Э., Апряткин В.А. Коммерческие потери электроэнергии в электрических сетях // Новости электротехники. 2002. - № 4(16). -С, 50-54.

89. Независимая газета. №165 (2227). - 2 сентября 2000.

90. Овсейчук В., Дворников Н., Калинкина М., Киселев П. Тарифное регулирование // Новости электротехники. 2004. - № 6(30). - С. 24-26.

91. Железко Ю.С. Методы расчета технических потерь электроэнергии в сетях 380/220 В // Электрические станции. 2002. - №1. - С. 14-20.

92. Кушнарев Ф.А., Хлебников B.K. Методика экспресс-расчета потерь электроэнергии в сетях 0,4 кВ // Электрические станции. 2002. - №9. - С. 4850.

93. Хлебников В.К., Подгорный Д.Э. Методика расчета потерь электроэнергии в сети 0,38 кВ по измерениям напряжений и токов с учетом схемно-технической информации // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. - №6. - С. 2830.

94. Методика расчета нормативных (технологических) потерь электроэнергии в электрических сетях. М.: ОАО «ВНИИЭ», 2005. - 24 с.

95. Воротницкий В.Э., Апряткин В.А. Человеческий фактор и его влияние на уровень потерь // Материалы II научно-практической конференции 12-15 апреля 2004 г. «Потери электроэнергии в городских сетях и технологии их снижения». М., 2004. - С. 73-80.

96. Седов П.Г. Счетчики электрической энергии. М.: ГЭИ, 1933. - 101с.

97. ГОСТ 26035-83. Счетчики электрической энергии переменного тока электронные. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 35 с.

98. Пат. 2087918 RU. Способ измерения электрической энергии в двухпроводных сетях с защитой от хищений и устройство для его осуществления (их варианты) / Самокиш В.В. // от 20.08.1997.

99. Пат. 2003120773/28 RU. Устройство для измерения электрической энергии с защитой от хищений / Порватов С.П., Осипов Ю.В., Катков Г.С., Букреев Е.В., Федорук Ю.В. // от 06.26.2003.

100. Сапронов A.A., Кужеков C.JI., Тынянский В.Г. Оперативное выявление неконтролируемого потребления электроэнергии в электрических сетях напряжением до 1 кВ // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. - №1. - С. 55-58.

101. Пат. РФ № 2003111109. Способ выявления неконтролируемого потребления электроэнергии в сетях 0,4 кВ / Сапронов A.A., Зайцев A.A., Нику-личев А.Ю., Семенов Г.Д., Вязун A.A., Кужеков C.JL, Тынянский В.Г., Медведев Д.В.//от 17.06.2004.

102. Розенвассер Е.Н, Юсупов P.M. Чувствительность систем автоматического управления. Л.: «Энергия», 1969. - 208 с.

103. Розенвассер Е.Н, Юсупов P.M. Чувствительность систем управления. М.: «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1981. -464 с.

104. Идельчик В.И. Точность математического моделирования при управлении эксплуатацией электрических систем: Учеб. пособие для вузов. Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1971.-320 с.

105. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. Учеб. для студ. вузов по спец. «Электропривод и автоматизация промышленных установок». 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. -400 с.

106. Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 312 с.

107. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: «Наука», 1976. - 279 с.

108. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. Пер. с англ. М.: Мир, 1981.-520 с.

109. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики): Учебник для вузов по спец. «Кибернетика электр. систем». 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк, 1984. - 439 с.

110. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. — М.: Высшая школа, 1977. 222 с.

111. Кужеков С.Л., Варфоломеев Е.П. Синтез структуры комплексной релейной защиты синхронного электродвигателя напряжением выше 1000 В // Изв. вузов. Электромеханика. 1987. - № 1. - С. 114-123.

112. Основы технической диагностики. В 2-х книгах. Кн.1. Модели объектов, методы и алгоритмы диагноза / Под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергия, 1976. - 464 с.

113. Мозгалевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика (непрерывные объекты). Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Школа, 1975. - 207 с.

114. Генкин B.JI. и др. Системы распознавания автоматизированных производств / B.JI. Генкин, И.Л. Ерош, Э.С. Москалев. Л.: Машиностроение. Ле-нингр. отд-ние, 1988. - 246 с.

115. Чжен Г., Мэннинг Е., Метц Г. Диагностика отказов цифровых вычислительных систем. М.: Мир, 1972. - 232 с.

116. Пат. РФ № 95105694. Устройство защиты потребителя электрической энергии от перенапряжения / Скитович В.П. // от 27.11.1996.

117. Пат. РФ № 2000126225. Устройство защиты от превышения напряжения и тока / Каширин H.A. // от 17.10.2000.

118. А. с. № 2410638 (СССР). Устройство для защиты электропотребителя от перенапряжений / Иванов Б.Н. Опубл. в Б. И., 1978, №40.

119. Пат. РФ № 2000115007. Устройство для защиты от перенапряжений, в том числе вызванных обрывом нулевого провода «отгоранием нуля» / Бул-кин A.M., Головин A.B., Кружков В.А. // от 10.07.2002.

120. Пат. РФ № 96121543. Устройство для защиты потребителя от ненормированного напряжения в сетях переменного тока / Кресяк В.Н., Кресяк C.B.//от 10.06.1998.

121. А. с. № 2897614 (СССР). Устройство для защиты электропотребителя от перенапряжений / Ростов A.A., Фокин E.H., Власова A.B., Зинкевич Н.Ю. -Опубл. в Б. И., 1981, №43.

122. Пат. РФ № 2002107728. Устройство для защиты потребителя от ненормированного напряжения и тока в сетях переменного тока с ограничителем амплитуды / Кресяк В.Н., Кресяк C.B. // от 26.03.2002.

123. Пат. РФ № 98104675. Устройство для защиты потребителя от повышенного и пониженного напряжения в сети переменного тока / Волошин А.И., Бондаренко О.Н. // от 27.08.1999.

124. Пат. РФ № 2001109901. Устройство для защиты потребителя от недопустимых значений (отклонений) напряжения в сетях переменного и постоянного тока / Крыночкин И.В., Гарбузов Г.Г. // от 11.04.2001.

125. Пат. РФ № 2002115490. Устройство для защиты электропотребителей от перекоса фаз в трехфазной питающей сети / Диаконенко В.В., Кудрявцев C.B., Диаконенко И.В. // от 10.01.2004.

126. Пат. на полезную модель РФ № 2004109347/22. Устройство защиты однофазных электроприемников от повышения напряжения / Гончаров C.B., Кужеков С.Л., Крыночкин И.В., Любецкий А.П., Мирзоян Р.Ц., Тынянский В.Г. //от 29.03.2004.

127. Крупень В., Козлов А. Защищать правильно. Такова задача монитора напряжения // Новости электротехники. 2004. - №5(29). - С. 71-73.

128. Сушко В. Полноценная защита стоит дорого. Готов ли платить потребитель // Новости электротехники. 2004. - №5(29). - С. 76-77.