автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка и оценка устойчиовсти функционирования защиты от однофазных замыканий на землю, основанной на контроле пульсирующей мощности, компенсированных сетей 6-35 кВ

На правах рукописи

9 15-5/179

КОСТАРЕВ Илья Андреевич

РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ, ОСНОВАННОЙ НА КОНТРОЛЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ МОЩНОСТИ, КОМПЕНСИРОВАННЫХ СЕТЕЙ 6-35 кВ

05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

\

Екатеринбург - 2015

Работа выполнена на кафедре «Горная электромеханика» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор САПУНКОВ Михаил Леонидович

Официальные оппоненты:

РЫЖКОВА Елена Николаевна, доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет - МЭИ», профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»;

СУВОРОВ Антон Алексеевич, кандидат технических наук, доцент, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», доцент кафедры «Автоматизированные электрические систе-

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), г. Челябинск

Защита состоится 20 мая 2015 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.285.03 на базе ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. И-420 (зал Ученого совета).

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке и на сайте ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени Первого Президента России Б.Н. Ельцина», http://dissovet.science.urfu.ru/news2/

Автореферат разослан 18 марта 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент (I> Зюзев Анатолий Михайлович

I Российская i rnr.vчарствеиная

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ01Ы ' W „, „

; I vjJU/i U I cfta

Актуальность работы. В структуре электрических сетей России" дайболыпую часть" представляют сети среднего напряжения (6-35 кВ). Общая протяженность таких сетей составляет более 4 млн. км., а их количество - более 25000 единиц. Большая часть электрической энергии в нашей стране распределяется посредством сетей 6-35 кВ. Следовательно, обеспечение надежности и безопасности этих сетей, обеспечение бесперебойности питания потребителей являются приоритетными задачами электроэнергетики России.

Для выполнения этих задач, в частности, необходимо своевременное обнаружение и устранение однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), как наиболее распространенного вида повреждения (80-90% от общего числа аварийных повреждений). При длительном существовании данный вид замыканий в 60-80% случаев может переходить в двухместное, двойное замыкание на землю и даже в трехфазное короткое замыкание, что, в свою очередь, приводит к неоправданным отключениям линий, дорогостоящим ремонтам, перерывам в электроснабжении и, как следствие, к простою оборудования и значительному экономическому ущербу.

Для обнаружения возникновения ОЗЗ и предотвращения развития повреждения необходимо применение быстродействующей селективной защиты, которая должна работать либо на сигнализацию, либо на отключение поврежденной линии. Многие специалисты в данной области склонны к мнению, что защита от ОЗЗ должна работать на отключение вне зависимости от режима заземления нейтрали, тем самым подчеркивая значимость данных повреждений и их последствий. Это обусловливает повышенные требования к защите в части чувствительности и селективности. Большинство специалистов также склонно к мнению, что защита должна быть совместимой для определения поврежденной линии при любом виде ОЗЗ (устойчивом дуговом, перемежающемся дуговом, металлическом замыкании или замыкании через переходное сопротивление).

Изучению вопросов в области релейной защиты и автоматики посвящено много работ отечественных ученых, таких как: A.M. Федосеев, Ф.А. Лихачев, В.А. Андреев, М.А. Шабад, Е.Ф. Цапенко, А.И. Шалин, И.М. Сирота, Г.А. Евдокунин, В.К. Обабков, Л.Е. Дударев, В.М. Кискачи, К.П. Кадомская, В.А. Шуин, P.A. Вайнпггейн, Л.И. Сарин, В.Ф. Лачугин, И.Н. Попов и др.

Для компенсированных сетей проблема достоверного обнаружения ОЗЗ является наиболее сложной в связи с рядом специфических свойств такого заземления нейтрали. Для таких сетей характерны: большая величина емкостного тока и возможность длительного дугового замыкания; малая величина остаточного тока ОЗЗ, особенно при резонансной настройке компенсации; фазовые углы между током и напряжением нулевой последовательности основной гармоники на поврежденной и неповрежденной линиях могут быть одинаковыми; возможны большие и нестабильные расстройки компенсации из-за неудовлетворительной работы автоматики дугогасящего реактора (ДГР); большая вероятность неустойчивых замыканий.

В таких сетях многие известные защиты от ОЗЗ работают недостаточно селективно. Поэтому задача разработки высокочувствительной селективной защиты от ОЗЗ для компенсированных сетей 6-35 кВ остается актуальной и в настоящее время.

В качестве такой защиты от ОЗЗ может найти применение новая защита, основанная на контроле пульсирующей мощности, разрабатываемая в ГГНИПУ (г.Пермь).

Представляется актуальной проработка ряда вопросов, связанных с исследованием факторов, влияющих на селективность работы этой защиты, оценкой чувствительности зв-

щиты для разного вида замыканий на землю, а также разработкой мероприятий по обеспечению устойчивости функционирования защиты.

Цель работы - научное обоснование успешности применения защиты от 033, основанной на контроле пульсирующей мощности, в компенсированных сетях 6-35 кВ. Разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости функционирования этой защиты.

Основные задачи работы:

- разработать математическую модель распределительной сети 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, отражающую основные процессы установившихся ОЗЗ, на учете которых основан алгоритм функционирования новой защиты;

- оценить влияние на устойчивость функционирования защиты возможных неблагоприятных дня ее работы факторов: возможной асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю; несимметрии напряжений источника питания; конфигурации сети;

- провести исследование влияния степени расстройки компенсации емкостных токов на устойчивость функционирования защиты;

- оценить влияние высших гармоник в сети на устойчивость функционирования защиты;

- обосновать выбор величины сопротивления резистора для комбинированного заземления нейтрали по условию гарантированного обеспечения устойчивости функционирования защиты;

- разработать математическую модель распределительной сети 6-35 кВ с компенсированной нейтралью для исследования устойчивости функционирования защиты от ОЗЗ при перемежающихся замыканиях на землю;

- разработать опытный образец устройства защиты от ОЗЗ и провести экспериментальные исследования качества работы защиты на физической модели компенсированной сети.

Объект исследования - защита распределительных компенсированных сетей 6-35 кВ от ОЗЗ.

Предмет исследования - новый принцип защиты от ОЗЗ распределительных сетей 6-35 кВ, основанный на контроле изменений пульсирующей мощности.

Методы исследования - математический метод сопряженных комплексных амплитуд, методы математического и имитационного моделирования с применением современных компьютерных технологий; экспериментальные исследования путем физического моделирования в лабораторных условиях с использованием опытного образца устройства новой защиты.

Достоверность результатов исследования - адекватность моделей и методов, используемых в диссертационной работе, подтверждается известными фундаментальными теориями и методами исследования процессов при однофазных замыканиях на землю, результатами вычислительных и натурных экспериментов.

Научная новизна работы:

1) теоретически обоснована возможность применения новой защиты от ОЗЗ в сетях

6-35 кВ с компенсированной нейтралью;

2) исследовано влияние на устойчивость функционирования защиты от 033 неблагоприятных факторов, таких как: асимметрия собственных проводимостей фаз линий на землю; возможная несимметрия напряжений источника питания; неоднородная конфигурация сети (различные значения показателей доли емкостей фаз относительно земли линий в суммарной емкости сети);

3) проведена оценка влияния степени расстройки компенсации и высших гармоник токов и напряжений на устойчивость функционирования защиты;

4) разработаны рекомендации по выбору величины сопротивления резистора для комбинированного заземления нейтрали, необходимой для гарантированного обеспечения устойчивости функционирования защиты от 033;

5) теоретически и путем моделирования обоснована работоспособность новой защиты при перемежающихся ОЗЗ;

6) разработан опытный образец микропроцессорного устройства защиты от ОЗЗ, экспериментально доказана высокая эффективность работы новой защиты в компенсированной сети как при устойчивых, так и при перемежающих замыканиях на землю.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Применен новый принцип защиты от ОЗЗ путем контроля приращений пульсирующих мощностей защищаемых линий в компенсированных сетях 6-35 кВ. Разработано устройство защиты, реализованное на базе современного микроконтроллера. Опытный образец устройства апробирован на физической модели распределительной сети 6-35 кВ с компенсированной нейтралью. Результаты испытаний опытного образца защиты от ОЗЗ свидетельствуют о возможности создания промышленных терминалов новой высокоэффективной защиты.

Разработаны научно обоснованные рекомендации для обеспечения устойчивости функционирования защиты от ОЗЗ в компенсированных сетях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) математические модели распределительной компенсированной сети 6-35 кВ для устойчивых и перемежающихся замыканий на землю, отражающие основные процессы, на которых основан алгоритм функционирования защиты;

2) результаты исследований и оценки влияния на устойчивость функционирования защиты от ОЗЗ асимметрии проводимостей фаз линий на землю, несимметрии источника питания, конфигурации сети, степени расстройки компенсации реактора, высших гармоник сети;

3) результаты оценки и рекомендации по выбору величины сопротивления резистора для комбинированного заземления нейтрали, необходимой для гарантированного обеспечения устойчивости функционирования защиты от ОЗЗ, основанной на контроле пульсирующей мощности;

4) результаты исследований работы защиты при перемежающихся ОЗЗ;

5) результаты исследований опытного образца устройства защиты на физической модели компенсированной сети.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, и региональных научно-технических конференциях: международная научная конференция «Тинчуринские чтения» (г.Казань, 2012, 2013, 2014г.); международная научно-практическая конференция «Федоровские чтения» (г. Москва, 2011, 2013 г.); международная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами мо-

лодежи» (г. Екатеринбург, 2012 г.); международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» (г.Екатеринбург, 2014г.); международная научно-техническая конференция «Современные техника и технологии» (г.Томск, 2011, 2012г.); международная научно-практическая конференция «Энергосбережение, энергопотребление, энергоэффективность. Возобновляемые источники энергии» (г.Пермь, 2012г.); международная научная конференция «Инновационные процессы в исследовательской и образовательной деятельности» (г. Пермь, 2012, 2013 г.); международная научно-практическая конференция «Горная электромеханика» (г. Пермь, 2014 г.); всероссийская научно-техническая конференция «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2011, 2012, 2014 г.); всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2012 г.); краевая научно-техническая конференция «Автоматизированные системы управления и информационные технологию) (г. Пермь, 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в т.ч. 4 статьи в изданиях списка ВАК РФ, получены 2 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 82 наименований и двух приложений. Общий объем работы составляет 171 страницу и содержит 43 рисунка и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность работы, сформулированы цели и задачи научного исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту и их научная новизна, приведены сведения об апробации работы.

В первой главе приведена характеристика компенсированных сетей 6-35 кВ, а также результаты аналитического обзора известных принципов и устройств защиты таких сетей от 033, отмечены их достоинства и недостатки, поставлены цели и задачи диссертационной работы. К числу широко известных защит компенсированных сетей 6-35 кВ от ОЗЗ, применяемых как в России, так и за рубежом, относятся защиты, основанные на контроле: направления мощности НП в установившемся режиме; характеристик и параметров переходного процесса при 033; высших гармонических составляющих в токах НП линий; а также защиты с использованием дополнительных «наложенных» токов и комбинированные принципы защиты и их модификации.

На основании результатов проведенного аналитического обзора состояния защиты компенсированных сетей 6-35 кВ от 033 сделано заключение о неудовлетворительной ситуации по селективному определению поврежденной линии при замыканиях на землю. Известные принципы защиты, используемые в устройствах защит от 033, на практике характеризуются возможными отказами в работе и ложными срабатываниями при определенных видах замыкания на землю, конфигурации сети, коммутационных помехах, феррорезонансных процессах, искажениях измерительных трансформаторов, наличии переходного сопротивления в месте замыкания на землю и т.д. Поэтому можно констатировать, что существующие защиты от 033 не могут обеспечивать в полной мере достоверного определения поврежденной линии в сетях 6-35 кВ с учетом требований, предъявляемых к защитам, и применимы лишь со значительными ограничениями в эксплуатации.

Поэтому задача разработки высокочувствительной селективной защиты от 033 для компенсированных сетей 6-35 кВ весьма актуальна.

Как отмечалось выше, к числу таких защит от 033 может быть отнесена исследуемая в диссертационной работе новая защита, основанная на контроле пульсирующей мощности.

Во второй главе проведено описание принципа защиты от ОЗЗ путем контроля приращений пульсирующей мощности, а также описание разработанной математической модели компенсированной сети, характеризующей функционирование новой защиты при устойчивых замыканиях на землю. Приведены результаты исследований влияния на устойчивость функционирования защиты асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю, несимметрии линейных напряжений источника питания и показателей доли емкостей фаз относительно земли защищаемых линий в суммарной емкости сети.

В основе принципа действия рассматриваемой защиты используется качественно новый способ определения поврежденной линии при ОЗЗ, а именно, контроль приращения пульсирующей мощности каждой защищаемой линии сети.

Согласно алгоритму функционирования защиты для каждой к-ой линии распределительной сети необходимо измерять мгновенные значения линейных напряжений сети и токи трех фаз этой линии (рисунок 1). Для этих целей служит общий для всех линий измерительный блок 1 и блоки 2ц отдельно для каждой линии. Сигналы с блоков 1 и 2* поступают на блок 4, предназначенный для вычисления мгновенного значения пульсирующей мощности кой линий сети согласно выражению

Р„Л1) = РЛ')-РСП, (1)

где А (О = ' '/<*(')+ "«:(')' 'а» (') + мг/((') ' 'с» (') ~~ суммарная мгновенная мощность к-ой линии; илв, исл, ¡Ак, 1а - мгновенные значения напряжений источника питания и токов трех фаз к-ой линии; Рсп = \/Тгр | - среднее значение мгновенной мощности к-

Вычисленное в блоке 4 мгновенное значение пульсирующей мощности (1) поступает на блок 6, на выходе которого формируется среднеквадратичное значение пульсирующей мощности рПскк =

Действующее значение пульсирующей мощности в нормальном режиме непрерывно запоминается в блоке записи 7. При возникновении ОЗЗ запоминание в блоке 7 останавливается и далее с помощью сумматора 8 определяется приращение мощности:

АРпк=Рп1„-Рпг,^ (2)

где Рп1к - значение пульсирующей мощности к-ой линии в режиме ОЗЗ.

Приращение пульсирующей мощности поступает на вход исполнительного органа 9 (9а или 96), который формирует сигнал на отключение или сигнализацию.

Факт возникновения режима ОЗЗ определяется с помощью блоков 3 и 5 следующим образом: мгновенное значение напряжения нулевой последовательности поступает на вход измерительного блока 3, на выходе которого формируется сигнал действующего значения напряжения нулевой последовательности; далее сигнал с блока 3 поступает на пусковой ор-

0

ой линии (активная мощность).

или час "ел-

Н£Г

-¿РПк-

1*1—Ы-

■-а—а-

_

Арп: -Лрпм-

96

на сигнал или откчюченис

на сигнал или отключение

Рисунок 1 - Структурно-функциональная схема алгоритма защиты к-ой линии

ган защиты 5, формирующий сигнал на «запрет записи» блока 7 в случае превышения действующего значения напряжения нулевой последовательности уставки.

В зависимости от вида исполнительного органа 9 защита от ОЗЗ может работать в двух возможных вариантах алгоритма: в варианте, основанном на принципе сравнения контролируемых защитами линий приращений мощности с уставками на срабатывание защиты (абсолютный принцип) - блок 9а; в варианте, основанном на принципе относительного сравнения приращений пульсирующей мощности между собой всех защищаемых линий данной секции шин (принцип максиселектора или относительный принцип) - блок 96.

Из двух возможных вариантов алгоритма работы исполнительного органа защиты от 033 предпочтение отдается относительному принципу по следующим основным причинам: идентификация поврежденной линии посредством сравнения приращений мощности всех защищаемых линий между собой проще, так как не требует предварительных расчетов уставок на срабатывание; относительный принцип обеспечивает большую чувствительность защиты; реализация относительного принципа будет менее затратная.

Однако при использовании принципа максиселектора в алгоритме работы защиты необходимо предварительно вводить данные об установленных трансформаторах тока для каждой защищаемой линии.

Разработанная математическая модель компенсированной сети позволила провести исследования и сделать оценку влияния на качество работы защиты от ОЗЗ следующих неблагоприятных факторов: асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю; несимметрии линейных напряжений источника питания; показателей доли емкостей фаз относительно земли защищаемых линий.

Основные расчетные выражения дня приращений пульсирующих мощностей на поврежденной и любой неповрежденной линиях при установившихся процессах ОЗЗ в компенсированной сети получены в виде:

- для поврежденной линии (индекс а):

ДРПа = илАиФ1Г)(с1Е +ЛтааС^„ + еига)+ил1[]\ (3)

- для любой неповрежденной линии (индекс /?):

^пц + ЛсТртрСоС^&р + еиго\ ), (4)

где Ом - комплекс линейного напряжения сети; Д0ФО) - комплекс изменения напряжений фаз относительно земли, обусловленного возникновением замыкания на землю; -комплекс тока ОЗЗ; йъ =%ъ!(сСх - относительная активная проводимость на землю (коэффициент демпфирования), обусловленная суммарной активной проводимостью фаз всех линий на землю gr; та,т^ - показатели доли емкостей фаз относительно земли соответственно для линии а и линии р в суммарной емкости сети Съ ; ш - круговая частота; £иг - комплексный показатель несимметрии по напряжению обратной последовательности источника питания; ,а' - комплексные показатели и сопряженные комплексные показатели

асимметрии емкостей фаз относительно земли соответственно для линии а и линии которые определяются согласно выражениям:

_САа+а2СВа + аССп _С^См+аС££

где СЛа, С„п, С(-а,СЛ0, Сйр, Сср - емкости фаз относительно земли соответственно поврежденной линии а и неповрежденной линии Р; - суммарные емкости фаз относительно земли соответственно поврежденной линии а и неповрежденной линии /}.

Выражение для комплекса изменения напряжений фаз относительно земли имеет вид:

^ЧО^Е М,2>-(Пчм + ДУ^Хя + яЧп)]

= -;-. (6)

ки

где Ум = £(1 / Лц + ](оСлк ) = йЛ1 + Ув1Ш = £ (1 / ЛЯ1 + ]еоСш) = 8к1 +

»=] 4=1

М

Уп |)Е = / + 4) = £(х + ]шС1Т - результирующие проводимости фаз на землю всех

М линий распределительной сети соответственно фазы А, В и С; УХ(11 - суммарная проводимость сети; /?„ - переходное сопротивление в месте замыкания на землю; УВтр,УГтр - проводимости фаз В и С первичной обмотки трансформатора присоединения (ТрП), через который осуществляется подключение ДГР; У^ = УЛтр + Увтр + Уг„р - суммарная проводимость фаз первичной обмотки ТрП; Я - безразмерная комплексная величина, введенная для упрощения записи расчетных выражений и учитывающая параметры ДГР и ТрП и определяемая:

со С,.(100-1>)

-Лео С1000-и) + У1тЛК,,ео <^(100-у) -100;)]

Я

Я,,<ц2С2(100-и)2 2 100^^(100-1)) 2 ' О) Л>2С2( 100-у)2 +1002 фа/'С* (100-ы)2+1002

где Л,, - сопротивление реактора; и(%) = (/Г£ - /;.)//Г1 100% - степень расстройки компенсации; /(1 - емкостной ток 033 сети; /,. - ток реактора. Выражение для комплекса тока ОЗЗ (при замыкании фазы А):

/'/'^-:-• (8)

Чувствительность защиты для варианта работы с относительным принципом сравнения приращений мощности оценивалась величиной:

_ А^ДПЦП _

£ 1,25. (9)

'Пр (&„ + £„ 2сг/1) (с! + Л&рГПрС^ео

где &Рптю - минимальное значение приращения пульсирующей мощности на поврежденной линии а; ДРр11их - наибольшее значение приращения пульсирующей мощности на любой из неповрежденных линий р с учетом отрицательного влияния факторов, увеличивающих значения сигналов помех для защиты.

На рисунке 2 приведены результаты расчетов, выполненных согласно (9), позволяющих сделать оценку условий устойчивости функционирования защиты от 033 в зависимости от асимметрии собственных проводимостей фаз к-ой линий на землю и показателя доли емкостей фаз относительно земли А-ой линий.

Для оценки устойчивости функционирования защиты варьировались: модуль показателя асимметрии проводимостей фаз линий на землю в пределах от 0 до 0,12; показатели доли емкостей фаз относительно земли защищаемых линий в суммарной емкости сети от 0,05 до 0.5. Также принимались следующие условия: источник питания является симметричным, линейное напряжение сети Ut составляет 6,3 кВ; ДГР имеет резонансную настройку; коэффициент демпфирования сети (относительная активная проводимость сети) принят равным минимальному значению, а именно 0,02; активная проводимость ДГР равна 1% от реактивной проводимости реактора; в качестве ТрП был взят трансформатор ТМ-630/6.

Полученные результаты (рисунок 2) позволяют определить границы устойчивости функционирования защиты от 033: модули показателей асимметрии собственных проводимостей поврежденной и неповрежденной линий (Г,, при которых защита будет селективно работать независимо от количества защищаемых линий и степени расстройки компенсации, должны быть не более 0,034. При значениях ак <0,0075, регламентируемых ПУЭ, защита будет однозначно определять поврежденную линию. Кроме того, это означает, что для сетей, содержащих только кабельные линии, что в большинстве случаев характерно для сетей с компенсированной нейтралью, защита от 033 безусловно будет работать селективно. В других случаях защита от 033 может оказаться на границе устойчивости функционирования.

Па рисунке 3 представлены результаты расчетов для оценки дополнительного влияния возможной несимметрии линейных напряжений источника питания на коэффициент чувствительности защиты компенсированной сети, содержащей только кабельные линии.

Установлено, что нормируемое ГОСТ наибольшее значение модуля е112 =0,04 может максимально увеличивать/уменьшать Кц лишь на 9%. Аналогичные расчеты были проведены для компенсированной сети, содержащей преимущественно воздушные линии. При этом минимальное значение коэффициента чувствительности составило лишь Ац=0,0142.

Таким образом, новая защита от 033 будет безусловно достоверно определять поврежденную линию среди других линий компенсированной сети, содержащих только кабельные линии.

Рисунок 2 - Зависимость Кч от <Jt и тк

При наиболее неблагоприятных условиях: (сеть содержит преимущественно воздушные линии; резонансная настройка компенсации ¿¡.=0,02; е(П =0,04

<Р*п =90°; ак =0,12 <рак = 274"; активная проводимость ДГР равна 1% от реактивной проводи-

N. збо мости реактора;

О 03 -Ч 270 гК ^ г

X ________180 Феиг,г/)0(3 т =0,25; /п„=0,5) за-

0,04^5^7 90

еш, О. е и щита от 033, основанная

Рисунок 3 - Зависимость Кч от £иг и <рс для компенсирован- на контроле пульсирующей мощности, не будет

ной сети, содержащей только кабельные линии характеризоваться устой-

чивостью функционирования, т.е. не сможет обеспечивать достоверное определение поврежденной линии.

По результатам исследований, выполненных в второй главе, сделаны следующие выводы:

- в случае, если на неповрежденных линиях проводимости трех фаз на землю симметричны, то контролируемые защитой приращения мощности на каждой из этих линий будут равны нулю, что будет соответствовать условию абсолютной селективности защиты;

- защита будет устойчиво функционировать независимо от количества защищаемых линий и степени расстройки компенсации при модулях показателей асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю не более 0,034;

- защита будет безусловно достоверно определять поврежденную линию среди других линий компенсированной сети, содержащей только кабельные линии;

- при определенных соотношениях модулей показателя асимметрии собственных проводимостей фаз (собственных емкостных токах на землю) поврежденной и неповрежденной линий, а именно при тк >0,12, защита от 033 может оказаться на границе устойчивости функционирования.

В третьей главе приведены результаты оценки способов обеспечения устойчивости функционирования защиты от 033 при возможных наиболее неблагоприятных факторах для работы защиты. Рассмотрены способы: преднамеренная расстройка компенсации; учет наличия несинусоидальности (высших гармоник) токов и напряжений сети; комбинированное заземление нейтрали.

«Полезный сигнал» защиты можно повысить путем увеличения остаточного тока ОЗЗ. Для этого может быть применена преднамеренная расстройка компенсации. Согласно Г1ТЭЭП степень расстройки компенсации не должна превышать ±5% для сетей 6-20 кВ, чтобы реактивная составляющая тока 033 не превышала 5 А, и ±10% для сетей 35 кВ (при емко-

стном токе менее 15 А). В реальных условиях степень расстройки компенсации может достигать существенно больших значений, вплоть до 30% и более.

По результатам расчетов установлено, что преднамеренная расстройка компенсации более 7,7% обеспечит значения Кц>\,25, т.е. достоверное определение поврежденной линии при 033 даже при принятых в расчетах наиболее неблагоприятных условиях для работы защиты.

Также были проведены расчеты величины минимального значения степени расстройки компенсации 1>т1„, необходимой для обеспечения устойчивости функционирования защиты (минимального значения коэффициента чувствительности), с учетом совокупного влияния двух факторов: асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю и несимметрии линейных напряжений источника питания (рисунок 4,а), а также с учетом значений показателей доли емкостей фаз относительно земли поврежденной и неповрежденной линий (рисунок 4,6).

Рисунок 4 - Зависимости t>mlll от:

а) - (T, и еи2 ; б) - т„ и тр

Па основании полученных зависимостей (рисунок 4,а) и (рисунок 4,6) можно определить величину минимального значения степени расстройки компенсации, необходимую для обеспечения устойчивости функционирования защиты, для конкретной компенсированной сети при известных <7, и е1п или ти и тр.

Высшие гармоники (ВГ) напряжений и токов обусловливают дополнительные переменные составляющие в мгновенной мощности линий сети. С учетом ВГ контролируемым сигналом защиты от 033 будет суммарная переменная составляющая мгновенной мощности.

Выражения для приращений комплексных значений мощностей с учетом ВГ получены в виде:

для поврежденной линии (индекс а):

AS/lotir = l)v ( Удау +a2"yBm+a"yCav)+ÛJI/^, (10)

для любой неповрежденной линии (индекс /)):

=t/^AtW 01)

где Ù - комплекс //-ой гармоники линейного напряжения сети; AUnl]v, Ди'Ф11)у -комплекс и сопряженный комплекс изменения v -ой гармоники фазных напряжений относи-

12

тельно земли при ОЗЗ в сети; Улт„ У0т„ У<„,,Ул/11.. Ут„ Уг„„, У^,. У'т„ У'Ицу. У/,,. -

комплексные и сопряженные комплексные проводимости фаз на землю соответственно поврежденной и неповрежденной линий для у -ой гармоники тока; /',[,', /'¿" - комплекс и сопряженный комплекс V -ой гармоники тока 033.

Комплекс V-ой гармоники тока замыкания на землю (при замыкании фазы А) в компенсированной сети определяется согласно выражению:

. ки_

ц,. + А.^з:,. ~

к,.

(12)

где А = I (У/* + ^ь.,,»'^ - безразмерная комплексная величина V -ой гармоники, введенная для упрощения записи расчетных выражений аналогично (7); У„т1П,,У(т1Л, - комплексы V-ой гармоники проводимости фаз первичной обмотки ТрП соответственно фазы В и С; ^ь»/»- = + + У!„,,*■ ~ комплекс V -ой гармоники суммарной проводимости фаз первичной обмотки ТрП; Уп, - комплекс V -ой гармоники проводимости ДГР, который определяется согласно выражению:

К_

Х,!Кп,

(13)

где

ЪНХг/К»)- Л;.+(Х,./АГ^)-

К(ч, - коэффициент V -ой гармонической составляющей тока ДГР, который зависит от нелинейности реактора.

Комплексная величина Я, зависит от V -х гармонических составляющих параметров ДГР и ТрГ! для конкретной у-ой гармоники. Однако при отсутствии и-ой гармонической составляющей тока ДГР (или малом ее значении) при V > I, т.е. при Кп. = 0 можно считать, что сеть является некомпенсированной для у-ой гармонической составляющей и Д. =0. В связи с этим согласно (13) можно записать: Кп.аСх(100-у)

т[АГ№<иСг(100-и) +

(П

Я,.К-п.огСЦ100-уу

г)" +(-

я1К2п.агС1(]00-у)2 + 1002 Л^.йгС^ООО-иГ+ 100 +УЬ„1Й, (Я, .К, уДС^ЮО-Ю-ЮО;)!

у)" при Кп. Ф 0;

(14)

О при К= 0.

Комплекс V -ой гармоники изменения напряжений фаз относительно земли:

I

Л„

к„

С целью количественной оценки влияния ВГ токов и напряжений сети на устойчивость функционирования защиты коэффициент чувствительности рассматривался в виде отношения среднеквадратичных (действующих) значений Ар _ а к А/) (1.

Па основании выражении (!0)-(15) были проведены расчеты и построены зависимости Кч от совокупного влияния ц -х гармоник линейных напряжений источника питания и 1'-х гармоник тока ДГР (рисунок 5) при наиболее неблагоприятных факторах.

Полученные результаты (рисунок 5) свидетельствуют о том, что с ростом совокупной доли ВГ токов и напряжений сети повышается коэффициент чувствительности защиты: при содержании гармоник в линейных напряжениях источника питания на уровне согласно ГОСТ Р 51317.4.30 - 2008 Кц увеличивается вплоть' до значения 9,6; при наличии дополнительно гармонических составляющих в токе реактора (с уровнем 16: 3 и 2,3% для 3-й, 5-й и 7-й гармоник соответственно) Кц увеличивается до значения 12,1. Стоит отметить, что отдельно 5-я и 7-я гармоники в токе реактора незначительно уменьшают коэффициент чувствительности защиты, однако основное влияние оказывает 3-я гармоническая составляющая, амплитуда которой имеет наибольшее значение для всех типов ДГР и может достигать 0,3 от основной гармоники тока реактора.

Использование в алгоритме работы исполнительного органа устройства зашиты квадратов действующих значений при учете ВГ будет весьма целесообразно, так как при этом АГц увеличивается в -11-12 раз по сравнению с использованием среднеквадратичных величин. Так. при К„,=0,04, К,„=0,03, Кии =0,02, К,,,, =0,02, ЛГ,,,=0,3, К,,, =0,056 и Кп =0,043 величина Кч с использованием квадратов действующих значений будет составлять -147.

Па основании полученных результатов оценки влияния высших гармоник на функционирование защиты можно утверждать, что учет ВГ будет обеспечивать весьма высокую чувствительность и селективность работы защиты даже при наиболее неблагоприятных условиях.

I Доведенные исследования влияния преднамеренной расстройки компенсации и высших гармоник токов и напряжений сети на контролируемые сигналы защиты показали, что такими решениями можно обеспечить устойчивое функционирование защиты от 033 даже при наиболее неблагоприятных условиях. Однако преднамеренная расстройка нежелательна, а гармонический состав токов и напряжений величин не является стабильным даже для конкретной сети.

Поэтому в диссертационном исследовании рассматривался также вариант повышения чувствительности защиты путем увеличения остаточного тока 033 в компенсированной сети за счет увеличения активной проводимости элемента заземления нейтрали. Для этог о может

быть использован высокоомный резистор с проводимостью gN = \/RN . который подключают параллельно ДГР, т.е. применяют комбинированное заземление нейтрали (рисунок 6).

Величину сопротивления резистора Rh в общем случае рекомендуется выбирать исходя из следующих известных условий: ограничение перенапряжений в сети при дуговых замыканиях на землю: гарантия селективной работы токовой защиты от 033; исключение существования ферро-резонансных процессов, обусловленных насыщением магнитопровода трансформаторов напряжения; обеспечение электробезопасности: улучшение режима работы сетей с трудно устранимой несимметрией фазных напряжений сети.

Комбинированное заземление нейтрали в проведенных расчетах учитывалось соответствующим значением комплексной безразмерной величины Я„111й (аналогично (7)).

Задача оценки влияния величины сопротивления резистора, необходимой для обеспечения гарантированной устойчивости функционирования защиты от 033 сводилась к отысканию таких значений проводимостей gN = I / ЛЛ, (т.е. значений RN ), при которых коэффициент чувствительности имел бы значения не менее Кч >1,25 при наиболее неблагоприятных факторах. При этом варьировался модуль показателя асимметрии проводимостей фаз линий на землю в пределах от 0 до 0,12: варьировалась величина общего емкостного тока ОЗЗ сети от 30 до 100 А, что соответствует реальным условиям работы электрических сетей 6-35 кВ с компенсированной нейралью. Величина показателя »л, варьировалась от 0,12 до 0,5. Это связано с тем, что при m, <0,12 защита от 033, основанная на контроле пульсирующей мощности, будет обладать достаточной устойчивостью функционирования и без дополнительного применения резистора.

Для удобства выполнения расчетов при обосновании величины сопротивления резистора Rn рассматривался относительный показатель, который характеризовал увеличение активной составляющей тока элемента комбинированного заземления нейтрали, а именно показатель величины тока через резистор по отношению к величине тока реактора

„; = /N//,=z„//fN.

По результатам расчетов установлено, что nN не зависит от величины емкостного тока 033 компенсированной сети. Однако учитывалось, что величина Zp влияет па показатель n'N. Следовательно, величину Rn надо подбирать для конкретной сети (каждого /г±, т.е. У.\<). По результатам получены зависимости riN с учетом асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю и величины /и,. На основании анализа результатов расчетов установлено, что выбор резистора для обеспечения устойчивости функционирования новой защиты от 033 при любых условиях не будет противоречить известным критериям выбора резистора

6-Î5 кв

Рисунок 6 - Схема элемента комбинированного заземления нейтрали

для комбинированного заземления, так как значения . определяющие условие ограничения перенапряжений в сети, больше значений п„ для новой защиты.

Например, для принятых в расчетах наиболее неблагоприятных условий и токе ОЗЗ в сети порядка 50 А величина сопротивления резистора для ограничения перенапряжений будет составлять около 480 Ом (т.е. п1 =0.15). Для обеспечения селективной работы новой защиты около 730 Ом (т.е. п=0,1). что не противоречит первому критерию.

Для практических целей разработаны рекомендации по выбору величины резистора для комбинированного заземления нейтрали по условию обеспечения чувствительности и селективной работы защиты.

Условие гарантированного обеспечения функционирования защиты имеет вид:

Л„<5.8 ¿/,//(1. (16)

Согласно (16) при напряжении сети 6,3 кВ и емкостном токе ОЗЗ, например, 100А величина резистора для обеспечения устойчивости функционирования защиты может быть 365 Ом. а при напряжении сети, например 35 кВ, и той же величине емкостного тока величина сопротивления резистора около 2 кОм.

Выбор резистора в соответствии с разработанными рекомендациями позволит гарантированно обеспечить устойчивое функционирование новой защиты от ОЗЗ в компенсированных сетях 6-35 кВ и не будет противоречить известным критериям выбора резистора для комбинированного заземления нейтрали.

В четвертой главе приведены результаты исследования устойчивости функционирования защиты при перемежающихся замыканиях на землю.

На основании расчетной схемы замещения разработана математическая модель компенсированной сети применительно к режиму перемежающихся замыканий в виде системы дифференциальных уравнений.

Решение этих уравнений позволило определить значения электрических переменных для заданных моментов времени и в результате получить расчетные осциллограммы, характеризующие качество работы защиты. Расчеты были проведены методом приближенного решения с использованием специального компьютерного программного обеспечения, в качестве которого был принят пакет универсальных интегрированных программ «Ма11аЬ». В частности. при выполнении исследований была использована прикладная подпрограмма «ЯтиНпк» с реализацией решения систем дифференциальных равнений методом «Дормана-Принса».

С целью исследований характеристик зашиты в режиме перемежающихся замыканий разработана специальная имитационная модель распределительной сети 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, а также модель, реализующая алгоритм работы защиты от ОЗЗ.

На рисунке 7 в качестве примера приведены осциллограммы при резонансной настройке реактора и заданной максимальной асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю: фазных напряжений сети; токов поврежденной и неповрежденной линий; напряжения нулевой последовательности; а также осциллограммы мгновенных значений переменных составляющих мощностей на поврежденной и неповрежденной линиях и их приращений (при заданной асимметрии отличие емкостей фаз относительно земли на линиях а и/? составляло 20%).

«С_I_1_1 Ч * • 1 _1а_I_"| ' I__й-

IЛа» 'На• 'Га- А

'ер, / '

Ь.л ¡г. А

и„ В

р„ВА Р*ВА Ар»ВА Ар* ВА

„ 1 1 1 I 1 1! 1 1

■ 1 1 1 1 1 1 I 1 |

1

—.....-Л/ху-^уч^--

: ' .........: ; .....1

-1-1 1-1-т-1-1-1-] -----т , - , • 1 ; ; 1 1

; п; ; ; ; п; ..........: гн

- * 1л—а—й—Д-Ц—ь—

до ОЗЗ | в ре.мсиие ОЗЗ

Рисунок 7 - Осциллограммы, характеризующие работу защиты при перемежающемся замыкании в сети с компенсированной нейтралью при максимальной асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю и горении/зажигании дуги согласно теории

Петерсена

Осциллограммы (рисунок 7) свидетельствуют о вполне достаточной для селективной работы защиты величине разницы контролируемых сигналов на поврежденной и неповрежденной линиях даже при маловероятной асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю (кратность сигналов составляет =9 раз).

Аналогичные исследования были проведены с варьируемыми расстройкой компенсации и несимметрией напряжений источника питания по условиям теорий Петерсена и Дж. Петерса и X. Слепяна.

Результаты проведенных исследований, описанных в четвертой главе, позволили сделать следующие выводы:

- устойчивость функционирования новой защиты от ОЗЗ в компенсированной сети при перемежающихся ОЗЗ будет в большой степени зависеть от учета влияния на работу защиты бросков емкостного тока ОЗЗ, которые на поврежденной линии всегда имеют наибольшую величину;

- величины бросков контролируемых защитой переменных составляющих мгновенных мощностей на поврежденной линии всегда больше, чем на неповрежденных линиях, а отношения приращений мощностей будут достаточны для надежного и селективного срабатывания быстродействующей защиты от 033.

В пятой главе приведены результаты исследований характеристик разработанного опытного образца устройства защиты от ОЗЗ на физической модели компенсированной сети.

В устройстве защиты применены контроллер реального времени СотрасМО 9075, модули аналогового ввода N19215 и N19205, модуль цифрового вывода N19476. Особенностью данного контроллера является возможность построения информационно-измерительной системы реального времени на базе ПЛИС (РРСА ХШпх ЯраПап-б ¿А75), которая значительно увеличивает быстродействие защиты за счет детерминированного во времени исполнения алгоритма, а также комплексной обработки и анализа данных в реальном времени. Необходимость использования системы реального времени вызвана пожеланиями самого автора обеспечить высокие требования по быстродействию работы защиты.

С целью проведения экспериментальных исследований работы опытного образца устройства защиты также была разработана и смонтирована лабораторная физическая модель компенсированной сети.

Модель содержала: трехфазный источник питания напряжением 380 В; шины распредустройства с группой отходящих присоединений, включая поврежденную линию а, неповрежденную линию р. Еще одной линией моделировались все остальные неповрежденные линии сети и она представляла собой эквивалентную линию с учетом параметров других М- 2 линий сети; нагрузки поврежденной линии а и неповрежденной линии /?; ДГР для компенсации емкостных токов замыкания на землю; трансформатор присоединения, обмотки которого соединены по схеме «}УЛ»; измерительный трансформатор линейных напряжений сети и напряжения нулевой последовательности; трансформаторы тока, установленные на фазах А, В и С на поврежденной линии а и неповрежденной линии Р\ трансформаторы тока для контроля тока ДГР и тока ОЗЗ сети; выключатели для коммутации защищаемых линий; ключ для создания ОЗЗ и коммутационный аппарат для подключения/отключения ДГР,

На рисунке 8 в качестве примера приведены осциллограммы, характеризующие работу защиты в сети с компенсированной нейтралью при несимметричных нагрузках линий а и Рш. напряжение нулевой последовательности - щ\ остаточный ток ОЗЗ - о; ток реактора - »/>; переменные составляющие суммарных мгновенных мощностей поврежденной - рпа и неповрежденной линий - рщ\ приращения вычисляемых квадратов действующих значений переменных составляющих суммарных мощностей поврежденной - Арпка и неповрежденной -Арпкр линий (контролируемые сигналы), а также логический сигнал о срабатывании исполнительного органа защиты для поврежденной линий. Опытный образец устройства защиты был настроен для срабатывания «На сигнал».

Эти осциллограммы (рисунок 8) свидетельствуют о том, что при несимметричных нагрузках линий и наличии асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю переменные составляющие суммарных мгновенных мощностей на поврежденной линии а и на неповрежденной линии р были соизмеримы до и в режиме ОЗЗ. Эти факторы являются усугубляющими нежелательными условиями для работы защиты. Однако даже при таких условиях, как показали результаты исследований, коэффициент чувствительности защиты со-

ставлял ~5, т.е. защита была способна надежно фиксировать поврежденную линию, о чем свидетельствует осциллограмма сигнала о срабатывании исполнительного органа.

-А -л- -А- ■А- |НА -/VI л- н1 ч\ тЛ- -РН^ -л н\- \ч

200 к- р № д ** ь в И я * 1X

и, А

^-- -

ли!

(ВЛр М-

Лрт>. (ЪАУ-

0.5

Сигнал о 1,5 срабатывании 1 исполнительного органа

Рисунок 8 - Осциллограммы, характеризующие работу защиты в сети с компенсированной нейтралью при несимметричных нагрузках линии а и ¡}

Ряд проведенных экспериментов показал, что при устойчивых замыканиях на землю коэффициент чувствительности защиты составлял 5+75 в зависимости от разных условий (несимметрии нагрузок линий, асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю, расстройки компенсации ДГР); при перемежающихся замыканиях - 4+25. Таким образом, устройство защиты от ОЗЗ успешно реагировало как на устойчивые, так и на перемежающиеся замыкания.

В ходе исследований интерфейс программы устройства был специально модифицирован. В результате таких изменений установлено, что защита от 033 может обеспечить два режима работы:

- нормальный режим;

- режим диагностики состояния линий.

В нормальном режиме работы устройства сигнал о появлении 033 на одной из линий сети формируется только по истечении заданного времени. Такое решение позволяет отстраиваться от коротковременных случайных замыканий.

В режиме диагностики состояния линий выдержка времени для исполнительного органа не устанавливается, но осуществляется регистрация событий в виде «клевков».

Результаты проведенных экспериментальных исследований качества работы разработанного опытного образца защиты от 033 свидетельствуют об устойчивости функционирования защиты при различных условиях работы. Даже при соизмеримых переменных состав-

ляющих мгновенных мощностей защищаемых линий сети в нормальном режиме и наличии асимметрии собственных проводимостей фаз линий на землю, благодаря достигнутому высокому быстродействию, защита способна обеспечить селективное выявление поврежденной линии из группы защищаемых линий секции шин.

По результатам исследований, описанных в пятой главе, сделаны следующие выводы:

- результаты проведенных экспериментальных исследований рабочих характеристик опытного, микропроцессорного образца устройства защиты от 033 подтвердили теоретические выводы о возможности устойчивого функционирования новой защиты в компенсированных сетях 6-35 кВ;

- использование в алгоритме функционирования исполнительного органа устройства защиты для определения контролируемых защитой приращений мощностей разности квадратов переменных составляющих мгновенных мощностей линий обеспечивает значительное повышение чувствительности и эффективности защиты;

- по результатам экспериментальных исследований установлено, что микропроцессорное устройство новой защиты путем соответствующего программирования может обеспечить высокое быстродействие и эффективный контроль как устойчивых, так и перемежающихся ОЗЗ и, при необходимости, может быть настроено на режим контроля «клевков» и диагностики состояния изоляции линий относительно земли.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные научно-практические результаты:

1) теоретически обоснована возможность успешного применения новой защиты от ОЗЗ в сетях 6-35 кВ с компенсированной нейтралью;

2) исследовано влияние на устойчивость функционирования защиты от ОЗЗ различных возможных неблагоприятных для ее работы факторов, таких как: асимметрия собственных проводимостей фаз линий на землю, несимметрия напряжений источника питания, конфигурация сети (большие значения показателей доли емкостей фаз линий в суммарной емкости сети);

3) проведена оценка влияния степени расстройки компенсации и высших гармоник токов и напряжений на устойчивость функционирования защиты;

4) разработаны рекомендации по выбору величины сопротивления резистора для комбинированного заземления нейтрали, необходимой для гарантированного обеспечения устойчивости функционирования защиты от ОЗЗ;

5) теоретически и путем моделирования обоснована возможная работоспособность новой защиты от ОЗЗ при перемежающихся ОЗЗ;

6) разработан опытный образец микропроцессорного устройства защиты от ОЗЗ, экспериментально доказана высокая эффективность работы новой защиты в компенсированной сети как при устойчивых, так и при перемежающих замыканиях на землю.

Перспектива дальнейшей разработки темы:

1) исследование влияния на устойчивость функционирования защиты других факторов: погрешностей измерительных трансформаторов тока и напряжения, величины и характера переходного сопротивления в месте замыкания на землю;

2) проведение промышленных испытаний разработанного устройства защиты в действующей распределительной сети 6-35 кВ с компенсированной нейтралью.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Костарев И.А. Об эффективности защиты распределительных сетей 6-10 кВ от однофазных замыканий, основанной на контроле пульсирующей мощности / M.JI. Сапунков,

A.A. Худяков, И.А. Костарев//Горное оборудование и электромеханика. 2012. - №11. -С. 15-18 (0,7 п.л./ 0,4 пл.).

2. Костарев И.А. Исследование и оценка возможности применения защиты от однофазных замыканий, основанной на контроле пульсирующей мощности, в компенсированных сетях горных предприятий / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев // Горное оборудование и электромеханика. 2012. - №11. - С. 8-14 (1,2 п.л. / 0,9 п.л.).

3. Костарев И.А. Оценка влияния несинусоидальности тока компенсирующего реактора на устойчивость функционирования защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ нефтеперерабатывающих предприятий/ М.Л. Сапунков, НА. Костарев //Нефтяное хозяйство. 2013. - №6. - С. 126-128 (0,75 п.л. / 0,5 п.л.).

4. Костарев И.А. Разработка и испытания опытного образца устройства защиты сетей 6-35 кВ от однофазных замыканий на землю / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. - №2. - С. 334-339 (0,56 п.л. / 0,4 п.л.).

Патенты:

5. Пат. 2535298 Российская Федерация: МПК7 Н 02 Н 3/16. Способ определения поврежденной линии в компенсированной трехфазной сети / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев,

B.А. Якимова; патентообладатель Перм. нац. исслед. политех, ун-т. № 2013127487/07; заявл. 17.06.2013; опубл. 10.12.2014, Бюл. №. 34.

6. Пат. 2538767 Российская Федерация: МПК7 Н 02 Н 3/16. Устройство общесекционной защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю / Сапунков М.Л., Сапунков Л.М., Костарев И.А.; патентообладатель Перм. нац. исслед. политех, ун-т. № 2013135376/07; заявл. 26.07.2013; опубл. 10.01.2015, Бюл. №. 1.

Научные публикации в других изданиях

7. Костарев И.А. О возможности применения новой защиты от однофазных замыканий в распределительных сетях с компенсацией емкостных токов / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев // Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS-технологии в энергетике: материалы V Всерос. науч.-техн. конф.; Пермь, 1-30 нояб. 2012 г. - Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2012. - С. 28-35. (0,5 п.л. / 0,4 п.л.).

8. Костарев И.А. О возможности применения защиты от однофазных замыканий, основанной на контроле пульсирующей мощности, в сети с компенсируемой нейтралью / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев // Тинчуринские чтения: материалы докл. VII междунар. мол. науч. конф.: Казань, 25-27 апреля 2012г. - Казань, 2012. - Т.1. - С. 67-68 (0,16 п.л. / 0,1 пл.).

9. Костарев И.А. Новая селективная защита от однофазных замыканий на землю / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев // Энергосбережение, энергопотребление, энергоэффективность, энергосбережение. Возобновляемые источники энергии: междунар. науч.-практ. конф.: тез. докл. - Пермь, 2012. - С. 66-69 (0,19 п.л. / 0,14 пл.).

10. Костарев И.А. Исследование влияния переходного сопротивления на характеристики защиты от однофазных замыканий, основанной на контроле пульсирующей мощности / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело, 2012. №4. - С. 111-117 (0,6 п.л. / 0,4 пл.).

11. Костарев И. А. К вопросу о селективных защитах от однофазных замыканий на землю в сетях с компенсированной нейтралью / И.А. Худякова, И.А. Костарев II Современные техника и технологии: сб. тр. XVIII Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и мол. ученых, Томск, 9-13 апр. 2012 г. - Томск, 2012. - Т.1. - С. 129-130 (0,25 п.л. / 0,1 п.л.).

12. Костарев И.А. Влияние асимметрии собственных проводимостей линий на землю на характеристики новой защиты от однофазных замыканий в сетях с компенсированной нейтралью / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев II Электроэнергетика глазами молодежи: тр. Ш Междунар. науч.-техн. конф., г. Екатеринбург, 22-26 октября 2012 г. - Екатеринбург, 2012. - Т.2. - С. 205-209 (0,25 пл. / 0,2 п.л.).

13. Костарев И.А. О выборе резистора для обеспечения селективности защит от однофазных замыканий в сетях 6-35 кВ с комбинированным заземлением нейтрали / И.А. Костарев II Наука. Технологии. Инновации: материалы в се рос. науч. конф. мол. ученых, г. Новосибирск, 29 нояб.-2 дек. 2012 г. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. - 4.5. - С. 135-140 (0,3 п.л.).

14. Костарев И.А. Имитационная модель защиты от однофазных замыканий на землю для сети с компенсированной нейтралью / М.Л. Сапунков, A.A. Худяков, И.А. Костарев // Автоматизированные системы управления и информационные технологии: материалы краевой науч.-техн. конф., г. Пермь, 17 мая 2012 г. - Пермь, 2012. - С. 126-129 (0,25 п.л. / 0,15 п.л.).

15. Костарев И.А. О влиянии высших гармоник на работу защиты от однофазных замыканий, основанной на контроле пульсирующей мощности, в сети с компенсированной нейтралью/ И.А. Костарев //Тинчуринские чтения: материалы докл. VIII междунар. мол. науч. конф., г. Казань, 27-29 марта 2013 г. - Казань, 2013. - Т.1. - С. 81-82 (0,16 пл.).

16. Kostarev I.A. Rezistor value for new protection against ground fault selectivity provided by 6-35 kV network with combined grounding of neutral / I.A. Kostarev // Инновационные процессы в исследовательской и образовательной деятельности: тез. докл. П Междунар. науч. конф., г. Пермь, 23 апр. 2013 г. - Пермь, 2013. - С. 65-67 (0,25 пл.).

17. Костарев И.А. О влиянии несинусоидальности тока дугогасящего реактора на характеристики новой защиты от однофазных замыканий на землю / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев //Фёдоровские чтения 2013: XLIII междунар. науч.-практ. конф., г. Москва, 6-9 нояб.

2013 г. - Москва, 2013 - С. 139 (0,16 п.л. / 0,1 пл.).

18. Костарев И.А. О выборе резистора при комбинированном заземлении нейтрали для устойчивости функционирования новой защиты от однофазных замыканий на землю / И.А. Костарев //Тинчуринские чтения: материалы докл. IX междунар. мол. науч. конф.: г. Казань, 23-25 апреля 2014 г. - Казань, 2014. - Т.1. - С. 60 (0,16 п.л.).

19. Костарев И.А. Разработка и испытания опытного образца устройства защиты от однофазных замыканий на землю электрических сетей 6-35 кВ / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев //Горная электромеханика - 2014: I междунар. науч.-практ. конф., Пермь, 27-30 окт.

2014 г. - Пермь, 2014. - С. 98-101 (0,38 п.л. / 0,3 пл.).

20. Костарев И.А. Обеспечение устойчивости функционирования новой защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ путем комбинированного заземления нейтрали / М.Л. Сапунков, И.А. Костарев // Актуальные проблемы энергосберегающих элекгротех-нологий АПЭЭТ-2014: III междунар. конф., г. Екатеринбург, 17-20 марта 2014 г. - Екатеринбург, 2014. - С. 233-237 (0,5 п.л. / 0,3 пл.).

Подписано в печать 11.03.15. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 706/2015. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства Пермского национального исследовательского политехнического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113. Тел.: (342) 219-80-33.

2015676725

2015676725