автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Системы электроснабжения городов

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО

ТРАНСПОРТА

На правах рукописи УДК 621.317

МУСИН Агзам Хамнтович

РГБ ОД

1 4 ФЕЗ ?М

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ: ТЕХНОЛОГИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПО РЕАЛЬНОЙ ПОТРЕБНОСТИ

Автореферат диссертационной работы на соискание ученой степени доктора технических наук

05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Новосибирск - 2000

Работа выполнена в Алтайском Государственном техническом университете им. И.И.Полчунова

Научные консультанты:

доктор физико-математических наук, профессор Б.В.СЕМКИН доктор технических наук, профессор В.П.ГОРЕЛОВ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ВОРФОЛОМЕЕВ Г.Н. доктор технических наук, профессор ЦЕЛЕБРОВСКИЙ Ю.В доктор технических наук, профессор ЛИЗАЛЕК H.H.

Ведущая организация:

г ОАО Сибирский проектно-изыскательский и научно-

исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Сибэнергосетьпроект"

Защита диссертации состоится " ф^р^АА 2000 года в часов на заседании диссертационного Совета Д 116.05.03 в Новосибирской государственной академии водного транспорта (НГАВТ) по адресу: 630099, Новосибирск, ул. Щетинкипа, 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГАВТ. Автореферат разослан 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент 'ГОНЫШЕВ В.Ф

тз-ач.о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Вопросы эффективного функционирования систем электроснабжения крупных объектов всегда остаются актуальными. В настоящей работе в качестве объекта электроснабжения рассматриваются города, хотя многие выводы и рекомендации справедливы и для других объектов, например, промышленных предприятий, агропромышленных комплексов, шахт, собственных нужд электростанций и др.

Современный этап развития цивилизации характеризуется сосредоточением большого числа людей в городах, многие из которых превратились в мегаполисы. В 1997 году доля городского населения России составила более 73 % и продолжает увеличиваться. Созданы и развиваются соответствующие системы жизнеобеспечения, важнейшим компонентом которых являются системы электроснабжения. В настоящее время через них передается более 40 % вырабатываемой в стране электроэнергии. Такие системы становятся самостоятельной областью энергетики и вопросы их эффективного функционирования приобретают важное народнохозяйственное значение.

Сосредоточение большого числа людей в городах увеличивает зависимость качества их жизни от надежности и экономичности искусственных техногенных систем, в том числе систем электроснабжения. Зависимость становится такой жесткой, что аварии в системах электроснабжения могут парализовать нормальную жизнедеятельность города, стать причиной гибели людей. Так Ныо-йоркская авария в 1977 году в США привела к тому, что на 25 часов была парализована жизнь одного из крупнейших городов мира с ущербом более 1 млрд. долл. Печальным примером служит авария в городской системе электроснабжения Прокопьевска (Россия) в марте 1999 года, унесшая жизни трех человек, находящихся в больнице с подключенными аппаратами искусственного дыхания (сообщение центрального телевидения, программа «Сегодня», март 1999 года). Имеются случаи гибели больных людей в лифтах в домах многоэтажной застройки при их аварийном отключении. Серьезно расстраивается работа городских очистных сооружений при перерывах электроснабжения с возникновением угрозы инфекции. Серьезные последствия могут иметь нарушения электроснабжения городского электрифицированного транспорта, отказы работы светофоров и т.д. Из изложенного видно, что ущерб от аварий в городских системах электроснабжения может быть не только экономическим, но и социальным. Он может быть огромным, вплоть до чрезвычайной ситуации.

Очевидной становится тенденция роста техногенного риска от нарушений электроснабжения с ростом и развитием городов. Проблема

снижения техногенного риска, в частности, риска возникновения аварии системах электроснабжения, приводит к ужесточению требований надежности и экономичности городского электроснабжени удовлетворить которые становится все сложнее.

Поддержание требуемого уровня надежности и экономичное! введенных в работ}' систем электроснабжения осуществляете выполнением работ по техническому обслуживанию и ремонт Существующая в настоящее время технология техническог обслуживания и ремонтов базируется на периодическом проведенн плановых профилактических работ и является системой обслуживания I времени наработки (календарному принципу). Выбор объекта, д; обслуживания осуществляется без учета его фактического состояния представляет по существу лотерею. Такая технология имеет мно! недостатков и уже не может считаться удовлетворительной по следующи причинам.

Во-первых, она высокозатратна. Затраты на техническс обслуживание городских систем электроснабжения составляют около ' % от эксплуатационных расходов, что очень много.

Во-вторых, она малоэффективна. Из практики известно, относительная частота выявления дефектов составляет только 2 - 5 % [1 что недопустимо мало. В то же время, столько же дефектов оказывают! не выявленными и заканчиваются авариями [2].

В-третьих, существующая технология устарела морально практически исчерпала свои потенциальные возможности. О) разработана давно и была ориентирована на экстенсивный путь развития широким применением дешевого ручного труда; ее результаты зависят < добросовестности исполнителей; она не позволяет автоматизирова' процесс технического обслуживания.

В-четвертых, с ростом и развитием городов ситуация продолжа' обостряться и существующее положение оставаться без изменения уже 1 может.

Таким образом, имеется ¡щоблем^ состоящая неудовлетворительной эффективности существующей технолог! технического обслуживания и ремонтов систем электроснабжеш городов. Решение данной проблемы отражается на благосостояш большой части населения, поэтому исследования в этой облас актуальны.

В соответствии с изложенным, целью данной диссертационш работы является повышение эффективности технического обслуживаш систем электроснабжения городов напряжением 6-10 кВ за счет создан; новой технологии обслуживания, удовлетворяющей современнь требованиям к надежности и экономичности электроснабжения.

Таким образом, объектом исследования в данной работе являются истемы электроснабжения городов напряжением 6-10 кВ, предметом [сследования - технология их технического обслуживания.

Объект исследования имеет особенности, заключающиеся в том, что ородские системы электроснабжения выполняются подземными абельными, несмотря на то, что стоимость их сооружения выше тоимости воздушных ЛЭП. Связано это с особенностями планировки и астройки современных городов, прежде всего с ограниченностью вободного пространства и большой плотностью застройки, а также аботой об экологии. Часто применение кабельных линий оказывается динственно возможным решением вопроса электроснабжения. Рабочее ;ысшее напряжение принимается в основном равным б-10 кВ. Ремонтные 'аботы на кабельных линиях всегда трудоемки, требуют больших затрат татериалов и могут быть продолжительными по времени. Последнее ребует увеличения объемов резервирования в кабельных сетях, что ведет : усложнению схемы электрической сети и ее удорожанию. При этом читывается, что согласно ПУЭ для потребителей третьей категории допустимы перерывы в электроснабжении не более, чем на одни сутки. С ■четом местных условий, особенно в зимний период, выполнение казанных требований ПУЭ не всегда возможно, так как ремонт кабельной инин в ряде случаев может продолжаться более указанного времени.

Исследования показывают, что в действующих городских системах лектроснабжения постоянно происходит воспроизводство дефектов [3], ре.мя и место возникновения которых заранее неизвестно. Имеет место ак бы блуждающая во времени и пространстве цель (дефект).

Большие резервы повышения эффективности технического бслуживания систем электроснабжения заключены в переходе на бслуживание по реальной потребности с автоматизацией этого процесса. 1ри этом необходимость в обслуживании и ремонте определяется исходя :з действительного состояния объекта. Переход к обслуживанию по отребности невозможен без использования надежных методов выявления [ оценки технического состояния объекта. Это определяет необходимость 'азработки соответствующих методов технической диагностики.

Напряженные режимы работы городских систем электроснабжения ребуют осуществлять диагностику без вывода оборудования из работы, .е. под рабочим напряжением. Максимальный эффект может быть .остигнут, если диагностика будет непрерывной.

Из практики известно, что надежная работа городских систем лектроснабжения определяется в основном надежностью электрической [золяции [4]. Поэтому в данной диссертационной работе рассматривается ехническое обслуживание изоляции действующих кабельных лектрических сетей напряжением 6-10 кВ.

Впервые техническое обслуживание рассматривается как процесс управления состоянием систем электроснабжения. При этом решаются, в соответствии с поставленной целью, следующие задачи:

1) всесторонний анализ предметной области и моделирование процесса эксплуатации систем электроснабжения,

2) моделирование и исследование существующей технологии технического обслуживания по календарному принципу как составной части процесса эксплуатации с целью выявления се потенциальных возможностей и сопоставления их с достигнутыми результатами,

3) разработка концепции технического обслуживания как процесса управления состоянием систем электроснабжения. Моделирование и исследование процесса управления с целью его оптимизации,

4) исследование свойств системы электроснабжения как объекта управления,

5) разработка новой технологии технического обслуживания по реальной потребности как способа управления состоянием систем электроснабжения,

6) оценка эффективности рекомендуемой технологии технического обслуживания.

Рассмотрение технического обслуживания как процесса управления обнаруживает главное условие эффективности обслуживания достаточное информационное обеспечение. В данном случае требуется информация о времени и месте возникновения дефекта, чтобы эффективно устранить его. Задача своевременного обнаружения дефекта решается организацией непрерывной диагностики электрической изоляции систем электроснабжения под рабочим напряжением.

По нашим исследованиям в действующих городских системах электроснабжения напряжением 6-10 кВ большая часть дефектов (около 80 %) развивается до пробоя в течение нескольких суток или месяцев [5]. Именно постепенность развития дефектов делает возможным успешную реализацию технологии обслуживания по реальной потребности.

При решении поставленных задач в данной работе в качестве методологической и теоретической основы исследования приняты труды отечественных и зарубежных ученых и различные нормативно-технические документы. Обзор трудов показывает, что имеется мировая тенденция постепенного перехода к техническому обслуживанию по реальной потребности, реализуемая пока на крупном электротехническом оборудовании: генераторах, силовых трансформаторах, высоковольтных конденсаторных вводах. Применительно к кабельным системам электроснабжения эти вопросы наиболее интенсивно разрабатываются в Японии, но все они пока не предполагают непрерывной диагностики электрической изоляции под рабочим напряжением. Имеются сообщения об аналогичных работах в Великобритании и Германии.

Используемые п данной диссертационной работе методы сследования заключаются в применении системного анализа, атематического и семантического моделирования, математической гатистики, теории вероятностей, дифференциального исчисления, теории пожесгв, математического анализа и экспериментальных исследований.

Научная новизна данной работы состоит в:

1) разработке новой технологии технического обслуживания абельных систем электроснабжения городов по реальной потребности,

2) результатах исследования поведения изоляции в действующих ка-ельных системах электроснабжения 6-10 кВ,

3) результатах исследования процесса эксплуатации систем электроснабжения при помощи разработанных автором информационных юделей,

4) способе непрерывного диагностирования изоляции под рабочим апряжением.

5) технических средствах, реализующих предложенный способ непрерывного диагностирования изоляции под рабочим напряжением,

6) программном обеспечении для сбора, хранения и использования :нформации о текущем состоянии систем электроснабжения при помощи ЭВМ.

Практическая значимость работы выражается в:

1) повышении надежности и экономичности электроснабжения,

2) снижении аварийности в системах электроснабжения,

3) увеличении срока службы элементов систем электроснабжения,

4) снижении эксплуатационных расходов,

5) упрощении технического обслуживания,

6) экономии электроэнергии.

Апробация работы.

1. Основные положения диссертационной работы доведены до ведения научно-технической общественности путем их опубликования в >ткрытой печати, а также выступлений с докладами на научно-фактическом семинаре «Состояние и перспективы энергетики Алтайского края» в 1997 году, конференции «Наука -городу Барнаулу в 1елях интеграции науки, образования, производства» в 1999 году, ручных семинарах в Новосибирском государственном техническом университете в 1998 году, Омском государственном техническом университете в 1998 году, научно-исследовательском институте высоких тапряжений при Томском государственном политехническом университете в 1998 году, на заседаниях технического совета шергетического объединения «Алтайкрайэнерго».

2. Обоснованная нами временная пониженная величина тспытательного напряжения для кабельной изоляции согласована с Региональным управлением «Востокгосэнергонадзор» (г.Кемерово) и

принята к исполнению г, энергетическом объединении «Алтайкрайэнерго», а также в городских электрических сетях г.Омска.

3. Разработанные нами регистраторы импульсов внутренних перенапряжений внедрены в городских электрических сетях г.Барнаула.

4. Комплекс аппаратуры для непрерывного группового диагностирования изоляции под рабочим напряжением внедрен на ГПП-1 Центральных электрических сетей Акционерного общества «Алтайэнерго».

5. Получен патент на изобретение на способ диагностирования изоляции под рабочим напряжением.

На защит}' выносятся следующие основные результаты работы.

1. Целесообразно и возможно повышение эффективности технического обслуживания систем электроснабжения городов и других объектов на основе получения и использования информации о текущем состоянии эксплуатируемой системы.

2.Информационные модели, характеризующие процесс эксплуатации систем электроснабжения 6-10 кВ, а также полученные с их помощью результаты.

3. Аппаратура для исследования поведения изоляции в действующих системах электроснабжения 6-10 кВ, а также полученные с ее помощью результаты.

4. Методы и технические средства диагностирования изоляции под рабочим напряжением.

5.Г1ро1раммное обеспечение, предназначенное для сбора, хранения, переработки и использования информации о текущем состоянии систем электроснабжения при помощи ЭВМ.

Публикации. По теме диссертационной работы получено три авторских свидетельства и один патент на изобретение, опубликовано более 50 статей, в том числе 22 статьи в центральной печати.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав основной части, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 274 страницы текста и 64 иллюстрации.

Основной вклад автора состоит в разработке новой ресурсосберегающей технологии технического обслуживания систем электроснабжения, реализованной на примере городских кабельных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко освещена актуальность темы, описано исходное эстояние проблемы, сформулированы цель и задачи исследований, казаны научная новизна и практическая значимость работы, перечислены сновные результаты работы, выносимые на защиту, сформулирован сновной вклад автора.

Глава 1 посвящена системному анализу и моделированию процесса ксплуатации с целью изучения предметной области и выявления роли и сета технического обслуживания в этом процессе. Такое изучение елесообразно с точки зрения поиска путей решения имеющейся роблемы, заключающейся в неудовлетворительной эффективности ехнического обслуживания.

Техническое обслуживание можно рассматривать как процесс правления состоянием обслуживаемого объекта. Такой подход позволяет оспользоваться основами теории управления. Любое управление редполагает наличие моделей. В зависимости от поставленных задач юделей может быть множество. Модель процесса обслуживания должна аходнться в иерархической связи с более общей моделью эксплуатации, а оследняя - с моделью функционирования агстем электроснабжения.

Модель функционирования (рис.1) содержит объект управления 5 это система электроснабжения) и управляющую систему А (это субъект правления), которые находятся в определенной взаимосвязи между собой [ внешним миром. Входом V модели является воздействие среды на юъект, и - воздействие управляющей системы, выходом У - состояние >бъекта. Между входами и выходом имеется определенная связь.

Под управлением и понимается процесс целенаправленного оздействия на объект, в результате которого объект переходит в рсбуемое целевое состояние. Источником цели является субъект, только му нужно и выгодно управление.

При управлении субъект всегда формулирует свою цель, реализация юторой в объекте приведет, по мнению субъекта, к удовлетворению его [отребностей. Эта цель представляет собой набор требований, [редъявляемых субъектом к состоянию объекта.

Практика эксплуатации кабельных систем электроснабжения 6-10 кВ, I частности, городских электрических сетей, вынуждает осуществлять уп-(авление этими сетями в условиях ограниченности ресурсов, дефицита ¡ременн, неполноты информации. Ситуация осложняется большим числом лементов сетей, обширностью занимаемой территории, другими экстремальными обстоятельствами. Часто принятие того или иного альтернатив-юго решения по ежедневно возникающим оперативным вопросам зависит >т понимания целей процесса эксплуатации. Как показывает опыт, полной

однозначности здесь нет. Поэтому целесообразно вначале определиться < целями процесса эксплуатации, представленными в виде дерева целей I [6]. Данное дерево целей является по существу моделью эксплуатации.

Результатом проведенного в главе 1 системного анализа предметно! области являются взаимосвязанные модели процессов функционированш (рис.1) и эксплуатации [6] систем электроснабжения.

V

Окружающая среда (культура)

Рис. 1. Модель процесса функционирования систсмь электроснабжения. Я- система, подлежащая управлению (эл. сеть); А управляющая (человеко-машинная) система; Х- входы системы 5; V неуправляемый вход системы Б; и- управляемый вход системы Б; г неуправляемый вход системы А; О- обратная связь.

Созданные модели обладают методической .ценностью, являяс) исходным пунктом для поиска путей разрешения имеющейся проблемы. Е частности, модели позволяют:

1) добиться однозначности в понимании целей эксплуатации систе!^ электроснабжения,

2) формализовать и анализировать процесс эксплуатации систел электроснабжения,

3) выделить и установить взаимосвязи между глобальной целыо 1 частными подцелями процесса эксплуатации,

4) выявить роль и место работ по техническому обслуживании систем электроснабжения в процессе эксплуатации,

5) способствуют поиску оптимальной технологии технической обслуживания.

Глава 2 посвящена моделированию и исследованию практикуемой ] настоящее время технологии технического обслуживания ш

календарному принципу с целью выявления ее потенциальных возможностей и сопоставления их с достигнутыми результатами. Такое исследование целесообразно с точки зрения поиска путей повышения эффективности обслуживания.

Суть обсуждаемой технологии обслуживания систем электроснабжения 6-10 кВ сосюит в отбраковке электрических линий с ослабленной изоляцией, т.е. осуществлении структурной адаптации. В соответствии с установленными нормами, каждая линия через определенные промежутки времени (обычно один год) должна быть выведена из работы и подвергнута испытаниям. Испытаниями устанавливается пригодность или' непригодность изоляции для дальнейшей эксплуатации. Непригодная изоляция отбраковывается. Выбор линии для испытаний осуществляется произвольно эксплуатационным персоналом и по сути представляет собой метод проб и ошибок.

Одним из основных показателей поведения изоляции является частота отказов (интенсивность отказоз). Интенсивность отказов изменяется в процессе эксплуатации по рис. 2. По сравнению с полным сроком службы изоляции период приработки невелик (1-3 года), а износовые отказы предотвращаются периодическими планово-предупредительными ремонтами. Поэтому при расчетах принимают параметр потока отказов, соответствующий периоду нормальной работы. Для кабельной изоляции этот параметр является практически постоянным:

л = const. (1)

Из теории надежности известно, что постоянная интенсивность отказов описывает внезапные отказы, малозависящие от старения или накопления повреждений и связанные с резкими колебаниями внешних воздействующих факторов и с наличием слабых мест у объекта.

Из кривой рис.2 следует две важных особенности. Во-первых, в силу постоянства X = const появление отказа равновероятно в любой момент эксплуатации. Во-вторых, внезапность отказа означает большую скорость развития дефекта. Исходя из физических представлений, можно считать, что время развития дефекта конечно и не равно пулю (исключая случаи прямого механического нарушения изоляции). Процесс развития дефекта можно представить моделью на рис.3. Здесь процесс развития описывается линейной функцией.

С точки зрения повышения эффективности технического обслуживания важное значение имеет знание величины tH времени жизни дефекта. Оценка величины времени жизни дефекта для кабельных систем электроснабжения 6-10 кВ на основе экспериментальных данных в действующих сетях может быть произведена на основе модели на рис.5 следующим образом [4].

J X 1 Л.=сопз1

1 1 1 1

1 4—- 1 —»и- 1

I II Ш

Рис. 2. Изменение интенсивности отказов изоляции в процессе эксплуатации. I, II, III - периоды, соответственно, приработки, нормальной работы и износа.

Рис. 3. Модель развития дефекта с контролируемым параметром X. ^-момент возникновения дефекта; I, -момент достижения контролируемым параметром браковочного значения; - момент отказа; ^ - время исправного состояния; ^ - время неисправного состояния (время жизни дефекта в выявимой стадии); х- среднее время безотказной работы; А- зона исправного состояния; Б- зона неисправного состояния (зона упреждающего допуска); В- зона отказа; Г- зона работоспособного состояния.

Учитывая равновероятность возникновения дефекта в любой момент времени в интервале Т, можно считать, что вероятность Р выявления дефекта зависит от соотношения времен хи и Т, а именно:

Р = *„/Т.

(2)

Г~Ш

ь ч ь

ь ч ч

1 м 1 т

/ т - т

■ч г

Рис. 4. Иллюстрация календарной профилактики с периодом Т. 12 -13можный момент отказа при отсутствии испытаний, 1з - момент •браковки при испытании. ^ ^ см. рис. 3.

Совокупность выражений (1) и (2) составляет модель технического >служивания по календарному принципу [7].

Предложенная модель позволяет записать выражение для •роятности Р0 отбраковки дефекта как произведение вероятности 1Т »зникновепия профилактируемого дефекта на интервале Т на вероят-эсть Р его выявления:

Рй = Р X Т.

(3)

С другой стороны, вероятность отбраковки может быть приравнена гносителыюму числу бракуемых изделий при проведении серии :пытаний с периодом Т в соответствии с рис.4. Действительно, если по ¡1С.4 проводится поочередно п, испытаний и при этом отбраковывается пь гфектов, то относительная частота отбраковки составит:

п ь = пь/пь

(4)

Приравнивая вероятность отбраковки по (3) относительной частоте о (4) получим:

РАТ = Пь / П(.

(5)

Относительная частота отбраковки и интенсивность отказов известны з практики. При известной периодичности испытаний из (5) может ыть получено выражение для среднего времени 1:н жизни дефекта в ыявимой стадии:

1„ = пь/1

(6)

Расчеты по вышеприведенной формуле времени жизни дефектов для абельных линий Барнаула дали значение около трех месяцев.

Имеющиеся на сегодняшний день показатели эффективности ехиического обслуживания кабельных линий 6-10 кВ по календарному ринципу следующие. Только в 5 % испытаний линии отбраковываются,

остальные 95 % испытаний оказываются холостыми, приносящими убыток [4]. В то же время только половина дефектов изоляции выявляется профилактическими испытаниями, вторая половина развивается иод рабочим напряжением и заканчивается авариями [2]. Этот метод технического обслуживания поглощает значительные ресурсы, составляющие около 70 % эксплуатационных расходов. Таким образом, затраты на техническое обслуживание значительны, получаемый результат - ничтожен.

Имеется две принципиальных возможности повышения эффективности выявления дефектных линий. Первая - ужесточение браковочного норматива; однако, этот путь практически исчерпан нз-за опасности массовой отбраковки работоспособных линий. Второй -оптимизация периодичности испытаний.

Для обеспечения максимальной выявляемости дефектов необходимо проводить испытания изоляции с периодичностью, не превышающей времени жизни дефектов, т.е. трех месяцев. Проведение массовых испытаний с такой периодичностью с выводом линий из работы нереально.

Таким образом, технология технического обслуживания по календарному принципу неэффективна и практически исчерпала свои потенциальные возможности. Для повышения эффективности технического обслуживания необходим поиск других технологий.

В главе 3 излагается концепция технического обслуживания как процесса управления состоянием систем электроснабжения. Разработана и исследована модель принятия решений на управление. Выявлены необходимые и достаточные исходные компоненты процесса принятия решений: пространство целей управления, пространство ситуаций, информация априорная, информация о ресурсах, выделенных па управление, модель объекта управления. Отсутствие или дефицит какой-либо компоненты делает невозможным эффективное управление.

Пространство целей содержит следующие параметры: аварийность, затраты на аварийно-восстановитсльные работы, работоспособность, срок службы, безопасность, реализация электроэнергии, ущерб от недоотпуска электроэнергии, риск возникновения аварии, прочие. Процесс формулировки целей связан с указанием требований, налагаемых на каждый параметр пространства целей. В качестве главной цели управления предлагается рассматривать риск возникновения аварий, остальные параметры пространства целей рассматриваются как ограничения.

Таким образом, управляемым параметром является риск возникновения аварий в системах электроснабжения, под которым понимается вероятность возникновения аварий, количественно оцениваемая формулой:

К = 1 - ехр(-л.ат), (7)

где Ха- интенсивность отказов, т - интервал времени, за который оценивается риск.

Для ожидаемых событий вероятность их появления может быть оценена при помощи субъективных мнений экспертов.

Моделирование ситуации для анализа риска [8] позволяет выделить наличие двух рисков: социального и технико-экономического. Принципы управления риском состоят в том, что допустимый уровень социального риска должен задаваться директивно нормативными требованиями, исходя из достигнутого на данное время технического прогресса и осуществляемой политики по социальной защите людей.

Технико-экономический риск в условиях рыночной экономики должен саморегулироваться, так как он влияет на экономическую эффективность деятельности предприятия. Он должен представлять некоторый компромисс между затратами на снижение риска и получаемым эффектом. Некоторым ориентиром может служить аварийность передовых предприятий, например, Санкт-Петербурга, равная 0,004 1/год*км, с соответствующим риском Я = 0,004.

В случае превышения приемлемых социального и технико-экономического риска необходимо осуществить управляющее воздействие на потоки, формирующие причины аварий и на сам объект. Воздействие на причины должно ослабить или устранить причины с наибольшей интенсивностью воздействия, а на объект - адаптировать объект к условиям среды [8].

Основным элементом управления является ситуация. Наиболее важная часть ситуационного подхода - выделение переменных, определяющих развитие ситуации. Перечень переменных образует пространство ситуаций: параметры климата (температура, влажность, давление), земляные работы, подвижки грунта, химическая агрессивность грунта, ошибки в проектировании, заводские дефекты, стихийные явления, перенапряжения, перегрузки, токи короткого замыкания, старение и износ, токи замыкания на землю, протяженность электрической сети, структура электрической сети, вид изоляции, качество монтажа, качество ремонта, ошибочные действия, неудовлетворительная организация, нарушения правил техники эксплуатации, недостаточное ресурсное обеспечение, недостаточное информационное обеспечение, подготовленность персонала, нарушения трудовой дисциплины, прочие. Управляющее воздействие на ситуацию должно быть комплексным и включать в себя компоненты следующего пространства воздействий: технические (техническое обслуживание, ремонт, реконструкция и модернизация, внедрение автоматики, резервирование, внедрение средств диагностики, 01раничение дуговых перенапряжений, прочие),

организационные (обучение персонала, информация в средствах массовой информации, соблюдение режимов, обходы, осмотры, выбор оптимальной технологии технического обслуживания, разработка инструкций, прочие), административные (контроль за соблюдением Правил технической эксплуатации, контроль за соблюдением инструкций, контроль за соблюдением нормативных документов (нормы испытаний и др.), прочие), экономические (страхование, компенсация ущерба, платежи за риск, прочие). Для практического применения учитываются только наиболее существенные переменные. Для выделения переменных используется экспертная технология. Для кабельных систем электроснабжения такими переменными являются те, которые значительно влияют на состояние изоляции. Одним из наиболее эффективных воздействий на состояние изоляции является ее адресное техническое обслуживание (адаптация объекта к условиям среды).

Кроме выделения переменных необходимо также отслеживать их изменение во времени.

•Необходимость отслеживания переменных согласуется с одним из основных принципов управления - принципом обратной связи, в соответствии с которым ни одна сколько-нибудь сложная система не может эффективно и устойчиво функционировать, особенно при изменяющейся среде, без наличия обратной связи. Наличие обратной связи решает задачу обеспечения процесса управления информационными ресурсами. Только в этом случае возможна адекватная реакция на происходящие в системе изменения. Неадекватная реакция приводит к большим неоправданным затратам. Наличие необходимой информации позволяет проанализировать ситуацию и заранее предвидеть ожидаемые ее изменения. А это гораздо более эффективно, чем использование метода проб и ошибок.

Получаемая информация о ситуации должна быть достоверной и достаточно полной. Неполнота информации может приводить к принятию ошибочных или неэффективных решений (как при техническом обслуживании но календарному принципу). Для обеспечения необходимого объема и качества информации целесообразно отслеживать ситуацию непрерывно. Применительно к системам электроснабжения это означает целесообразность непрерывной диагностики изоляции под рабочим напряжением, основное достоинство которой заключается в возможности своевременно определять время и место возникновения дефекта.

Непрерывная диагностика существенно снижает степень риска возникновения аварий.

Таким образом, для эффективного управления риском возникновения аварий необходима непрерывная диагностика изоляции систем электроснабжения под рабочим напряжением. Только при таком условии

возможна реализация наиболее эффективной технологии технического обслуживания по потребности.

Изложенная в главе 3 концепция технического обслуживания как процесса управления состоянием объекта обслуживания является методической основой для разработки новой, более эффективной технологии обслуживания систем электроснабжения по реальной потребности.

Глава 4 посвящена исследованию свойств действующих систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ как объекта управления.

Прежде всего необходимо установить возможность эффективно управлять состоянием обт>екта. Практически это означает возможность своевременно выявлять наличие дефекта в изоляции. Например, внезапное развитие дефекта делает управление невозможным, при постепенном развитии — управление возможно. Таким образом, свойство управляемости объекта определяется скоростью развития дефекта.

Дефекты в кабельной изоляции возникают в процессе изготовления, монтажа и в во время эксплуатации. Анализ аварийной статистики показывает, что заводские дефекты являются причиной около 25% отказов кабелей.

Длительный опыт эксплуатации показывает, что наиболее распространенными в эксплуатации дефектами кабелей являются механические повреждения их оболочек и изоляции при монтаже. При механических повреждениях оболочки кабелей разрушаются, изоляция разрывается и сминается. Нарушение герметичности оболочки приводит к увлажнению изоляции. Одновременно увеличивается напряженность поля в неповрежденной части изоляции. Снижение электрической прочности происходит как за счет повышения проводимости при увлажнении, так и прогрессирующего увеличения ионизационных процессов в неповрежденной части изоляции.

В процессе эксплуатации на изоляцию кабелей воздействуют внутренние перенапряжения, возникающие при дуговых замыканиях па землю и коммутациях. Если к твердому диэлектрику прикладываются кратковременные импульсы перенапряжений сравнительно небольшой амплитуды, то в нем могут возникать микроскопические трещинки. В большинстве твердых диэлектриков при повторных импульсах разряд развивается по пути предыдущего и микротрещина увеличивается. Поэтому с ростом числа приложенных импульсов пробивное напряжение диэлектрика уменьшается. Это явление, отражающее накопление повреждений изоляции, называется кумулятивным эффектом.

Большинство кабелей 6-10 кВ изготавливаются на основе органических диэлектриков. Для них характерно возникновение необратимых изменений, снижающих электрическую прочность, обусловленные неполным пробоем изоляции при воздействии импульсов

перенапряжений. Необратимые изменения возникают при длительности воздействия перенапряжений более 1,0 млс, так как при этом меняется механизм пробоя - начинает сказываться влияние частичных разрядов различной интенсивности. Частичные разряды снижают пробивное напряжение из-за местного разрушения диэлектрика. Дальнейшее увеличение времени воздействия более 10,0 млс связано с появлением процессов химического и теплового разрушения. В то же время известно, что при длительности пробоя до 10-30 млс замыкания носят, как правило, характер незавершенных пробоев и самоустраняются.

В практике эксплуатации кабельных линий отмечается большое число случаев частичных (заплывающих) пробоев фазной изоляции под рабочим напряжением. По нашим исследованиям в действующих сетях заплывающие пробои составляют 80 - 90 % всех пробоев фазной изоляции.

Возникновению дефектов в изоляции способствуют также электродинамические усилия при протекании токов короткого замыкания. С учетом продольного новива жил кабеля эти усилия имеют радиальную, продольную и скручивающую составляющие. Усилия имеют знакопеременный характер. Значения усилий зависят от значений токов короткого замыкания и мо1ут достигать величин, приводящих к продольным порывам оболочки.

Возникновению дефектов в изоляции способствуют ее профилактические испытания повышенным напряжением постоянного тока. Испытания могут оставить в изоляции необратимые изменения, о чем свидетельствуют исследования отечественных и зарубежных ученых. Испытательное напряжение распределяется по толщине изоляции согласно удельным сопротивлениям, а не обратно пропорционально диэлектрическим ироницасмостям материалов при рабочем напряжении и перенапряжениях. Поэтому отношение испытательных напряженностсй к рабочим для отдельных диэлектриков получаются существенно различными и при испытаниях кабелей наибольшему воздействию подвергаются те элементы изоляции, которые при переменном напряжении в условиях эксплуатации не испытывают действия высоких градиентов поля. Этим объясняются происходящие при испытаниях пробои концевых заделок и соединительных муфт в тех местах, электрическая прочность которых вполне достаточна для безаварийной работы на переменном напряжении.

Скорость развития дефектов зависит от величины приложенного напряжения. Например, в режиме однофазного замыкания на землю, когда напряжение между жилой и оболочкой увеличивается до линейного, скорость возрастает в 10 раз и более.

В эксплуатации возникновение дефекта и отказ кабеля обусловлены воздействием совокупности различных разрушающих факторов, многие из

которых действуют случайным образом. В общем случае вероятность этказа представляет собой сложную зависимость вида:

Р=Г(1,Т,Р,и,У,М,1,К,Ы,.1,Ь,...), (8)

где I - длительность эксплуатации, Т - окружающая температура, Р -влажность, и —рабочее напряжение, У - уровень перенапряжений в сети, VI - механические воздействия, I - ток нагрузки, К - ток короткого ¡амыкания, N - число коротких замыканий, I — испытательное напряжение, Ь - число профилактических испытаний.

Все отказы кабельной изоляции могут быть разделены на отказы нри испытаниях и отказы в процессе эксплуатации. Имеющийся :татистический материал показывает, что профилактическими испытаниями удается выявить около 50% дефектных кабелей, остальные 50% выходят из строя в промежутках между испытаниями, причем 32% из чих отказывают в работе в течение 1-4 месяцев после испытаний. Последнее обстоятельство указывает на наличие последствия профилактических испытаний, заключающееся в повышении повреждаемости после успешно проведенных испытаний. Специальный :татистический анализ показывает, что такое последействие проявляется только в старых кабельных сетях с изношенной изоляцией и большим числом перенесенных коротких замыканий; в новых сетях последействие практически отсутствует.

Из опыта эксплуатации кабельных сетей 6-10 кВ Барнаула известны неоднократные случаи многоместных пробоев изоляции под рабочим напряжением, в том числе ненафуженных линий. Известны случаи одновременного пробоя в 4-5 точках линии. Наличие многоместных пробоев свидетельствует о существовании перенапряжений.

Собранные автором [3] данные позволяют проанализировать динамику отказов кабельной изоляции крупного города в течение года. Динамика иллюстрируется рис. 6. Как видно из рис. 6, повреждаемость кабелей в течение года непостоянна и подчиняется закону маятника с затухающими колебаниями. Имеется три характерных пика повреждаемости, чередующихся с периодами затишья: первый (максимальный) приходиться на апрель, второй (меньше первого) - на июль, а третий (меньше второго) - на октябрь. Пики повреждаемости сдвинуты относительно друг друга примерно на 3 месяца. Первому пику предшествует трехмесячный период зимнего затишья.

Есть основание считать, что указанные особенности статистики повреждаемости кабелей имеют устойчивый характер и присуши разным городам и крупным предприятиям с аналогичными климатическими условиями. Основываясь на этих особенностях, можно сделать следующие предположения относительно механизма повреждений кабелей. Резкое

N35 30 25 20 15 10 5 0

}

/ \ \ / \

\ / \ к / к

/ 1/ \

/

'2 4 6 8 10 12 2 1

месяцы

Рис. 5. Статистическая модель повреждаемости кабельных линий по месяцам в течение года.

повышение повреждаемости в апреле вызвано в основном оощим весенним увлажнением изоляции. Значительная часть повреждений сопровождается большим числом дуговых перенапряжений (зафиксированы разработанными автором приборами), приводящих к массовой самоотбраковке дефектной изоляции. В апреле отмечаются многочисленные случаи многоместных повреждений, приводящих к выходу из работы до четырех-пяти кабелей одновременно. Кроме того, перенапряжения способствуют появлению ослабленных мест в изоляции, которые постепенно развиваются и через определенное время существования дефекта проявляются в виде второго пика повреждаемости в июле. Таким образом, второй пик повреждаемости обусловлен первым пиком - процессом образования ослабленных мест.

Второй пик повреждаемости аналогично первому приводит к самоотбраковке дефектов и воспроизводству слабых мест и способствует наряду с осенним увлажнением изоляции появлению третьего пика в октябре. Интенсивность воспроизводства слабых мест от пика к пику снижается, и после третьего пика этот процесс практически не проявляется. Из изложенного следует, что вероятность повреждения кабеля в данный момент времени зависит от его иредистории.

Промежуток времени между пиками позволяет оценить время жизни дефекта, равное в данном случае примерно 3 месяцам. В зимние месяцы

(декабрь - февраль) повреждаемость минимальна и стабильна (в 2 раза меньше,чем в апреле).

Для разработки мероприятий по снижению повреждаемости кабельной изоляции необходимо оценить существующий уровень изоляции и величин возникающих перенапряжений в действующих сетях. С этой целью автором разработаны и внедрены в эксплуатацию специальные приборы: автоматический регистратор импульсов перенапряжений (АРИП) и прибор группового контроля изоляции (ГЖИ).

Регистратор предназначен для автоматической регистрации импульсов внутренних перенапряжений в фазах действующих электроустановок 6-10 кВ. Регистратор имеет следующие технические данные: 1) диапазон амплитуд регистрируемых импульсов перенапряжений от 1,5 11ф и более с интервалом квантования 1,5 - 2,0 - 3,0 - 4,0 - 5,0 - 6,0 иф, 2) длительность регистрируемых импульсов перенапряжений не менее 0,2 мс, 3) допустимая частота следования импульсов перенапряжений - 20 Гц, 4) напряжение питания регистратора 220 В, 50 Гц, 5) габаритные размеры 300*210*110 мм, 6) масса около 3 кг.

Регистратор представляет собой шестиступенчатый счетчик импульсов перенапряжений. Первая ступень считает число импульсов перенапряжений с амплитудой 1,51_1ф и более, вторая - 2,0иф и более, третья - 3,0иф и более, четвертая - 4,0иф и более, пятая - 5,011ф и более, шестая - 6,0иф и более.

Представляет интерес процесс возникновения и развития пробоя фазной изоляции, исследование которого наиболее просто может быть осуществлено непрерывным групповым контролем изоляции по величине напряжения смещения нейтрали, получаемого на вторичной обмотке трансформатора напряжения типа НТМИ, соединенной в разомкнутый треугольник. В нормальном режиме напряжение смещения нейтрали ио определяется степенью несимметрии фазной изоляции. Например, на ГПП-1 Барнаула это напряжение не превышает 0,5В. При снижении сопротивления фазной изоляции растет величина напряжения ТЛо и при полном пробое достигает 100В.

Напряжение смещения нейтрали записывалось нами на диаграммную ленту при помощи самопишущего прибора (далее называемого прибором контроля изоляции - Г1КИ). Запись велась непрерывно (в течение более года), что позволяло длительно накапливать информацию, систематизировать и анализировать ее и, что очень важно, фиксировать процесс возникновения и развития пробоя изоляции. В качестве самопишущего прибора использован серийно выпускаемый самописец Н341. Скорость движения ленты выбрана 20 мм/час, кратковременно применялись и другие более высокие скорости. Па входе самописца был установлен дополнительно делитель напряжения.

Приборы ЛРИП и ПКИ установлены па ГПП и подключены к трансформатору напряжения типа НТМИ. ГПП содержит две секции; секции работают раздельно. От первой секции питаются 95 линий, от второй - 53 с соответствующими суммарными длинами 36,1 и 22,5 км и емкостными токами замыкания на землю 25,51 и 17,2 А. Режим работы нейтрали - изолированный.

На рис. 6 приведен в качестве примера фрагмент записи напряжения смещения нейтрали прибором ПКИ на бумажной ленте самописца при ухудшении изоляции. Из анализа полученных записей следует, что в исследуемой сети в процессе работы имеют место скачки напряжения смещения нейтрали.

Наличие скачков напряжения Uo смещения нейтрали свидетельствует о том, что в сети в рабочем режиме происходят пробои изоляции. Пробои происходят под рабочим напряжением. Скачки напряжения Uo имеют крутой передний фронт, различную амплитуду и длительность.

Отсутствие постепенности в росте напряжения смещения Uo делает неэффективным известный способ контроля изоляции по величине Uo, предполагающий наличие плавного и длительного роста Uo при ухудшении изоляции.

В большинстве случаев записанный прибором ПКИ скачок напряжения смещения Uo имеет, крутой задний фронт, Это свидетельствует о том, что пробои изоляции являются самоустраняющимися (заплывающими).

Длительность скачков напряжения смещения Uo совпадает с длительностью пробоя фазной изоляции и колеблется в широких пределах от 5 сек до нескольких минут, в большинстве случаев укладывается в интервале 10- 40 сек.

Амплитуда скачков напряжения смещения U0 характеризует полноту пробоя изоляции и в большинстве случаев не достигает 100В. Это свидетельствует о том, что в большинстве случаев пробои изоляции являются не полными (частичными).

Таким образом, в исследуемой сети в процессе ее работы при рабочем напряжении происходят кратковременные самоустраняющиеся (заплывающие) частичные пробои изоляции.

Зафиксированная приборами интенсивность пробоев 1 секции ГПП за год приведена на рис. 7. Как видно из рисунка, интенсивность пробоев в течение года не постоянна; наибольшее число пробоев происходит в весенние месяцы. Между общим числом' пробоев, замыканиями на землю и короткими замыканиями существует сильная связь. В среднем каждый третий пробой имеет полноту более 0,3 и фиксируется земляной защитой как замыкание на землю, каждый четвертый перерастает в междуфазное короткое замыкание.

50 45 40

| 30

1 25

о:

£ 20

га

1 15 10 5

5 4 3-2 1 О

Время, час

Рис. 6. Диаграмма напряжения нулевой последовательности при пробое фазной изоляции.

В целом по ГПП-1 зарегистрировано за год 173 пробоя изоляции под рабочим напряжением, из них 145 самоустранились (заплывающие пробои), что в процентах составило около 84%.

Из анализа распределения во времени заплывающих и устойчивых пробоев следует, что заплывающие пробои являются предвестниками устойчивых пробоев.

Измерения прибором АРИП на ГПГ1, проводившиеся одновременно с оценкой уровня изоляции прибором ПКИ, подтвердили наличие дуговых перенапряжений. Результаты измерений перенапряжений за год по ГПП приведены в таблице 1.

Таблица 1

Внутренние перенапряжения на 1 секции ГПП за год

Кратность перенапряжений по отношению к фазному 2,0 3,0 4,0 5,0

Число перенапряжений 374 132 37 2

Из таблицы видно, что наиболее часты перенапряжения меньшей кратности. Максимальные перенапряжения с кратностью 5 возникали за год дважды и в обоих случаях сопровождались разрушением оборудования головной ячейки. 11аиболыиее число перенапряжений возникает с кратностью 2-3.

/ р

\ / V / 0

) /

V/ \ \ \ \

О 123456789 10 11 12

месяцы

| О)

—^т^ —

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

месяцы

Рис. 7. Повреждаемость линий 1-ой секции ГПП-1 за год. п-число пробоев; 1 - общее число пробоев фазной изоляции; 2 зарегистрированные земляной защитой; 3 - переросшие в межфазные короткие замыкания; 4 - пробои, вызванные прямыми механическими повреждениями.

Величина напряжения смещения нейтрали характеризует полноту пробоя. При полном пробое изоляции это напряжение составляет 100В. Изучение распределения пробоев по их полноте показало, что наиболее часты пробои меньшей полноты, не превышающие значения 0,3; пробои полнотой от 0,3 до 1,0 происходят практически одинаково часто.

В процессе непрерывного наблюдения за поведением изоляции в действующей сети при помощи приборов АРИП и ПКИ зафиксированы перенапряжения, возникающие при порывах кабелей. Известны многочисленные случаи, когда при порывах одновременно отказывали несколько смежных кабелей (до трех-четырех), в том числе и на параллельных линиях.

Моделирование перенапряжений на ЭВМ при однократных пробоях показало, что наибольшие перенапряжения не превышают трехкратного значения от амплитуды фазного напряжения. Перенапряжения имеют высокочастотную (1-3 кГц) и апериодическую составляющие, наложенные

на напряжение промышленной частоты. Высокочастотная составляющая затухает за 0,2-0,3 периода промышленной частоты, апериодическая - за 10-15 периодов. Форма кривой результирующего перенапряжения имеет однополярный характер для всех фаз.

Возникающие перенапряжения воздействуют на изоляцию неповрежденных фаз всей электрически связанной сети и как бы самоиспытывают ее под рабочим напряжением. В результате состояние изоляции автоматически поддерживается на определенном уровне.

По материалам главы 4 установлено:

1. В изоляции кабельных линий всегда существуют и постоянно воспроизводятся ослабленные места, которые под действием рабочего напряжения развиваются до полного пробоя.

2. Повреждаемость кабельной изоляции в течение года непостоянна и подчиняется закону маятника с затухающими колебаниями.

3. Имеется три характерных инка повреждаемости, чередующихся с периодами затишья: первый, максимальный, приходится на апрель, последующие, снижающиеся, - соответственно на июль и октябрь. В зимние месяцы повреждаемость минимальна.

4. Длительность жизни дефектов кабельной изоляции составляет около 3 месяцев. Такая постепенность развития дефектов делает возможной эффективное управление состоянием изоляции систем электроснабжения.

5. Дуговые перенапряжения приводят к массовой самоотбраковке дефектной изоляции и воспроизводству ослабленных мест.

6. Перенапряжения могут возникать и при порывах кабелей.

7. Более 80% пробоев изоляции являются заплывающими и существующими методами не выявляются.

Глава 5 посвящена разработке технологии технического обслуживания кабельных систем электроснабжения по реальной потребности. Для реализации такой технологии необходимо организовать диагностику изоляции под рабочим напряжением. Важной предпосылкой успеха такой диагностики является выявленная экспериментально постепенность развития боьшинства дефектов. При удачном выборе диагностического параметра такие дефекты могут быть обнаружены и устранены заранее, не доводя процесс ухудшения изоляции до аварии.

В качестве диагностических параметров изоляции могут быть рассмотрены: ток через изоляцию (ток утечки), сопротивление изоляции, диэлектрические потери в изоляции ^ б), емкость изоляции. Все названные параметры дают. косвенную оценку состояния изоляции и практически равнозначны.

Предлагаемый способ диагностики изоляции под рабочим напряжением основан на наложении на диагностируемую сеть контрольных электрических сигналов от специального автономного

источника, включенного между нейтральной точкой сети и землей. Измеряя параметры контрольных электрических сигналов можно осуществить диагностику но одному из вышеуказанных диагностических парам етров.

Различные диагностические параметры изоляции имеют различную относительную выявляемость дефекта и разную сложность реализации. Проведенный анализ показывает, что ранняя стадия развития дефекта лучше выявляется измерениями диэлектрических потерь и приращения тока утечки, поздняя стадия - измерениями тока утечки и изменению емкости изоляции.

Между пробивным напряжением и током утечки изоляции существует в ряде случаев корреляционная связь. Поэтому по току или сопротивлению утечки (измерямому обычно мегаомметром) можно оценивать состояние изоляции. Из рассмотренных диагностических параметров изоляции наиболее технологичен для массового применения ток утечки. Поэтому в дальнейитем рассматривается именно этот параметр. Браковочные значения токов утечки рекомендуется определять, временно, до накопления опыта эксплуатации, расчетом по удельным величинам емкости кабельных линий относительно земли.

Принцип действия диагностики иллюстрируется рисунком 8.

При наличии дугогасящего реактора в нейтрали электрической сеш контрольный источник подключается паралельно реактору.

Измерение токов утечки осуществляется при помощи трансформатора тока, устанавливаемого в начале каждой кабельной линии и включаемого в рассечку проводника, заземляющего концевую кабельную муфту. В нормальном режиме работы диагностируемой сети диагностика по рис. 8 является наглядной и простой. Ситуация осложняется в случае замыкания какой-либо фазы на землю. Тогда контрольный источник оказывается закороченным через место замыкания фазы, т.е. каждое замыкание фазы на землю превращается источником в короткое замыкание и должно быть немедленно отключено. В результате электрическая сеть теряет свое главное достоинство, заключающееся в возможности длительной работы с замкнувшейся на землю фазой. Для исключения такого режима предлагается контрольные электрические сигналы создавать с помощью специального резонансного колебательного контура с переменной во времени периодической индуктивностью. Такой контур при настройке его в резонанс работает как генератор э.д.с., называемый далее параметрическим генератором (ПГ). Особенностью такого генератора является то, что при закорачивании его выхода выходное напряжение генератора плавно затухает до нуля, т.е. генератор не поддерживает режима короткого замыкания. При устранении закорачивания выходное напряжение генератора самовосстанавливается до первоначального значения. Закорачивание выхода для ПГ совершенно безопасно.

Рис. 8. Способ диагностики изоляции под рабочим напряжением. ДГР - дугогасящий реактор, Е - источник контрольных сигналов, Т -силовой трансформатор, ТТ - трансформатор тока, 1у - ток утечки.

Осцилограмма выходного напряжения генератора при возникновении и устранении замыкания на землю в диагностируемой сети приведена на рис. 9.

Схема ГТГ приведена на рис. 10а. Обмотки накачки соединяются между собой таким образом, чтобы исключить взаимоиндуктивную связь между цепью накачки и контурной цепью. Емкость конденсатора С образует с индуктивностью контурной обмотки колебательный контур. Схема замещения колебательного контура приведена на рис. 106. Переменным реактивным параметром в таком колебательном контуре

является индуктивность контурной обмегки. Периодическая модуляция индуктивности осуществляется путем пропускания переменного тока по обмотке накачки, т.е. путем периодического изменения намагниченности ферромагнитных сердечников обмоток.

Далее в данной главе описан и исследован процесс работы ПГ. Процесс работы описывается дифференциальным уравнением вида:

и2(1) + и2(1)/(КС) + ш(1)/(1(Ш,и2т)С) = 0, (9)

где и2(Ч) и игСО - соответственно первая и вторая производная контурного напряжения по времени, и2т - амплитуда контурного напряжения.

Рис. 9. Выходное напряжение параметрического генератора при устранении и возникновении замыкания на землю в диагностируемой системе электроснабжения.

и,

ЛУ

Т.С-Л

РП

4 О

к

1М)

п

к

а)

б)

Рис.10. Схема ПГ- а) и схема замещения колебательного контура ПГ - б). - обмотка накачки, \У2 - контурная обмотка, - выходная обмотка, и, - напряжение накачки, и2- контурное напряжение.

Строгое решение вышеприведенного дифференциального уравнения представляет сложную задачу. Для анализа процессов нами применялся метод фазовой плоскости, с привлечением асимптотических методов

юшения дифференциальных уравнений, в частности, метода медленно 1еняюшихся амплитуд. Выявлены условия возбуждения ПГ и изучен 'становившийся режим. Область существования параметрического юзонанса на частоте со описывается уравнением:

1-(Г2-8:)''2 < ш0,2)/ со2 < 1+(Г2-52)|/2, (10)

•де Г - коэффициент, характеризующий глубину модуляции шдуктивности, 5 — 1/КСсо, Юо'"' - постоянная составляющая квадрата резонансной частоты.

Напряжение установившегося режима определяется формулой:

и2га1п = [-а+(Г:-52)1/2]/р, (11)

-де а - расстройка колебательного контура, не зависящая от величины хонтурного напряженя, Р - то же, но зависящая от величины контурного напряжения.

Результаты исследований доведены до разработки инженерного метода расчета ПГ, опубликованного в [9].

Разработанная методика дает вполне удовлетворительную для практики точность. По ней рассчитан и сконструирован ПГ, документация которого приведена в диссертации.

В данной главе разработан также специальный датчик активного тока утечки [10], имеющий два входа, на один из которых подается полный ток утечки кабельной линии, на другой - фазное напряжение от трансформатора напряжения.

Описанный комплекс аппаратуры позволяет осуществлять непрерывную диагностику изоляции систем электроснабжения под рабочим напряжением и реализовать технологию технического обслуживания по реальной потребности.

В этой же главе разработана компьютерная информационная система для обслуживания кабельных электрических сетей [11]. Целесообразность такой разработки обусловлена необходимостью обработки больших объемов специфической информации в процессе управления системой электроснабжения.

В главе б приведен сопоставительнй регламент работ по существующей и новой технологиям технического обслуживания и произведена оценка эффективности непрерывного диагностирования. Из сопоставительного регламента видно существенное снижение трудоемкости при переходе на технологию обслуживания по реальной потребности. Оценка эффективности непрерывного диагностирования произведена для системы электроснабжения Барнаула, который характеризуется следующим образом.

Барнаул (основан в 1730 голу) - один из крупнейших городо Западной Сибири, крупный железнодорожный, автомобильный и речно узел с численностью населения 656 тысяч человек (1/250 часть населени России), расположен на берегу реки Оби. В составе города пят административных районов.

Структура градообразующих отраслей (1998 год): электроэнергетик - 28,8%, машиностроение и металлообработка - 25,2%, пищева промышленность - 14,8%, химическая и нефтехимическая - 10,4% металлургия - 5,9%, мукомольно-крупяная и комбикормовая - 5,6% промышленность строительных материалов - 3,1%, деревообработка -1,8%, легкая промышленность - 1,1%, прочие - 3,3%.

Система электроснабжения города напряжением 6-10 кВ выполнен, кабельной, содержит около 1500 линий, обшей протяженностью около 801 километров. Питается от двадцати четырех ГПП с высшим напряжение:! 110 кВ с суммарной трансформаторной мощностью около 1600 МВЛ. П< городской системе электроснабжения передается в год более 3,3 млрд кВт-часов электроэнергии (около 1/250 от всей потребляемой в Россш электроэнергии).

Климат континентальный с колебаниями температур от +40 °С до 50 °С, среднегодовая температура +0,1 °С (средняя температура января -17,5 °С, июля +19,8°С). Годовое количество осадков 477 мм.

Грунт: глины и суглинки.

Барнаул - типичный город России, поэтому можно считать, чт( результаты расчетов по Барнаулу могут быть распространены и на другш города.

Оценка экономической эффективности произведена в соответствии < рекомендациями СИГРЭ но стоимости возможного недоотпуск; электроэнергии по формуле:

где Э} - ущерб для потребителей в результате аварийной: прекращения электроснабжения, 3 - затраты на диагностирование, Л -срок окупаемости затрат, равный в энергетике 8 лет,

где У0 -удельный ущерб, представляющий собой стоимость 1 кВт-часа недоотпущенной электроэнергии, \У - количество недоотпущенно? электроэнергии.

По отечественным данным удельный ущерб составляет примерно 6 долларов США (в США 8 долларов, в скандинавских странах 8-12 долларов).

Э = Эу - 3 / л,

(12)

3y = y0*w,

(1з:

По данным [2] количество недоотпущенной электроэнергии на одно повреждение иод рабочим напряжением в городских системах электроснабжения напряжением 6 - 10 кВ составляет 5,54 тыс.кВт-часов. Соответственно ущерб на одно повреждение составляет:

Эу~ б*5,54*103 -33,24 тыс. долларов.

Практический интерес представляет знание числа отказов изоляции кабельных линий под рабочим напряжением, предотвращенных системой непрерывного диагностирования. Для получения таких сведений необходимо накопление длительного опыта эксплуатации, однако такового пока не имеется. Пока же оценка может быть произведена только умозрительно, исходя из физических представлений о развитии дефектов в изоляции кабелей. Так, в главе 4 показано, что полному пробою изоляции предшествует, как правило, несколько заплывающих пробоев. Постепенно развиваясь, такой дефект заканчивается пробоем фазной изоляции, часть из которых развивается до междуфазного короткого замыкания. Развитие до междуфазного короткого замыкания означает глубокую стадию разрушения изоляции. Можно предположить, что такие повреждения будут уверенно выявляться системой непрерывного диагностирования по ток}' утечки. Доля таких повреждений от общего числа пробоев по данным главы 4 составляет около 30%.

Таким образом, осторожная умозрительная оценка числа предотвращенных системой непрерывной диагностики отказов составляет около 30%. Следовательно, с учетом вышеприведенного ущерба от одного повреждения, разработка и внедрение средств непрерывной диагностики под рабочим напряжением экономически выгодно.

Математическое ожидание числа повреждений за год составляет, например, для Барнаула 262 штук [3]. В предположении предотвращения только 30% из них средствами технической диапюстики достигаемый предотвращенный ущерб составит около 3 миллионов долларов.

Технический эффект заключается в снижении риска возникновения аварий в системах электроснабжения, который оценивается для Барнаула значением 0,112.

Таким образом, использование предложенной технологии технического обслуживания по реальной потребности на основе непрерывной диагностики изоляции систем электроснабжения под рабочим напряжением дает существенный экономический и технический эффект.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Изучение названной в данной работе проблемы (неудовлетворительной эффективности технического обслуживания систем электроснабжения городов) показало, что данная проблема не может быть решена традиционными методами. В то же время обстановка настоятельно требует ее решения.

Исследования показали, что для решения проблемы нужны новые технологии обслуживания. В данной диссертации разработана такая технология на примере кабельных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ. По новой технологии техническое обслуживание проводится только в случае возникновения реальной потребности. Потребность же выявляется при помощи непрерывного диагностирования состояния систем электроснабжения иод рабочим напряжением. В широком смысле выявление потребности может рассматриваться как обеспечение объекта информационными ресурсами, а сама технология - как новая информационная технология. Решение задачи выявления реальной потребности выполнено на уровне изобретения. Разработана соответствующая аппаратурная реализация.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Установлено, что существующая технология технического обслуживания изоляции кабельных линий напряжением 6-10 кВ но календарному принципу малоэффективна и практически исчерпала свои возможности. Около половины дефектов изоляции при этой технологии своевременно не выявляются и заканчиваются авариями. В то же время, только 2-5 % испытаний заканчиваются обнаружением дефекта и отбраковкой. Более эффективной является технология обслуживания по реальной потребности. Для реализации этой технологии требуется достаточная и своевременная информация о фактическом состоянии изоляции.

2. Разработанные и представленные в данной диссертации информационные модели позволили формализовать процедуру повышения эффективности технического обслуживания систем электроснабжения, упорядочить, ранжировать и увязать цели процесса эксплуатации и проанализировать процесс технического обслуживания, раскрыть содержание проблемы информационного обеспечения и наметить пути ее решения.

3. Исследования поведения изоляции в действующих кабельных системах электроснабжения напряжением 6-10 кВ выявили следующие важные особенности, знание которых позволило обоснованно выбрать новую, более эффективную, технологию технического обслуживания:

3.1. В изоляции кабельных линий всегда существуют и постоянно зоспроизволятся ослабленные места, которые под действием рабочего напряжения развиваются до полного пробоя. Изложенное свидетельствует э настоятельной необходимости совершенствования технологии технического обслуживания.

3.2. Около 80-90 % пробоев изоляции являются заплывающими и существующими методами практически не выявляются. Изложенное :видетельствует о необходимости непрерывной диагностики изоляции по новой технологии.

3.3. Повреждаемость изоляции кабельных линий в течение года не постоянна. Максимальная повреждаемость имеет место в весенние месяцы и связана с общим сезонным увлажнением. Эти сведения позволяют эбоснованно планировать график планово-предупредительных работ.

3.4. Кривая статистики повреждаемости носит колебательный характер и описывается уравнением колебаний затухающего маятника. Эти сведения учитываются при составлении графика планово-лредупредитсльных работ, а также позволяют оценить среднее время жизни дефекта.

3.5. Установлено, что дефекты в изоляции развиваются постепенно. В частности, для кабельных линий г. Барнаула среднее время жизни дефекта доставляет примерно при месяца. Постепенность развития дефекта делает возможным принятие упреждающих мер по предотвращению аварий. Необходимо лишь вовремя обнаружить дефект.

4. Исследования внешних факторов, осложняющих процесс эксплуатации изоляции выявили следующие особенности:

4.1. Общее весеннее увлажнение сопровождается повышением повреждаемости изоляции.

4.2. Каждый пробой изоляции под рабочим напряжением сопровождается дуговыми перенапряжениями на неповрежденных фазах. Перенапряжения также возникают при порывах кабелей. Амплитуда перенапряжений в большинстве случаев не превышает трехкратного значения от амплитуды фазного напряжения. Перенапряжения приводят к массовой самоотбраковке дефектной изоляции и воспроизводству ослабленных мест.

5. Анализ существующей технологии технического обслуживания изоляции кабельных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ показал, что значение испытательного напряжения пятикратное от номинального является завышенным и приводит к отбраковке кабелей, которые могли бы длительно эксплуатироваться под рабочим напряжением. Доля таких необоснованных отбраковок для кабельных линий г. Барнаула составляет 78,5 %.

6. Рекомендуется временно, до внедрения непрерывной диагностики изоляции под рабочим напряжением, значение испытательного

напряжения постоянного тока, равное трехкратному от амплитуды фазного напряжения.

7. Показано, что целесообразно и возможно получение своевременной информации о текущем состоянии изоляции кабельных линий путем непрерывного се диагностирования под рабочим напряжением. Наличие такой информации позволяет принять предупредительные меры и снизить аварийность, оптимизировать процесс управления состоянием изоляции.

8. Предложен способ непрерывного диагностирования изоляции под рабочим напряжением путем наложения на контролируемую сеть электрических сигналов от стороннего источника. Сторонний источник подключается между нейтральной точкой трехфазной системы и землей. Источник должен обладать специальным свойством, а именно, гаснуть при каждом пробое фазной изоляции, чтобы не превращать этот пробой в короткое замыкание, и самовосстанавливать свое напряжение при устранении пробоя. В качестве такого источника нами предложен, так называемый, параметрический генератор (ПГ). На данный способ диагностирования изоляции получен патент на изобретение.

9. Установлено, что в качестве диагностических параметров могут быть выбраны: ток утечки, емкость изоляции, сопротивление изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь. В данной работе рекомендуется выбрать ток утечки, как наиболее технологичный и массово применимый параметр.

10. Предложено всю имеющуюся информацию об эксплуатируемых системах электроснабжения обрабатывать с помощью компьютерной технологии. Рекомендуется к применению разработанная в данной диссертации компьютерная информационная система для обслуживания систем электроснабжения 6-10 кВ.

Разработанные и представленные в данной диссертационной работе теоретические основы, комплекс аппаратуры и программного обеспечения позволяют повысить эффективность технического обслуживания систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ, выражающуюся в снижении аварийности, увеличении срока службы оборудования, снижении эксплуатационных расходов, упрощении технического обслуживания, повышении надежности электроснабжения, экономии электроэнергии и снижении ее стоимости.

Результаты исследований использованы при подготовке учебных курсов в Алтайском техническом университете им. И. И. Ползунова и легли в основу написания учебного пособия.

Комплекс аппаратуры для непрерывной диагностики кабельных систем электроснабжения под рабочим напряжением успешно прошел лабораторные испытания и готовится к внедрению.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих -аботах.

1. Мусин Л.Х. Модель процесса технического обслуживания систем лектроснабжения 6-10 кВ городов. - Промышленная энергетика, 1998, felO.

2. Мусин А.Х.,Ашихмин С.И. Об эффективности профилактических юпытаний городских кабельных линий 10 кВ.-Промышленная нергетика, 1990, N12.

3. Мусин А.Х., Корхонен • В.К. Статистическая модель юврсждаемости городских кабельных линий 10 кВ.-Промышленная |нергетика,1991, N8.

4. Мусин А.Х. Оценка продолжительности жизни дефектов изоляции :абелей 6-10 кВ городской электрической сети. -Промышленная шергетика, 1998, №6.

5. Мусин А.Х., Ишенко О.И., Мамаев А.И., Аверьяиов В.Н. Некото-)ые результаты исследования изоляции в действующей городской сабельной сети 10 кВ. - Депонировано в Информэнерго К2132эн, 1986.

6. Мусин А.X.,Мусин М.А. Модель процесса эксплуатации городской пектрической сегп 6-10 кВ. - Промышленная энергетика, 1997, N8.

7. Мусин А.Х..Ишенко O.Ii.,Мамаев А.И.,Аверьянов В.Н. Математи-¡еская модель отказов изоляции кабельных линий 6-10 кВ.-Депонировано ? Информэнерго N20423H,1986.

8. Мусин А.Х. Управление риском возникновения аварий в системах электроснабжения 6-10 кВ городов. - Промышленная энергетика, 1998, №11.

9. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Инженерный метод расчета индуктивного параметрона,- Изв.вузов.Электромеханика, 1977, N3.

10. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Контроль изоляции вводов по активному току утечки. - Изв.вузов СССР.Энергетика, 1982, N1.

11. Мусин А.Х., Мусин М.А. Компьютерная информационная система для обслуживания городских электрических сетей 6-10 кВ. — Промышленная энергетика, 1997, №9.

12. Мусин А.Х., Мусин М.А. Способ контроля изоляции в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью. - Патент на изобретение №2125271. Россия, 20.01.99г.

13. Авторское свидетельство N432628 (СССР). Параметрический фильтр токов нулевой последовательности/ Мусин А.Х., Шмойлов А.В.,Вайнштейн P.A., Корягин A.B. - Оп\бл.в B.H.,1974,N22.

14. Авторское свидетельство N815831 (СССР). Параметрический фильтр токов нулевой последовательности/ Мусин А.Х. - Опубл. в Б.И., 1981,N11.

15. Авторское свидетельство N922648 (СССР). Измеритель активного тока/ Мусин А.Х. - Опубл. в Б.И.,1982,К15.

16. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. К вопросу построения сигнализации замыканий на землю в сетях с компенсированной нейтралью с применением параметрического генератора. - М.:ВШШТИ, РЖЭ, 1974, N8.

17. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. К вопросу построения сигнализации замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. - М.гВИНИТИ, РЖЭ, 1974, N8.

18. Мусин А.Х. Угловая погрешность напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения типа НТМИ. - Изв. Томского политехи, инст-та, т.282, Томск, изд.ТГУ, 1974.

19. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Анализ управляемости фазой индуктивного параметрона. - Электричество, 1975, N12.

20. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. О возможности применения индуктивного параметрона для осуществления земляной защиты компенсированных сетей. - Изв.Томского политехи.инст-та, т.295, Томск, изд.ТГУ, 1974.

21. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. О возможности использования индуктивного параметрона для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. - Изв.Томского политехи.инст-та, т.295, Томск, изд.ТГУ, 1974.

22. Мусин А.Х. Улучшение отстройки фазового квантователя от высших гармоник сигнала. - Изв.Томского политехи.инст-та, т.305, Томск, изд.ТГУ, 1975.

23. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Анализ фазоквантукицего свойства индуктивного параметрона методом фазовой плоскости. / Материалы конф."Молодые ученые Томской обл.в 9-й пятилетке",- Томск, изд.ТГУ, 1975.

24. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Исследование низкочастотного индуктивного параметрона без подмагничивания постоянным током. -Изв.Томского политехи.инст-та, т.265, Томск, изд.ТГУ, 1973.

25. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н.,Мамаев А.И.,Гордиенко А.В! Автоматический регистратор импульсов перенапряжений.-Информац.листок Алтайского ЦНТИ N84-34,1984.

26. Мусин А.Х., Вайнштейн P.A., Шмойлов A.B. Анализ и расчет параметрического делителя частоты с изменяющейся индуктивностью. -Электричество, 1972, N3.

27. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Устройство защиты от устойчивых замыкании на землю сетей с изолированной и компенсированной нейтралью с применением параметрического генератора. - Томский ЦНТИ, информлисток N73-74, Томск, 1974.

28. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Оптоэлектронное сравнение абсолютных значений электрических величин./ Сб.:Координатно-чувствнтельные фотоприеиннки и оптикоэлектронные устройства на их основе.Тезисы докладов к Всесоюзному совещ.- Барнаул, АПИ, 1981.

29. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. О периодичности профилактических испытапий конденсаторных вводов 110-220 кВ. - Изв.вузов СССР.Энергетика, 1982, N5.

30. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Датчик активного тока с оптической развязкой./ Межвузовский сб.:Элементы опт о электронных устройств. -Барнаул, АПИ, 1981.

31. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Оптоэлектронное устройство группового контроля изоляции вводов./ Сб.:Нзмерения и контроль при автоматизации производственных процессов.Тезисы докладов к всесоюзному совещ, - Барнаул, АПИ,1982.

32. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Непрерывный контроль изоляции вводов по уровню высших гармоник в токах утечки. - Изв.вузов СССР.Энергетика, 1983, N11.

33. Мусин А.Х. Повышение надежности высоковольтных кабельных сетей организацией непрерывного контроля изоляции под рабочим напряжением./ Тезисы докл.к научно-практ.конф."Осн.направления экон.и соц.развития Алт.края в 12-й пятилетке и на период до 2ООО г". - Барнаул, 1985.

34. Мусин А.Х. О вероятностной и детериеннрованпом подходах к организации контроля высоковольтной изоляции. - Тан же.

35. Мусин А.Х., Соболев H.H., Аверьянов В.Н. Автоматический регистратор напряжения смещения нейтрали собственных нужд электростанций. - Там же.

36. Мусин А.Х. О величине испытательного напряжения кабелей 6-10 кВ. - Барнаул/ Межвузовский сб.научн.трудов.Изд-во АлтГТУ им.И.И.Ползунова, 1995.

37. Мусин А.Х. Диагностическая модель отказов изоляции кабельных линий 6-10 кВ. - Барнаул/ Межвузовский сб.научн.трудов.Изд-во АлтГТУ им.И.И.Ползунова, 1995.

38. Мусин А.Х.,Ашихмин С.И.Дорхонен В.К. Перенапряжения при порывах городских кабелей 6-10 кВ.-Промышленная энергетика, 1992, N1.

39. Мусин А.Х. Целевая модель процесса эксплуатации сельской электрической сети 6-10 кВ./Межвуз.сб.статей. - Барнаул, АлтГТУ, 1996.

40. Мусин А.Х. Информационная система для обслуживания сельских электрических сетей 6-10 кВ./Межвуз.сб.статей. - Барнаул, АлтГТУ, 1996.

41. Мусин А.Х. Системы электроснабжения городов: технология ресурсосберегающего обслуживания по реальной потребности. Научно-производственное издание. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПРОЦЕССА ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.1. Цель системного анализа и моделирования.

1.2. Модель процесса функционирования систем электроснабжения.

1.3. Целевая модель процесса эксплуатации.

1.4. Выводы по главе.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПО КАЛЕНДАРНОМУ ПРИНЦИПУ.

2.1. Формулировка целей технического обслуживания.

2.2. Информационное обеспечение процесса технического обслуживания.

2.3. Модель технического обслуживания по календарному принципу.

2.4. Эффективность технического обслуживания по календарному принципу.

2.5. Выводы по главе.

3. КОНЦЕПЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КАК ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

3.1. Модель принятия решения на управление.

3.2. Формулировка целей управления.

3.2.1. Взаимосвязь целей и объекта управления.

3.2.2. Модель субъекта.

3.2.3. Пространства ситуаций и целей.

3.3. Риск как фактор управления. Его количественная оценка.

3.4. Модель ситуации для анализа риска.

3.5. Принципы управления риском.

3.6. Пространство решений.

3.7. Синтез управления.

3.8. Выводы по главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.

4.1. Причины повреждений кабельной изоляции.

4.2. Статистика отказов изоляции кабельных линий.

4.3. Автоматический регистратор импульсов перенапряжений (АРИП).

4.4. Групповой контроль изоляции по напряжению смещения нейтрали.

4.5. Результаты исследования поведения изоляции в действующих сетях 6-10кВ.

4.6. Перенапряжения при порывах кабелей.

4.7. Эффективность профилактических испытаний изоляции.

4.8. Выводы по главе.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПО РЕАЛЬНОЙ ПОТРЕБНОСТИ.

5.1. Диагностические параметры изоляции.

5.2. Основы способа диагностики изоляции под рабочим напряжением.

5.3. Параметрический генератор (ПГ) как источник контрольных сигналов.

5.3.1. Схема ПГ. Характеристика нелинейной индуктивности.

5.3.2. Дифференциальное уравнение колебательного контура ПГ.

5.3.3. Метод фазовой плоскости для анализа процессов в ПГ.

5.3.4. Условия возбуждения ПГ.

5.3.5. Стационарный режим ПГ.

5.3.6. Инженерная методика расчета ПГ.

5.3.7 Конструкция и рабочие характеристики ПГ.

5.4. Датчик тока утечки.

5.5. Компьютерная информационная система для обслуживания кабельных систем электроснабжения.

5.6. Выводы по главе.

6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПО РЕАЛЬНОЙ ПОТРЕБНОСТИ.

6.1 Сопоставительный регламент работ по техническому обслуживанию систем электроснабжения.

6.2. Экономическая эффективность использования систем диагностирования.

6.3. Техническая эффективность использования систем диагностирования.

6.4. Снижение аварийного недоотпуска электроэнергии.

6.5. Выводы по главе.

Актуальность темы. Вопросы эффективного функционирования систем электроснабжения крупных объектов всегда остаются актуальными. В настоящей работе в качестве объекта электроснабжения рассматриваются города, хотя многие выводы и рекомендации справедливы и для других объектов, например, промышленных предприятий, агропромышленных комплексов, шахт, собственных нужд электростанций и др.

Современный этап развития цивилизации характеризуется сосредоточением большого числа людей в городах, многие из которых превратились в мегаполисы. В 1997 году доля городского населения России составила более 73 % и продолжает увеличиваться [1]. Созданы и развиваются соответствующие системы жизнеобеспечения, важнейшим компонентом которых являются системы электроснабжения. В настоящее время через них передается более 40 % вырабатываемой в стране электроэнергии [2]. Такие системы становятся самостоятельной областью энергетики, и вопросы их эффективного функционирования приобретают важное народнохозяйственное значение.

Сосредоточение большого числа людей в городах увеличивает зависимость качества их жизни от надежности и экономичности искусственных техногенных систем, в том числе систем электроснабжения. Зависимость становится такой жесткой, что аварии в системах электроснабжения могут парализовать нормальную жизнедеятельность города, стать причиной гибели людей. Так Нью-йоркская авария в 1977 году в США привела к тому, что на 25 часов была парализована жизнь одного из крупнейших городов мира с ущербом более 1 млрд. долл. [3]. Печальным примером служит авария в городской системе электроснабжения Прокопьевска (Россия) в марте 1999 года, унесшая жизни трех человек, находящихся в больнице с подключенными 7 аппаратами искусственного дыхания (сообщение центрального телевидения, программа «Сегодня», март 1999 года). Имеются случаи гибели больных людей в лифтах в домах многоэтажной застройки при их аварийном отключении. Серьезно расстраивается работа городских очистных сооружений при перерывах электроснабжения с возникновением угрозы инфекции. Серьезные последствия могут иметь нарушения электроснабжения городского электрифицированного транспорта, отказы работы светофоров и т.д. Из изложенного видно, что ущерб от аварий в городских системах электроснабжения может быть не только экономическим, но и социальным. Он может быть огромным, вплоть до чрезвычайной ситуации.

Очевидной становится тенденция роста техногенного риска от нарушений электроснабжения с ростом и развитием городов.

Город можно рассматривать как развивающуюся и динамично изменяющуюся reo социо - , техносистему, у которой три составляющие ее подсистемы - природа, человек, техника - должны находиться в сбалансированном состоянии. Приоритет при этом должен отдаваться человеку, а техника должна «подтягиваться» под интересы человека. Проблема снижения техногенного риска, в частности, риска возникновения аварий в системах электроснабжения, приводит к ужесточению требований к надежности и экономичности городского электроснабжения, удовлетворить которые становится все сложнее.

Поддержание требуемого уровня надежности и экономичности введенных в работу систем электроснабжения осуществляется выполнением работ по техническому обслуживанию и ремонту. Существующая в настоящее время технология технического обслуживания и ремонтов базируется на периодическом проведении плановых профилактических работ и является системой обслуживания по времени наработки (календарному принципу). В соответствии с установленными 8 нормами каждая кабельная линия должна быть выведена через заданные промежутки времени, обычно один год, из работы и подвергнута испытаниям повышенным напряжением. Линии, выдержавшие испытания, включаются в дальнейшую работу, не выдержавшие - отбраковываются. Выбор линии для испытаний осуществляется без учета ее фактического состояния и представляет по существу лотерею. Такая технология имеет много недостатков и уже не может считаться удовлетворительной по следующим причинам.

Во-первых, она высокозатратна. Затраты на техническое обслуживание городских систем электроснабжения составляют около 70 % от эксплуатационных расходов [2], что очень много.

Во-вторых, она малоэффективна. Из практики известно, что относительная частота выявления дефектов составляет только 2 - 5 % [4], что недопустимо мало. В то же время, столько же дефектов оказываются не выявленными и заканчиваются авариями [5].

В-третьих, существующая технология устарела морально и практически исчерпала свои потенциальные возможности. Она разработана давно и была ориентирована на экстенсивный путь развития с широким применением дешевого ручного труда; ее результаты зависят от добросовестности исполнителей; она не позволяет автоматизировать процесс технического обслуживания.

В-четвертых, с ростом и развитием городов ситуация продолжает обостряться и существующее положение оставаться без изменения уже не может.

Таким образом, имеется проблема, состоящая в неудовлетворительной эффективности существующей технологии технического обслуживания и ремонтов систем электроснабжения городов. Решение данной проблемы отражается на благосостоянии большой части населения, поэтому исследования в этой области актуальны. 9

В соответствии с изложенным, целью данной диссертационной работы является разработка новой, более эффективной технологии обслуживания систем электроснабжения городов напряжением 6-10 кВ, удовлетворяющей современным требованиям к надежности и экономичности электроснабжения.

Таким образом, объектом исследования в данной работе являются системы электроснабжения городов напряжением 6-10 кВ, предметом исследования - технология их технического обслуживания.

Объект исследования имеет особенности, заключающиеся в том, что городские системы электроснабжения выполняются подземными кабельными, несмотря на то, что стоимость их сооружения выше стоимости воздушных ЛЭП. Связано это с особенностями планировки и застройки современных городов, прежде всего с ограниченностью свободного пространства и большой плотностью застройки, а также заботой об экологии. Часто применение кабельных линий оказывается единственно возможным решением вопроса электроснабжения. Рабочее высшее напряжение принимается в основном равным 6-10 кВ. Ремонтные работы на кабельных линиях всегда трудоемки, требуют больших затрат материалов и могут быть продолжительными по времени. Последнее требует увеличения объемов резервирования в кабельных сетях, что ведет к усложнению схемы электрической сети и ее удорожанию. При этом учитывается, что согласно ПУЭ для потребителей третьей категории допустимы перерывы в электроснабжении не более, чем на одни сутки. С учетом местных условий, особенно в зимний период, выполнение указанных требований ПУЭ не всегда возможно, так как ремонт кабельной линии в ряде случаев может продолжаться более указанного времени.

Исследования показывают, что в действующих городских системах электроснабжения постоянно происходит воспроизводство дефектов [6],

10 время и место возникновения которых заранее неизвестно. Имеет место как бы блуждающая во времени и пространстве цель (дефект).

Большие резервы повышения эффективности технического обслуживания систем электроснабжения заключены в переходе на обслуживание по реальной потребности с автоматизацией этого процесса. При этом необходимость в обслуживании и ремонте определяется исходя из действительного состояния объекта. Переход к обслуживанию по потребности невозможен без использования надежных методов выявления и оценки технического состояния объекта. Это определяет необходимость разработки соответствующих методов технической диагностики.

Напряженные режимы работы городских систем электроснабжения требуют осуществлять диагностику без вывода оборудования из работы, т.е. под рабочим напряжением. Максимальный эффект может быть достигнут, если диагностика будет непрерывной.

Методы диагностики различного электротехнического оборудования без вывода его из работы, под рабочим напряжением, начали развиваться сравнительно недавно [7,8]. Не все они широко применяются на практике, хотя уже ясно, что использование таких методов существенно повышает эффективность диагностики. Кроме того, улучшаются условия труда персонала.

Конкретные методы диагностики зависят от вида диагностируемого объекта.

Из практики известно, что надежная работа городских систем электроснабжения определяется в основном надежностью электрической изоляции [9]. Поэтому в данной диссертационной работе рассматривается техническое обслуживание изоляции действующих кабельных электрических сетей напряжением 6-10 кВ.

11

Впервые техническое обслуживание рассматривается как процесс управления состоянием систем электроснабжения. При этом решаются, в соответствии с поставленной целью, следующие задачи:

1) всесторонний анализ предметной области и моделирование процесса эксплуатации систем электроснабжения,

2) моделирование и исследование существующей технологии технического обслуживания по календарному принципу как составной части процесса эксплуатации с целью выявления ее потенциальных возможностей,

3) разработка концепции технического обслуживания как процесса управления состоянием систем электроснабжения. Моделирование и исследование процесса управления с целью его оптимизации,

4) исследование свойств системы электроснабжения как объекта управления,

5) разработка новой технологии технического обслуживания по реальной потребности как способа управления состоянием систем электроснабжения,

6) оценка эффективности рекомендуемой технологии технического обслуживания.

Рассмотрение технического обслуживания как процесса управления обнаруживает главное условие эффективности обслуживания -достаточное информационное обеспечение. В данном случае требуется информация о времени и месте возникновения дефекта, чтобы эффективно устранить его. Задача своевременного обнаружения дефекта решается организацией непрерывной диагностики электрической изоляции систем электроснабжения под рабочим напряжением. Для создания эффективной системы диагностики необходимо:

12

1) обобщить и проанализировать опыт эксплуатации, выявить дефекты, приводящие к отказам, причины их возникновения и ход развития;

2) определить наблюдаемые характеристики (параметры), изменение которых связано с возникновением и развитием дефектов;

3) выявить связи между значениями параметров и техническим состоянием объекта; установить предельные значения параметров, характеризующих переход объекта в опасное состояние;

4) разработать методы измерения этих параметров в условиях эксплуатации;

5) установить критерии браковки.

Дефекты по характеру их развития можно разбить на следующие основные группы:

1) дефекты, при которых переход из исправного (работоспособного) состояния в неработоспособное (отказ) происходит очень быстро (мгновенный отказ);

2) дефекты, которые развиваются до отказа в течение нескольких суток или месяцев;

3) дефекты с длительным периодом развития до нескольких лет, которые можно рассматривать как процесс старения.

В первом случае контроль с целью раннего выявления дефектов невозможен. Это область действия релейной защиты от развития повреждений. При быстро развивающихся дефектах необходимы автоматизированные системы диагностики, обеспечивающие непрерывный или достаточно частый контроль. В третьем случае достаточен периодический контроль.

По нашим исследованиям в действующих городских системах электроснабжения напряжением 6-10 кВ большая часть дефектов (около 80 %) относится ко второй группе [10]. Именно постепенность развития

13 дефектов делает возможным успешную реализацию технологии обслуживания по реальной потребности.

При решении поставленных задач в данной работе в качестве методологической и теоретической основы исследования приняты труды отечественных и зарубежных ученых и различные нормативно-технические документы. Обзор трудов показывает, что имеется мировая тенденция постепенного перехода к техническому обслуживанию по реальной потребности, реализуемая пока на крупном электротехническом оборудовании: генераторах [11], силовых трансформаторах [8], высоковольтных конденсаторных вводах [12]. Применительно к кабельным системам электроснабжения эти вопросы наиболее интенсивно разрабатываются в Японии [117 -124, 126-130, 138-141], но все они пока не предполагают непрерывной диагностики электрической изоляции под рабочим напряжением. Имеются сообщения об аналогичных работах в Великобритании [115,116,135,136,137] и Германии [114,125, 131, 132, 134]. В России работы в этом направлении нам неизвестны.

Используемые в данной диссертационной работе методы исследования заключаются в применении системного анализа, математического и семантического моделирования, математической статистики, теории вероятностей, дифференциального исчисления, теории множеств, математического анализа и экспериментальных исследований.

Научная новизна данной работы состоит в:

1) разработке новой технологии технического обслуживания кабельных систем электроснабжения городов по реальной потребности,

2) результатах исследования поведения изоляции в действующих кабельных системах электроснабжения 6-10 кВ,

14

3) результатах исследования процесса эксплуатации систем электроснабжения при помощи разработанных автором информационных моделей,

4) способе непрерывного диагностирования изоляции под рабочим напряжением,

5) технических средствах, реализующих предложенный способ непрерывного диагностирования изоляции под рабочим напряжением,

6) программном обеспечении для сбора, хранения и использования информации о текущем состоянии систем электроснабжения при помощи ЭВМ.

Практическая значимость работы выражается в:

1) повышении надежности и экономичности электроснабжения,

2) снижении аварийности в системах электроснабжения,

3) увеличении срока службы элементов систем электроснабжения,

4) снижении эксплуатационных расходов,

5) упрощении технического обслуживания,

6) экономии электроэнергии.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы.

1. Целесообразно и возможно повышение эффективности технического обслуживания систем электроснабжения городов и других объектов на основе получения и использования информации о текущем состоянии эксплуатируемой системы.

2. Информационные модели, характеризующие процесс эксплуатации систем электроснабжения 6-10 кВ, а также полученные с их помощью результаты.

3. Аппаратура для исследования поведения изоляции в действующих системах электроснабжения 6-10 кВ, а также полученные с ее помощью результаты.

15

4. Методы и технические средства диагностирования изоляции под рабочим напряжением.

5. Программное обеспечение, предназначенное для сбора, хранения, переработки и использования информации о текущем состоянии систем электроснабжения при помощи ЭВМ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав основной части, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 274 страницы текста и 64 иллюстрации.

В главе 1 проведены системный анализ и моделирование процесса эксплуатации систем электроснабжения. Разработано дерево целей процесса эксплуатации, позволяющее выделить глобальную цель и частные цели и установить связи между ними. Показаны роль и место технического обслуживания и ремонтов на дереве целей.

В главе 2 проведено моделирование и исследование существующей технологии технического обслуживания по календарному принципу, как составной части процесса эксплуатации, с целью выявления ее потенциальных возможностей. Изучены достоинства и недостатки этой технологии и возможности ее усовершенствования. Выявлены неэффективность и практическая невозможность усовершенствования данной технологии.

Глава 3 посвящена разработке концепции технического обслуживания как процесса управления состоянием систем электроснабжения. Осуществлено моделирование и исследование процесса управления с целью его оптимизации. Критерием управления предложено рассматривать риск возникновения аварий в системах электроснабжения. Определены принципы управления риском и метод его количественной оценки. Установлено, что одним из главных факторов успешности

16 технического обслуживания является достаточное информационное обеспечение. Поставлена задача удовлетворения этого условия.

Глава 4 посвящена исследованию свойств объекта управления, в качестве которого рассмотрены городские кабельные системы электроснабжения напряжением 6-10 кВ. Исследования проводились экспериментально при помощи специально разработанных для этой цели приборов, а также по полученным другими авторами результатам. Здесь же обобщены результаты исследований и сделаны соответствующие выводы.

Глава 5 посвящена разработке технологии технического обслуживания изоляции кабельных систем электроснабжения по реальной потребности, в основе которого лежит непрерывная диагностика изоляции под рабочим напряжением. Для осуществления диагностирования предложен оригинальный способ (запатентован) с применением специального источника контрольных сигналов, не поддерживающего режима короткого замыкания. Применение такого источника позволило реализовать диагностику под рабочим напряжением.

В главе 6 рассмотрена эффективность технологии технического обслуживания по реальной потребности на примере кабельных систем электроснабжения городов напряжением 6-10 кВ.

Основной вклад автора состоит в разработке новой ресурсосберегающей технологии технического обслуживания систем электроснабжения, реализованной на примере городских кабельных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ.

17

Выводы обмотки подсоединяются к изоляторам 19 на крышке бака.

П3.4. Бак

Бак изготавливается из стального листа. Крышка 1 бака снабжена патрубком с резьбовой пробкой 23 предназначенным для заполнения бака трансформаторным маслом. Бок не имеет расширителя, поэтому уровень масла в баке должен быть на 10 - 15 мм ниже крышки. Бак снабжен сливным патрубком. Взаимное расположение наливного патрубка на крышке и сливного на баке - по диагонали сверху вниз и слева направо. По периметру крышки просверлено двадцать отверстий для болтов для крепления к баку. Кроме того, на крышке имеются отверстия для изоляторов, для шпилек магнитопровода, для клеммных колодок.

П3.5. Изоляторы

Изоляторы установлены на крышке бака. Каждый изолятор состоит из двух частей. Наружные части 19 расположены над крышкой бака, внутренние 21 - под крышкой. Изоляторы неподвижно зафиксированы на

251 крышке с помощью токоведущих шпилек, шайб и гаек. Шпильки изоляторов изготовлены из латуни.

П3.6. Перечень элементов параметрического генератора (ПГ ) Таблица П3.1

Позиция Наименование

1 Крышка бака

2 Катушка возбуждения

3 Колодка клеммная

4 Катушка контурная

5 Бак

9 Брус опорный

11 Прокладка изолирующая

12 Балка ярмовая

13 Пластина

18 Пластина

19 Изолятор

20 Рым - болт

21 Изолятор

22 Пробка сливная

23 Пробка наливная

30 Винт

35 Гайка

36 Гайка

44 Шайба

45 Шайба

46 Шайба

252

Продолжение таблицы П3.1

Позиция Наименование

47 Шпилька

48 Шпилька

49 Шпилька

50 Трубка изолирующая о со

600

Ф Ф Ф Ф Ф Ф)

Ф Ф 0-Ф

Ф Ф Ф Ф

97

Рис.П3.2. Параметрический генератор. Вид сверху.

254

255

257

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение названной в данной работе проблемы (неудовлетворительной эффективности технического обслуживания систем электроснабжения городов) показало, что данная проблема не может быть решена традиционными методами. В то же время обстановка настоятельно требует ее решения.

Исследования показали, что для решения проблемы нужны новые технологии обслуживания. В данной диссертации разработана такая технология на примере кабельных систем электроснабжения напряжением 6-10 кВ. По новой технологии техническое обслуживание проводится только в случае возникновения реальной потребности. Потребность же выявляется при помощи непрерывного диагностирования состояния систем электроснабжения под рабочим напряжением. В широком смысле выявление потребности может рассматриваться как обеспечение объекта информационными ресурсами, а сама технология - как новая информационная технология. Решение задачи выявления реальной потребности выполнено на уровне изобретения. Разработана соответствующая аппаратурная реализация.

1. Население России-1997. -М.: Центр демографии и экологии, 1998.

2. Козлов В.А. Городские распределительные электрические сети. -Л.: Энергоиздат, 1982.

3. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем. -М.: Высшая школа, 1984.

4. Мусин А.Х. Модель процесса технического обслуживания систем электроснабжения 6-10 кВ городов. Промышленная энергетика, 1998, №10.

5. Мусин А.Х., Ашихмин С.И. Об эффективности профилактических испытаний городских кабельных линий 10 кВ.-Промышленная энергетика, 1990, N12.

6. Мусин А.Х., Корхонен В.К. Статистическая модель повреждаемости городских кабельных линий 10 кВ.-Промышленная энергетика, 1991, N8.

7. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения,-М.:Энергия, 1980.

8. Сви П.М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения.-М. :Энергоатомиздат, 1988.

9. Мусин А.Х. Оценка продолжительности жизни дефектов изоляции кабелей 6-10 кВ городской электрической сети. -Промышленная энергетика, 1998, №6.

10. Мусин А.Х., Ищенко О.И., Мамаев А.И., Аверьянов В.Н. Некоторые результаты исследования изоляции в действующей городской кабельной сети 10 кВ. Депонировано в Информэнерго №132эн, 1986.

11. Алексеев В.А. Определение состояния (диагностика) крупных гидрогенераторов. Аналитический обзор. -М.: ЭНАС, 1998.258

12. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Непрерывный контроль изоляции вводов по уровню высших гармоник в токах утечки. Изв.вузов СССР.Энергетика, 1983, N11.

13. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ.-М. .Высшая школа, 1989.

14. Федосенко Р.Я. Надежность кабельных линий 6-10 кВ,-М.:Энергия, 1972.

15. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. -М.:Энергоатомиздат, 1986.

16. Шуцкий В.И., Жидков В.О., Ильин Ю.Н. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок. -М.:Энергоатомиздат, 1986.

17. Погарский В.И. Об улучшении профилактических испытаний кабельных линий 6-10 кВ.-Электричество, 1973, N12.

18. Федосенко Р.Я. Эффективность испытаний кабельных линий 6-10 кВ.-Электрические станции, 1980, N5.

19. Козлов В.А., Куликович Л.М. Прокладка, обслуживание и ремонт кабельных линий.-Л.:Энергоатомиздат, 1984.

20. Федоров A.A., Лебедев Г.М., Разгильдеев Г.И., Салий В.М., Шаповалова И.Г. О сроках профилактичесих испытаний кабелей 6 кВ,-Промышленная энергетика, 1981, N8.

21. Деверни В.Г.,Данилова Р.Т. О последствиях высоковольтных профилактических испытаний в кабельных сетях 6-10 кВ.-Энергетик, 1981, N6.

22. Дударев Л.Е. Профилактические испытания изоляции сетей под нагрузкой методом икуственно созданных перенапряжений.-Электричество, 1979, N8.

23. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. М. :Энергоатомиздат, 1984.259

24. Герцбах И.Б. Модели профилактики.-М.:Советское радио, 1969.

25. Статистические методы в инженерных исследованиях./Под ред.Г.К.Круга.-М.:Высшая школа, 1983.

26. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н., Мамаев А.И., Гордиенко A.B. Автоматический регистратор импульсов перенапряжений.-Информац. листок Алтайского ЦНТИ N84-34, 1984.

27. Мусин А.Х., Ищенко О.И., Мамаев А.И., Аверьянов В.Н. Математическая модель отказов изоляции кабельных линий 6-10 кВ,-Депонировано в Информэнерго N20423H, 1986.

28. Назаров В.В. Контроль изоляции в сетях 3-10 кВ. Электрические станции, 1981, N1.

29. Трухан А.П. Эффективность различных способов заземления нейтрали сетей 6-10 кВ.-Сб. статей: Режимы нейтрали в электрических системах.Изд-во "Наукова думка", Киев, 1974.

30. Мусин А.Х., Ашихмин С.Й., Корхонен В.К. Перенапряжения при порывах городских кабелей 6-10 кВ.-Промышленная энергетика, 1992, N1.

31. Ягудаев Б.М., Цибукидис Д.Д. Создание условий электробезопасности и надежного функционирования релейной защиты от замыканий на землю в системах электроснабжения 6-10 кВ горных предприятий.-Промышленная энергетика, 1991, N1.

32. Булгаков С.Н. Новые технологии системного решения критических проблем городов. -М.: ВНИИНТПИ, 1984.

33. Справочник по электротехническим материалам. Под. ред. Ю.В. Корицкого и В.И. Тареева.-М.:Госэнергоиздат, 1959, ч.2.

34. Мусаэлян Э.С. Наладка и испытание электрооборудования электростанций и подстанций.-М.:Энергоатомиздат, 1986.

35. Вайда Д. Исследования повреждений изоляции.-М.:Энергия, 1968.

36. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы.-М.:Энергия, 1976.260

37. Баранов Б. М. О профилактических испытаниях изоляции кабельных сетей. -Электрические станции, 1980, №2,

38. Хаяси Т. Вынужденные колебания в нелинейных системах. ИЛ, 1957.

39. Андронов A.A. и др. Теория колебаний.-Физматгиз, 1959.

40. Боголюбов H.H., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний.-Физматгиз, 1958.

41. Ахманов С. А., Рошаль A.C. К теории переходных процессов в параметрически возбуждаемом контуре. Изв. вузов, Радиофизика, т.У1,К5, 1963.

42. Мусин А.Х., Шмойдов A.B. Инженерный метод расчета индуктивного параметрона,- Изв. вузов. Электромеханика, 1977, N3.

43. Манделыптамм Л.И. Собрание трудов, т.2, Изд. АН СССР, 1950.

44. Фабрикант В.А., Глухов В.П., Паперно Л.Б. Элементы устройств релейной защиты и их проектирование. М. :Высшая школа, 1968.

45. Каштан А.Е., Кравцов Ю.А., Рылов В.А. Параметрические генераторы и делители частоты.- М.:Советское радио, 1966.

46. Авторское свидетельство N432628 (СССР). Параметрический фильтр токов нулевой последовательности/ Мусин А.Х., Шмойлов A.B., Вайнштейн P.A., Корягин A.B. Опубл.в Б.И.,1974,Ш2.

47. Авторское свидетельство N815831 (СССР). Параметрический фильтр токов нулевой последовательности/ Мусин А.Х. Опубл. в Б.И., 1981, N11.

48. Авторское свидетельство N922648 (СССР). Измеритель активного тока/ Мусин А.Х. ~ Опубл. в Б.И.,1982, N15.

49. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. М.: Финансы и статаистика, 1995.

50. Парад СУБД. Компьютер пресс. Обозрение зарубежной прессы. 1991, N1.261

51. Бойко B.B. и др. Проектирование баз данных информационных систем. -М.: 1989.

52. Сильвия Бемер. FoxPro 2.6 для Windows: Пер. с нем. Киев: Торгово-издательское бюро BHV, 1995.

53. Попов A.A. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Построение систем обработки данных. М. .Радио и связь, 1995.

54. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд.5-е, исправл. и доп. Уфа, ПК "Дегтярев и сын", НПО "Информатика и компьютеры", 1993.

55. Левин А. Самоучитель работы на компьютере. Изд.2-е, исрпавл. и доп. М.Международное агентство "A.D.&T.",1996.

56. Мусин А.Х. Диагностическая модель отказов изоляции кабельных линий 6-10 кВ. Барнаул/ Межвузовский сб.научн.трудов.Изд-во АлтГТУим.И.И.Ползунова, 1995.

57. Мусин А.Х. О величине испытательного напряжения кабелей 6-10 кВ. Барнаул/ Межвузовский сб.научн.трудов. Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 1995.

58. Андреев B.C. Теория нелинейных электрических цепей. -М.: Связь, 1972.

59. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. М.:Высшая школа, 1964.

60. Вайнштейн P.A., Колодяжный В.В. Разновидности перемежающихся дуговых замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Томск, 1985. - Рукопись деп. в Информэнерго 16.09.85; N19523H. РЖ Энергетика. 1986, N2E150.

61. Котельников О.И., Лерман Л.И. О перенапряжениях в кабельных сетях 6 кВ,- Промышленная энергетика, 1985, N5.262

62. Осипов Э.Р., Дергилев М.П., Обабков В.К. Высокочастотный резонанс в системах электроснабжения шахт и карьеров при дуговых замыканиях на землю. Известия вузов.Горный журнал, 1985, N9.

63. Федосенко Р.Я., Мельников А .Я. Эксплуатационная надежность электросетей сельскохозяйственного назначения. -М.:Энергия, 1977.

64. Барг И.Г., Валк Х.Я., Комаров Д.Т. Совершенствование обслуживания электросетей 0,4-20 кВ в сельской местности. М.:Энергия, 1980.

65. Прусс B.JL, Тисленко В.В. Повышение надежности сельских электрических сетей. Л.:Энергоатомиздат, 1989.

66. Мусс К.Б., Шулецкая С.П. Устройство профилактического направленного контроля за изоляцией в распределительных сетях 6 кВ с изолированной нейтралью. Промышленная энергетика, 1982, N1.

67. Самойлович И.С. Оптимальный уровень ограничения внутренних перенапряжений в сетях карьеров. Изв.вузов. Горный журнал, 1982, N12.

68. Шуцкий В.И., Шаткин А.Н. Использование трансформатора напряжения типа НТМИ для непрерывного контроля сопротивления изоляции в сетях 6-10 кВ. Промышленная энергетика, 1989, N9.

69. Ульянов Г.П., Царев М.К. К вопросу о разработке единого общесоюзного Положения по техническому обслуживанию и ремонту энергетического оборудования. Промышленная энергетика, 1986, N3.

70. Козлов В.А. По поводу статьи Иоффе A.A. "Влияние оптимальных решений на показатели городской электрической сети". Электрические станции, 1990, N8.

71. Негневицкий М.В., Файбисович В.А. Информационная модель для исследования аварийных режимов автоматизированной распределительной сети 6-20 кВ. Изв.вузов. Энергетика, 1983, N12.

72. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Исследование низкочастотного индуктивного параметрона без подмагничивания постоянным током. -Изв.Томского политехи.инст-та, т.265, Томск, изд.ТГУ, 1973.263

73. Мусин А.Х., Вайнштейн P.A., Шмойлов A.B. Анализ и расчет параметрического делителя частоты с изменяющейся индуктивностью. -Электричество, 1972, N3.

74. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Устройство защиты от устойчивых замыканий на землю сетей с изолированной и компенсированной нейтралью с применением параметрического генератора. Томский ЦНТИ, информлисток N73-74, Томск, 1974.

75. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. К вопросу построения сигнализации замыканий на землю в сетях с компенсированной нейтралью с применением параметрического генератора. М.:ВИНИТИ, РЖЭ, 1974, N8.

76. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. К вопросу построения сигнализации замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. М.:ВИНИТИ, РЖЭ, 1974, N8.

77. Мусин А.Х. Угловая погрешность напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения типа НТМИ. Изв. Томского политехи, инст-та, т.282, Томск, изд.ТГУ, 1974.

78. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Анализ управляемости фазой индуктивного параметрона. Электричество, 1975, N12.

79. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. О возможности применения индуктивного параметрона для осуществления земляной защиты компенсированных сетей. Изв. Томского политехн.инст-та, т.295, Томск, изд.ТГУ, 1974.

80. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. О возможности использования индуктивного параметрона для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Изв.Томского политехн.инст-та, т.295, Томск, изд.ТГУ, 1974.264

81. Мусин А.Х. Улучшение отстройки фазового квантователя от высших гармоник сигнала. Изв.Томского политехн.инст-та, т.305, Томск, изд.ТГУ, 1975.

82. Мусин А.Х., Шмойлов A.B. Анализ фазоквантующего свойства индуктивного параметрона методом фазовой плоскости. / Материалы конф."Молодые ученые Томской обл.в 9-й пятилетке".- Томск, изд.ТГУ, 1975.

83. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Контроль изоляции вводов по активному току утечки. Изв.вузов СССР.Энергетика, 1982, N1.

84. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Оптоэлектронное сравнение абсолютных значений электрических величин./ Сб.:Координатно-чувствительные фотоприемники и оптикоэлектронные устройства на их основе.Тезисы докладов к Всесоюзному совещ.- Барнаул, АПИ, 1981.

85. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Датчик активного тока с оптической развязкой./ Межвузовский еб.:Элементы оптоэлектронных устройств. -Барнаул, АПИ, 1981.

86. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. О периодичности профилактических испытаний конденсаторных вводов 110-220 кВ. Изв.вузов СССР.Энергетика, 1982, N5.

87. Мусин А.Х., Аверьянов В.Н. Оптоэлектронное устройство группового контроля изоляции вводов./ Сб. Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов.Тезисы докладов к всесоюзному совещ.- Барнаул, АПИ, 1982.

88. Мусин А.Х. О вероятностном и детерменированном подходах к организации контроля высоковольтной изоляции. Там же.

89. Мусин А.Х., Соболев H.H., Аверьянов В.Н. Автоматический регистратор напряжения смещения нейтрали собственных нужд электростанций. Там же.265

90. Мусин А.Х. Целевая модель процесса эксплуатации сельской электрической сети 6-10 кВ./ Межвуз.сб.статей. Барнаул, АлтГТУ, 1996.

91. Мусин А.Х. Информационная система для обслуживания сельских электрических сетей 6-10 кВ./ Межвуз.сб.статей. Барнаул, АлтГТУ, 1996.

92. Мусин А.Х., Мусин М.А. Модель процесса эксплуатации городской электрической сети 6-10 кВ. Промышленная энергетика, 1997, N8.

93. Мусин А.Х., Мусин М.А. Компьютерная информационная система для обслуживания городских электрических сетей 6-10 кВ. Промышленная энергетика, 1997, N9.

94. Скопинцев В.А. Актуальные вопросы управления риском возникновения аварий на объектах электроэнергетики. Электрические станции, 1996, N5.

95. Васильчук В.П. Проблемы технической безопасности на объектах топливно-энергетического комплекса. Безопасность труда в промышленности, 1993, N12.

96. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение. М.: Наука, 1991.

97. Инструкция по расследованию и учету технологических нарушений в работе электростанций, сетей и энергосистем.- М.: ОРГ-РЭС, 1993.

98. Антонов Г., Курочкин В. Некоторые теоретические аспекты аварийности сточки зрения практики. Морской сборник, 1994, N6.266

99. Скопинцев В.А., Морошкин Ю.В. Анализ и прогноз аварийности в электроэнергетических системах. Электрические станции, 1998, N11

100. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.:Наука, 1968.

101. Dolamic Е., Knezevic М. Naponska stanja prínastanku zemnog spoja u 6 kV sistemima na PK. Arhiv za Rudarstvo i Geologiju, 1983, vol. 21, N1-4, p.75-79.

102. Ко val D., Billinton R. Evaluating the effects of isolating-restortion procedures on distribution circuits reliability//IEEE Summer Power Meeting. -A-78. N 516-6. - 1978. - LosAngeles (California). - P.381-385.

103. Литвак Б.Г. Управленческие решения. М.: Ассоциация авторов и издателей "ТАНДЕМ", Изд-во ЭКМОС, 1988.

104. Рейльян Я.Р. Аналитическая основа принятия управленческих решений. М.: Финансы и статистика, 1998.

105. Локшин М.В. К анализу профилактических испытаний бумажно-масляной изоляции аппаратов высокого напряжения. Электричество, 1978, №6.

106. Локшин М.В., Сви П.М. Измерения диэлектрических потерь высоковольтной изоляции. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1973.

107. Кудратиллаев А.С, Методы и устройства контроля состояния изоляции оборудования и линий высокого напряжения. Ташкент: Фан, 1988.

108. Техника высоких напряжений./ Под ред. Д.В.Разевига. М.: Энергия, 1975.

109. Иерусалимов М.Е. Профилактические испытания изоляции высоковольтного оборудования. Известия вузов СССР. Энергетика, 1980, №9.267

110. Аракелян В.Г., Сенкевич Е.Д. Ранняя диагностика маслонаполненного высоковольтного оборудования. Электрические станции, 1985, №6.

111. Сви П.М. Контроль изоляции под рабочим напряжением. -Электричество, 1971, №3.

112. Применение метода наложения постоянного тока на действующие линии для определения характеристик кабельных распределительных сетей. Iga Atushi. "OHM", 1988, 75, N 2, 47-50 (Яп.) -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 9, 1988 г., 9Е107.

113. Контроль состояния электроизоляции работающих распределительных кабелей методом наложения постоянного тока без отключения линии. Tezuka Hizuri. "OHM", 1988, 75, N 2, 43-46 (Яп.) -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 9, 1988 г., 9Е106.

114. Аппаратура для контроля состояния кабелей под напряжением. / Ига Ацусии // Дэнки гэмба гидзюцу .- 1998 .-27 , N 317 .- с. 53-58 .- Яп. -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 4, 1989 г., 4Е131.

115. Контроль состояния кабеля, находящегося под напряжением. / Кояма Акири, Оккава Масае // Дэнки кэйсан .- 1989 .- 57, N5 .- с.39-45 .Яп. Реферативный журнал "22.Энергетика", N 11, 1989 г., 11Е143.

116. Метод диагностики состояния электроизоляции действующих кабелей на напряжение 6 кВ. / Нагасака Сусуму // Дэнки пекай дзасси = J. Jap. Elec. Assoc.- 1989 .- N 790 .- С. 24-30 .- Яп. Реферативный журнал "22.Энергетика", N 1,1990 г., 1Е97.

117. Метод диагностики состояния электроизоляции действующих кабелей на напряжение 6 кВ. / Нагасака Сусуму // Дэнки пекай дзасси = J. Jap. Elec. Assoc.- 1989 .- N 790 .- С. 24-30 .- Яп. Реферативный журнал "22.Энергетика", N 1,1990 г., 1Е97.269

118. Диагностика состояния кабельных. линий распределительных сетей. / Shinmoto Takashi // OHM 1989 .- 76, N 6 .- С. 65-70 .- Яп. -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 5, 1990 г., 5Е108.

119. Комбинированный прибор для проверки состояния кабелей и определения мест их повреждения. Fehlerortung an kabeln leictgemacht // Elektrotechnik. (Schweiz) .- 1990 .-41, N3 .- C. 5. Нем. - Реферативный журнал "22.Энергетика", N 8, 1990 г., 8Е118.

120. Аппаратура для испытания и диагностики состояния кабелей под напряжением методом наложения токов низкой частоты. / Nakanishi Kimio, Uejima Masayuki. // OHM .- 1990 .- 77, N 5 .- С. 49-55. Яп. -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 10, 1990 г., 10Е73.

121. Система автоматического контроля состояния изоляции кабелей высокого напряжения Linda-1500. // Пуранто Эндзиния = Plant eng. 1989. -21,N12. - С. 60-61. Яп. - Реферативный журнал "22.Энергетика", N 10, 1990 г., 10Е72.

122. Создания системы диагностирования силовых кабелей. // Сева дэнсэн ребю = Showa Wire and Cable Rev. 1990 .- 40, N 1 .- С. 10. - Яп. -Реферативный журнал "22.Энергетика", N 12, 1990 г., 12Ж323.

123. Непрерывный контроль изоляции кабельной сети в условиях эксплуатации. Kabelnetzuberwachung // Schweiz. Techn. . 1991. - 88, N 13. -С. 29. Нем. - Реферативный журнал "22.Энергетика", N 11, 1991 г., 11Е136.

124. Непрерывный контроль изоляции кабельной сети в условиях эксплуатации. Kabelnetzuberwachung // Schweiz. Techn. . 1991. - 88, N 13. -С. 29. Нем. - Реферативный журнал "22.Энергетика", N 11, 1991 г., 11Е136.

125. Новые технологии диагностики подземных кабельных линий электропередачи / Тоя Ацуси // Denki hyoron = Elec. Rev. 1995 .- 80, N 12.- С. 33-38 .- Яп. Реферативный журнал "22.Энергетика", N 1, 1997 г., 1Е50.

126. Мусин А.Х. Управление риском возникновения аварий в системах электроснабжения 6-10 кВ городов. Промышленная энергетика, 1998, №11

127. Бажанов С.А., Воскресенский С.А. Профилактические испытания изоляции оборудования высокого напряжения. М.:Энергия, 1977.272

128. Приходько В.М., Кравченко В.И., Приходько A.M. Мобильная установка для комплексных испытаний и диагностики изоляции. -Промышленная энергетика, 1995, №10.

129. Цапенко Е.Ф. О непрерывном контроле сопротивления изоляции в распределительных сетях 6-10 кВ. Промышленная энергетика, 1981, №4.

130. Технические средства диагностирования/ Справочник. Под. Ред. В.В.Клюева. -М.: Машиностроение, 1989.

131. Приходько В.М., Кравченко В.И., Приходько A.M. Испытания и диагностика изоляции ЛЭП. Электрические станции, 1997, №11.

132. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. М.: Высш. школа, 1982.

133. Поляков В.Е., Рыжкова E.H. Управление режимом нейтрали сетей 6-10 кВ для повышения селективности защиты от замыканий на землю. Известия вузов.Энергетика, 1993, №11.

134. Садыгов Г.С., Набиев Х.И., Оруджов Н.И. Заземление нейтрали сетей 6-10 кВ с помощью управляемого высоковольтного тиристорного коммутатора. Промышленная энергетика, 1998, №3.

135. Шабад М.А. Технико-экономические обоснования автоматизации распределительных электрических сетей. Энергетик, 1998, №9.

136. Семенов В. А. Методы анализа и технические средства исследования энергосистем (по материалам СИГРЭ). Энергетик, 1997, №1.

137. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1980.

138. По материалам СИГРЭ. Электрические станции, 1994, №7.

139. Мозгалевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высш. школа, 1975.

140. Мозгалевский A.B., Койда А.Н. Вопросы проектирования систем диагностирования. Л.: Энергоатомиздат, 1985.

141. Вентцель У. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение,- М.:На.ук.а71991.

142. Инструкция по расследованию и учету технологических нарушений в работе электрических станций, сетей и энергосистем. -М.:ОРГРЭС, 1993.

143. Мусин А.Х., Мусин М.А. Способ контроля изоляции в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью. Патент на изобретение №2125271, Россия, 20.01.99г.

144. Фабрикант В,Л Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и автоматики. М.: Высш. школа, 1968.

145. Глухарев Ю.Д., Хаддуш А. Устройство контроля реального состояния изоляции подземных электрических сетей. -Цветная метазшургия, 1990, Ж?

146. Белоусов B.C., Леонтьев B.Á., Иванов В.Б. Способ определения понижения уровня изоляции на работающей кабельной линии. -Энергетика, 1991, №12.

147. Козлов B.C., Сендеревич Г.А., Старков FIA. Анализ критериев диагностики изоляции кабелей применительно к их использованию к контролю изоляции под рабочим напряжением. -Дел. в ГПТБ Украины 10,7.95 Ksi 749-У к95.

148. Объем и нормы испытаний электрооборудования. -М: ЭНАСД998.

149. Мусин А.Х., Семкин Б.В. Системы электрояабжения городов: технология ресурсосберегающего обслуживания. ~ Тезисы докладовнаучно-практической конференции «Наука городу». Барнаул: йзд-во Алт. ун-та, 1999.274

150. Мусин А.Х. Модель ирцесса принятия решения на техническое обслужившие систем электроснабжения 6-10 кВ городов. -Промышленная энергетика» 1999, N° в печати.

151. Мусин А.Х. Системы электроснабжения городов: технология рееурсосберешощего обслуживания по реальной потребности. Научно-производственное издание / Алт. гос. техн. ун-т им. Й.Й.Ползунова. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999.