автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Совершенствование технических средств и принципов выполнения устройств противоаварийной автоматики электрических сетей сверхвысокого напряжения

На правах рукописи

АКИНИН АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ПРИНЦИПОВ ВЫПОЛНЕНИЯ УСТРОЙСТВ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Специальность: 05.14.02 «Электростанции и электроэнергетические системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2006

Работа выполнена на кафедре «Автоматическое управление электроэнергетическими системами» ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Аржанников Евгений Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Овчаренко Николай Ильич

кандидат технических наук, доцент Мурзин Андрей Юрьевич

Ведущая организация:

Филиал ОАО «ФСК ЮС» - Магистральные электрические сети Центра (МЭС Центра)

Защита состоится 14 апреля 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.064.01 при Ивановском государственном энергетическом университете (ИГЭУ) по адресу: г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, ИГЭУ, корпус «Б», аудитория Б-237.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим высылать по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, ИГЭУ, Ученый совет.

Факс: (0932)38-57-01. E-mail: uch_sovet@ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан « iO » марта 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.064.01

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Решение задачи обеспечения надежности и эффективности функционирования энергосистем в современных условиях в большой мере связано с техническим совершенством релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (ПА) электроэнергетических систем (ЭЭС).

Вопросам развития и совершенствования ПА, прежде всего, магистральных электрических сетей сверхвысокого напряжения (СВН) 330 - 750 кВ, в России всегда уделялось значительно больше внимания, чем за рубежом. Весьма немногочисленные устройства ПА зарубежных фирм повторяют в основном принципы, разработанные и использовавшиеся в нашей стране. Теоретические и экспериментальные исследования по разработке принципов выполнения, алгоритмов функционирования и технической реализации ПА в России проводятся во ВНИИЭ, в НИИПТе, ВЭИ, институте «Энергосетьпроект» (г. Москва) и других организациях. Значительный вклад в развитие принципов выполнения и создание комплекса устройств ПА в России внесли советские и российские ученые Федосеев A.M., Ермоленко В.М., -Путинский Я.Н., Совалов С.А., ИофьевБ.И., Ковалёв В.Д., Кощеев JI.A., Овчаренко Н.И., Саухатас А.-С.С., Семенов В.А., Любарский Д.Р.\ Наровлянский В.Г. и др.

Анализ состояния устройств РЗ и ПА в электрических сетях 110 - 750 кВ показывает, что в настоящее время в российской электроэнергетике основную часть устройств РЗ и ПА (95 - 97 %) составляют электромеханические устройства, доля микроэлектронных устройств составляет ориентировочно 3 - 4 %, а доля микропроцессорных устройств РЗ и ПА не превышает 1 %. При этом в среднем примерно 25 % устройств РЗ и ПА в рассматриваемых сетях находится в эксплуатации более 20 - 25 лет, что свидетельствует об их моральном и физическом износе.

В последние годы в энергосистемах России начался процесс интенсивного внедрения микропроцессорных (МП) устройств РЗА, разработанных как иностранными (ABB, SIEMENS, AREVA, Schneider Electric и др.), так и российскими фирмами (ЭКРА, Радиус-Автоматика, ВНИИР, Меха-нотроника и др.), обеспечивающих возможность реализации новых, более эффективных способов и алгоритмов функционирования, получения улучшенных характеристик срабатывания по сравнению с традиционными в устройствах РЗ на электромеханической и микроэлектронной элементной базе, реализации в одном МП устройстве как функций РЗ, так и ряда дополнительных функций (измерения электрических величин, регистрации

Автор выражает глубокую благодарность зав НИЛ РЗА института «Энергосетьпроект» (г Москва) к т н Любарскому Д Р за научные консультации при выполнении настоящей работы

процессов, определения места повреждения на линии, диагностики состояния устройства РЗА и др.), повышения удобства наладки и эксплуатации устройств РЗА и др.

Реализация большинства задач ПА в России в настоящее время по-прежнему основана на использовании в основном электронной и электромеханической аппаратуры, характеризующейся ограниченными функциональными возможностями, недостаточными показателями надежности, а также повышенными материалоемкостью и энергопотреблением.

Поэтому задачи, связанные с разработкой отечественных микропроцессорных устройств противоаварийной автоматики, а также с совершенствованием математического, алгоритмического и программного обеспечения этих устройств, расширяющего их функциональные возможности, являются актуальными.

Цель работы заключается в повышении технического совершенства противоаварийной автоматики локального уровня электрических сетей СВН путем разработки новых принципов выполнения и технических средств, основанных на использовании МП элементной базы.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

1. Исследование и разработка методов и средств ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств ПА.

2. Исследование и разработка алгоритмов формирования технологических параметров для задач управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

3. Разработка унифицированной базовой структуры измерительного преобразователя для реализации микропроцессорных устройств измерения и управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

4. Разработка унифицированной структуры микропроцессорных устройств противоаварийного управления локального уровня.

5. Исследование и разработка новых технологических алгоритмов для задачи автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН).

6. Исследование и разработка новых технологических алгоритмов для задачи фиксации отключения линии электропередачи (ФОЛ).

Основные методы научных исследований. Для решения поставленных в работе задач использованы: теория электрических цепей, методы линейной алгебры, современные методы математического моделирования, аналитические и численные методы анализа с использованием ЭВМ.

Научная новизна и значимость полученных результатов, по мнению автора, заключается в следующем:

1. Предложен способ обеспечения требуемой точности преобразования Фурье при возможных изменениях частоты контролируемых электрических сигналов путем усреднения восстановленных сигналов.

2. Предложен алгоритм действия автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН), основанный на учете вольт-временных характеристик изоляции защищаемого оборудования.

3. Предложен алгоритм функционирования автоматики фиксации отключения линии (ФОЛ), основанный на контроле фазных токов с учетом доаварийной информации о наличии, видах и работе АПВ и аварийной информации о действии РЗ, для автоматики предотвращения нарушения устой* чивости.

Достоверность результатов и обоснованность основных научных положений, полученных в диссертационной работе, подтверждается исследованиями и экспериментами, выполненными как на физических и математических моделях, так и в условиях действующих электроэнергетических объектов.

Практическая ценность результатов работы заключается в следующих основных положениях:

1. Разработаны программно-технические средства базового модуля измерительного преобразователя электрических величин для микропроцессорных устройств управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем.

2. Разработаны способы аппроксимации вольт-временных характеристик высоковольтного оборудования для реализации устройства АОПН.

3. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для реализации микропроцессорных устройств АОПН, АЛАР и ФОЛ.

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований и разработок использованы:

1. В ОАО «Институт «Энергосетьпроект» при выполнении:

• проектов противоаварийной автоматики с использованием микропроцессорных устройств автоматики ограничения повышения напряжения типа АОПН-М; устройства АОПН-М рекомендованы для промышленного производства комиссией ФСК ЕЭС;

• системы измерения комплекса управления, регулирования мощности (СИ КУРМ) на электропередаче Россия - Финляндия (Выборгский преобразовательный комплекс МЭС Северо-Запада).

2. В МЭС Северо-Запада (Выборгский преобразовательный комплекс) при внедрении в эксплуатацию программно-технического ком* плекса (ПТК) СИ КУРМ.

3. В ОАО «Вологдаэнерго» для реализации электроэнергетических задач АСУ ТП (подстанция «Усть-Алексеево») в составе ПТК «Космотроника-Э».

4. В НПП «Энергоизмеритель» (г. Москва) при серийном выпуске устройства АОПН-М и устройства ликвидации асинхронного режима типа АЛАР-М.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структура базового модуля измерительного преобразователя электрических величин для микропроцессорных устройств управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем.

2. Способ обеспечения точности преобразования Фурье при возможных колебаниях частоты контролируемых электрических сигналов путем усреднения восстановленных сигналов.

3. Алгоритм функционирования автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН), основанный на учете вольт-временных характеристик изоляции защищаемого оборудования.

4. Алгоритм функционирования автоматики фиксации отключения линии (ФОЛ), основанный на контроле фазных токов с учетом доаварийной информации о наличии, видах и работе АПВ и аварийной информации о действии РЗ, для автоматики предотвращения нарушения устойчивости.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и конкретных задач исследования, разработке методов и технических средств ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств ПА, алгоритмов формирования технологических параметров для задач ПА, базовой структуры измерительного преобразователя для ПА, унифицированной структуры микропроцессорных устройств ПА локального уровня, новых технологических алгоритмов для задачи АОПН, новых алгоритмов для задачи ФОЛ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались:

• на «Второй научно-технической конференции молодых специалистов электроэнергетики -2003», Москва, ОАО «ВНИИЭ», 2003 год;

• на «III Международной научно-практической конференции», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2003 год;

• на «VIII Международной конференции «Проблемы современной электроники - 2004», Институт Электродинамики HAH Украины, Киев, Украина, 2004 год.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 72 наименований. Основной текст раскрыт на 125 страницах.

*

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цели, отражена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дается общая характеристика работы.

В первой главе рассматриваются методы и средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств измерения и противоаварийного управления в энергосистемах, рассмотрены принципы формирования технологических параметров на базе ортогональных со-

ставляющих, исследованы вопросы осуществления базовой структуры измерительного преобразователя, обеспечивающего предварительную обработку оцифрованных входных аналоговых сигналов (выделение составляющей промышленной частоты, представление в виде комплексного числа, состоящего из активной и реактивной частей и т.п.).

Технологические алгоритмы микропроцессорных (МП) устройств релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики (ПА) электроэнергетических объектов основаны, как правило, на операциях с синусоидальными составляющими промышленной частоты контролируемых токов и напряжений. Поэтому необходимость иметь в составе устройств РЗ и ПА измерительные преобразователи контролируемых электрических величин (токов и напряжений), формирующих требуемый набор технологических параметров, не вызывает сомнений.

Анализ информации об архитектуре релейных терминалов известных зарубежных (ABB, SIEMENS, AREVA и др.) и отечественных фирм (ЭКРА, Механотроника и др.) показывают, что они представляют собой закрытые платформы, а значит используемые в них решения по входным преобразователям не могут быть полностью совместимы с другими платформами, в том числе, и с наиболее распространенной ШМ PC подобной архитектурой.

В то же время при разработке устройств ПА в институте «Энерго-сетьпроект», напротив, ориентация делается на открытые платформы, которые следует разрабатывать в рамках известных стандартов. Известно, что на рынке программно-технических средств наиболее широко представлены процессорные и периферийные модули для открытых платформ, что существенно облегчает и оптимизирует выбор комплектного оборудования. Однако анализ отечественного и зарубежного рынка таких средств показал, что модули аналогового ввода переменных токов и напряжений с функцией формирования ортогональных составляющих отсутствуют. Эти обстоятельства потребовали выполнения комплекса исследований и разработок, связанных с освоением в производстве модулей аналогового ввода с сигнальным процессором (МАВСП) в виде плат стандартов Micro-PC и PC-104, и этим проблемам посвящена часть настоящей работы.

/ Наиболее распространенным способом аналого-цифрового преобра-

зования периодических сигналов (токов и напряжений) является преобразование таких сигналов в ряд Фурье, который в тригонометрической форме имеет вид:

где (0„ =— — основная (фундаментальная) круговая частота; к = 1, 2, 3, ... -

О)

о

номер гармоники.

Практически все микропроцессорные устройства РЗ и ПА используют при первичном преобразовании сигнала ортогональное разложение - обработку дискретного сигнала с фиксированным числом выборок N на периоде сигнала Т0, при этом вычисления коэффициентов ряда Фурье производится, использую нижеследующие формулы:

1 2 п 2 N~' п

а„=—У*,; а.=—\xcos(k-2n•—) ; b. = — У xsin(k-2n-—),(2) Ntt Ntt " N 4 N t? ' AT,W

где n - порядковый номер выборки из сигнала в пределах периода; N - число выборок из сигнала на его периоде т = 1/ fg = 2п/а>0.

Поскольку алгоритмы РЗ и ПА предполагают операции с величинами основной частоты, при преобразовании заранее предполагается /0 =50 Гц, Тд=0,02, т.е. ортогональное разложение заранее жестко привязано к промышленной частоте и имеет значительные частотные погрешности. Между тем в реальных (а тем более аварийных) условиях в электрической сети частота может отличаться от номинальной. Для обеспечения взаимодействия устройств РЗ и ПА необходимо гарантировать их правильное функционирование в некотором диапазоне частот. В отечественной практике за таковой обычно принимается диапазон от 45 до 55 Гц. Одной из задач первой главы данной работы является совершенствование ортогонального преобразования с целью снижения его частотных погрешностей.

Известны два основных принципа цифрового преобразовании периодических аналоговых сигналов:

• с фиксированным числом выборок /Уна периоде основной гармоники преобразуемого колебания, т.е. N, = constant;

• с фиксированной частотой выборки^ = constant.

Реализация АЦП существенно упрощается при фиксированной частоте

выборки fs (выбирается кратной номинальной промышленной частоте 50 Гц), так как в этом случае от цифровой системы не требуется слежения за фактическим периодом преобразуемого сигнала. При этом важно оценить погрешность такого АЦП в зависимости от изменения частоты преобразуемого гармонического сигнала.

Для рассматриваемого принципа АЦП можно определить амплитуду гармонического сигнала по алгоритму (2) в предположении изменения периода колебаний в широких пределах и неизменности интервала между выборками. При этом возможно также оценить влияние на результаты расчетов начального фазового сдвига («фазы») исследуемого сигнала.

В качестве исходного сигнала рассмотрен сигнал вида:

Х(ка, п) = sin(kan / N), (3)

где к = ——— коэффициент, учитывающий отклонение фактической часто-0)

расч

ты от расчетного значения 2л\ п - номер выборки; N - число выборок из сигнала на его периоде.

Выполненные исследования показали, что и колебательная составляющая восстановленного сигнала и его среднее значение зависят от разницы между частотой преобразуемого сигнала и номинальной частотой (рис. 1). При этом на погрешность преобразования Фурье влияет начальная фаза измеряемого сигнала и практически не влияет количество отсчетов за период (12; 24; 32; 48).

Эффективным способом снижения погрешности преобразования является усреднение, несколько вариантов которого были рассмотрены:

11

А(П,М1) А(п,М2) А(П,МЗ) 09

08

150 160 170 180 190 200

п

М1 =яп^0 8 2я^ . . МЗ

Рис 1 Расчетные амплитуды основной гармоники при различных частотах колебания входных сигналов: М1 - частота 40 Гц; М2 - частота 50 Гц; МЗ - частота 60 Гц

• усреднение амплитуды сигнала, восстановленной по ортогональным составляющим, на каждом шаге сканирования в течение половины расчетного периода

N п-

(4а)

1-п-М

где п - номер выборки (и > И)\ И-число выборок из сигнала на его периоде;

• усреднение амплитуды сигнала, восстановленной по ортогональным составляющим, отстоящих друг от друга на четверть расчетного периода

А2п=±-(Х^+Х ), (46)

^ 4

где п - номер выборки (и > И- число выборок из сигнала на его периоде;

• двойное усреднение - усреднение усредненных амплитуд, восстановленных по ортогональным составляющим, отстоящих друг от друга на четверть расчетного периода

АЗ„=±(А2п_„ + А2^), (4в)

где п - номер выборки (п > Л'); И-число выборок из сигнала на его периоде.

В отличие от изменения погрешности в 1,1 % при восстановлении амплитуды входного сигнала с частотой 49 Гц без усреднения, применение усреднения снизило значение погрешности. При этом погрешность отклонения среднего значения восстановленной амплитуды составит 0,092 % от амплитуды входного сигнала, а погрешность колебания амплитуды относительного среднего значения составляет 0,039 % - максимум.

Проведенные исследования показали, что усреднение снижает не только частотные погрешности по амплитуде, но и по фазе (примерно в 10 раз в диапазоне 45-55 Гц).

Несомненное практическое значение этих результатов заключается в том, что они снимают вопрос о подстройке частоты сканирования при изменении частоты сети.

Погрешность отклонения усредненного значения от истинного, в силу ее детерминированности, целесообразно отнести к погрешности измерительного тракта в целом. В этот тракт входят помимо измерительного преобразователя, осуществляющего фильтрацию по Фурье, вторичные трансформаторы тока или напряжения - устройства сопряжения с объектом (УСО) и фильтры нижних частот. Как известно, с помощью трансформаторов тока и напряжения обеспечивается гальваническая развязка и масштабирование сигналов, а фильтры нижних частот выполняют антиалиазинговые функции. Суммарное влияние всех указанных элементов в составе измерительного тракта на конечный результат учитывается с помощью пересчетных коэффициентов.

Как показали эксперименты, по определению перерасчетных коэффициентов, есть зависимость перерасчетных коэффициентов от текущей фазы сигнала, восстановленного по значениям ортогональных составляющих, сформированных ИП. Разброс получаемых коэффициентов не выходил за рамки 0,005 % и 0,1 % от средних значений для напряжения и тока соответственно. Большое значение погрешности (0,1 %) определения перерасчетных коэффициентов для тока в данном случае объясняется малой величиной сигнала напряжения, пропорционально входной величине тока, на входе АЦП.

В результате исследований предложен и при участии автора реализован новый принцип выделения ортогональных составляющих векторов основной гармоники аналогового сигнала из его отсчетов Х„ за один период Т в режиме скользящего интегрирования, сущность которого заключается в следующем. Для периодической функции Х0 =Л' ± и?) при движении во времени путем

«синхронного прохождения» по отсчетам функции J(t„) и коэффициенты пары ортогональных фильтров {Ка„} и \Кг„) при каждом новом значении времени t = nAt получают одни и те же наборы слагаемых {Ka„*J(t„)} и {Kr„-fit„)}, а значит неизменными будут оставаться и значения их сумм. Поэтому для рассматриваемого сигнала при указанных условиях значения ортогональных составляющих остаются постоянными, т.е. Xf{t) = const и XA(t) = const.

Предложенный способ формирования ортогональных составляющих соответствует проектированию преобразуемого вектора на взаимно ортогональные оси, синхронно вращающиеся вместе с ним. Получаемые значения Хг и Ха могут фильтроваться (сглаживаться) для исключения возможных больших выбросов не только в стационарных режимах, но и при резких возмущениях (например, при коротких замыканиях). При этом обеспечивается плавный переход к новым значениям контролируемого вектора в режиме возмущений. Указанные соображения правомерны также для модулей и фаз векторов.

Алгоритмическая реализация рассмотренного принципа формирования ортогональных составляющих заключается в следующем. Коэффициенты пары ортогональных фильтров {Ка„} и {Кгп}, выделяющих, соответственно, активную (проекция вектора на действительную ось) Ха„ и реактивную (проекция вектора

на мнимую ось) Хг„ ортогональные составляющие, есть значения cos{n ~-) и sin(// ~•) для Аффиксированных значений аргумента [п = 0,1,... (N- 1)].

Массивы значений Кап = cos(n ■ и Krn = sin(n • для выбранного значения N являются константами программы. Задавать их целесообразно с точностью до Ю-4 , те. не менее, чем с четырьмя знаками после десятичной точки. В зависимости от вычислительных ресурсов N может принимать одно из значений следующего ряда: 24, 36,48, 72.

Общий алгоритм фильтрации для получения и-ных значений ортогональных составляющих j-го сигнала Xanj и XanJ при n>N:

Здесь операция «mod» -деление по модулю N -дает в результате остаток от деления (п - N + i) на N.

Вычисления Xanj и Xrnj по формулам (5а) и (56) необходимо и достаточно выполнить один раз при инициализации процесса, а затем вести расчеты по рекуррентным формулам для активной составляющей

(5а)

(56)

Хап.,,=ХапГ2--Ка

mod( n-N N )

(6a)

и аналогично и для реактивной составляющей

mod{ n-N N )

■X,

(66)

т.е. из предыдущего значения составляющей вычитается «устаревшая» компонента суммы произведений коэффициентов фильтра на отсчеты сигналы и прибавляется новая такая компонента.

Целесообразно построить алгоритм таким образом, чтобы и при инициализации использовать только экономные рекуррентные формулы (6а), (66) и, таким образом, сделать алгоритм совершенно однородным или одинаковым для всего процесса. Для этого необходимо сделать первоначальное обнуление массивов Ха, Хг ортогональных составляющих для всех сигналов, а также массивов мгновенных значений.

Для сокращения времени вычислений на повторные умножения мгновенных значений сигналов на коэффициенты ортогональных фильтров необходимо хранить получаемые произведения в кольцевой памяти, обновляя их набор по тому же алгоритму, как и для наборов (массивов) отсчетов Х„ входных сигналов и ортогональных составляющих Xanj и Xrnj.

В работе предложены алгоритмы формирования технологических параметров для задач противоаварийного управления в энергосистемах: выделение составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей; определение действующих значений; вычисление активных и реактивных мощностей и т.п.

В результате выполненных исследований автором были разработаны аппаратные и программные средства измерительного преобразователя (ИП), который должен обеспечивать прием необходимого количества контролируемых сигналов с минимально возможным временем преобразования и сохранением частотных характеристик входных сигналов.

Основу данного ИП составляет сигнальный процессор фирмы Analog Devices типа ADSP-218x с контроллером DMA и программируемая логическая матрица серии EPM7128Sxx фирмы ALTERA, на базе которой реализованы функции интерфейса данного модуля и контроля периферии (рис. 2).

На вход ИП подключаются сигналы тока и напряжения контролируемого энергообъекта через согласующие разделительные трансформаторы. С частотой выборки АЦП (порядка 400 кГц), происходит оцифровка величины каждого предварительно отфильтрованного входного сигнала с предварительно установленным коэффициентом усиления. Полученные значения складируются в буфер, где производится их обработка. При достижении необходимого числа наборов входных величин, обработанные данные отсылаются по каналу прямого доступа в память центрального процессора через

шину ISA или по запросу от центрального процессора непосредственно через шинный обмен данными.

Рис 2. Структурная схема модуля аналогового ввода с сигнальным процессором

Во второй главе выполнен анализ структур и функций устройств противоаварийной автоматики локального уровня (воздушных линий -ПА ВЛ), решающих задачи: фиксации отключения линии (ФОЛ), фиксацию перегрузки линии или группы линий (ФП), автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР), автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН).

Существующие системы ПА, связанные с использованием электронной и часто электромеханической аппаратуры, физически и морально устарели, не приспособлены к восприятию цифровой информации и требуют неотложной реконструкции и модернизации для поддержания требуемого уровня надежности и эффективности процессов выработки, передачи и распределения электроэнергии. Поэтому проблемы технического совершенства отечественных устройств ПА, расширения их функциональных возможностей, повышающими надежность функционирования энергосистем, являются весьма актуальными, и решению этих проблем посвящена настоящая работа.

Важное место в системе ПА занимают устройства ПА наиболее распространенного и важного «системного» элемента - воздушных линий (ВЛ).

Поэтому ещё в 1990- 1991 годах в институте «Энергосетьпроект» были выполнены научно-исследовательские работы, в результате которых были разработаны технические требования и определены основные проблемы, которые необходимо решать при разработке программируемых устройств ПА, и в частности ПА ВЛ на базе мажорированного комплекса типа ТА-101. Состав задач МП устройства ПА В Л определялся по существу алгоритмами функционирования пусковых и исполнительных устройств автоматического аварийного управления мощностью, традиционно осуществляющими :

• фиксацию отключения линии (ФОЛ);

• автоматического ограничения повышения напряжения (АОПН);

• фиксацию перегрузки линии или группы линий по активной мощности или по углу между векторами напряжений по концам контролируемого участка электропередачи (ФП);

• автоматическую ликвидацию асинхронного режима (АЛАР).

В последние годы разработчики устройств ПА пошли по пути прямого копирования алгоритмов традиционных (электромеханических и электронных) устройств. Вместе с тем традиционные алгоритмы устройств ПА нижнего уровня и, в том числе, ПА ВЛ в определяющей мере были связаны с ограниченными возможностями технических средств для их реализации.

Именно поэтому в указанных и последующих разработках института «Энергосетьпроект», и в том числе, выполненных автором в рамках настоящей работы, основной принцип создания технологических алгоритмов программируемых устройств ПА связан не с копированием традиционных алгоритмов, а с учетом возможностей и особенностей современных программно-технических средств.

Опыт разработок на основе комплекса ТА-101, с одной стороны, оказался неудачным. Стремление максимально использовать вычислительные и аппаратные возможности такого рода комплекса, возложив на него выполнение функций целого ряда устройств нижнего уровня, не только существенно осложнили организацию функционирования различных задач комплекса (например, фиксацию отключения линии, фиксацию статической и динамической перегрузки электропередачи, защиту от повышения напряжения, автоматику ликвидации асинхронного режима в составе устройства ПА ВЛ), его конструкцию, а также проблемы вывода в ремонт, которая для мажорированных комплексов пока не имеет приемлемого решения.

Вместе с тем, с другой стороны, опыт разработок на основе комплекса ТА-101 показал, что использование современной микропроцессорной элементной базы позволяет решить ряд технологических задач противоаварийного управления (ПУ) более эффективно по сравнению с

традиционными средствами как с точки зрения экономии аппаратуры, так и с точки зрения реализации алгоритмов решения поставленных задач, которые могут быть достаточно простыми и удобными для настройки в условиях эксплуатации. Поэтому имеется потребность в устройствах ПА ВЛ с существенно расширенными функциональными возможностями, повышающими надежность функционирования энергосистем. Реализация таких устройств связана с внедрением программируемых (микропроцессорных) технических средств, обладающих расширенной самодиагностикой и возможностями интеграции с другими системами. Такие устройства должны иметь возможность интеграции в составе АСУ ТП энергообъектов и дистанционного оперативного изменения (перестройки) уставок.

Фиксация перегрузки линии или группы линий до настоящего времени осуществляется двумя группами следующих устройств.

Автоматика разгрузки при перегрузке по мощности элементов сети (АРПМ) разгружает сети при перегрузке по мощности, фиксируемой по превышению текущей мощностью, передаваемой по ЛЭП или по сечению, (в том числе по сочетанию текущего или предшествующего значений мощности и его производной). Она состоит из устройства фиксации перегрузки по активной мощности (УФПМ), выполняющего роль пускодозирующего управления (ПДУ). Все УФПМ, выполненные на основе трех однофазных реле мощности либо на основе панелей ПДЭ2103, ШП2702 фиксируют увеличение активной мощности до заданного значения и в заданном направлении (обычно трехфазной или в каждой из трех фаз), в том числе с контролем производной мощности.

Автоматика разгрузки при фиксации перегрузки линий электропередачи по значению фазового угла (АРПФУ) разгружает сеть при перегрузке, фиксируемой по увеличению фазового угла электропередачи (в том числе и по сочетанию текущего или предшествующего угла со скольжением, т.е. производной угла). Она состоит из устройства фиксации повышения фазового угла (УФПФУ) между напряжениями по концам ЛЭП или транзита из нескольких ЛЭП, выполняющего роль ПДУ, иногда дополненного устройством контроля предшествующего режима (УКПР). Устройство фиксации повышения фазового угла выполняется на панелях типа ПА-501, ШДЭ2601.

Большинство эксплуатируемых устройств типа АЛАР, к сожалению, имея ограниченные возможности и несовершенство традиционной аппаратуры, в большой мере ограничивают технические показатели этих устройств. Так для используемых до настоящего времени устройств АЛАР характерны следующие недостатки:

• невозможность выявления асинхронного режима (АР) ранее момента наступления максимального значения критического угла;

• невозможность фиксации АР при большой скорости изменения угла (в наиболее тяжелом случае этого режима), связанная с ограниченным быст-

родействием электромеханических реле, сравнимым с возможной длительностью АР, а также несовершенным способом выявления нарушения устойчивости на первом цикле асинхронного хода;

• сложность и недостаточная надежность согласования статических и динамических характеристик срабатывания разнотипных реле (тока, сопротивления, мощности), приводящие к отказу устройства АЛАР в некоторых возможных схемах сети, наиболее вероятному при повышенных скоростях изменения угла в АР.

Устранение в большей мере изложенных недостатков возможно при переходе на прямые принципы контроля угла и скольжения для выявления и ликвидации АР. Реализация устройства АЛАР-М на основе контроллера нижнего уровня, разработанного при участии автора, позволяет повысить эффективность его функционирования. При этом удается решить две взаимосвязанные задачи:

• создать вычислительную систему, способную обрабатывать в темпе реального времени контролируемые сигналы (токи и напряжения) и принимать решения о рациональных воздействиях на энергосистему;

• реализовать более сложные и эффективные по сравнению с традиционными алгоритмы и программы распознавания асинхронного режима или угрозы его возникновения.

Принцип действия разработанного в институте «Энергосетьпроект» при участии автора микропроцессорного устройства АЛАР-М базируется на использовании алгоритма распознавания двухмашинного асинхронного режима (АР) и выявления наличия электрического центра качаний (ЭЦК) на контролируемом участке электроэнергетической системы (ЭЭС) и реализует технические возможности прогнозирования развития асинхронного процесса на основе граничных фазовых траекторий «угол - скольжение». Алгоритм построен на расчетном определении векторов напряжений и углов между ними в двух узлах, ограничивающих контролируемую зону. Расчет векторов напряжений в контролируемых узлах ЭЭС осуществляется в реальном времени на основе использования векторов прямых последовательностей измеряемых токов и напряжений в месте установки устройства и набора эквивалентных сопротивлений электропередачи. Одновременно с фиксацией углов между векторами напряжений устройство фиксирует знак скольжения асинхронно движущихся частей энергосистемы.

Для ограничения повышения напряжения на линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения в условиях их одностороннего трехфазного или однофазного отключения предусматриваются автоматические устройства ограничения повышения напряжения (АОПН).

Известны недостатки применяемых до настоящего времени электромеханических и микроэлектронных устройств АОПН, именовавшихся защитами от повышения напряжения (ЗПН). Устройства ЗПН на основе

электромагнитных реле РН-58 реагируют на действующие значения контролируемого напряжения и не защищают оборудование от повышения напряжения из-за наличия высших гармонических составляющих. Кроме того такие устройства обладают недостаточной чувствительностью из-за низкой величины коэффициента возврата. Разработанные измерительные органы на основе реле напряжения типа РНВК с высоким коэффициентом возврата не получили применения из-за ряда следующих недостатков: возможность ложного самозапуска из-за неудовлетворительной помехоустойчивости, неустойчивость функционирования при близких к уставке напряжениях, большое время срабатывания и т.п.

Более совершенное и в настоящее время традиционное решение реализовано на основе микроэлектронной аппаратуры шкафа ШП 2704, в котором предусмотрены чувствительная и грубая ступени измерительных органов напряжения, а также контроль активной и реактивной мощностей защищаемой линии электропередачи. Выдержка времени грубой ступени отстраивается от времени срабатывания линейных разрядников. Выдержку времени чувствительной ступени целесообразно было бы задавать в соответствии с вольт-временной характеристикой оборудования. Однако из-за большой разницы в уставках по величине напряжения срабатывания грубой и чувствительной ступеней, в случае срабатывания последней приходится рассчитывать на наиболее тяжелый случай, когда контролируемое напряжение превышает уставку чувствительной ступени и близко по величине к уставке грубой ступени. Именно поэтому выдержка времени чувствительной ступени определяется достаточно высокой уставкой по напряжению грубой ступени. Этим и определяются излишние нежелательные коммутации защищаемого оборудования.

К существенным недостаткам традиционного исполнения АОПН на базе ШП 2704 относятся:

• излишние отключения защищаемого оборудования;

• невозможность учета накопительного эффекта воздействия напряжения и реального числа таких воздействий;

• невозможность контроля повышения напряжения в диапазоне до 1,1 Utft.

В третьей главе рассмотрены традиционные средства автоматики ограничения напряжения, предложены и обоснованы основные принципы организации функционирования задачи автоматического ограничения повышения напряжения, представлена разработанная структура программно-технических средств микропроцессорного устройства автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН-М), рассмотрены возможности повышения эффективности алгоритма АОПН-М за счет использования предложенной аппроксимации вольт-временной характеристики защищаемого оборудования.

В настоящее время приемочной комиссией ФСК ЕЭС рекомендовано для использования в эксплуатации микропроцессорное устройство автоматики ограничения повышения напряжения с контролем ресурса оборудования (АОПН-М). Технологические алгоритмы этого устройства и его программно-технические средства разработаны автором.

Разработанное микропроцессорное устройство автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН-М) предназначено для ограничения длительности воздействия повышенного напряжения на аппаратуру линий и подстанций 110- 750 кВ в месте его установки. Применение устройства позволяет повысить надежность и эффективность работы электрооборудования при повышениях напряжения в электрической сети. Устройство заменяет собой эксплуатируемые устройства противоаварийной автоматики аналогичного назначения.

В основу алгоритма работы АОПН-М положен метод ограничения длительности перенапряжения с использованием стандартных табличных зависимостей вольт-временной характеристики (ВВХ) - «допустимое повышение напряжения - допустимое время» (ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции»).

Алгоритм основан на определении максимального и действующего значений напряжения и их сравнении со значениями допустимых кратковременных повышений напряжения для электрооборудования классов напряжения от 110 до 750 кВ.

Расчет максимальных и действующих значений по мгновенным значениям напряжения осуществляется пофазно. При фиксации перенапряжения, определяется величина текущей допустимой длительности воздействия перенапряжения на изоляцию оборудования, исходя из ВВХ. При этом учитывается значение исчерпанного ресурса при данном перенапряжении, так и «предыстория». Значение допустимой длительности воздействия перенапряжения выбирается для наиболее «тяжелой» фазы, для которой эта величина является наименьшей (минимальная допустимая длительность перенапряжения).

В алгоритме устройства предусмотрено 3 ступени управления (предварительная, первая и вторая), определяемые уровнем контролируемого напряжения. Особенности алгоритма устройства связаны с тем, что внутри каждой ступени управления, благодаря используемым программно-техническим средствам, имеется возможность реализовать поддиапазоны управления (в соответствии с ГОСТ 1516.3-96), которые позволяют осуществлять управление с учетом ресурса защищаемого оборудования.

На предварительной ступени управления предусмотрена возможность осуществления управления средствами снижения напряжения: форсировка статических компенсаторов, переключение вольтдобавочных трансформато-

ров с целью снижения коэффициентов трансформации силовых автотрансформаторов с задаваемой выдержкой времени. На второй ступени предусмотрены включения шунтирующих реакторов с заданной выдержкой времени, а на второй - отключение линии. Если в результате срабатывания одной из ступеней (например, предварительной ступени) напряжение не нормализовалось, то через определенное время производится переход на использование средств управления следующей ступени и т.д. При отказе выключателя линии (после команды на отключение линии) с дополнительной выдержкой времени производится действие устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ).

В АОПН-М предусмотрено взаимодействие с аналогичным устройством противоположного конца линии посредством высокочастотных (ВЧ) каналов связи КС:

• передача через ВЧ-передатчик (ПРД) на противоположный конец линии телесигналов управления: телевключение реакторов (ТВР), телеотключение линии (ТОЛ);

• прием через ВЧ-приемник (ПРМ) с противоположного конца линии телесигналов управления ТВР, ТОЛ.

Структурная схема пофазного функционирования АОПН-М приведена на рис. 3.

Ввод токов и напряжений энергообъекта осуществляется через согласующие трансформаторы тока и напряжения, обеспечивающие гальваническую развязку аппаратуры устройства от первичных трансформаторов тока и напряжения.

Цифровая часть устройства содержит двухпроцессорную систему, состоящую из «блока ввода» и «блока центрального процессора».

Блок ввода осуществляет ввод, аналого-цифровое преобразование и обработку контролируемых токов и напряжений в широком диапазоне изменения входных величин. Сущность обработки заключается в цифровой фильтрации с целью получения ортогональных составляющих входных сигналов токов и напряжений, что позволяет на их основе получить необходимый набор требуемых технологических параметров для реализации задач ПА.

Установка в блок аналогового ввода сигнального процессора (СП), позволяет производить расчеты и преобразование оцифрованных входных величин, управлять всеми узлами аналого-цифрового канала и осуществлять обменом данными с модулем центрального процессора.

Блок центрального процессора выполняет обработку информации получаемой от периферийных блоков устройства (портов дискретного ввода-вывода, клавиатуры, ЖКИ, портов последовательной связи) и формирует необходимые информационные сигналы.

Рис. 3. Структурная схема пофазного функционирования АОПН-М

Для повышения точности определения остаточного ресурса изоляции электрооборудования при перенапряжении целесообразно представлять вольт-временную характеристику (ВВХ) защищаемого оборудования не в виде табличных значений, а в виде аналитической зависимости.

По виду кусочно аппроксимированной кривой ВВХ (рис. 4), можно предположить, что кривая будет описываться гиперболическим уравнением, так как очевидно наличие двух асимптот.

|8|—,-,-,-,—

U, o.e. f

О 2000 «ООО 6000 8000 МО4 12 10* 14 10* 1 б |04 18 Ю4 ! 1)' 2.2 104 14 Ю4 2 6 I04 2 8 Н>4 f

Рис 4 Вид аппроксимированной ВВХ для оборудования напряжения 750 кВ

При этом проанализированы и предложены варианты математических уравнений кривых гиперболического типа, вычисляемых на основе имеющихся табличных данных ВВХ:

u(t) = i+exp(K-ln(t)+b),

U(t) =

ехр(К ln(t) + b) t

(7а) (76)

где КиЬ- поправочные коэффициенты прямой вида:

1п(м>) = К-1п(1) + Ъ, (8)

где м> - значение ресурса изоляции оборудования, которое определяется различной связью времени и напряжения:

w~t-(U-l),

W»t U2.

(9) (10)

В четвертой главе определены основные функции устройства фиксации отключения линии (ФОЛ) в задачах автоматического предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ), предложен усовершенствованный алгоритм ФОЛ при выполнении его на микропроцессорной аппаратной базе. Система АПНУ тепловой станции вырабатывает управляющие воздействия на устройства быстродействующего аварийного управления мощностью турбин. Воздействия должны быть строго дозированными, что обеспечивает устройство автоматической дозировки управляющих воздействий (АДВ). Современная АПНУ (рис. 5) является весьма сложной системой, функционирование которой при авариях на отходящих от станции линиях начинается

Рис. 5. Структурная схема ПА района противоаварийного управления (ПО - пусковой орган, ИО - измерительный орган, ИУ - исполнительные устройства, АДВ - устройство автоматической дозировки управляющих воздействий, АЗД - устройство автоматического запоминания дозировки)

с «пусковых» аварийных (кратковременных) сигналов от устройств типа ФОЛ в районе управления. Сигналы ФОЛ информируют об аварийных отключениях линий и являются пусковыми сигналами для АПНУ. Те же ФОЛ выдают в устройство АДВ «ремонтные» (длительные) сигналы, которые обеспечивают информацию о топологии (схеме) контролируемой сети, с учетом которой в дальнейшем определяются необходимые управляющие воз-

действия - мероприятия по сохранению устойчивости в результате возникновения аварийных режимов, фиксируемых «пусковыми» органами.

Таким образом, ФОЛ традиционно выполняет две функции:

• выявление моментов аварийных отключений линий, сопровождающихся набросами мощности и опасными перегрузками параллельных линий, автотрансформаторов и другого оборудования («пусковые» кратковременные сигналы);

• идентификации доаварийных ремонтных схем сети («ремонтные» длительные сигналы).

Учитывая, что устойчивость станции определяется не только отключениями линий, но и процессами при их повторном включении устройствами АПВ (УАПВ), предлагается возложить на ФОЛ выполнение третьей функции:

• прогноз функционирования устройства АПВ, выполняемый путем сбора и обработки текущей информации от самого УАПВ.

Современное УАПВ линии сверхвысокого напряжения - достаточно сложное устройство, которое «само решает» отключать одну или три фазы, производить повторное включение путем О АПВ или ТАПВ. Кроме того, УАПВ может оказаться в момент аварии просто выведенным из работы. АДВ, установленная на станции не может предугадать действие АПВ удаленной линии. Естественно возложить связь между УАПВ и АДВ именно на ФОЛ.

Реализация традиционного устройства ФОЛ основана на использовании контактов реле из схемы управления выключателями. Такое решение связано с необходимостью использования сложных и ненадежных цепей из схемы управления выключателями. Кроме того, в современных условиях при известной экспансии не только импортной аппаратуры РЗА, но и первичного оборудования (в том числе, выключателей с неизвестными схемами управления) реализация традиционных решений ФОЛа может стать весьма проблематичной. Поэтому представляется целесообразным осуществить ФОЛ на основе информации об электрических параметрах линии, полученной посредством разработанной автором высокопроизводительной системы измерения и первичной обработки аналоговой информации. Выполненный анализ известных алгоритмов ФОЛ на основе контроля электрических параметров линии выявил их существенные недостатки, а именно: зависимость от потоков реактивной составляющей, учет которой усложняет и часто делает невозможным выбор параметра срабатывания (при контроле дифференциального тока параллельных линий); необходимость дополнительно определять значения напряжения ВЛ и осуществлять контроль исправности вторичных цепей напряжения (при контроле дифференциальной активной мощности и сброса полной активной мощности).

В результате такого анализа автором был разработан алгоритм функционирования задачи ФОЛ основанный на контроле фазных токов линии

электропередачи с прогнозом тяжести отключения в зависимости от вида автоматического повторного включения (АПВ).

Предусматривается установка устройства на каждой из сторон линии для определения момента её отключения только с одной стороны. При этом определяются:

• отключение фазы линии до ОАПВ;

• трехфазное отключение линии до ТАПВ;

• трехфазное отключение линии без ТАПВ;

• длительное трехфазное отключение линии при неуспешном ОАПВ, ТАПВ или их отсутствии;

• отключение линии с одной стороны (ремонт) для учёта в устройстве АДВ при настройке других пусковых органов;

• включение линии с одной стороны после ремонта для учёта в устройстве АДВ при настройке других пусковых органов. Включение линии после ремонта с двух сторон фиксируется в устройстве АДВ при наличии сигналов о включении линии с обеих сторон.

Рассматриваемый алгоритм основан на контроле величины тока через выключатели присоединения линии. Факт отключения каждой фазы линии определяется по равенству нулю значения измеренной величины фазного тока. Включение фазы линии обнаруживается, если значение измеренной величины тока через выключатель не равно нулю. Анализ состояния линии предполагается определять исходя из сформированных значений ортогональных составляющих основной частоты (50Гц) измеренных токов.

В алгоритме предусмотрен ввод исходной доаварийной информации для отработки циклов АПВ:

• сигнал о наличии устройства УТАПВ;

• сигнал о вводе или выводе устройства УТАПВ при его наличии,

и дополнительной аварийной информации:

• о действии РЗ на отключение одной фазы линии через устройство ОАПВ;

• о действии РЗ на трехфазное отключение линии.

Основываясь на входной информации как дискретной (доаварийная и аварийная информация), так и аналоговой (определение значения тока протекающего через выключатель) производиться анализ всех трех фаз линии с выдачей соответствующей информацией:

• однофазное отключение до ОАПВ;

• трехфазное отключения без УТАПВ;

• трехфазное отключении до УТАПВ;

• длительное трехфазное отключение линии;

• ремонт линии;

• включение линии с одной стороны.

Информация о ремонте или включении с одной стороны удерживаются длительно, пока линия находиться в таком состоянии.

Для реализации микропроцессорного устройства ФОЛ предполагается использовать разработанную в настоящей работе унифицированную структуру микропроцессорных устройств противоаварийного управления локального уровня.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы и разработаны методы и технические средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств измерения и противоаварийного управления в энергосистемах.

2. Предложен и реализован способ усреднения восстановленных сигналов, позволяющий, в сочетании с применением пересчетных коэффициентов при аналого-цифровом преобразовании, практически исключить необходимость подстройки частоты сканирования для обеспечения требуемой точности преобразования Фурье при возможных отклонениях частоты контролируемых электрических сигналов от номинальной.

3. Исследованы и разработаны алгоритмы формирования технологических параметров для задач управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах на основе операций с ортогональными составляющими преобразуемых сигналов.

4. Разработана базовая структура измерительного преобразователя для реализации микропроцессорных устройств измерения и управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

5. Разработана унифицированная структура микропроцессорных устройств противоаварийного управления локального уровня, на базе которой, кроме реализованного устройства АОПН-М, могут быть реализованы микропроцессорные устройства фиксации отключения линии электропередачи и фиксации перегрузки.

6. Предложен и реализован алгоритм автоматического ограничения повышения напряжения, обеспечивающий учет накопительного эффекта воздействия напряжения и реального числа таких воздействий.

7. Предложен метод аппроксимации вольт-временных характеристик высоковольтного оборудования, позволяющий повысить эффективность реализации алгоритма АОПН с учетом накопительного эффекта.

8. Разработан алгоритм функционирования задачи фиксации отключения линии электропередачи с учетом различных видов автоматического повторного включения, основанный на контроле фазных токов линии электропередачи.

9. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для микропроцессорного устройства автоматики ограничения повышения напряже-

ния (АОПН-М) ВЛ 110-750 кВ, рекомендованного для промышленного производства комиссией ФСК ЕЭС.

10. Разработаны программно-технические средства модулей измерительных преобразователей электрических величин для системы измерения комплекса управления, регулирования мощности (СИ КУРМ) на электропередаче Россия - Финляндия (Выборгский преобразовательный комплекс МЭС Северо-Запада).

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1 Акинин A.A. Програмно-технические средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств релейной защиты и противо-аварийной автоматики энергосистем // Вторая научно-техническая конференция молодых специалистов электроэнергетики - 2003: Сб. докл. - М., 2003. - С. 242 - 244

2. Акинин A.A., Любарский Д.Р., Россовский ЕЛ. Средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики энергосистем // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: Мат. 3-й Межд. науч.-пракг. конф. -42,- Новочеркасск, 2003. - С. 46 - 50

3 Akinin A., Lyubarsky D., Rossovsky Е. Input and transformation of electric values for microprocessor devices of relay protection and emergency automatics of power supply systems/ POWER AND ELECTRICAL ENGINEERING, Scientific Proceedings of Riga Technical University, S. 4-9, Riga, 2003. - P.185 - 189

4. Акинин A.A., Любарский Д.Р., Россовский ЕЛ. Программно-технические средства формирования технологических параметров для микропроцессорных устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики энергосистем // Проблемы сучаспо1 электротехнда: Техшчна электродинамика -43- Нацюнальна академ1'я наук Украши. - Khíb, 2004. - С. 24 - 27.

5 Акинин A.A. Программно-технические средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики энергосистем / Под ред. В.А. Шуина, М.Ш. Мисриханова, A.B. Мошкарина // Повышение эффективности работы энергосистем: Тр. ИГЭУ. - Вып. VII - М.: Энергоатомиздат, 2004. - С. 478 - 486.

6 Акинин A.A., Иванов И.А, Любарский Д.Р. Микропроцессорное устройство автоматики ограничения повышения напряжения с контролем ресурса оборудования // Вестник ИГЭУ. - 2005. - Вып. 1. - С. 92 - 97.

7. Микропроцессорные средства противоаварийной автоматики локального уровня / A.A. Акинин, А.Б. Ваганов, Д.Р. Любарский и др. / Под ред. В.А. Шуина, М.Ш. Мисриханова, А.В Мошкарина. // Повышение эффективности работы энергосистем Тр. ИГЭУ - Вып. VII - М.: Энергоатомиздат, 2004. - С. 436 - 444.

í

I 1,

í í

¿OcDCfi

S05~3

5 0 5 Ô

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ВВОДА И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ

УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРОТИВОАВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ.

1.1 Постановка задачи.

1.2 Анализ изменения ортогональных составляющих входного сигнала.

1.3 Способы усреднения значений амплитуды сигнала, восстановленного по ортогональным составляющим.

1.4 Определение перерасчетных коэффициентов амплитуд входных сигналов.

1.5 Восстановление измеряемых величин тока и напряжения.

1.6 Алгоритмы формирования технологических параметров для задач измерения и противоаварийнош управления в энергосистемах.

1.7 Аппаратные и программные средства разработанного модуля аналогового ввода с сигнальным процессором.

1.8 Выводы к первой главе.

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ УСТРОЙСТВ ф ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ ЛОКАЛЬНОГО УРОВНЯ.

2.1 Состав задач противоаварийной автоматики воздушной линии (ПА В Л).

2.2 Фиксация отключения воздушной линии электропередачи.

2.3 Фиксация перегрузки линии или группы линий электропередач.

2.4 Ликвидация асинхронного режима в энергосистеме.

2.5 Ограничение повышения напряжения на воздушных линиях электропередач.

2.6 Выводы ко второй главе.

ГЛАВА 3. ЗАДАЧА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОГРАНИЧЕНИЯ ф ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ.

3.1 Традиционные средства автоматики ограничения повышения напряжения.

3.2 Принципы организации функционирования задачи автоматического ограничения повышения напряжения с учетом кумулятивного эффекта.

3.3 Структура программно-технических средств микропроцессорной автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН-М).

3.4 Аппроксимация вольт-временной характеристики.

3.5 Испытания устройства АОПН.

3.6 Выводы к третьей главе.

ГЛАВА 4. АВТОМАТИКА ФИКСАЦИИ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ.

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.

4.1 Место устройства автоматики фиксации отключения линии в решении задач АПНУ.

4.2 ФОЛ на основе дифференциального токового пускового органа.

• 4.3 ФОЛ на основе дифференциального органа активной мощности.

4.4 ФОЛ на основе фиксации полного сброса активной мощности.

4.5 Предложенный алгоритм ФОЛ на основе контроля электрических параметров (контроля значений тока через выключатели).

4.6 Предлагаемая структура программно-технических средств для реализации задачи ФОЛ.

4.7 Выводы к четвертой главе.

Актуальность темы. Решение задачи обеспечения надежности и эффективности функционирования энергосистем в современных условиях в большой мере связано с техническим совершенством релейной защиты (РЗ) и противо-аварийной автоматики (ПА) электроэнергетических систем (ЭЭС) [1,2].

Вопросам развития и совершенствования ПА, прежде всего, магистральных электрических сетей сверхвысокого напряжения (СВН) 330-750 кВ, в России всегда уделялось значительно больше внимания, чем за рубежом. Весьма немногочисленные устройства ПА зарубежных фирм повторяют в основном принципы, разработанные и использовавшиеся в нашей стране. Теоретические и экспериментальные исследования по разработке принципов выполнения, алгоритмов функционирования и технической реализации ПА в России проводятся во ВНИИЭ, в НИИПТе, ВЭИ, институте «Энергосетьпроект» (г. Москва) и других организациях. Значительный вклад в развитие принципов выполнения и создание комплекса устройств ПА в России внесли советские и российские ученые Федосеев A.M., Ермоленко В.Н., Луганский Я.Н., Совалов С.А., Иофьев Б.И., Ковалёв В.Д., Кощеев Л.А., Овчаренко Н.И., Саухатас А.-С.С., Семенов В.А., Любарский Д.Р.*, Наровлянский В.Г. и др.

Анализ состояния устройств РЗ и ПА в электрических сетях 110-750 кВ показывает, что в настоящее время в российской электроэнергетике основную часть устройств РЗ и ПА (95-97%) составляют электромеханические устройства, доля микроэлектронных устройств составляет ориентировочно 3-4%, а доля микропроцессорных устройств РЗ и ПА не превышает 1%. При этом в среднем примерно 25% устройств РЗ и ПА в рассматриваемых сетях находится в эксплуатации более 20-25 лет, что свидетельствует об их моральном и физическом износе [3,4].

В последние годы в энергосистемах России начался процесс интенсивного

Автор выражает глубокую благодарность зав. НИЛ РЗА института «Энергосетьпроект» (г. Москва) к.т.н. Любарскому Д.Р. за научные консультации при выполнении настоящей работы. внедрения микропроцессорных (МП) устройств РЗА, разработанных как иностранными (ABB, SIEMENS, ALSTOM, Schneider Electric), так и российскими фирмами (ЭКРА, Радиус-Автоматика, ВНИИР, Механотроника и др.), обеспечивающих возможность реализации новых, более эффективных способов и алгоритмов функционирования, получения улучшенных характеристик срабатывания по сравнению с традиционными в устройствах РЗ на электромеханической и микроэлектронной элементной базе, реализации в одном МП устройстве как функций РЗ, так и ряда дополнительных функций (измерения электрических величин, регистрации процессов, определения места повреждения на линии, диагностики состояния устройства РЗА и др.), повышения удобства наладки и эксплуатации устройств РЗА и др.

Реализация большинства задач ПА в России в настоящее время по-прежнему основана на использовании в основном электронной и электромеханической аппаратуры, характеризующейся ограниченными функциональными возможностями, недостаточными показателями надежности, а также повышенными материалоемкостью и энергопотреблением.

Поэтому задачи, связанные с разработкой отечественных микропроцессорных устройств противоаварийной автоматики, а также с совершенствованием математического, алгоритмического и программного обеспечения этих устройств, расширяющего их функциональные возможности, являются актуальными.

Цель работы заключается в повышении технического совершенствования противоаварийной автоматики локального уровня электрических сетей СВН путем разработки новых принципов выполнения и технических средств, основанных на использовании МП элементной базы.

Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:

1. Исследование и разработка методов и средств ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств ПА.

2. Исследование и разработка алгоритмов формирования технологических параметров для задач управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

3. Разработка унифицированной базовой структуры измерительного преобразователя для реализации микропроцессорных устройств измерения и управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

4. Разработка унифицированной структуры микропроцессорных устройств противоаварийного управления локального уровня.

6. Исследование и разработка новых технологических алгоритмов для задачи автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН).

7. Исследование и разработка новых технологических алгоритмов для задачи фиксации отключения линии электропередачи (ФОЛ).

Основные методы научных исследований. Для решения поставленных в работе задач использованы: теория электрических цепей, методы линейной алгебры, современные методы математического моделирования, аналитические и численные методы анализа с использованием ЭВМ.

Научная новизна и значимость полученных результатов, по мнению автора, заключается в следующем:

1. Предложен способ обеспечения требуемой точности преобразования Фурье при возможных изменениях частоты контролируемых электрических сигналов путем усреднения восстановленных сигналов.

2. Предложен алгоритм действия автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН), основанный на учете вольт-временных характеристик изоляции защищаемого оборудования.

3. Предложен алгоритм функционирования автоматики фиксации отключения линии (ФОЛ), основанный на контроле фазных токов с учетом доаварийной информации о наличии, видах и работе АПВ и аварийной информации о действии РЗ, для автоматики предотвращения нарушения устойчивости.

Достоверность результатов и обоснованность основных научных положений, полученных в диссертационной работе, подтверждается исследованиями и экспериментами, выполненными как на физических и математических моделях, так и в условиях действующих электроэнергетических объектов.

Практическая ценность результатов работы заключается в следующих основных положениях:

1. Разработаны программно-технические средства базового модуля измерительного преобразователя электрических величин для микропроцессорных устройств управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем.

2. Разработаны способы аппроксимации вольт-временных характеристик высоковольтного оборудования для реализации устройства АОПН.

3. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для реализации микропроцессорных устройств АОПН, АЛАР и ФОЛ.

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований и разработок использованы:

1. В ОАО «Институт «Энергосетьпроект» при выполнении:

• проектов противоаварийной автоматики с использованием микропроцессорных устройств автоматики ограничения повышения напряжения типа АОПН-М; устройства АОПН-М рекомендованы для промышленного производства комиссией ФСК ЕЭС;

• системы измерения комплекса управления перетоками активной мощности (СИ КУРМ) на электропередаче Россия - Финляндия (Выборгский преобразовательный комплекс МЭС Северо-Запада).

2. В МЭС Северо-Запада (Выборгский преобразовательный комплекс) при внедрении в эксплуатацию программно-технического комплекса (ПТК) СИ КУРМ.

3. В ОАО «Вологдаэнерго» для реализации электроэнергетических задач АСУ ТП (подстанция «Усть-Алексеево») в составе ПТК «Космотроника-Э».

4. В НПП «Энергоизмеритель» (г. Москва) при серийном выпуске устройства АОПН-М и устройства ликвидации асинхронного режима типа АЛАР-М.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структура базового модуля измерительного преобразователя электрических величин для микропроцессорных устройств управления в нормальных и аварийных режимах энергосистем.

2. Способ обеспечения точности преобразования Фурье при возможных колебаниях частоты контролируемых электрических сигналов путем усреднения восстановленных сигналов.

3. Алгоритм функционирования автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН), основанный на учете вольт-временных характеристик изоляции защищаемого оборудования.

4. Алгоритм функционирования автоматики фиксации отключения линии (ФОЛ), основанный на контроле фазных токов с учетом доаварийной информации о наличии, видах и работе АПВ и аварийной информации о действии РЗ, для автоматики предотвращения нарушения устойчивости.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и конкретных задач исследования, разработке методов и технических средств ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств ПА, алгоритмов формирования технологических параметров для задач ПА, базовой структуры измерительного преобразователя для ПА, унифицированной структуры микропроцессорных устройств ПА локального уровня, новых технологических алгоритмов для задачи АОПН, новых алгоритмов для задачи ФОЛ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались:

• на «Второй научно-технической конференции молодых специалистов электроэнергетики -2003», Москва, ОАО «ВНИИЭ», 2003 год;

• на «III Международной научно-практической конференции», Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2003 год;

• на «VIII Международной конференции «Проблемы современной электроники - 2004», Институт Электродинамики HAH Украины, Киев, Украина, 2004 год.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ [ 8,6,19,56,66,67,70].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 72 наименований. Основной текст раскрыт на 125 страницах.

Основные результаты теоретических исследований и разработок, связанные с решением проблемы повышения эффективности методов и средств измерения и противоаварийного управления в энергосистемах состоят в следующем:

1. Исследованы и разработаны методы и технические средства ввода и преобразования электрических величин для микропроцессорных устройств измерения и противоаварийного управления в энергосистемах.

2. Предложен и реализован способ усреднения восстановленных сигналов, позволяющий, в сочетании с применением пересчетных коэффициентов при аналого-цифровом преобразовании, практически исключить необходимость подстройки частоты сканирования для обеспечения требуемой точности преобразования Фурье при возможных отклонениях частоты контролируемых электрических сигналов от номинальной.

3. Исследованы и разработаны алгоритмы формирования технологических параметров для задач управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах на основе операций с ортогональными составляющими преобразуемых сигналов.

4. Разработана базовая структура измерительного преобразователя для реализации микропроцессорных устройств измерения и управления в энергосистемах в нормальных и аварийных режимах.

5. Разработана унифицированная структура микропроцессорных устройств противоаварийного управления локального уровня, на базе которой, кроме реализованного устройства АОПН-М, могут быть реализованы микропроцессорные устройства фиксации отключения линии электропередачи и фиксации перегрузки.

6. Предложен и реализован алгоритм автоматического ограничения повышения напряжения, обеспечивающий учет накопительного эффекта воздействия напряжения и реального числа таких воздействий.

7. Предложен метод аппроксимации вольт-временных характеристик высоковольтного оборудования, позволяющий повысить эффективность реализации алгоритма АОПН с учетом кумулятивного эффекта.

8. Разработан алгоритм функционирования задачи фиксации отключения линии электропередачи с учетом различных видов автоматического повторного включения, основанный на контроле фазных токов линии электропередачи.

9. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для микропроцессорного устройства автоматики ограничения повышения напряжения (АОПН-М) В Л 110-750 кВ, рекомендованного для промышленного производства комиссией ФСК ЕЭС.

10. Разработаны программно-технические средства модулей измерительных преобразователей электрических величин для системы измерения комплекса управления перетоками активной мощности (СИ КУРМ) на электропередаче Россия - Финляндия (Выборгский преобразовательный комплекс МЭС Северо-Запада).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1976, 560 с.

2. Иофьев Б.И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. М.: «Энергия», 1974, 416 с.

3. Биргель Э.Р. Состояние и проблемы развития средств противоаварийного управления в ОЭС Средней Волги. М.: Сборник докладов «XV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2002», 2002, с. 13-14.

4. Белотелов А.К. Пути повышения надежности функционирования устройств релейной защиты и автоматики. Электричество, №5, 1999, с. 2-4.

5. Алимов Ю.Н., Белотелов А.К., Добродеев K.M., Левиуш А.И, и др. Основные принципы построения релейной защиты оборудования 330-750 кВ с использование микропроцессорных устройств серии ШЭ2710.-М.: Электрические станции, №9, 2005, с. 42-45.

6. Кудрявцев В.Н., Балашов В.В., Королёв А.Г., Сдобин A.B. Опыт внедрения микропроцессорных защит в Мосэнерго. М.: Сборник докладов «XV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2002», 2002, с. 7-8.

7. Балашов В.В., Королёв А.Г., Кудрявцев A.B., Сдобин A.B. Опыт внедрения микропроцессорных защит в ОАО «Мосэнерго». -М.: Тезисы докладов «XIV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2000», 2000, с. 171-173.

8. Кислюков В.А., Пастухов B.C. Некоторые алгоритмы локальных устройств микропроцессорной противоаварийной автоматики для ОЭС Востока. М.: Сборник докладов «Релейная защита и автоматика энергосистем 2004», 2004, с. 130-135.

9. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. СПО ОРГРЭС. Москва 1997.

10. Шмурьев В.Я. Цифровая регистрация и анализ аварийных процессов в электроэнергетических системах. Учебное пособие. Санкт-Петербург 2003г.

11. Миронов В.Г. «Основы технологий цифровой обработки сигналов», ч.1. Свойство сигналов и современные средства их обработки. М.: Электричество, №3, 2001, с. 55-65.

12. Миронов В.Г. «Основы технологий цифровой обработки сигналов», ч.2. Математическое описание цифровых сигналов. М.: Электричество, №8, 2001, с. 60-69.

13. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B. Основы теории цепей. Госэнергоиздат, 1963.

14. Иофьев В.И. Структуры противоаварийной автоматики электроэнергетической системы. М.: Электричество, №1, 1997, с. 2-11.

15. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. «Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики вэнергосистемах», Москва, «Энергоатомиздат», 1990.

16. Беркович М.А., Гладышев В.А., Семенов В.А. «Автоматика энергосистем», Москва, «Энергоатомиздат», 1991.

17. Научно-технический отчет «Энергосетьпроекта». «Устройство противоаварийной автоматики высоковольтной воздушной линии на основе УВК типа ТА-101», инв. №13941, М., 1991, 65 е., 17 рис.

18. Макеев А.Н., Троценко А.А., Лобас Н.Э., Шабаршин А.А. Микропроцессорный комплекс локальной противоаварийной автоматики. -М.: Тезисы докладов «XIV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2000», 2000, с. 78-81.

19. Макеев А.Н. Цифровые устройства и аппаратура ПА в Тюменьэнерго. -М.: Сборник докладов «XV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2002», 2002, с. 17-18.

20. Арсентьев А.П., Нудельман Г.С., Шапеев A.A. Новые функциональные возможности устройств РЗА высокого напряжения. М.: Сборник докладов «Релейная защита и автоматика энергосистем 2004», 2004, с. 234-237.

21. Семенов В.А. «Противоаварийная автоматика в ЕЭС России», приложение к журналу энергетик. Москва, НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2004.

22. Барзам А.Б. Системная автоматика. Изд. 3-е, перераб. М., Энергия, 1973.

23. Иофьев Б.И. Принципы построения устройства прекращения асинхронного режима. М.: Электричество, №9, 1976, с. 6-11.

24. Ковалёв В.Д. Противоаварийное управление электрическими системами. М.: Электричество, №9, 2001, с. 38-49.

25. Гельфанд A.M., Глускин И.З., Фридман Л.И. Интегрированные системы управления подстанциями СВН в иерархии систем технологического управления ЕНЭС.- М.: Электрические станции, №5, 2004, с. 58-64.

26. Гоник Я.Е., Иглицкий Е.С. Автоматика ликвидации асинхронного режима. М.: Энергоатомиздат, 1984.

27. Бринкис К.А., Бочкарева Г.И., Саухатас А.-С.С. Микропроцессорное устройства предотвращения асинхронного хода. Электротехника, 1990, №2.

28. Якимец И.В., Глускин И.З., Наровлянский В.Г. Выявление асинхронного режима энергосистемы на основе измерения угла между ЭДС эквивалентных генераторов. Электричество, 1996, №9.

29. Якимец И.В., Глускин И.З., Наровлянский В.Г. Обобщенные способы выявления асинхронного режима энергосистемы. М.: Электричество, №11, 1997.

30. Горев A.A. Избранные труды по вопросам устойчивости электрических систем. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960 год.

31. ГОСТ 15163 96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ Требования к электрической изоляции».

32. Антипов K.M., Бобровский В.М., Коробков Н.М., Лаврентьев В.М., Мисриханов М.Ш., Лысков Ю.И., Седунов В.Н., Семенов В.А. «Электропередачи сверхвысокого напряжения ЕЭС России», Москва, «Энергоатомиздат», 2001, 384с.

33. Siemens AG, Power Transmission and Distribution Локализация (RUS) Copyright 1998-2001

34. Дальние электропередачи 750 кВ. Оборудование, подстанции / Под. ред. Некрасова А. М., Рокотяна С. С. М.: Энергия, 1975.

35. Беркович М. А., Комаров А. Н., Семенов В. А. Основы автоматики энергосистем. М.: Энергоиздат, 1981.

36. Розенблюм Ф. М., Иванов Л. К. Быстродействующие преобразователи мощности для устройств противоаварийной автоматики. М.: Электрические станции. № 2, 1985год.

37. Нудельман Г. С., Шамис М. А. Реле тока для устройств резервирования при отказе выключателей. Электротехническая промышленность. Аппараты низкого напряжения, 1981, вып. 4 (95).

38. Ю.И. Лысков, H.H. Соколов «Внутренние перенапряжения и защита от них в дальних электропередачах 500 кВ» Дальние электропередачи 500 кВ./под редакцией A.M. Некрасова и С.С. Рокотяна издательство «Энергия» Москва, 1964, с. 153.

39. Дементьев Ю.А., Кочкин В.И., Идиатуллов P.M., Папафанасопуло С.Г., Смирнов A.A., Смирнов С.Г. Применение статических компенсаторов для регулирования напряжения на подстанциях 330 и 500 kB.- М.: Электрические станции, №12, 2003, с. 31-36.

40. Александров Г.Н. Ограничение коммутационных перенапряжений на линиях электропередачи с помощью управляемых шунтирующих реакторов. -М.: Электричество, №1, 2001, с. 9-12.

41. Техника высоких напряжений : Изоляция и перенапряжения в электрических системах; Учебник для вузов/ Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С.; под общ. ред. Ларионова В.П. 3-е издание, перераб. и дополн. - М.: Энергоатомиздат, 1986, 464с.

42. Руководство по эксплуатации 13092133.001 РЭ «Испытательная система для релейной защиты РЕЛЕ-ТОМОГРАФ-41М» «Научно-производственное предприятие «Динамика» г.Чебоксары, 2001.

43. Бирг А.Н. Реле-томограф современное испытательное оборудование для проверки устройств релейной защиты и автоматики. - М.: Сборник докладов «XV Научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2002», 2002, с. 65-66.

44. Кадомская К.П., Левковский А.И. Феррорезонансные перенапряжения и защита от них при коммутациях блока автотрансформатор 750/500 кВ холостая ВЛ 500 кВ.- М.: Электрические станции, №12, 2003, с. 61-65.

45. Лысков Ю.И., Антонова Н.П., Максимов В.Н., Дёмина О.Ю. Проблемы применения нелинейных ограничителей напряжений 110-750 кВт. М.: Электричество, №9, 1998, с. 43-47.

46. Иващенко Т.Е., Лысков Ю.И., Сазонов В.К., Хвощинская З.Г. Выбор средств компенсации реактивной мощности и регулируемых трансформаторов в системообразующих электрических сетях ЕЭС России- М.: Электрические станции, №8, 1997, с. 31-35.

47. Антипов K.M., Окин A.A., Портной М.Г., Хвощинская З.Г. Основные направления нормализации уровней напряжения в основных электрических сетях Единой энергосистемы России. М.: Электрические станции, №9, 1995, с. 16-23.

48. Рокотян С.С. Основные проблемы создания электрических сетей 500 кВ в СССР. М.: Сб. научн. тр. «Электроэнергетика России: современное состояние, проблемы и перспективы»/Под ред. И.В. Якимца, М.Ш. Мисриха-нова, В.А. Шуина, Энергоатомиздат, 2002, 520с.

49. Виноградов А.Д., Зилес Л.Д., Рашкес B.C. Высокочастотные перенапряжения при коммутировании ошиновки подстанций СВН разъединителями. -М.: Электрические станции, №12, 1993, с. 42-48

50. Алексеев В.Г., Евдокимов С.А. Условия феррорезонанса с трансформаторами напряжения в сети 220 кВ. М.: Электрические станции, №10, 1994, с. 54-58.

51. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. М., «Энергия» 1970.

52. Чернин А. Б. Вычисление электрических величин и поведение релейной защиты при неполнофазных режимах в электрических системах. М., Гос-энергоиздат, 1963.

53. Розенблюм Ф.М., Салова В.Г., Брухис Г.Л., Гладышев В.А., Глускин И.З. Устройство автоматического ограничения напряжения на базе шкафа автоматики ШП2704. М.: Электрические станции, №4, 1989, с. 60-65.

54. Акинин A.A., Иванов И.А, Любарский Д.Р. Микропроцессорное устройство автоматики ограничения повышения напряжения с контролем ресурса оборудования // Вестник ИГЭУ. 2005. - Вып. 1. - С. 92 - 97.

55. Вершинин Ю.Н., Плешанов A.C. О природе минимума вольт-секундной характеристики при пробое диэлектриков. М.: Электричество, №12, 1988, с.54- 57.

56. Костенко М.В., Кадомская К.П., Левинштейн М.Л., Ефремов И.А. Перенапряжение и защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения. Л.: Наука, 1988, 302с.

57. Вайда Д. Исследование повреждений изоляции. Перевод с венгерского под редакцией Д.В. Разевига. М.: Энергия, 1968.

58. Техника высоких напряжений. Под редакцией Д.В. Разевига. М.-Л.: Энергия, 1963,472с.