Интеллектуальное автоматическое повторное включение линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Иванов Николай Геннадьевич

• Иванов Николай Геннадьевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Иванов Николай Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ШУНТИРУЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ

1.1 Универсальная модель протяженной линии электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами в цикле автоматического повторного включения

1.2 Составляющие электрических величин в переходном режиме линии электропередачи

1.3 Оценка интенсивности переходного процесса в линии электропередачи при различных стратегиях автоматического повторного включения

1.4 Характеристики методов интеллектуального автоматического повторного включения

1.5 Выводы по разделу

2 НОВЫЕ АЛГОРИТМЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ШУНТИРУЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ

2.1 Особенности переходных процессов в линиях электропередачи сверхвысокого напряжения в режимах однофазного и трехфазного автоматического повторного включения

2.2 Новый способ интеллектуального однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами

2.3 Новый способ интеллектуального трехфазного автоматического повторного включения линии электропередачи с шунтирующими реакторами

2.4 Учет электромеханических характеристик высоковольтного выключателя в алгоритмах интеллектуального автоматического повторного включения

2.5 Выводы по разделу

3 ПРЕЦИЗИОННЫЕ АЛГОРИТМЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ УСТРОЙСТВА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

3.1 Алгоритмы предсказания напряжения на контактах выключателя в паузе цикла автоматического повторного включения

3.2 Фундаментальные свойства адаптивных структурных моделей входных сигналов устройства интеллектуального автоматического повторного включения

3.3 Методы настройки адаптивных структурных моделей сигналов в устройстве интеллектуального автоматического повторного включения

3.4 Интерактивная среда адаптивного структурного анализа для исследования алгоритмов обработки сигналов устройства интеллектуального автоматического повторного включения

3.5 Особенности распознавания сигналов переходного режима в паузах циклов однофазного и трехфазного автоматического повторного включения

3.6 Прецизионный алгоритм предсказания напряжения линии электропередачи в паузе цикла трехфазного автоматического повторного включения

3.7 Выводы по разделу

112

4 ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

4.1 Реализация устройства интеллектуального автоматического повторного включения на базе микропроцессорного терминала релейной защиты и автоматики

4.2 Основные технические характеристики устройства интеллектуального автоматического повторного включения в сравнении с характеристиками известных устройств

4.3 Испытания устройства интеллектуального автоматического повторного включения на комплексе RTDS

4.4 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Параметры линии электропередачи 500 кВ Ростовская АЭС

- подстанция Буденовская

Приложение Б. Акт об использовании результатов диссертации в ООО НПП

«ЭКРА»

Приложение В. Справка о внедрении результатов диссертационного исследования в учебный процесс ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университета им. И.Н. Ульянова»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интеллектуальное автоматическое повторное включение линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности:

Передача электрической энергии на дальние расстояния осуществляется линиями электропередачи сверхвысокого напряжения (ЛЭП СВН, 330 кВ и выше), избыточная зарядная мощность которых компенсируется шунтирующими реакторами. В паузе цикла автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи сверхвысокого напряжения (ЛЭП СВН) с шунтирующими реакторами образует высокодобротную колебательную систему, в которой происходит колебательный разряд распределенной емкости линии через индуктивность реакторов с частотой, близкой к частоте сети. Из-за высокой добротности контура свободный процесс разряда затухает медленно, и к моменту повторного включения напряжение ЛЭП остается значительным. Поэтому повторное включение заряженной линии будет сопровождаться интенсивным волновым процессом и часто приводит к опасным перенапряжениям в ЛЭП [1, 2].

Впервые опасные для изоляции перенапряжения, возникающие при АПВ, были обнаружены в середине 1950 -х годов при освоении ЛЭП СВН [3]. Исследования выявили, что именно этот вид перенапряжений является наиболее тяжелым и определяет требования к изоляции оборудования ЛЭП, существенно повышая капитальные затраты при строительстве линии и снижая надежность ее эксплуатации [ 4].

С целью ограничения перенапряжений при АПВ были предложены различные технические мероприятия: установка разрядников или ограничителей перенапряжения (ОПН) по концам ЛЭП, применение специальных выключателей с предвключаемыми резисторами и технологии управляемой коммутации [3, 5].

Разрядники и ОПН снижают уровень перенапряжений в месте установки до необходимого уровня, рассеивая на своем активном

сопротивлении энергию переходного процесса [6]. Однако зона их действия принципиально ограничена, поэтому защита от перенапряжений протяженной ЛЭП требует установки нескольких ОПН вдоль линии, что не всегда приемлемо [3].

Специальные выключатели с предвключаемыми резисторами получили широкое распространение за рубежом в качестве средства ограничения коммутационных перенапряжений с начала 1960 -х годов [1, 7, 8]. Включение ЛЭП осуществляется в 2 этапа: сначала при помощи первой группы контактов линию подключают к источнику питания через резистор с сопротивлением 250^600 Ом, а через 4^20 мс резистор шунтируется второй группой контактов выключателя. Снижение коммутационных перенапряжений происходит как за счет уменьшения амплитуды электромагнитной волны, возникающей в линии при включении, так и за счет снижения коэффициента отражения волны от питающего конца линии [3]. Многолетний опыт эксплуатации выключателей с предвключаемыми резисторами показал их недостаточную надежность и значительные эксплуатационные затраты [9].

Сегодня перспективным решением проблемы перенапряжений при повторном включении ЛЭП СВН признана технология управляемой коммутации [3]. Эта технология обеспечивает снижение интенсивности электромагнитного переходного процесса при АПВ благодаря прецизионному управлению моментом включения выключателя. При выборе оптимального момента включения учитывают, что напряжение на контактах выключателя в паузе цикла АПВ имеет форму биений из-за колебательного характера свободного процесса в ЛЭП. Поэтому с целью снижения перенапряжений момент повторного включения выбирают вблизи минимума биений или вблизи точки перехода кривой напряжения на контактах выключателя через нуль. Сложность включения линии в выбранный момент связана прежде всего с тем, что из-за необходимости формирования команды повторного включения с опережением, равным

времени действия выключателя, требуется прецизионное предсказание кривой напряжения на контактах выключателя.

Развитие элементной базы и алгоритмов цифровой обработки сигналов позволило реализовать высокоэффективные интеллектуальные алгоритмы управляемой коммутации, способные распознавать сигналы переходного режима и предсказывать оптимальный момент коммутации в темпе процесса. Это новое поколение технологии управляемой коммутации получило название интеллектуального АПВ. Устройства интеллектуального АПВ ЛЭП СВН выпускаются ведущими зарубежными производителями электроэнергетического оборудования - Siemens (Германия, устройство PSD03), General Electric (США, RPH3) и ABB (Швейцария, Switchsync PWC600).

В России АПВ ЛЭП осуществляется все еще по старым технологиям, и устройства интеллектуального АПВ разрабатываются впервые. Многие теоретические и практические вопросы разработки устройств совершенно не исследованы, поэтому тема диссертационной работы является актуальной.

Впервые принцип управления моментом коммутации с целью снижения интенсивности переходного процесса при АПВ был предложен E. Maury в 1966 году [10]. Этот принцип получил называние управляемой или синхронной коммутации, предназначался для АПВ некомпенсированной ЛЭП и предусматривал включение линии в моменты, когда напряжение на контактах выключателя равно нулю или минимально.

Clerici A., Ruckstuhl G. и Vian A. в начале 1970 -х годов развили идеи Maury для ЛЭП с шунтирующими реакторами, предложив осуществлять повторное включение линии в области минимума биений напряжения на контактах выключателя [11]. Вопросы практической реализации этого принципа получили развитие в работах Белякова Н.Н., Рашкеса В.С., Лыскова Ю.И., Виноградовой А.Д. [5, 12, 13, 14, 15, 16, 17] и других. В этих работах было показано, что момент наступления минимума биений

располагается на некотором отрезке времени относительно момента отключения ЛЭП и поэтому было предложено осуществлять повторное включение с заранее запрограммированной паузой, обеспечивающей включение в области минимума биений при наиболее вероятном сценарии цикла АПВ. Использование фиксированной паузы позволило упростить реализацию способа, но ограничивало его эффективность в условиях отклонения параметров цикла АПВ от расчетного.

Новым шагом в развитии управляемого АПВ стали алгоритмы, способные предсказывать моменты наступления минимума биений в темпе процесса. В основе этих алгоритмов лежит распознавание образа огибающей напряжения. Широко известны труды Лебедева В.И., Фокиной Ю.Г., [18] Froehlich K., Horlzl C., Carvalho A.C. [9], Tavares M.C., Mestas P., Gole A.M. [19] и других.

Современное поколение управляемого АПВ, получившее название интеллектуального АПВ, сформировалось с приходом цифровых технологий и развитием интеллектуальных алгоритмов распознавания сигналов переходного режима. Новое поколение устройств обрело возможность предсказания не только моментов наступления минимума биений, но и самих кривых напряжения на контактах выключателя [3, 20, 21]. Это позволило реализовать существенно более эффективную стратегию повторного включения, предусматривающую включение линии вблизи точки перехода кривой напряжения на контактах выключателя через нуль, располагающейся в области минимума биений. Научные и технические задачи, связанные с разработкой технологии интеллектуального АПВ, рассматривались во многих работах отечественных и зарубежных ученых. Известны труды Антонова В.И., Арцишевского Я.Л., Белянина А.А., Булычева А.В., Вайнштейна Р.А, Ванина В.К., Воропая Н.И, Дмитренко А.М., Илюшина П.В., Климовой Т.Г., Куликова А.Л., Курбацкого В.Г., Лаучгина В.Ф., Лямеца Ю.Я., Мокеева А.В., Наумова В.А., Никитина К.И., Осака А.Б., Полякова Д.А., Попова М.Г., Пуляева В.И., Сосниной Е.Н.,

Томина В.Т., Шуина В.А., Berschinger A., Boehne E.W., Colombo A., Dantas K.M.C., Garrara G., Gert R., Glavitsch H., Guertin M.B., Erche M., Konkel H.E., Legate A.C., McGillis D., Muhr M.H., Neves W.L.A., Pack S., Petitpierre R., Pilz G., Thoren B., Ramberg H.C., Ruoss E., Schegner P., Wallner C. и других.

В ходе исследований автор пользовался консультациями кандидата технических наук В.А. Наумова (ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары).

Цель работы заключается в исследовании и разработке устройства интеллектуального автоматического повторного включения ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами.

Основные задачи исследования:

1. Исследование процессов в электрической сети на разных стадиях цикла АПВ ЛЭП сверхвысокого напряжения с ШР и влияния их на выбор стратегии интеллектуального АПВ.

2. Разработка и теоретическое обоснование способов интеллектуального однофазного и трехфазного АПВ, обеспечивающих эффективное снижение коммутационных перенапряжений и обладающих патентной чистотой.

3. Разработка алгоритмов распознавания многокомпонентных сигналов свободного процесса в ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами паузе цикла АПВ, обеспечивающих прецизионное предсказание оптимальных моментов повторного включения линии.

4. Разработка и испытания цифрового устройства интеллектуального АПВ нового поколения.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика анализа переходных процессов при автоматическом повторном включении ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами, раскрывающая механизм снижения перенапряжений при интеллектуальном АПВ и позволяющая оценивать эффективность различных стратегий интеллектуального АПВ.

2. Универсальная модель ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами в цикле АПВ.

3. Новые способы интеллектуального однофазного и трехфазного АПВ ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами, превосходящие известные способы по эффективности снижения коммутационных перенапряжений и надежности.

4. Новый способ совместной обработки многокомпонентных сигналов нескольких фаз в переходном режиме паузы цикла трехфазного АПВ, обеспечивающий существенное повышение разрешающей способности алгоритма за счет расширения окна наблюдения без увеличения времени наблюдения сигналов.

5. Новый способ трехфазной цифровой обработки сигналов с учетом особенностей электромагнитных переходных процессов в схемах безнулевых и нулевой последовательности, обеспечивающий распознавание структуры сигнала с составляющими близких частот.

Научная новизна:

1. Предложенная методика анализа переходных процессов при автоматическом повторном включении основана на разработанной в работе универсальной модели ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами в цикле АПВ, которая учитывает все многообразие схем сети на различных стадиях цикла АПВ, отличается от традиционных моделей универсальностью учета свободного процесса в ЛЭП в паузе цикла АПВ, и является основой для исследования коммутационных перенапряжений на ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами при АПВ.

2. Предложенный способ совместной обработки сигналов различных фаз электрической системы, использующий свойство единства процессов в электрической сети и присущее таким сигналам свойство идентичности структуры, имеет лучшую разрешающую способность по сравнению с известными способами структурного анализа.

3. Предложенный способ трехфазной цифровой обработки сигналов отличается от известных способов тем, что учитывает особенности электромагнитных переходных процессов в схемах безнулевых и нулевой последовательности, благодаря чему обеспечивает разделение составляющих с близкими частотами и таким образом полностью устраняет проблему распознавания сигнала с составляющими близких частот.

Теоретическая ценность работы:

1. Теоретически обоснована эффективность стратегии автоматического повторного включения ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами, предусматривающей соблюдение двух ключевых условий: повторное включение должно осуществляться в момент перехода кривой напряжения на контактах выключателя через нуль, и выбранный момент включения должен располагаться в окрестности минимума огибающей. Доказано, что такая стратегия АПВ является оптимальной с точки зрения смягчения перенапряжений в электрической сети.

2. Разработаны теоретические основы метода совместной обработки многокомпонентных сигналов переходного режима многофазной электрической системы, развивающего методы адаптивного структурного анализа сигналов.

3. Теоретически обоснована возможность повышения разрешающей способности адаптивного структурного анализа при распознавании сигналов электромагнитного переходного процесса в электрической сети благодаря учету особенностей их протекания в схемах безнулевых и нулевой последовательности.

Практическая ценность работы:

1. Новый алгоритм совместной цифровой обработки сигналов переходного режима электрической сети может применяться в различных устройствах релейной защиты и автоматики, обеспечивая точность и быстродействие распознавания сигнала.

2. Предложенная универсальная модель ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами может быть использована в программных средах для вычислительных экспериментов при исследовании факторов, определяющих уровень коммутационных перенапряжений при АПВ.

Методы исследования. При выполнении исследований применялись методы теоретических основ электротехники, математического моделирования и теории цифровой обработки сигналов. Исследования проводились с использованием программно-технического комплекса моделирования процессов в электроэнергетической системе в реальном масштабе времени RTDS Simulator (RTDS Technologies Inc., Канада) и программного комплекса моделирования PSCAD (Manitoba Hydro International Ltd., Канада), программных пакетов MATLAB и Mathcad, разработанной при участии автора интерактивной среды адаптивного структурного анализа.

Степень достоверности. Достоверность основных результатов и выводов подтверждается результатами математического моделирования в программном комплексе PSCAD и результатами испытаний опытного образца устройства интеллектуального АПВ (НПП «ЭКРА») на программно-техническом комплексе испытаний в реальном масштабе времени RTDS Simulator.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы и ее результаты докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях: «2020 Ural Smart Energy Conference USEC» (Екатеринбург, 2020), «2019 2nd International Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation (RPA)» (Москва, 2019), «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем России - РЕЛАВЭКСПО» (Чебоксары, 2019 - 2021), «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2014 - 2020), «Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности» (Чебоксары, 2019), «Динамика

нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (Чебоксары, 2015 - 2019).

Реализация результатов работы. На основе диссертационных исследований разработано устройство интеллектуального АПВ ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами, выпускаемое ООО НПП «ЭКРА» (г. Чебоксары).

Разработанные в диссертационном исследовании отдельные положения теории переходных процессов в ЛЭП СВН в цикле АПВ, а так же интерактивная среда адаптивного структурного анализа используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова» по дисциплинам «Управляемые линии электропередачи» и «Цифровая обработка электроэнергетических сигналов» при подготовке бакалавров по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Интеллектуальные электроэнергетические системы и сети») и магистрантов по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Автоматика энергосистем»).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 92 наименования, 49 рисунков. Общий объем работы в 148 страниц включает: текст диссертации - 131 страницу, список литературы - 12 страниц и приложения - 5 страниц.

В первом разделе исследуются особенности электромагнитных переходных процессов в электрической сети на разных стадиях цикла АПВ линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами и их влияние на выбор стратегии интеллектуального АПВ. Разработана универсальная модель ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами в цикле АПВ, отличающаяся от традиционных моделей универсальностью учета свободного процесса в ЛЭП в паузе цикла АПВ и формирующая основу исследования коммутационных перенапряжений. Впервые теоретически обоснована эффективность стратегии автоматического

повторного включения ЛЭП СВН с шунтирующими реакторами, предусматривающей соблюдение двух ключевых условий: повторное включение должно осуществляться в момент перехода кривой напряжения на контактах выключателя через нуль, и выбранный момент включения должен располагаться в окрестности минимума огибающей. Доказано, что такая стратегия АПВ является оптимальной с точки зрения смягчения перенапряжений в электрической сети.

Во втором разделе разрабатываются новые способы интеллектуального однофазного и трехфазного автоматического повторного включения, превосходящие по эффективности и надежности известные способы. Показано, что при повторном включении отключенной фазы в цикле однофазного АПВ (ОАПВ) наиболее эффективной стратегией для смягчения перенапряжений является повторное включение в момент переходов через нуль кривой напряжения на контактах отключенного полюса выключателя вблизи минимума огибающей этого напряжения. Отмечается, что в отличие от ОАПВ, особенностью трехфазного АПВ (ТАПВ) является обеспечение оптимальных условий включения для каждой фазы и согласование моментов включения фаз между собой. Предложена и обоснована новая оптимальная стратегия ТАПВ. Исследования новых способов интеллектуального ОАПВ и ТАПВ, реализующих предложенные стратегии интеллектуального АПВ, показали их превосходство над известными способами по эффективности снижения коммутационных перенапряжений и надежности. Описаны принципы учета электромеханических характеристик высоковольтных выключателей на алгоритмы интеллектуального АПВ. На способ ОАПВ получен патент РФ №2737047.

В третьем разделе разрабатываются адаптивные алгоритмы прецизионного предсказания многокомпонентных сигналов свободного процесса в паузе цикла АПВ, гарантирующие оптимальные условия коммутации при повторном включении ЛЭП. Показано, что реализация

устройства интеллектуального АПВ требует решения задачи распознавания и предсказания многокомпонентного сигнала напряжения на контактах выключателя, состоящего из нескольких колебаний близких частот, методами адаптивного структурного анализа. Особенно трудной оказывается задача распознавания структуры напряжения ЛЭП в паузе цикла ТАПВ, поскольку в этом случае напряжение содержит две свободные составляющие с неизвестными и близкими комплексными частотами, зависящими от степени компенсации зарядной мощности. Для решения этой задачи предлагается новый способ, позволяющий надежно и с высокой точностью распознавать сигнал напряжения с любой степенью близости частот слагаемых. В основе способа лежат новые принципы совместной обработки сигналов нескольких фаз, основанной на свойстве единства процессов в электрической сети и позволяющей повысить разрешающую способность алгоритма за счет расширения окна наблюдения без увеличения времени наблюдения сигналов, и трехфазной обработки сигналов с учетом особенностей электромагнитных переходных процессов в схемах безнулевых и нулевой последовательностей, которая обеспечивает разделение составляющих с близкими частотами и таким образом полностью устраняет проблему распознавания сигнала с составляющими близких частот.

В четвертом разделе разрабатывается устройство интеллектуального АПВ на базе микропроцессорного терминала релейной защиты и автоматики (РЗА), и приводятся результаты испытаний разработанного устройства. Разработана структурная схема устройства интеллектуального АПВ, в котором для обеспечения прецизионности управления высоковольтным выключателем время его действия предсказывается с учетом температуры окружающей среды, напряжения питания электромагнитов управления, давления рабочей жидкости или газа в приводе, времени безоперационного простоя выключателя и времени действия выключателя в цикле предшествующих операций. Приведены

результаты испытаний устройства опытного образца устройства интеллектуального АПВ на базе терминала РЗА ЭКРА 200 (НПП «ЭКРА», г. Чебоксары) на программно-техническом комплексе испытаний в реальном масштабе времени RTDS Simulator. Испытания подтвердили надежность функционирования разработанного устройства и высокую точность формирования команд управления (не хуже 0,1 мс). Во всех опытах однофазного и трехфазного АПВ устройство обеспечило эффективное смягчение коммутационных перенапряжений.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ШУНТИРУЮЩИМИ РЕАКТОРАМИ

В настоящем разделе исследуются теоретические основы электромагнитных переходных процессов в электрической сети на разных стадиях цикла АПВ линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами и их влияние на выбор стратегии интеллектуального АПВ. Для анализа процессов предлагается универсальная модель электрической сети, которая включает в себя все многообразие схем исходного и дополнительных режимов в цикле АПВ и описывает процессы с использованием единых расчетных формул. Выводится аналитическое выражение для количественного сравнения эффективности известных стратегий интеллектуального АПВ и обосновывается оптимальная с точки зрения снижения перенапряжений стратегия выбора момента повторного включения для нового поколения интеллектуального АПВ.

Изложение материала ведется на основе работ автора [22], [23], [24], [25].

1.1 Универсальная модель протяженной линии электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами в цикле автоматического повторного включения

В настоящее время сформировано 3 стратегии интеллектуального АПВ ЛЭП с шунтирующими реакторами:

1) повторное включение ЛЭП в момент перехода через нуль кривой напряжения на контактах выключателя [10, 26];

2) повторное включение ЛЭП в области минимума огибающей напряжения на контактах выключателя [5, 19];

3) повторное включение ЛЭП в момент перехода через нуль кривой напряжения на контактах выключателя в области минимума огибающей этого напряжения [9, 21, 27].

Эффективность каждой из этих стратегий интеллектуального АПВ подтверждена результатами многочисленных практических испытаний, математического и физического моделирования [9, 10, 19, 26]. Однако выбор наиболее эффективной стратегии для нового поколения интеллектуального АПВ до настоящего времени не получил должного теоретического обоснования.

1.1.1 Расчетные схемы сети в цикле автоматического повторного включения

Существует несколько возможных топологий ЛЭП с шунтирующими реакторами: ЛЭП с реактором на одном из концов линии, ЛЭП с реакторами на обоих концах линии и ЛЭП с реакторами, подключенными в нескольких точках линии. Последняя топология не нашла практического применения в электрических сетях сверхвысокого напряжения [28], поэтому в настоящей работе рассматривается схема ЛЭП с двумя реакторами по концам линии. Очевидно, что схема с одним реактором может рассматриваться как частный случай ЛЭП с двумя реакторами, в которой сопротивление одного из реакторов равно бесконечности.

Особенности расчета переходных процессов в длинных линиях подробно рассматриваются в работах [1, 29, 30, 31, 32, 33, 34]. Поскольку основной целью аналитического расчета является выявление существенных закономерностей электромагнитных переходных процессов, а не их точный расчет, то в настоящей работе для повышения наглядности и упрощения изложения модель исследуемой сети сознательно упрощается до однофазной и не принимаются во внимание зависимости электрических параметров элементов сети от частоты. Аналогичный подход используется в работе [35], однако ему присущи существенные ограничения, препятствующие применению предложенного метода для исследования процессов при интеллектуальном АПВ. Дело в том, что в нем не учитывается остаточный заряд неповрежденной фазы компенсированной линии, и расчетные выражения даны лишь для разомкнутого конца ЛЭП, в то время как при АПВ максимальные напряжения могут наблюдаться и в других точках линии.

В настоящей работе предлагается усовершенствованный метод расчета переходного процесса в цикле АПВ, свободный от указанных недостатков.

Рассматривается следующая последовательность режимов, наиболее близко соответствующая режимам в неповрежденной фазе трехфазной линии в цикле АПВ: нагрузочный режим ^ отключение линии с первой стороны ^ отключение линии со второй стороны ^ повторное включение линии с первой стороны ^ повторное включение линии со второй стороны (включение линии в транзит). Для расчета переходного процесса используется метод сведения к нулевым начальным условиям. В каждый момент времени цикла АПВ электрические величины рассчитываются как сумма величин предшествующего и дополнительного режимов.

1.1.1.1 Нагрузочный режим

Начальные условия переходного процесса в цикле АПВ формируются в схеме нагрузочного режима (рисунок 1).

а) б)

Рисунок 1 - Схема сети (а) и ее расчетная схема (б) в нагрузочном режиме

1.1.1.2 Отключение линии с первой и второй сторон (дополнительные режимы №1 и №2)

Электрическая сеть в дополнительных режимах №1 и №2 представляет собой пассивную цепь, подключенную к источнику тока (рисунок 2, а и б). Параметры источника определяются током через соответствующий выключатель в предшествующем режиме. Для схемы дополнительного режима №1 предшествующим режимом является исходный режим, поэтому

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванов Николай Геннадьевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

2. Bladow, J.K. Switching Surge Control for the 500 kV California-Oregon Transmission Project / J.K. Bladow, T.L. Weaver // CIGRE 1990 Session. - CIGRE, 1990. - P. 1-6.

3. Insulation Coordination for UHV AC Systems: Technical Brochure // CIGRE TB542, Working Group С4.306. - CIGRE, 2013. - 289 p.

4. Бикфорд, Дж. П. Основы теории перенапряжений в электрических сетях: Пер. с англ. / Дж. П. Бикфорд, Н. Мюлине, Дж.Р. Рид - М.: Энергоиздат, 1981. -168 c.

5. Беляков, Н.Н. Способ ограничения перенапряжений при повторных включениях линий электропередач / Н.Н. Беляков, В.С. Рашкес // Электричество. - 1975. - №2. - С. 22-28.

6. Халилов, Ф.Х. Классификация перенапряжений. Внутренние перенапряжения: Учебное пособие / Ф.Х. Халилов. - С.Пб.: НОУ "Центр подготовки кадров энергетики", 2012. - 80 с.

7. Hedman, D. E. Switching of Extra-High-Voltage Circuits II-Surge Reduction with Circuit-Breaker Resistors/ D. E. Hedman, I.B. Johnson, C.H. Titus [et al.] // IEEE Trans. on PAS. - 1964. - Vol. 83, Is. 12. - P. 1196 - 1205.

8. Wagner, C. L. Evaluation of Surge Suppression Resistors in High-Voltage Circuit Breakers / C. L. Wagner, J.W. Bankoske // IEEE Trans. on PAS. - 1967. -Vol. 86, Is. 6. - P. 698-707.

9. Froehlich, K. Controlled closing on shunt compensated transmission lines. Part I and II / K. Froehlich, C. Hoelzl, M. Stanek [et al.] // IEEE trans. on power deliv. -1997. - Vol.12, №2. - P. 734-746.

10. Maury, E. Synchronous Closing of 525 and 765 kV Circuit Breakers: A Means of Reducing Switching Surges on Unloaded Lines. CIGRE Report No. 143 / Е. Maury. - Paris: CIGRE, 1966. - 1-23 p.

11. Clerici, A. Influence of Shunt Reactors on Switching Surges / A. Clerici, G. Ruckstuhl, A. Vian // IEEE Trans. On Power App. And Syst. - 1970. - Vol. PAS-89, № 8. - 1727-1736 p.

12. Akopyan, A.A. Switching Overvoltages and the System Of Protection Agains Them in 750 kV Networks of the USSR / A.A. Akopyan, V.V. Bourgsdorf, K.I. Kuzmitcheva [et al.] // CIGRE Conference. - CIGRE, 1972. - P. 1-8.

13. Способ ограничения перенапряжений при трехфазном автоматическом повторном выключении линий сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами: а.с. 502437 СССР / Н.Н. Беляков, В.С. Рашкес // № 1949276/24 -7 заявл. 30.07.73 ; опубл. 05.02.76, Бюл. №5.

14. Способ трехфазного автоматического повторного включения с контролем напряжения и улавливанием синхронизма линии электропередачи с шунтирующими реакторами: а.с. 612330 СССР / Н.Н. Беляков [и др.] // № 2178916/07 заявл. 09.10.75 ; опубл. 25.06.78, Бюл. №23.

15. Рашкес, В.С. Электромеханические характеристики воздушных выключателей серии ВВБ / В.С. Рашкес, К.В. Хоециван, Ю.И, Вишневский // Электричество. - 1975. - №4. - C. 41-45.

16. Способ автоматического повторного включения линии электропередачи: АС 687519 СССР / Ю.И. Лысков, М.Л. Левинштейн, В.Е. Давыдов // №2572482/24-07; заявл. 23.01.1978; опубл. 25.09.1979, Бюл. №35.

17. Способ синхронизированного автоматического трехфазного повторного включения: АС 653665 СССР / Ю.И. Лысков, А.Д. Виноградова // №2426580/24 -07; заявл. 25.03.1979; опубл. 25.03.1979, Бюл. №11.

18. Способ трехфазного автоматического повторного включения с улавливанием синхронизма линии электропередачи с шунтирующими реакторами: а.с. 803070 СССР / В.И. Лебедев, Ю.Г. Фокина // № 2640977/24-07 заявл. 07.07.78; опубл. 07.02.81, Бюл. №5.

19. Mestas, P. Implementation and Performance Evaluation of a Reclosing Method for Shunt Reactor-Compensated Transmission Lines / P. Mestas, M.C. Tavares,

A.M. Gloe // IEEE trans. on power deliv. - 2011. - Vol.26, №2. - P. 954-962.

20. Cho, K.B. Development of an Intelligent Autoreclosing Concept using Neuro-Fuzzy Technique - An Optimal Controlled Switching for Power System Operation / K.B. Cho, J.B. Kim, E. B. Shim [et al.] // CIGRE 13-114 Session. - CIGRE, 1998. -P. 1-6.

21. Антонов, В.И. Адаптивный структурный анализ электрических сигналов: теория и ее приложения в интеллектуальной электроэнергетике / В.И. Антонов. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2018. - 334 c.

22. Иванов, Н.Г. Теоретические основы интеллектуального АПВ протяженных ЛЭП с шунтирующими реакторами / Н.Г. Иванов, В.А. Наумов,

B.И. Антонов [и др.] // Электротехника. - 2019. - №8. - С. 15-21.

23. Иванов, Н.Г. Анализ структуры напряжения компенсированной ЛЭП в паузе цикла автоматического повторного включения / Н.Г. Иванов, В.И. Антонов, В.А. Наумов [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы 11-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2018. - C. 249-253.

24. Иванов, Н.Г. Анализ переходных процессов в компенсированной ЛЭП СВН в цикле интеллектуального АПВ / Н.Г. Иванов, В.А. Наумов, В.И. Антонов // Сборник докладов научно-технической конференции молодых специалистов РЕЛАВЭКСП0-2019. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 201-211.

25. Ivanov, N.G. Fundamentals of Intelligent Automatic Reclosing of LongDistance Transmission Lines with Shunt Reactors / N.G. Ivanov, V.A. Naumov, V.I. Antonov [et al.] // Russian Electrical Engineering. - 2019. - Vol. 90, No. 8. - P. 558564.

26. Konkel, H.E Limiting Switching Surge Overvoltage with Conventional Power Circuit Breakers / H.E. Konkel, A.C. Legate, H.C. Ramberg // IEEE Trans. On PAS. -1977. - Vol. PAS-96, №2. - P. 535-542.

27. Pilz, G. A algorithm for three-pole controlled auto-reclose of shunt compensated transmission lines with a optimization for the second and third pole / G. Pilz, P. Schegner, C. Wallner [et al.] // CIGRE A3-115 Session. - CIGRE, 2004. - P. 2-8.

28. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети: Учебник для ВУЗов / В.И. Идельчик - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.

29. Беляков, Н.Н. Процессы при однофазном автоматическом повторном включении линий высоких напряжений / H.H. Беляков, К.П. Кадомская, М.Л. Левинштейн [и др.]; под ред. М.Л. Левинштейна. - М.: Энергоатомиздат, 1991. -256 с.

30. Лосев, С.В. Расчет электромагнитных переходных процессов для релейной защиты на линиях большой протяженности. / С.В. Лосев, A^. Чернин. -M.: Энергия, 1972. - 144 с.

31. Попов, М.Г. Совершенствование методов численного расчета расстояния до места повреждения воздушных линий электропередачи / М.Г. Попов // Шучно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2011. - №3. - С. 54-61.

32. Попов, М.Г. Дифференциальная защита межсистемных линий электропередачи с компенсацией зарядной мощности / М.Г. Попов // Шучно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. Естественные и инженерные науки. - 2018. -Том 24, №1. - С. 17-26.

33. Белянин, А.А. Локация замыкания в длинной линии по величинам волнового процесса / A.A. Белянин, Ю.Я. Лямец, A.;. Чернов // Известия РAH. Энергетика. - 2019. - №4. - С. 51-57.

34. Лямец, Ю.Я. An^ro переходных процессов в длинной линии в базисе дискретного и непрерывного времени / Ю.Я. Лямец, A.A. Белянин, П.И. Воронов // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2012. - №5. - С. 11-16.

35. Sweeting, D.K. Overvoltages Produced When Energizing Transmission Lines / D.K. Sweeting // Electra. - 1972. - №22. - P. 63-107.

36. Naumkin, I.Y. Simulation of the 500 kV SF6 circuit breaker cutoff process during the unsuccessful three-phase autoreclosing / I.Y Naumkin, M. Balabin, N. Lavrushenko [et al.] // International Conference on Power Systems Transients IPST2011. - 2011. - P. 1-6.

37. Барзам, А.Б. Системная автоматика. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 446 c.

38. СО 153-34.20.118-2003. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем. Серия 17. Выпуск 19 / Колл. авт. — М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2010. - 56 с.

39. Gatenacci, G. Switching Overvoltages in EHV and UHV Systems with Special Reference to Closing and Reclosing Transmission Lines / G. Gatenacci, V. Palva // Electra. - 1973. - №30. - P. 70-122.

40. Иванов, Н.Г. Оптимальная стратегия трёхфазного интеллектуального АПВ / Н.Г. Иванов, М.И. Александрова, Е.С. Воробьев [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы XII Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. - С. 429-434.

41. Способ автоматического повторного включения ЛЭП с шунтирующими реакторами: Патент РФ RU27370470 // Н.Г. Иванов, В.И. Антонов, В.А. Наумов [и др.] // 2020114352 заявл. 22.04.2020; опубл. 25.11.2020, Бюл. №33.

42. Ivanov, N. An Optimal Strategy for Three-Phase Intelligent Auto-Reclosing of Power Lines with Shunt Reactors / N. Ivanov, V. Antonov, A. Soldatov [et al.] // 2020 Ural Smart Energy Conference (USEC). - Ekaterinburg, 2020. - P. 31-34. DOI: 10.1109/USEC50097.2020.9281271

43. Иванов, Н.Г. Предотвращение повреждения выключателя при коммутации малонагруженной ЛЭП с шунтирующими реакторами / Н.Г. Иванов, Е.С. Воробьев, М.И. Александрова [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы XII Всерос. науч.-техн. конф. -Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. - С. 414-422.

44. Иванов, Н.Г. Учёт электромеханических характеристик высоковольтных выключателей в алгоритмах управляемой коммутации линий электропередачи (конденсаторных батарей) / Н.Г. Иванов, Е.С. Воробьев, В.И. Антонов [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы XII Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. - С. 423-428.

45. Ivanov, N. A Damage Prevention of Circuit Breaker During Energizing of Low-loaded Line with Shunt Reactors / N. Ivanov, V. Antonov, V. Naumov [et al.] // 2020 Ural Smart Energy Conference (USEC). - Ekaterinburg, 2020. - P. 72-75. DOI: 10.1109/USEC50097.2020.9281269

46. Александрова, М.И. Универсальный метод определения оптимальных условий управляемого включения трехфазного шунтирующего реактора / М.И. Александрова, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 13-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 330-336.

47. Александрова, М. И. Модель высоковольтного выключателя для целей управляемой коммутации / М. И. Александрова, Н. Г. Иванов, В. И. Антонов [и др.] // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы XIV Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. унта, 2021. - С. 331 - 337.

48. РД 153-34.3-47.501-2001 Рекомендации по эксплуатации и выбору выключателей, работающих в цепи шунтирующих реакторов. - М.: СПО ОРГРЭС, 2001. - 8 с.

49. Guidelines and best practices for the commissioning and operation of controlled switching projects // CIGRE TB757, Working Group A3.335. - CIGRE, 2019. - 369 p.

50. Method and apparatus for determining switching time for an electrical switching device: Patent US 7723872 B2 / G. Pilz, P. Schenger, C. Wallner // PCT/EP2006/050236 31.07.2007 ; PCT pub. WO2006/082131 10.08.2006 ; Pat. Date 25.05.2010.

51. Method For Determining The Moment Of Closure Of A Circuit Breaker On A High Voltage Line: Patent US 7336461 B1 / Dupraz J.P., Siguerdidjane H., Boudaoud F., Bastard P. // PCT/FR2004/05O137 03.10.2005 ; PCT pub. WO2004/090922 21.10.2004 ; Pat. Date 25.02.2010.

52. Способ быстрого трехфазного повторного включения линий передач с компенсацией посредством шунтирующего реактора : патент РФ RU2518480С2 // М.К.Д. Таварес, П.М. Валеро // 2011120318/07 заявл. 2009.10.09 ; опубл. 10.06.2014, Бюл. №16.

53. Woodford, D.A. Impact of Circuit Breaker Prestrike on Transmission Line Energization Transients / D.A. Woodford, L.M. Wedepohl // International Conference on Power System Transients. - Seattle, 1997. - P. 250-253.

54. Черноскутов, Д.В. Повышение коммутационной способности высоковольтной аппаратуры [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01. -Екатиринбург, 2017 - 245 с.

55. Waldron, M. Qualification Process of a GIS 400 kV SF6 High Voltage Circuit Breaker Controlled Switching Solution / M. Waldron [et al.] // CIGRE A3-204. -CIGRE, 2014. - P. 1-9.

56. Controlled Switching of HVAC Circuit Breakers: Planning, Specification and Testing of Controlled Switching Systems // CIGRE TB264, Working Group С3.07. -CIGRE, 2004. - 56 p.

57. Aleksandrova, M.I. A Development of Shunt Reactor Controlled Energizing Theory / M.I. Aleksandrova, V.A. Naumov, N.G. Ivanov [et al.] // 2019 2nd International Youth Scientific and Technical Conference on Relay Protection and Automation (RPA). - Moscow, 2019. - P. 1-14. DOI: 10.1109/RPA47751.2019.8958014

58. Александрова, М.И. Оптимальные условия управляемого отключения трёхфазного шунтирующего реактора / М. И. Александрова, В. А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Электрические станции. - 2020. - №4. - С.41-47.

59. Ivanov, N.G. A Optimal Conditions for Controlled Switching of a Three-Phase Shunt Reactor / M.I. Aleksandrova, V.A. Naumov, N.G. Ivanov [et al.] // Power Technology and Engineering. - 2020. - Vol. 54, No. 3. - P. 438-443.

60. Иванов, Н.Г. Анализ алгоритмов предсказания напряжения в паузе цикла интеллектуального АПВ / Н.Г. Иванов, В.И. Антонов, В.А. Наумов [и др.] // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: сборник докладов III Международной научно-технической конференции. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 151-159.

61. Иванов, Н.Г. Цифровая обработка сигналов в устройствах интеллектуального АПВ ЛЭП с шунтирующими реакторами / Н. Г. Иванов, М. И. Александрова, Е.С. Воробьев [и др.] // Современные тенденции развития цифровых систем релейной защиты и автоматики: материалы науч. -техн. конф. молодых специалистов форума «РЕЛАВЭКСПО-2021». - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2021. - С. 99-107.

62. Антонов, В.И. Характеристики методов настройки адаптивных структурных моделей аварийных сигналов электрической сети / В.И. Антонов,

B.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2017. -№1. - С. 23-30.

63. Антонов, В.И. Фундаментальные свойства эффективных структурных моделей тока короткого замыкания электрической сети / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Цифровая электротехника: проблемы и достижения: сб. науч. трудов НПП «ЭКРА». Выпуск 3. - Чебоксары: РИЦ "СРЗАУ", 2014. - С. 18-29.

64. Антонов, В.И. Распознавание информационного образа электрического сигнала в условиях его структурной неопределенности / В.И. Антонов, Н.Г. Иванов, В.А. Наумов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2017. - №4. -

C. 40-46.

65. Способ распознавания информационного образа электрического сигнала: Патент РФ RU26531500 // В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // 2017118743 заявл. 29.05.2017; опубл. 07.05.2018, Бюл. №13.

66. Антонов, В.И. Методы повышения эффективности структурных моделей входных сигналов релейной защиты и автоматики / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 11-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2015. - С.154-165.

67. Антонов, В.И. Лестничная декомпозиция сигналов - эффективный метод структурного анализа входных сигналов цифровой релейной защиты и автоматизации / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: сб. докл. 5-ой Международной науч.-техн. конф. Сочи, 2015. - С. 13-14.

68. Антонов, В.И. Адаптивный структурный анализ аварийных сигналов в релейной защите сетей с FACTS и HVDC / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Релейная защита и автоматика энергосистем - 2017. - Санкт-Петербург, 2017. - С. 888-893.

69. Naumov, V. Information Component Recognition in Fault Signals for Relay Protection of Electric Grids with HVDC / V. Naumov, V. Antonov and N. Ivanov // 2019 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). -Chelyabinsk, 2019. - P. 208-213. DOI: 10.1109/URALmN.2019.8877661

70. Адаптивные алгоритмы цифровой обработки сигналов интеллектуальной электроэнергетики: учеб. пособие / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2018. - 96 с.

71. Александрова, М.И. Оценка момента коммутации шунтирующего реактора на основе адаптивного структурного анализа тока / М.И. Александрова, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: сборник докладов III Международной научно-технической конференции. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 211-227.

72. Антонов, В.И. Общие закономерности фильтров ортогональных оставляющих электрического сигнала / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике:

материалы IX Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2014. - С. 238-240.

73. Степанова, Д.А. Оптимальные фильтры ортогональных составляющих для различных задач релейной защиты и автоматики / Д.А. Степанова, Н.Г. Иванов, А.В. Солдатов // Сборник докладов научно-технической конференции молодых специалистов РЕЛАВЭКСПО-2019. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 42-51.

74. Антонов, В.И. Общие начала теории фильтров ортогональных составляющих / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2016. - №1. - С. 14-23.

75. Наумов, В.А. Мониторинг частоты в цифровых системах релейной защиты и автоматики на основе фильтров ортогональных составляющих / В.А. Наумов, А.В. Солдатов, Н.Г. Иванов [и др.] // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 13-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. - С. 337-342.

76. Иванов, Н.Г. Оценка частоты сети в цифровых системах РЗА по переходу через нуль: характеристики точности / Н.Г. Иванов, А.В. Солдатов, В.А. Наумов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2013. - № 4. - С. 22-25.

77. Антонов, В.И. Адаптивный структурный анализ электрических сигналов: теория для инженера / В.И. Антонов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2019. - №2. - С. 18-28.

78. Schegner, P. Analysis of noisy voltage signal with a high resolution of frequency for the closing of transmission lines / P. Schegner, G. Pilz, C. Wallner // 14th PSCC. - Sevilla, 2002. - P. 1-6.

79. Антонов, В.И. Обработка сигнала с высокой частотой дискретизации в цифровой релейной защите и автоматики / В.И. Антонов [и др.] // Цифровая электротехника: проблемы и достижения: сб. науч. трудов НПП «ЭКРА». Выпуск 2. - Чебоксары: РИЦ "СРЗАУ", 2013. - С.12-21.

80. Антонов, В.И. Эффективные структурные модели входных сигналов цифровой релейной защиты и автоматики / В.И. Антонов, В.А. Наумов, А.И. Фомин // Электричество. - 2012. - №11. - С.2-8.

81. Антонов, В.И. Оптимальная частота дискретизации при оценке частоты гармоники / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Д.Е. Васильева // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 2016. - С. 223-225.

82. Golub G.H., Van Loan C.F. An Analysis of the Total Least Squares Problem //SIAM J. Num. Anal. - 1980. - Vol. 17. No. 6. - P. 883-893.

83. Антонов, В.И. Структурный анализ сигналов в среде Simulink / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы 10-й Всерос. науч.-техн. конф. -Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2016. - С. 232-240.

84. Чернин, А.Б. Вычисление электрических величин и поведение релейной защиты в неполнофазных режимах в электрических системах / А.Б. Чернин -Москва: Госэнергоиздат, 1963. - 416 с.

85. Clarke, E. Circuit Analysis of A-C Power Systems. Vol. I—Symmetrical and Related Components / E. Clarke // New York: John Wiley & Sons., 1943. - 540 p.

86. Александрова, М.И. Универсальные принципы управляемой коммутации силового электрооборудования / М.И. Александрова, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. - 2019. - №1. - С. 49-54.

87. IEC 61850-8-1:2011 Communication networks and systems for power utility automation - Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) - Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3. - Geneva, 2011. - 140 p.

88. Switchsync PWC600. Technical manual [Электронный ресурс]. - URL: https://library.e.abb.com/public/096f6659f41a46cdbda5400d4314bb89/511275-UEN_TM_PWC600I_1p0.pdf (дата обращения: 20.01.2019).

89. MASY-0141-C SynchroTeq User Manual [Электронный ресурс]. - URL: https://www.vizimax.com/support/download (дата обращения: 20.01.2019).

90. Контроллер синхронной коммутации RPH3. Инструкция по эксплуатации. - ALSTOM, 2012. - 128 c.

91. Goldsworthy, D. Controlled switching of HVAC circuit breakers: application examples and benefits / D. Goldsworthy, T. Roseburg, D. Tziouvaras [et al.] // 61st Annual Conference for Protective Relay Engineers. - College Station, 2008. - P. 520535.

92. Ito, H. Factory and Field Testing of Controlled Switching Systems and Their Service Experience / H. Ito, H. Kohyama, B.R. Naik [et al.] // CIGRE Session 2004. -CIGRE, 2004. - P. 1-8.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПАРАМЕТРЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 500

КВ

РОСТОВСКАЯ АЭС - ПОДСТАНЦИЯ БУДЕНОВСКАЯ

Таблица А. 1 - Параметры питающих систем

Подстанция ЭДС, кВ Сопротивление на номинальной частоте, Ом

Прямая посл-ть Нулевая посл-ть

Rl Xl Ro X)

Ростовская АЭС 5^0° кВ 0,909 16,784 0,254 10,35

ПС Буденовская 10,884 97,905 5,385 74,727

Таблица А.2 - Параметры ЛЭП 500 кВ Ростовская АЭС - ПС Буденовская

Длина, км 432

Марка и число проводов в фазе 3xАС-330/43

Шаг расщепления, см 40

Марка и число проводов в грозотросе 2xАЖС-70/39

Преобладающий тип опор ПБ500-7Н

Усредненная стрела провеса, м 7,4

Тип реактора со стороны Ростовской АЭС РОДЦ-60000/500 У1

Тип ОПН со стороны Ростовской АЭС ОПН-500УХЛ1/333/20/1200

Тип ОПН со стороны ПС Буденовская ОПН-500УХЛ1/333/20/1200

Таблица А.3 - Параметры шунтирующих реакторов со стороны Ростовской

АЭС и ПС Буденовская

Тип реактора РОДЦ-60000/500 У1

Схема соединения реакторов звезда

Номинальная мощность, МВА 60

Потери активной мощности, кВт 205

Индуктивность, Гн 4,83

Активное сопротивление, Ом 6

Таблица А. 4 - Параметры ОПН со стороны Ростовской АЭС и ПС

Буденовская

Тип ОПН ОПН-500УХЛ1

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ 333

Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, кА 20

Пропускная способность на прямоугольном импульсе тока длительностью 2000 мкс, А 1200

Остающееся напряжение при импульсном токе 40000 А на волне 8/20 мкс, кВ, не более 1182

Остающееся напряжение при импульсном токе 20000 А на волне 8/20 мкс, кВ, не более 1054

Остающееся напряжение при импульсном токе 10000 А на волне 8/20 мкс, кВ, не более 966

Остающееся напряжение при импульсном токе 2000 А на волне 30/60 мкс, кВ, не более 845

Остающееся напряжение при импульсном токе 1000 А на волне 30/60 мкс, кВ, не более 808

Остающееся напряжение при импульсном токе 500 А на волне 30/60 мкс, кВ, не более 778

Рисунок А.1 - Модель ЛЭП 500 кВ Ростовская АЭС - ПС Буденовская в среде PSCAD

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ В ООО НПП «ЭКРА»

ПРИЛОЖЕНИЕ В. СПРАВКА О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ФГБОУ ВО «ЧУВАШСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТА

ИМ. И.Н. УЛЬЯНОВА»

минобрнауки россии

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова» (ФГБОУ ВО «ЧТУ им. И.Н.Ульянова»)

Московский пр., 15, г. Чебоксары, 428015 Тел.:[phone]; факс: [phone]

E-mail: [e-mail] ОГРН 1022101274315 ИНН 2129009412

3 2021 г. №

рассей федерацийён АслалАхпа асла пёл9 министерстви

федерации аегга. пёлу паракан

«И.Н. Ульянов ячёллё Чаваш патшалйх университечё» патшалах вёрену бюджет учрежденийё

428015 Шупашкар хули, Мускав пр., 15

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационного исследования Иванова Николая Геннадьевича

на тему «Интеллектуальное автоматическое повторное включение линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами»

CD

О

У-*

Результаты диссертационной работы Иванова Николая Геннадьевича на тему «Интеллектуальное автоматическое повторное включение линий электропередачи сверхвысокого напряжения с шунтирующими реакторами», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы, используются:

- при чтении лекций по курсу «Управляемые линии электропередач» при подготовке бакалавров по направлению 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника по профилю «Интеллектуальные электроэнергетические системы и сети» на кафедре «Электроснабжения и интеллектуальных энергетических систем имени A.A. Федорова»;

- при чтении лекций по курсу «Цифровая обработка электроэнергетических сигналов» при подготовке магистрантов по направлению 13.04.02 Электроэнергетика и электротехника по профилю «Автоматика энергосистем» на кафедре «Теоретических основ электротехники и релейншуащиты и автоматики».

Проректор по н

Наумов A.M. т™'.' [phone] (доб. 2510)

E.H. Кадышев