Исследование и расчет потерь энергии и пропускной способности линий электропередачи с учетом изменения тока и температуры по длине тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Троценко Владислав Михайлович

• Троценко Владислав Михайлович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Троценко Владислав Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

1.1 Проблема повышения пропускной способности воздушных линий

1.2 Структура и расчет потерь электроэнергии в электрических сетях

1.3 Методы расчета потерь энергии с учетом температуры провода

1.4 Выводы по главе

2 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ СТАЦИОНАРНЫХ И НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ

2.1 Расчет потерь активной мощности в проводах воздушных линий электропередачи в стационарном тепловом режиме

2.2 Расчет годовых потерь энергии в воздушных линиях на основе модели нестационарного теплового режима по графикам нагрузки

2.3 Выводы по главе

3. ОСЕВАЯ ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА В ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ

3.1 Анализ причин возникновения осевой передачи тепла

3.2 Математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине

3.3 Аналитическое решение уравнения теплопроводности неизолированного провода

3.4 Численное решение уравнения теплопроводности с учетом изменения тока по длине воздушной линии

3.5 Выводы по главе

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ ПРОВОДА В ЗАДАЧАХ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОПУСКНОЙ

СПОСОБНОСТИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВБЛИЗИ КОНТАКТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1 Методы уменьшения переходного сопротивления разборных контактных соединений в силовых электрических цепях

4.2 Температура контактного соединения участков линий большой длины

4.3 Температура контактных соединений при наличии участков малой длины

4.4 Выводы по главе

5. РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ И ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ТОКА И ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ ЛИНИИ

5.1 Определение температуры провода в месте контактного соединения на основе расчета установившегося режима простой замкнутой сети

5.2 Анализ допустимого тока в воздушной линии за летние сутки 2024 года

5.3 Расчет годовых потерь энергии с учетом тепловых процессов на основе графиков нагрузки в выходные и рабочие дни для кольцевой сети

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложение А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Приложение Б. Фрагмент блок схемы алгоритма расчета средней температуры

провода и потерь мощности каждого часа для суточных графиков нагрузки

Приложение В. Алгоритмы расчета температуры провода методом конечных

разностей с учетом изменения тока по длине линии

Приложение Г. Акты внедрения

Приложение Д. Исходные данные программы и результаты расчета годовых потерь электроэнергии для кольцевой сети

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и расчет потерь энергии и пропускной способности линий электропередачи с учетом изменения тока и температуры по длине»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Повышение энергоэффективности, формирование и развитие энергетического кластера страны, является одним из приоритетных направлений в развитии экономики России. Для его последовательной реализации разработана и утверждена Энергетическая стратегия на период до 2035 года [100], Стратегия развития электросетевого комплекса РФ [89], а также другие постановления Правительства РФ [46, 92]. Большое внимание уделяется уменьшению потерь энергии и повышению пропускной способности линий электропередачи. Так, согласно годовому отчету ПАО «Россети», средние потери энергии за 2023 год составили 10,4 % [56], что говорит об актуальности темы исследования.

Стремительный рост численности населения, а также быстрые темпы развития различных отраслей промышленности, прямо или косвенно связанных с потреблением электроэнергии, приводят к увеличению потребления электроэнергии. С ростом потребления электроэнергии остро встает проблема пропускной способности линий. Чтобы решить эту проблему, на данный момент существуют такие мероприятия, как повышение номинального напряжения, увеличение сечения провода, замена воздушных линий на более современные марки проводов, например, на высокотемпературные марки и т. д. Однако все это требует значительных капиталовложений, к тому же требуется замена самих опор из-за растущей массы провода, а также появляется необходимость расширения просеки. Поэтому актуально более полно использовать пропускную способность уже существующих воздушных линий.

В представленной диссертации в целях повышения точности расчета потерь энергии и увеличения пропускной способности линии получена математическая модель, которая учитывает радиальную и осевую передачу тепла в проводах. Приведен расчет температуры контактных соединений линий электропередачи с учетом влияния переходных сопротивлений контактов.

Степень разработанности темы исследования.

Исследования в данной области начаты довольно давно. Стоит отметить коллективы, которые занимаются исследованием вопросов повышения пропускной способности в ЛЭП и расчетом потерь электроэнергии: АО «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», АО «Россети Научно-технический центр», Группа компаний «Оптэн», НИУ «МЭИ», Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», БУ ВО «Сургутский государственный университет», ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет», ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет», ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет», Белорусский национальный технический университет, Азербайджанский научно -исследовательский институт энергетики и энергетического проектирования и другие организации, а также известные ученые: Баламетов А.Б., Бигун А.Я., Вихарев А.П., Войтов О.Н., Воротницкий В.Э., Герасименко А.А., Гиршин С.С., Голуб И.И., Горюнов В.Н., Железко Ю.С., Жилин Е.В., Зайцев Е.С., Зарудский Г.К., Идельчик В.И., Пузырев Е.В., Сацук Е.И., Халилов Э.Д., Шведов Г.В., Шепелев А.О., Щепотин А.С., Margita Fr., Pemachandra V., Sterc T., Szabo D., Yongdou L. и др. Что касается проблемы определения температурных режимов с учетом изменения тока по длине линии и определения температуры контактных соединений воздушных линий, то заметный вклад в них внесли следующие ученые: Воронин А.А., Гимадиев Р.Ш., Гиршин С.С., Горюнов В.Н., Дементьев С.С., Игнатенко И.В., Львов М.Ю., Пантелеева Л.А., Солдатов А.И., Титков В.В., Chen X., De Paulis F., Feng Y., Gang L., Huang X. B., Jenssen R., Liang Z., Orlandi A., Oluwafemi Olumide T., Ramaswamy A., Ramirez-Martinez A., Stefano Q., QI Y., Qiao K., Xinlan D., Yang X., Yingai J., Zhanfeng Y., Zhang T., Zhang X., Zhiwei J., Zhiyong L. и др.

Цель работы - повышение точности расчета потерь энергии и оценки пропускной способности линий электропередачи на основе учета изменения тока и температуры по длине.

При выполнении диссертации были поставлены и решены следующие научные задачи:

1. Анализ современного состояния проблемы повышения пропускной способности и снижения потерь электроэнергии с учетом тепловых процессов в электрических сетях;

2. Разработка алгоритма расчета годовых потерь энергии в воздушных линиях с учетом температурной зависимости активного сопротивления по суточным графикам нагрузки;

3. Разработка математической модели температурного режима провода воздушной линии с учетом осевой передачи тепла;

4. Моделирование и расчет распределения температуры по длине провода в задачах исследования пропускной способности линий электропередачи вблизи контактных соединений.

Объект исследования - электрические сети и входящие в их состав воздушные линии электропередачи различных типов.

Предмет исследования - методы расчета потерь энергии и пропускная способность воздушных линий электропередачи.

Научная новизна работы:

- разработана методика расчета годовых потерь энергии при ее передаче по воздушным линиям на основе графиков нагрузки с учетом тепловых процессов;

- разработана математическая модель температурного режима воздушной линии с учетом осевой передачи тепла;

- получено аналитическое и численное решение уравнения теплопроводности воздушной линии электропередачи;

- получены выражения для определения температур контактных соединений и дефектов линий электропередачи.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- разработана программа для ЭВМ, которая позволяет рассчитывать годовые потери энергии с учетом тепловых процессов в воздушных линиях электропередачи по суточным графикам нагрузки;

- получено распределение температуры в нестационарном тепловом режиме воздушных линий электропередачи;

- проведен сравнительный анализ потерь активной мощности в стационарном тепловом режиме с учетом и без учета осевой передачи тепла;

- проведено исследование пропускной способности линий по температуре контактных соединений на примере замкнутой сети;

- приведены общие рекомендации по повышению точности расчета потерь энергии и пропускной способности линий с учетом осевой передачи тепла для проводов различных типов.

Методология и методы исследования.

В процессе выполнения работы использовались: теория теплопередачи, методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных, включая методы численного решения нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, элементы теории электрических цепей. При разработке программы для ЭВМ применялся язык программирования Java. Математическое моделирование производилось в пакетно-прикладных программах для технических вычислений.

Положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Методика и программа определения годовых потерь энергии в воздушных линиях электропередачи с учетом тепловых процессов методом характерных суток;

2. Математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине;

3. Методика расчета температуры провода в месте контактного соединения и при дефектах воздушных линий.

Степень достоверности подтверждается:

- сравнением расчетных температур контактных соединений и дефектов в задачах исследования пропускной способности воздушной линии, полученных по разработанной методике, с экспериментальными данными.

- хорошим совпадением результатов решения уравнения теплопроводности для неизолированного провода при изменении тока по длине точным (аналитическим) и численным методами (метод конечных разностей).

Теория основана на известных математических методах, таких как: методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных, включая методы численного решения нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных в диссертационной работе исследований применяются в научно-исследовательской работе и учебном процессе Омского государственного технического университета (ФГАОУ ВО «ОмГТУ») при подготовке бакалавров (направления подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети») и специалистов (специальность: «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов») Энергетического института.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Приведенные в диссертации исследования соответствуют паспорту научной специальности по направлению 2.4.3 «Электроэнергетика»:

П. 17. Исследования по транспорту электроэнергии переменным и постоянным током, включая проблемы повышения пропускной способности транспортных каналов, разработки и применения FACTS-устройств, накопителей энергии.

Личный вклад соискателя. В процессе написания диссертационной работы соискателю принадлежит разработка математических моделей, разработка методик решения уравнения теплопроводности неизолированного провода для осевой передачи тепла, анализ и обобщение результатов диссертационного

исследования, разработка прикладных программ для ЭВМ, оценка достоверности результатов, полученных в ходе диссертационного исследования.

Публикации. По теме диссертационной работы было опубликовано 18 печатных работ, из них 9 статей в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено 7 свидетельств о регистрации программы для ЭВМ в ФИПС и опубликовано 1 учебное пособие.

Структура и содержание диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 100 наименований и 5 приложений. Содержит 116 страниц основного текста, 102 страниц в виде приложений, 36 рисунков и 38 таблиц.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Горюнову Владимиру Николаевичу и кандидату технических наук, доценту Гиршину Станиславу Сергеевичу, за помощь при подготовке диссертации, полученные рекомендации и замечания, а также помощь при редактировании окончательного текста диссертационной работы.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ

ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С УЧЕТОМ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

1.1 Проблема повышения пропускной способности воздушных линий

Стремительный рост численности населения, а также быстрые темпы развития различных отраслей промышленности, прямо или косвенно связанных с потреблением электроэнергии, приводят к увеличению потребления электроэнергии. В соответствии с данными, предоставленными компанией Enerdata, потребление электроэнергии в РФ с 1990 по 2020 год увеличилось в 2,29 раза (рисунок 1.1.1) [65].

950 900 850

_ 800

н

CD

Н

750 700 650 600

O-Nf, ■t'not^ooovo — rln^tullDhWOiO-' <N r<-, rf ifl ^ h М Ol С

¡^OvOiOv^Ov^Ov^OvOOOOOOOOOO—• — ——' — —' — —> — —' СЧ

—I — — — — —I —ir\ir^r\|rNr\|rNr\|r4<^r4<^^C^<NM<N<^(NrN<NrNll

Рисунок 1.1.1 - Изменение потребления энергии в РФ за 30 лет

Другая немаловажная проблема заключается в том, что срок эксплуатации для многих воздушных линий электрических сетей составляет более 40 лет, что пагубно влияет на характеристики самой линии из-за усталости алюминия

токоведущих частей. Все эти факторы негативно влияют на пропускную способность линий, особенно в часы максимума электрических нагрузок.

Чтобы решить эту проблему, на данный момент существуют такие мероприятия, как повышение номинального напряжения, увеличение сечения провода, замена воздушных линий на более современные марки проводов, например, на высокотемпературные марки и т. д.

Ввод новых генерирующих мощностей, повышение номинального напряжения, увеличение сечения, все это требует значительных капиталовложений, к тому же требуется замена самих опор из-за растущей массы провода, также появляется необходимость расширения просеки.

При строительстве с нуля новых линий возникает проблема, связанная с ландшафтом, особенно если есть необходимость провести линию через реку или гористую местность. Ко всему вышеперечисленному можно добавить, что особенно остро стоит проблема постройки таких линий в населенных пунктах, так как имеются определенные требования к напряженности электрического и магнитного поля.

Самой распространенной методикой для определения температуры на данный момент является расчет максимальной температуры провода в стационарных и нестационарных тепловых режимах. Это доказывается многими научными исследованиями и результатами, представленными в виде научных работ, расчетной документации [72], стандартами организаций, диссертациями и патентами.

В работе [71] приводится метод расчета температуры провода в стационарном тепловом режиме по средним значениям погодных условий по всей протяженности воздушной линии.

В других исследованиях [83] используется стандарт ФСК «ЕЭС», где допустимый ток определяется исходя из уравнения теплового баланса провода, как

Р - Р

где Id - допустимый ток, Зд - допустимая температура провода, р - мощности отдаваемая проводом в воздух за счёт конвективного теплообмена и излучения, р - мощность солнечного излучения, поглощаемая проводом, Я20 - сопротивление провода при температуре 20 °С, (Зг - температурный коэффициент сопротивления, - коэффициент, учитывающий поверхностный эффект, ^ -коэффициент, учитывающий магнитные потери в стальном сердечнике.

Чтобы решить проблему перегрузки линии, группой исследователей из ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» [61] было запатентовано устройство для повышения пропускной способности воздушной линии. Оно основывается на предотвращении принудительного отключения защитными аппаратами перегруженной линии и обеспечением бесперебойного электроснабжения потребителей за счет временной эксплуатации воздушной линии в условиях утяжеленного режима работы с максимально допустимой температурой нагрева.

Из зарубежных источников стоит отметить стандарты по расчету допустимого тока CIGRE [13] и IEEE [21]. В них допустимый ток рассчитывается по следующим формулам

I =

q + q - q

(1.1.2)

V Я К) '

где qc - коэффициент конвекционных тепловых потерь на единицу длины; дг -

коэффициент излучаемого тепла на единицу длины; ^ - коэффициент тепловых

потерь на единицу длины, полученный путем солнечной радиации; Я (т^) -

сопротивление проводника при средней температуре, рассчитанной для всех слоев алюминиевого повива;

I =

Л

P (т) + рс (т)-P , (113)

Яас (Т)

где р (т) - радиальное охлаждение на единицу длины при температуре Т, Рс (т) - конвективное охлаждение на единицу длины при температуре Т, р - нагрев

солнцем на единицу длины, яас (т) - погонное сопротивление провода при температуре Т.

Достоинства и недостатки, а также отличия приведенных стандартов подробно рассмотрены в следующих работах [71, 83]. Другие зарубежные коллективы постоянно улучшают эти стандарты.

В отличии от приведенных выше методов, в настоящей диссертации представлен новый способ определения допустимого тока путем расчета температуры провода с учетом осевой передачи тепла.

1.2 Структура и расчет потерь электроэнергии в электрических сетях

Потери электрической энергии играют значительную роль в технико-экономических характеристиках энергосистемы, поскольку их денежное выражение учитывается при расчете таких важных показателей, как приведенные затраты и годовые эксплуатационные расходы. Можно выделить взаимосвязь между стоимостью электрической сети и потерями энергии в ней.

При проектировании энергосистем обычно выбирается такая конфигурация сети, в которой соотношение этих показателей оптимально. Однако в процессе эксплуатации электрическая сеть и характеристики нагрузки могут изменяться, что приводит к увеличению потерь энергии и, как следствие, ухудшению эффективности всей системы энергоснабжения.

Для конечных потребителей потери электрической энергии также имеют важное значение, поскольку увеличение потерь ведет к росту затрат на передачу и распределение электроэнергии по сетям, что, в свою очередь, приводит к увеличению тарифов на электроэнергию.

Однако существует и другая категория потерь, вызванных неэффективными режимами работы электросети, недостатками в организации ее эксплуатации, погрешностями учета электроэнергии и другими факторами. Эти потери не могут быть переложены на потребителей и полностью ложатся на финансовые результаты энергетических компаний. В связи с этим Федеральная энергетическая комиссия России устанавливает нормативы потерь электроэнергии в сетях и

методику их расчета, что вызывает ряд вопросов как с научной, так и с практической точки зрения. В частности, предлагается включить в нормативы потерь дополнительные составляющие и методы их учета.

Целью расчетов и анализа потерь является разработка комплекса экономически обоснованных мероприятий, направленных на снижение потерь электрической энергии.

В процессе эксплуатации электросетей для оценки эффективности передачи энергии используется понятие отчетных потерь ДW, которое представляет собой разницу между энергией, поступившей в сеть ^ос), и энергией, отпущенной из сети и оплаченной потребителем ^оп). Это значение является общим и включает как физические потери, так и погрешности учета электроэнергии, асинхронность снятия показаний приборов учета, хищения энергии и другие факторы.

Для более точного анализа потери можно разделить на несколько категорий. Структура потерь может быть как обобщенной, так и детализированной. Детализированная структура используется для выявления конкретных локализаций потерь и разработки эффективных мероприятий по их снижению.

Обобщенная структура потерь включает следующие виды [35, 40]:

Технические потери электрической энергии (ДWТ) — обусловлены физическими процессами, происходящими в элементах сети при передаче энергии, такими как преобразование части энергии в другие виды, например, в тепло.

Потери, связанные с расходом энергии на собственные нужды подстанций ^ш) — используются для обеспечения функционирования технологического оборудования и создания условий для работы обслуживающего персонала. Для учета этих потерь устанавливаются специальные счетчики.

Потери электроэнергии, связанные с погрешностями измерений ^изм) — зависят от метрологических характеристик приборов учета и режимов их работы.

Коммерческие потери (ДWк) — возникают из-за хищений электроэнергии, расхождений между показаниями счетчиков и фактическими платежами

потребителей, а также других организационных недостатков в контроле потребления энергии

АЩ = АЩ - АЩ -АЩ, -АЖ (1.2.1)

к Т сн изм V /

Структура потерь электроэнергии [40, 75]: 1. Отчетные потери:

а) Технические потери Нагрузочные (переменные):

- в силовых трансформаторах;

- в линиях;

- в трансформаторах тока;

- в токоограничивающих реакторах;

- в высокочастотных заградителях.

б) Холостого хода (постоянные):

- в силовых трансформаторах;

- в трансформаторах напряжения, в счетчиках высокочастотной связи;

- в изоляции кабельных линий;

- в компенсирующих устройствах.

в) Климатические:

- от токов утечки по изоляторам воздушной линии;

- на корону.

2) Потери в связи с погрешностями приборов учета электроэнергии.

3) Расход на собственные нужды подстанций и плавку гололеда.

4) Коммерческие потери.

Для расчета нагрузочных потерь электроэнергии за определенный период времени (например, Т часов или Д дней) применяются различные методы, которые могут быть выбраны в зависимости от доступности данных о схемах и нагрузках сетей, а также их оперативного обновления. Методы расчета потерь электроэнергии представлены ниже, в порядке убывания точности получаемых результатов [48]:

1. Оперативных расчетов;

2. Расчетных суток;

3. Средних нагрузок;

4. Числа часов наибольших потерь мощности;

5. Оценки потерь по обобщенной информации о схемах и нагрузках сети. При расчете потерь электроэнергии по методам 1 -4 используются данные о

схемах сети и нагрузках её элементов, которые вычисляются в соответствии с законами электротехники или с помощью измерений. В методах 2-4 расчеты проводятся ежемесячно, основываясь на схеме сети, актуальной для расчётного месяца. Если схемы сетей остаются неизменными в течение определённого периода времени, расчёт потерь может быть выполнен за несколько месяцев, с суммированием потерь за каждый расчётный месяц.

Для различных типов сетей и эксплуатационных условий применяются разные методы расчета потерь, в зависимости от наличия информации [13, 76, 48]:

1. Метод оперативных расчетов используют при определении нагрузочных потерь AW по формуле

А" = 3]ГЯ1 -¿121ГА^, (1.2.2)

1=1

где п - число элементов сети; 1у - токовая нагрузка ьго элемента с сопротивлением ^ на интервале времени А^ - интервал времени между опросами датчиков, фиксирующих токовые нагрузки элементов; п - число интервалов времени.

Необходимые сведения о токовых нагрузках в элементах сети могут быть получены из записей в диспетчерских ведомостях, а также на основе показаний оперативных измерительных комплексов или АИИСКУЭ.

2. Метод расчетных суток, в основе расчета потерь электроэнергии по данному методу лежит формула

А " = к л к2ф.„ А №СуТДэ1в|, (1.2.3)

где кл - коэффициент, учитывающий влияние потерь в арматуре ВЛ и принимаемый равным 1,02 для линий напряжением 110 кВ и выше и равным 1,0

для линий более низких напряжений; к2ф.м - квадрат коэффициента формы графика суточных отпусков электроэнергии в сеть (график с числом значений, равным числу дней в месяце контрольных замеров); ДWCyт - потери электроэнергии за сутки расчетного месяца со среднесуточным отпуском электроэнергии в сеть; Дэкв j - эквивалентное число дней в j-м расчетном интервале.

3. Метод средних нагрузок

АШ = к л к к ЛРсрТ .к 2ф, (1.2.4)

где кк - коэффициент, учитывающий различие конфигураций графиков активной и реактивной нагрузки различных ветвей сети; ДРср - потери мощности в сети при средних за расчетный интервал нагрузках; Т - продолжительность ]-го расчетного интервала; к2ф - квадрат коэффициента формы графика суммарной нагрузки сети за расчетный интервал.

4. Метод числа часов наибольших потерь мощности

АШ = к л кк АРтах !\То, (1.2.4)

где ДРтах - потери мощности в режиме наибольшей нагрузки сети; то -относительное число часов наибольших потерь мощности, определенное по графику суммарной нагрузки сети за расчетный интервал.

5. Методы оценки потерь на основе обобщенной информации о схемах и нагрузках сети. Эти методы основываются на установлении регрессионной зависимости между потерями электрической энергии и обобщёнными параметрами схем и режимов работы электросетей. Регрессионные модели позволяют прогнозировать потери энергии на основе данных о структуре сети, её элементам, а также типичных режимах работы, без необходимости в детальном учёте каждой конкретной нагрузки или изменения схемы. Это позволяет получить достаточно точные оценки потерь при ограниченной или обобщённой информации о сети и её характеристиках.

1.3 Методы расчета потерь энергии с учетом температуры провода

Температурная зависимость активного сопротивления в воздушных линиях электропередачи является одним из важных факторов при расчете потерь электроэнергии. Общеизвестное уравнение, описывающее эту зависимость приводится во многих работах [71] и представлено, для проводов воздушных линий электропередачи, в виде

Д© = Я» (1 + -20)), (1.3.1)

где Я0 - активное сопротивление при температуре © °С, Я20 - активное сопротивление при температуре 20 °С, а - температурный коэффициент активного сопротивления в °С-1, © пр - температура токоведущей жилы провода, °.

В виде погонного активного сопротивления [93]

Г0(Тр) = Г0(20) (1 + ат (®пр - 20)), (1.3.2)

где г0(20) - погонное активное сопротивление провода при ©пр равной 20 °С, Ом/км; ат - температурный коэффициент активного сопротивления, измеряемый в 1/°.

Для проводов повышенной пропускной способности по стандарту СЮКЕ 601 удельное сопротивление [83]

р = Р20 (1 + а(©Ср - 20) + С(©ср - 20)2), (1.3.3)

где © - средняя температура провода, °С; ^ - квадратичный температурный

коэффициент активного сопротивления провода, 1/°С2 (для алюминиевого сплава равен 810-7 1/С2 [83]).

То есть, чем точнее будет рассчитана температура токоведущей части провода, тем с большей точностью возможно введение мероприятий по уменьшению потерь энергии. Поэтому появилась необходимость точного

определения температуры посредством учета таких факторов, как: нагрев током, который протекает по проводу, температуры окружающей среды, атмосферного давления, скорости и направлении ветра, теплового излучения провода, значения солнечной радиации и т.д. Соответственно для более точного учета этих параметров при расчете температуры провода к настоящему времени было опубликовано множество работ [25, 20, 12, 31, 67, 29, 55, 45, 64, 24, 3, 23, 18]. Они основаны на аналитическом или численном решении уравнения теплового баланса, которые позволяют более точно определить температуру провода.

Также существуют прямые и косвенные методы определения температуры провода, в обзорной статье [16] анализируется несколько таких методов. При прямых методах контроля температуры проводников температура измеряется напрямую или путем измерения определенного параметра проводника, который зависит от температуры, такого как стрела провеса, натяжение, сопротивление проводника, расстояние проводника от земли и т. д. При косвенных методах контроля температуры проводника температура проводника получается путем применения специальной математической модели, которая в качестве входных данных использует измеренные значения параметров погоды и тока в сети. Здесь также представлены различные прямые методы контроля температуры жил воздушных линий. Анализируя различные методы, можно сделать вывод, что большие различия проявляются не только в принципе, принятом для измерения температуры проводника, но и в том, что представляет собой измеряемая температура. В некоторых случаях измеренная температура представляет собой единичное точечное измерение или приблизительное значение, которое действительно для участка линии. В других измеряют температуру в продольном направлении и получают данные об осевом распределении температуры проводника. Кроме того, если смотреть на радиальное излучение, измеренное значение может представлять собой температуру поверхности или средней температуры проводника. Все рассмотренные методы имеют свои преимущества и недостатки, которые могут представлять собой ограничение в практическом применении. В настоящее время для измерения температуры в точках и

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Троценко Владислав Михайлович, 2026 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. A case study of rupture in 110 kV overhead conductor repaired by full-tension splice / T. Zhang, W. Zheng, Y. Xie [et al.]. - DOI: 10.1016/j.engfailanal.2019.104349 // Engineering Failure Analysis. - 2020. - Vol. 108. - P. 104349.

2. A mathematical model of steady-state thermal regime of insulated overhead line conductors / V. N. Goryunov, S. S. Girshin, Е. А. Kuznetsov [et al.]. DOI: 10.1109/EEEIC.2016.7555481 // 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC) : Proceedings (Florence, Italy 7-10 June 2016). -IEEE, 2016. - P. 1-5.

3. A thermal model based dynamic rating system for overhead transmission lines / Y. Yan, W. Bao, J. Xin [et al.]. - DOI: 10.1109/DRPT.2015.7432718 // 5th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT) : Proceedings (Changsha, China 26-29 November 2015). -IEEE, 2015. - P. 2758-2763.

4. A thermal model for calculating axial temperature distribution of overhead conductor under laboratory conditions / X. Zhang, Z. Ying, Y. Chen, X. Chen // Electric Power Systems Research. - 2019. - Vol. 166. - P. 223-231.

5. Advancing OHL Rating Calculations: Modeling Mixed-Convective Cooling and Conductor Geometry / К. Kopsidas, S. A. Rahman, М. А. Al Aqil, S. Rolfo. -DOI: 10.1109/TPWRD.2022.3197325 // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2023.

- Vol. 38, no. 1. - P. 610-619.

6. Analysis of overhead transmission lines fusing failure due to poor contact between conductors and clamps / Y. Jin, M. Quan, Sh. Yan [et al.]. - DOI: 10.1016/j.engfailanal.2020.104858 // Engineering Failure Analysis. - 2020. - Vol. 118.

- P. 104858.

7. Balametov, A. B. Analysis of OHL parameters taking into account the influence of solar radiation and temperature on the sectors of the route / А. В. Balametov, К. А. Agahanova, Е. A. Balametov // International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. - 2021. - Vol. 13, no. 2. - Р. 118-123.

8. Baran, I. Power losses on overhead lines under various loading regimes and weather conditions / I. Baran, M. Costea, T. Leonida. - DOI: 10.1109/ISEEE.2017.8170656 // 5th International Symposium on Electrical and Electronics Engineering (ISEEE) : Proceedings (Galati, Romania, 20-22 October 2017). - IEEE, 2017. - P. 1-6.

9. Chengzeng, Y. Three-dimensional finite discrete element-based contact heat transfer model considering thermal cracking in continuous-discontinuous media / Y. Chengzeng, W. Dasheng, W. Gang. - DOI: 10.1016/j.cma.2021.114228 // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. - 2022. - Vol. 388. - P. 114228.

10. Development of controlled heating for fatigue test in overhead conductors at high temperature / E. R. Costa, J. A. Araujo, L. Veloso [et al.] // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. - 2020. - Vol. 42, no. 7. - P. 385.

11. Dynamic Line Rating Assisted Transient Stability Preventive Control with High Penetration of Renewable Energy / T. Su, J. Zhao, Y. Chen, X. Liu. - DOI: 10.1109/PESGM51994.2024.10688562 // IEEE Power & Energy Society General Meeting (PESGM) : Proceedings (Seattle, WA, USA, 21-25 July 2024). - IEEE, 2024. - P. 1-5.

12. Girshin, S. S. Development of improved methods for calculating steady states of power systems taking into account the temperature dependence of the resistances of the overhead transmission lines / S. S. Girshin, A. O. Shepelev // Power Technology and Engineering. - 2020. - Vol. 54, no. 2. - P. 232-241.

13. Guide for thermal rating calculations of overhead lines. 2014. - URL: https://www.e-cigre.org/publications/detail/601-guide-for-thermal-rating-calculations-of-overhead-lines.html (date accessed: 03.04.2022).

14. Mahmoud, M. Renewable Energy-Volume 1: Solar, Wind, and Hydropower / M. Mahmoud, A. G. Olabi, A. Radwan [et al.]. - DOI: 10.1016/B978-0-323-99568-9.00003-0 // Academic Press. - 2023. - P. 75-92.

15. Model for 400 kV Transmission Line Power Loss Assessment Using the PMU Measurements / I. Pavicic, N. Holjevac, I. Ivankovic, D. Brnobic. - DOI: 10.3390/en14175562 // Energies. - 2021. - Vol. 14. - P. 5562.

16. Pavlinic, A. Direct monitoring methods of overhead line conductor temperature / A. Pavlinic, V. Komen // Engineering Review. - 2017. - Vol. 37, no. 2. -P. 134-146.

17. Possibilities of Increasing the Ampacity of Overhead Lines Using High-Temperature Low-Sag Conductors in the Electric Power System of the Slovak Republic / F. Margita, L. Bena, W. Malska, P. Pijarski. - DOI: 10.3390/app14177846 // Applied Sciences. - 2024. - Vol. 14, no. 17. - P. 7846.

18. Review of Thermal Stress and Condition Monitoring Technologies for Overhead Transmission Lines: Issues and Challenges / N. M. Zainuddin, M. A. Rahman, M. A. Kadir [et al.]. - DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3004578 // IEEE Access. - 2020. - Vol. 8. - P. 120053-120081.

19. Riba, J. R. Analyzing the role of emissivity in stranded conductors for overhead power lines / J. R. Riba, Y. Liu, M. Moreno-Eguilaz // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. - 2024. - Vol. 159. - P. 110027.

20. Simplified formula for the load losses of active power in power lines taking into account temperature / S. S. Girshin, O. V. Kropotin, V. M. Trotsenko [et al.]. -DOI: 10.15199/48.2019.07.10 // Przeglad Elektrotechniczny. - 2019. - Vol. 7. - P. 4246.

21. Std. 738-2023. (Revision of IEEE Std. 738-2012). Standard for Calculating the Current-Temperature Relationship of Bare Overhead Conductors. - New York, USA : IEEE, 2023. - 56 p.

22. Temperature profile of progressive damaged overhead electrical conductors /

C. F. Cimini. - DOI: 10.1016/j.ijepes.2012.12.015 // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. - 2013. - № 49 (1). - P. 280-286.

23. The grid element temperature considering when selecting measures to reduce energy losses on the example of reactive power compensation / S. S. Girshin, A. Ay. Bigun, E. V. Ivanova [et al.]. - DOI: 10.15199/48.2018.08.24 // Przeglad Elektrotech niczny. - 2018. - Vol. 94, no. 8. - P. 101-104.

24. Vikharev, D. P. Thermal calculation of covered conductor for overhead lines /

D. P. Vikharev, D. A. Repkin, N. G. Repkina. - DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076283

// International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM) : Proceedings (St. Petersburg, Russia, 16-19 May 2017). - IEEE, 2017. - P. 1-4.

25. Анализ длительно допустимых токов и потерь активной мощности в воздушных линиях электропередачи с учетом климатических факторов / Е. В. Петрова, С. С. Гиршин, В. А. Криволапов [и др.]. - DOI: 10.25206/1813-8225-2023188-84-92 // Омский научный вестник. - 2023. - № 4 (188). - С. 84-92.

26. Аналитическое решение уравнения теплового баланса провода воздушной линии в условиях вынужденной конвекции / Е. В. Петрова, С. С. Гиршин, А. А. Ляшков, А. Я. Бигун // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1. - С. 218.

27. Андаева, З. Т. Исследование нежелательных явлений на активное и индуктивное сопротивление в линии и проводах / З. Т. Андаева, А. У. Караев, Кызы Г. Абсамат // Бюллетень науки и практики. - 2023. - № 5. - С. 384-387.

28. Архив погоды в Омске. - URL: http://www.pogodaiklimat.ru/weather.php?id=28698 (дата обращения: 16.06.2024).

29. Баламетов, А. Б. Моделирование режимов электрических сетей на основе уравнений установившегося режима и теплового баланса / А. Б. Баламетов, Э. Д. Халилов // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2020. - Т. 63, № 1. - С. 66-80.

30. Белоглазов, В. П. Теоретические основы теплотехники. Теплопередача : учеб. пособие / В. П. Белоглазов, В. И. Гриценко ; Ом. гос. техн. ун-т. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2005. - 128 с.

31. Бигун, А. Я. Анализ нестационарных тепловых режимов воздушных линий электропередачи с учетом нелинейности процессов теплообмена и климатических факторов / А. Я. Бигун. - DOI: 10.25206/1813-8225-2018-157-40-44 // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2018. - № 1 (157). - С. 40-44.

32. Бояршинов, М. Г. Численные методы : учеб. пособие / М. Г. Бояршинов. - Пермь : Изд-во Пермского гос. техн. ун-та, 2006. - Ч. 4. - 161 с. - ISBN 5-98975080-3. - URL: https://elanbook.com/book/160874 (дата обращения: 02.04.2025).

33. Бухмиров, В. В. Справочные материалы для решения задач по курсу «Тепломассообмен» / В. В. Бухмиров, Д. В. Ракутина, Ю. С. Солнышкова. -Иваново : Изд-во Иванов. гос. энергетич. ун-та им. В. И. Ленина, 2009. - 104 с. -ISBN 978-5-89482-620-2.

34. Вахрамеев, Е. И. Теоретические основы теплотехники. Теория теплообмена : учебное пособие / Е. И. Вахрамеев, К. С. Галягин, М. А. Савин [и др.]. - Пермь : ПНИПУ, 2023. - 151 с. - ISBN 978-5-398-02861-4.

35. Воротницкий, В. Э. Снижение потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях. Сравнительный анализ зарубежного и отечественного опыта : монография / В. Э. Воротницкий, А. В. Могиленко. -Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 308 с. - ISBN 978-5-9729-1388-6.

36. Герасименко, А. А. Программная реализация статистического моделирования нагрузок и учета многорежимности электрических сетей / А. А. Герасименко, Е. В. Пузырев // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. - 2020. - Т. 13, № 2. - С. 194-205.

37. Гиршин, С. С. Расчет нестационарных температурных режимов воздушных линий электропередачи с учетом нелинейности процессов теплообмена / С. С. Гиршин, В. Н. Горюнов, А. Я. Бигун // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - С. 287. - EDN SZVMIP.

38. Гиршин, С. С. Расчет установившегося режима замкнутой электрической сети с учетом нелинейности активных сопротивлений воздушных линий / С. С. Гиршин, В. Н. Горюнов // Промышленная энергетика. - 2015. - № 3.- С. 36-42.

39. Дьяконов, В. Г. Основы теплопередачи и массообмена : учеб. пособие / В. Г. Дьяконов, О. А. Лонщаков ; Казанский нац. исслед. технолог. ун-т. - Казань : Изд-во КНИТУ, 2015. - 243 с. - ISBN 978-5-7882-1813-7. - URL: https://e.lanbook.com/book/101882 (дата обращения: 08.03.2025).

40. Железко, Ю. С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии : руководство / Ю. С. Железко. - Москва : ЭНАС, 2016. - 456 с. -ISBN 978-5-93196-958-9.

41. Исаченко, В. П. Теплопередача : учеб. для теплоэнергет. спец. втузов / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва : Энергоиздат, 1981. - 417 с.

42. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел : пер. с англ. / Г. Карслоу, Д. Егер ; под. ред. А. А. Померанцева. - Москва : Наука, 1964. - 487 с.

43. Картавцев, В. В. Математическая модель потерь мощности в длинных линиях электропередачи / В. В. Картавцев, Е. А. Извеков // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе : материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Воронеж, 6-7 июня 2019 г.). - Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. аграр. ун-та им. Императора Петра I, 2019. - Ч. 1. - С. 92-101.

44. Климат Москвы : (Особенности климата большого города) / под ред. А.

A. Дмитриева, Н. П. Бессонова. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1969. - 323 с.

45. Математическая модель модуля дистанционного мониторинга проводов по каналу измерения температуры провода воздушной линии / В. О. Акуличев, В. Ю. Непомнящий, С. Г. Висич [и др.]. - DOI: 10.18635/2071-2219-2021-3-46-51 // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2021. - № 3. - С. 46-51.

46. Математическая модель расчета потерь мощности в изолированных проводах с учетом температуры / С. С. Гиршин, А. А. Бубенчиков, Е. В. Петрова,

B. Н. Горюнов // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2009. - № 3 (83). - С. 176-179.

47. Математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине / В. М. Троценко, С.

C. Гиршин, Е. В. Петрова [и др.]. - DOI: 10.21285/1814-3520-2022-3-519-531 // iPolytech Journal. - 2022. - Т. 26, № 3 (164). - С. 519-531.

48. Митрофанов, С. В. Методы расчета потерь электроэнергии : учебное пособие / С. В. Митрофанов. - Оренбург : ОГУ, 2024. - 103 с. - ISBN 978-5-74103283-1.

49. Моделирование и расчет распределения температуры по длине провода в задачах исследования пропускной способности линий электропередачи вблизи контактных соединений / В. М. Троценко, С. С. Гиршин, Е. В. Петрова [и др.]. -DOI: 10.25206/1813-8225-2024-191-117-124 // Омский научный вестник. - 2024. -№ 3 (191). - С. 117-124.

50. Моделирование процесса нагрева проводов линии электропередачи в программной среде ELCUT / И. В. Игнатенко, С. А. Власенко, Е. Ю. Тряпкин, А. И. Пухова // Научные труды КубГТУ. - 2022. - № 1. - С. 22-35.

51. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3 Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 17. Омская и Тюменская области. - Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1998. - 703 с.

52. Об организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по утверждению нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям : приказ Министерства энергетики РФ от 30 дек. 2008 г. № 326. - URL: https://base.garant.ru/195516/?ysclid=m3cvzkjvmm517800104#friends (дата обращения: 15.04.2024).

53. Об утверждении комплексной государственной программы Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности» : постановление Правительства Российской Федерации от 9 сент. 2023 г. № 1473. -URL:

http://static.government.ru/media/files/xQ1UWgkZNLRi09zNT6PTlnfK0EsXfxVS.pdf (дата обращения: 15.12.2023).

54. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации : Федер. закон от 23 нояб. 2009 г. № 261-ФЗ (ред. от 13.06.2023) : [принят Государственной Думой 11 нояб. 2009 г. : одобрен Советом Федерации 18 нояб. 2009 г.]. - URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978/ (дата обращения: 15.12.2023).

55. Обеспечение работоспособности воздушных линий электропередачи путем сохранения габарита при пропуске токов повышенной величины / И. В. Игнатенко, С. А. Власенко, Н. П. Пазенко [и др.] // Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. - 2019. - № 4 (37). - С. 2534.

56. Объединяя возможности : годовой отчет. 2023. - URL: https://www.rosseti.ru/upload/iblock/a82/78izowc8ubpcf62nbsaanq21p70odv77/AR202 3_RUS_book_26_06_itogo.pdf (дата обращения: 15.04.2024).

57. Патент № 115582 Российская Федерация, МПК H02J 13/00. Устройство дистанционного мониторинга состояния провода воздушной линии электропередачи : № 2011148184/07 : заявл. 25.11.2011 : опубл. 27.04.2012 / А. И. Быткин, О. В. Филатов ; заявитель ООО «Спец. конструкторское бюро приборов и систем автоматизации». - 14 с.

58. Патент № 150813 Российская Федерация, МПК H02G 7/16. Устройство контроля температуры проводов воздушных линий электропередачи и грозозащитного троса : № 2014131829/07 : заявл. 31.07.2014 : опубл. 27.02.2015 / Р. Г. Мустафин ; заявитель Казанский гос. энергетич. ун-т. - 7 с.

59. Патент № 206382 Российская Федерация, МПК H02J 13/00. Устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередачи : № 2021113356 : заявл. 11.05.2021 : опубл. 08.09.2021/ М. Ф. Садыков, М. П. Горячев, Д. А. Ярославский, Д. А. Иванов, Т. Г. Галиева, Ван Ву Нгуен ; заявитель Казанский гос. энергетич. ун-т. - 9 с.

60. Патент № 2521778 Российская Федерация, МПК H02J 13/00. Устройство дистанционного контроля состояния провода, грозозащитного троса или кабеля воздушной линии электропередачи : № 2013104127/07 : заявл. 31.03.2013 : опубл. 10.07.2014 / К. Ю. Соловьев, А. В. Кондратенко, К. Б. Механошин, А. Г. Бородин. - 10 с.

61. Патент № 2733060 Российская Федерация, МПК H02J 3/14, H02J 3/24. Устройство повышения пропускной способности воздушной линии : № 2019116773 : заявл. 30.05.2019 : опубл. 29.09.2020 / Д. Н. Удинцев, М. М.

Сергеева, П. В. Милованов, Г. И. Ойкина, Р. Р. Насыров ; заявитель Нац. исслед. ун-т «МЭИ». - 8 с.

62. Патент № 2756975 Российская Федерация, МПК H02J 13/00. Устройство модуля дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач : № 2020142833 : заявл. 23.12.2020 : опубл. 07.10.2021 / В. О. Акуличев, А. Д. Дудин, В. Ю. Непомнящий, С. Г. Висич, М. В. Панарин, Ю. А. Говорухин ; заявитель ПАО «МРСК Центра и Приволжья». 19 с.

63. Передача электрической энергии по длинным линиям / В. П. Берзан, В. К. Римский, В. И. Пацюк, М. Н. Узун // Проблемы региональной энергетики. -2009. - № 2. - С. 62-70.

64. Петрова, Е. В. Аналитический метод расчета потерь в воздушных линиях электроэнергетических систем с учетом изменения нагрузки и погодных условий / Е. В. Петрова // Омский научный вестник. - 2023. - № 3 (187). - С. 101108.

65. Потери электрической энергии в электрических сетях / Г. Ю. Киселев, В. М. Троценко, В. А. Криволапов [и др.]. - DOI: 10.25206/1813-8225-2023-185-80-85 // Омский научный вестник. - 2023. - № 1 (185). - С. 80-85.

66. Правила устройства электроустановок. - 6-е и 7-е изд., с изм. и доп. по сост. на 2023 г. - Москва : Эксмо, 2023. - 512 с. - (Законы и кодексы). - ISBN 9785-04-192789-9.

67. Программа моделирования температуры провода и потерь мощности на основе учета режимных и атмосферных факторов / А. Б. Баламетов, Э. Д. Халилов, М. П. Байрамов, К. А. Агаханова. - DOI: 10.15827/0236-235X.031.2.396-402 // Программные продукты и системы. - 2018. - Т. 31, № 2. - С. 396-402.

68. Рatent № 10627431 US, IPC GOIR 19/25, GOIR 21/06. Combined in-line DC and AC current sensor for high voltage electric power lines : № 16/660278 : аррНеайоп 22.10.2019 : publ. 21.04.2020 / J. Keister, R. J. Rostron, J. Fan, T. Tran. -15 р.

69. Patent № 10948531 US, IPC GOIR 31/085. System and method for power transmission line monitoring : № 16/257991 : аpplication 25.01.2019 : publ. 16.03.2021 / N. G. Pinney, T. A. McChesney, E. J. Gould. - 25 р.

70. Расчет динамических процессов нагрева воздушных линий электропередачи на основе квадратичной модели теплообмена / С. С. Гиршин, В. Н. Горюнов, А. Я. Бигун [и др.]. // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016.

- № 1. - С. 60-67.

71. Расчет температуры и потерь энергии в проводах воздушных линий при нестационарных тепловых режимах работы : специальность 05.14.02 «Электрические станции и электроэнергетические системы» : дис. ... канд. техн. наук / А. Я. Бигун. - Омск, 2018. - 131 с.

72. РД 34.20.547. Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проводов для действующих линий электропередачи. - Москва : ЦЕНТРМАГ, 2025. - 36 с. - ISBN 979-5-901080-61-9.

73. Рыжов, Ю. П. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения : учеб. / Ю. П. Рыжов. - Москва : Изд. дом МЭИ, 2007. - 487 с. - ISBN 978-5-38300158-5.

74. Сабитов, К. Б. Уравнения математической физики : учеб. / К. Б. Сабитов.

- Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2013. - 352 с. - ISBN 978-5-9221-1483-7. - URL: https://e.lanbook.com/book/59660 (дата обращения: 08.03.2025).

75. Савина, Н. В. Методы расчета и анализа потерь электроэнергии в электрических сетях : учеб. пособие / Н. В. Савина. - Благовещенск : Изд-во Амур. гос. ун-та, 2014. - 150 с.

76. Савина, Н. В. Управление уровнем потерь электроэнергии в активно-адаптивных электрических сетях : учебное пособие / Н. В. Савина, А. Н. Кудряшов. - Благовещенск : АмГУ, 2014. - 114 с.

77. Самарский, А. А. Теория разностных схем : учеб. пособие / А. А. Самарский. - Москва : Наука, 1977. - 656 с.

78. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019618752 Российская Федерация. Расчет потерь электрической энергии в

неизолированных и самонесущих изолированных проводах воздушных линий в условиях вынужденной конвекции с учетом температуры токопроводящих жил : № 2019617518 : заявл. 26.06.2019 : опубл. (зарег.) 04.07.2019 / С. С. Гиршин, В. А. Ткаченко, Е. В. Петрова, В. М. Троценко, Г. С. Смородин ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т. - 1 с.

79. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019619358, Российская Федерация. Расчет потерь электрической энергии в неизолированных и самонесущих изолированных проводах воздушных линий в условиях естественной конвекции с учетом температуры токопроводящих жил : № 2019617827 : заявл. 27.06.2019 : опубл. (зарег.) 16.07.2019 / С. С. Гиршин, Е. В. Петрова, В. А. Ткаченко, В. М. Троценко, Г. С. Смородин ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т. - 1 с.

80. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020666847, Российская Федерация. Программа расчета нагрузочных потерь электроэнергии в воздушных линиях с учетом метеорологических факторов : № 2020665854 : заявл. 04.12.2020 : опубл. (зарег.) 16.12.2020 / А. С. Щепотин. - 1 с.

81. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024687736 Российская Федерация. Расчет годовых потерь энергии при ее передаче по воздушным линиям на основе графиков нагрузки с учетом тепловых процессов : № 2024686335 : заявл. 06.11.2024 : опубл. (зарег.) 20.11.2024 / В. М. Троценко, С. С. Гиршин, В. А. Криволапов, Е. В. Петрова, В. А. Деев ; заявитель Ом. гос. техн. ун-т. - 1 с.

82. Снижение переходного сопротивления разборных контактных соединений с помощью сплавов галлия / К. Л. Костюченко, А.В. Зинин, В. А. Рябов [и др.]. - 001: 10.20291/2311-164Х-2021-2-38-43 // Инновационный транспорт. - 2021. - № 2 (40). - С. 38-43.

83. Совершенствование методов расчета установившихся режимов электроэнергетических систем с учетом температурной зависимости активных сопротивлений : специальность 05.14.02 «Электрические станции и

электроэнергетические системы» : дис. ... канд. техн. наук / А. О. Шепелев. -Омск, 2020. - 188 с.

84. Современные технические средства передачи электроэнергии : учеб. пособие / Н. П. Бадалян, М. К. Багдасарян, Г. П. Колесник, Е. А. Чащин ; Ковровская гос. технолог. акад. им. В. А. Дегтярева. - Ковров : Изд-во КГТА им. В. А. Дегтярева, 2019. - 197 с. - URL: https://e.lanbook.com/book/155848 (дата обращения: 11.04.2025).

85. Способ снижения электрического сопротивления разборных контактных соединений в силовых электрических цепях / Р. Р. Мухаметов, Г. Н. Перельштейн, Ф. Н. Сарапулов // Промышленная энергетика. - 2014. - № 3. - С. 36-38.

86. Справочное пособие по высшей математике : учеб. пособие / В. И. Бутырин, С. Н. Веричев, Г. В. Недогибченко, Э. Б. Шварц ; Новосиб. гос. техн. ун-т. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2016. - 275 с. - ISBN 978-5-7782-2940-2. -URL: https://elanbook.com/book/118293 (дата обращения: 02.04.2025).

87. Среднегодовое атмосферное давление. Omsk. - URL: https://www.calc.ru/srednegodovoye-atmosfernoye-

davleniye/Russian_Federation_48_%D0%9E%D0%BC%D 1 %81 %D0%BA (дата обращения: 16.06.2024).

88. Степанов, А. С. Анализ потерь мощности и энергии на основе уравнений длинной линии / А. С. Степанов, Р. А. Калина, А. А. Степанова // Электротехника.

- 2016. - № 7. - С. 30-34.

89. Стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации.

- URL: http://static.government.ru/media/files/41d47c37c741bf7feb74.pdf (дата обращения: 15.12.2023).

90. Троценко, В. М. Анализ температуры и сравнение потерь активной мощности в нестационарном и стационарном тепловом режиме воздушных линий электропередачи / В. М. Троценко. - DOI: 10.25206/1813 8225-2023-188-93-99 // Омский научный вестник. - 2023. - № 4 (188). - С. 93-99.

91. Упрощение уравнений теплового баланса воздушных линий электропередачи в задачах расчета потерь энергии / С. С. Гиршин, В. Н. Горюнов,

Е. А. Кузнецов [и др.]. // Омский научный вестник. - 2013. - № 1 (117). - С. 148151.

92. Упрощенная формула для нагрузочных потерь активной мощности в линиях электропередачи с учетом температуры / С. С. Гиршин, В. М. Троценко, В. Н. Горюнов [и др.]. - DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-41-49 // Омский научный вестник. - 2018. - № 6 (162). - С. 41-49.

93. Усовершенствование алгоритмов расчета потокораспределения в электроэнергетических системах с учетом текущего температурного режима воздушных линий электропередачи : специальность 05.14.02 «Электрические станции и электроэнергетические системы» : дис. ... канд. техн. наук / Е. В. Попова. - Иркутск, 2017. - 172 с.

94. Уточнение потерь энергии в линиях электропередачи путем учета изменения сопротивления линий во времени / А. Я. Бигун, В. В. Рыжаков, Л. В. Владимиров, Ю. Е. Дроздова. - DOI: 10.51790/2712-9942-2023-4-3-10 // Успехи кибернетики. - 2023. - Т. 4, № 3. - С. 95-100.

95. Характеристики солнечного излучения. - URL: https://elib.belstu.by/bitstream/123456789/8906/1/1.pdf (дата обращения: 16.06.2024).

96. Чавчанидзе, Г. Д. Длинные линии. Основные уравнения и решения : учебное пособие / Г. Д. Чавчанидзе, А. А. Артемов. - Москва : РУТ (МИИТ), 2019. - 63 с. - ISBN 978-5-7876-0172-5.

97. Шведов, Г. В. Оценка влияния метеоусловий на годовые нагрузочные потери электроэнергии в проводах воздушных линий / Г. В. Шведов, А. Н. Азаров // Электричество. - 2016. - № 2. - С. 11-18.

98. Экспериментальные исследования способов снижения электрического сопротивления разборных контактных соединений в силовых электрических цепях / А. С. Антипин, Г. Н. Перельштейн // Эффективное и качественное снабжение и использование электроэнергии : сб. докл. 4-й междунар. науч. -практ. конф. в рамках выстав. «Энергосбережение. Отопление. Вентиляция. Водоснабжение» (Екатеринбург, 26-28 мая 2015 г.). - Екатеринбург : Изд-во УМЦ УПИ, 2015. - С. 114-117.

99. Электротехнический справочник. В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / под общ. ред. В. Г. Герасимова, А. Ф. Дьякова, Н. Ф. Ильинского [и др.] ; Моск. энергетич. ин-т. - Москва : Изд-во МЭИ, 2002. - 963 с. - ISBN 5-7046-0750-0.

100. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. - URL: http://static.government.ru/media/files/w4sigF0iDjGVDYT4IgsApssm6mZRb7wx.pdf (дата обращения: 15.12.2023).

Приложение А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Приложение Б. Фрагмент блок схемы алгоритма расчета средней температуры провода и потерь мощности каждого часа для суточных

графиков нагрузки

Приложение В. Алгоритмы расчета температуры провода методом конечных разностей с учетом изменения тока по длине линии

Нахождение аь p¡ по (3.4.15)

I ~

Конец

Приложение Г. Акты внедрения

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по образовательной деятельности Омского

государстве I-техни1

ч? V

:рситета

« // » 09

Н.А. Прокудина

"Ч/Л* у»®*

V «V 1 ' А г~

Чь^&И 20^ г.

АКТ

использования в учебном процессе материалов диссертационной работы старшего преподавателя кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Омского государственного технического университета Троценко Владислава Михайловича

Результаты, полученные в кандидатской диссертации преподавателя В.М. Троценко:

- методика и программа определения годовых потерь энергии в воздушных линиях электропередачи с учетом тепловых процессов методом характерных суток;

- математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине;

- методика расчета температуры провода в месте контактного соединения и при дефектах линий электропередач

используются в лекционных курсах дисциплин «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», а также в научно-исследовательской работе студентов по направлениям 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 13.05.01 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов».

В 2025 году опубликовано учебное пособие: Гиршин С. С., Николаев М. Ю., Троценко В. М. и др. «Увеличение пропускной способности воздушных линий электропередачи на основе учета метеофакторов», куда вошли приведенные выше результаты кандидатской диссертации автора.

Заведующий кафедрой

«Электроснабжение промышленных предприятий»

М.Ю. Николаев

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по техническим вопросам главный инженер филиала ПАО «Россети Сибирь» Омскэнерйшь-^

.»..Капитонов

20-2 (Гг.

АКТ

о внедрении (использовании) резуЗ^татов диссертационного исследования" старшего преподавателя кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Омского государственного технического университета Троценко Владислава Михайловича

Комиссия в составе заместителя директора по техническим вопросам — главного инженера Капитонова C.B., заместителя главного инженера по оперативно-технологическому и ситуационному управлению Дьяконова A.A., заместителя главного инженера по эксплуатации Волкова М.Н. составила настоящий акт о том, что в филиале ПАО «Россети Сибирь» - Омскэнерго» планируются к использованию следующие результаты диссертационной работы Троценко В.М., а именно:

1. Методика и программа определения годовых потерь энергии в воздушных линиях электропередачи с учетом тепловых процессов методом характерных суток;

2. Математическая модель теплового режима воздушной линии электропередачи с учетом изменения температуры по длине;

3. Методика расчета температуры провода в месте контактного соединения и при дефектах линий электропередач.

Результаты, полученные Троценко В.М., позволяют повысить точность расчета потерь энергии, а также оценить пропускную способность линий электропередачи на основе учета изменения тока и температуры по длине.

Заместитель главного

инженера по оперативно оперативно-

технологическому ситуационному управлению

и

A.A. Дьяконов

Заместитель

инженера по эксплуатации

главного

Приложение Д. Исходные данные программы и результаты расчета годовых потерь электроэнергии для кольцевой сети

БЕЗ ИЗОЛЯЦИИ С ИЗОЛЯЦИЕЙ

Погонное активное сопротивление при О °С —

го 0.000188 Ом/м

п

¿ж 15 мм

_

а 0.0043 "С"1

£п 0.6 о.е.

А

А3 0.6 о.е.

кзт 0.7 о.е.

- Угол между осью провода и направлением солнечных лучей — Фг 45

п

0доп 70

т

1 619 А

Сж 950 Дж/(кг°С)

п

Рж 2700 кг/м3

Длина линии — 1- 30000 м

0Ж 150 мма

Выходные дни

Выходные дни

ЯНВАРЬ ФЕВРАЛЬ МАРТ АПРЕЛЬ МАЙ ИЮНЬ ИЮЛЬ АВГУСТ СЕНТЯБРЬ ОКТЯБРЬ НОЯБРЬ ДЕКАБРЬ

Рабочие дни

Час

Выходные дни

Час

Потери электроэнергии в июле Д\/\/июль: 2200870.316 кВт ч

Выходные дни

ЯНВАРЬ ФЕВРАЛЬ МАРТ АПРЕЛЬ МАЙ ИЮНЬ ИЮЛЬ АВГУСТ СЕНТЯБРЬ ОКТЯБРЬ НОЯБРЬ ДЕКАБРЬ

Рабочие дни

Час

Выходные дни

Час

Потери электроэнергии в октябре ДМ0КТЯфь: 2530518.271 кВт ч

Выходные дни

3-, 1-0.60

9-1-:-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-0.1 Б

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

11-.

Час

Потери электроэнергии в ноябре Д\Л/Н0Ябрь: 11876.262 кВт ч

бН-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-о.ю

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Час

Потери электроэнергии в сентябре ЛУУсентябрЬ: 13800.780 кВт ч

Потери электроэнергии в октябре AW0KTf,6pb: 15474.385 кВт-ч

Час

Потери электроэнергии в ноябре ДУ\/нояфь: 15914.891 кВт ч

Час

Потери электроэнергии в декабре AWfleKa6pb: 17046.381 кВт-ч