Повышение надежности функционирования электротехнических комплексов средствами централизованной дифференциальной защиты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Колесников Антон Александрович

• Колесников Антон Александрович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Колесников Антон Александрович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

1.1 Особенности организации релейной защиты интеллектуальных систем электроснабжения

1.2 Перспективные методы защиты участков электрических сетей и электротехнических комплексов на основе высокоскоростных коммуникаций

1.2.1 Метод дифференциальных колец

1.2.2 Метод многозонной дифференциальной защиты

1.2.3 Защиты с применением теоремы Телледжена

1.2.4 Дифференциальная защита многоконцевых линий

1.2.5 Сравнительный анализ существующих методов реализации централизованной дифференциальной защиты

1.3 Оценка надежности защиты электротехнических комплексов с применением метода Марковских цепей

Выводы по главе

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ, РЕАЛИЗОВАННОЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ДВОЙНОЙ ЗАПИСИ

2.1 Приложение метода двойной записи к организации дифференциальной защиты электротехнических комплексов

2.1.1 Реализация предлагаемого варианта дифференциальной защиты

2.1.2 Апробирование защиты в программном комплексе РБСАЭ

2.2 Особенности организации дифференциальной защиты распределительных сетей 6-35 кВ

2.2.1 Принципы реализации дифференциальной защиты

2.2.2 Количественная оценка надежности защиты

2.3 Защита участка сети, состоящего из кабельных заходов линий электропередачи в КРУЭ 110-220 кВ и шин 110-220 кВ

2.3.1 Принципы реализации дифференциальной защиты

2.3.2 Количественная оценка надежности защиты

2.4 Совмещение методов симметричных составляющих и двойной записи

2.4.1 Принципы реализации дифференциальной защиты

2.4.2 Количественная оценка надежности защиты

2.5 Анализ численных результатов расчетов показателей надежности

Выводы по главе

3 ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С ЭЛЕМЕНТАМИ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

3.1 Дифференциальная защита электротехнических комплексов с элементами силовой электроники на примере передачи постоянного тока

3.2 Дифференциальная защита тиристорного вольтодобавочного устройства для регулирования и стабилизации напряжения распределительной электрической сети

3.2.1 Принципы реализации дифференциальной защиты

3.2.2 Количественная оценка надежности защиты

3.3 Централизованная дифференциальная защиты тяговой подстанции постоянного тока

3.3.1 Принципы реализации дифференциальной защиты

3.3.2 Количественная оценка надежности защиты

Выводы по главе

4 ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ И ОЦЕНКИ ЕЕ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

4.1 Конфигурирование централизованной дифференциальной защиты в составе микропроцессорного устройства

4.2 Методика расчета параметров срабатывания централизованной дифференциальной защиты с применением метода двойной записи

4.2.1 Особенности формирования расчетных соотношений

4.2.2 Пример расчета параметров срабатывания дифференциальной защиты

4.3 Снятие ограничений по сложности расчетов показателей надежности централизованной дифференциальной защиты с помощью метода Рунге-Кутты

4.3.1 Метод Рунге—Кутты для решения дифференциальных уравнений первого порядка

4.3.2 Метод Рунге—Кутты для решения систем дифференциальных уравнений

4.3.3 Оценка точности метода Рунге - Кутты

4.3.4 Применение метода Рунге-Кутты для решения системы дифференциальных уравнений при

расчетах показателей надежности

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Реализация централизованной дифференциальной защиты для исследованных электротехнических комплексов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акты внедрения и патенты

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АПВ - автоматическое повторное включение;

ВБР - вероятность безотказной работы;

ВИЭ - возобновляемые источники энергии;

ВН - высокое напряжение;

ДЗЛ - дифференциальная защита линии;

ДЗО - дифференциальная защита ошиновки;

ДЗС - дифференциальная защита сети;

ДЗТ - дифференциальная защита трансформатора;

ДЗШ - дифференциальная защита шин;

ДТ - датчик тока;

ДТО - дифференциальная токовая отсечка; ДУ - дифференциальные уравнения;

ИЭС ААС - интеллектуальные энергосистемы с активно-адаптивной сетью; ИЭУ - интеллектуальные электронные устройства; КВЛ - кабельно-воздушная линия; КЗ - короткое замыкание;

КРУ - комплектное распределительное устройство;

КРУЭ - комплектное распределительное устройство элегазовое;

ЛЭП - линия электропередачи;

МТЗ - максимальная токовая защита;

НН - низкое напряжение;

ОЗЗ - однофазное замыкание на землю;

ПАС - преобразователь аналоговых сигналов;

ПДС - преобразователь дискретных сигналов;

ППТ - передача постоянного тока;

ПУЭ - правила устройства электроустановок;

РГ - распределенная генерация;

РП - распределительный пункт;

РПН - регулирование напряжения под нагрузкой;

РУ - распределительное устройство;

СН - среднее напряжение;

СП - секционирующий пункт;

ТК - тиристорный коммутатор;

ТКЗ - ток короткого замыкания;

ТО - токовая отсечка;

ТРВДН - тиристорный регулятор вольтодобавочного напряжения; ТП - трансформаторная подстанция; ТТ - трансформатор тока; ТЭЦ - теплоэлектроцентраль;

УРОВ - устройство резервирования отказа выключателя;

ЦДЗ - централизованная дифференциальная защита;

ЦП - центр питания;

ЦПС - цифровая подстанция;

ЦУЗ - централизованное устройство защиты;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЭТК - электротехнический комплекс;

GOOSE - generic object-oriented substation event;

IGBT- insulated-gate bipolar transistor;

PMU - phasor measurement unit;

SV - sampled values.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надежности функционирования электротехнических комплексов средствами централизованной дифференциальной защиты»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Электротехнические комплексы (ЭТК) представляют собой устройства для производства, преобразования, накопления, передачи, распределения и потребления электрической энергии. В ЭТК неизбежно происходят аварийные отказы, сбои и соответственно возникает необходимость защиты ЭТК.

В электрических сетях всех классов напряжения продолжается переход от устаревших электромеханических реле к микропроцессорным устройствам защиты, однако при этом сохраняется традиционная децентрализованная архитектура. Альтернативный подход связан с построением защит в централизованном виде, позволяющий снизить затраты, как на оборудование, так и на эксплуатацию, а также повысить надежность и селективность защиты. Применение централизованной системы стало возможным за счет развивающейся в последние годы тенденции к широкому использованию каналов связи между терминалами, путем объединения их в информационную сеть, в том числе с применением протокола МЭК 61850. При организации централизованной системы происходит сбор информации с учетом резервирования каналов передачи данных. После принятия решения устройством защиты предполагается выдача команд управления на выключатели элементов ЭТК.

В качестве защиты, обладающей одновременно высокими чувствительностью, быстродействием и селективностью, целесообразно использовать защиты, основанные на дифференциальном принципе (дифференциальные защиты). Широкое применение каналов связи при организации дифференциальной защиты приводит к возможности создания централизованной дифференциальной защиты (ЦДЗ). Однако измерения токов и напряжений, а также сбор информации от большего числа элементов электрической сети может сказаться на надежности функционирования ЦДЗ. Причем, чем большую часть электрической сети охватывает система защиты, тем больший ущерб будет нанесен при нарушении её функционирования.

Для повышения надежности и экономичности защит ЭТК в диссертационной работе впервые предлагаются алгоритмы работы централизованных защит, основанных на дифференциальном принципе в сочетании с методом двойной записи.

Степень проработанности проблемы. Существенный вклад в развитие централизованных защит, дифференциальных защит и методов расчета надежности защит внесли российские и зарубежные ученые: Я. Л. Арцишевский, А.С. Засыпкин, М.Я. Клецель, С.Л. Кужеков, А.Л. Куликов, В.Ф. Лачугин, Ю.Я Лямец, Г.С. Нудельман, В.Е. Поляков, Э.П. Смирнов, А.С. Трофимов, А.М. Федосеев, Н.В. Чернобровов, А.И. Шалин, М. В. Шарыгин, В. А. Шуин, M.H.J. Bollen, P. Crossley, Z. Gajic, H. Guo, K. Kangvansaichol, A. Khurram, P. G. McLaren, A.G. Phadke, Y. Serizawa, J.Tang, G.Ziegler, и др.

Несмотря на перспективность внедрения централизованной защиты, разработке новых алгоритмов уделяется недостаточное внимание. Для организации ЦДЗ целесообразно применение метода двойной записи, представляющего собой способ, при котором каждое изменение состояния элементов защиты отражается, по крайней мере, в двух учетных точках, обеспечивая общий баланс.

Цель работы. Разработка и исследование ЦДЗ ЭТК с применением метода двойной записи, обладающей более высокими показателями надежности и имеющей большую экономическую целесообразность по сравнению с применяемыми в настоящее время защитами.

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

1. Выполнить анализ существующих методов исполнения дифференциальной защиты ЭТК и их элементов.

2. Разработать основные принципы и алгоритмы функционирования ЦДЗ ЭТК с применением двойной записи.

3. Исследовать особенности применения ЦДЗ для ЭТК с элементами силовой электроники.

4. Произвести количественную оценку надежности разработанных технических решений ЦДЗ с использованием метода Марковских цепей.

5. Сформировать рекомендации по внедрению разрабатываемых алгоритмов

ЦДЗ.

Обоснование соответствия диссертации паспорту научной специальности 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы».

Соответствие диссертации формуле специальности: в соответствии с формулой специальности 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы» в диссертационной работе объектом исследования является безопасность и надежность систем электроснабжения и ЭТК, предметом исследования являются алгоритмы централизованных дифференциальных защит электротехнических комплексов и их отдельных элементов.

Соответствие диссертации области исследования специальности: представленные в диссертационной работе результаты, отвечают следующим пунктам паспорта специальности:

- п. 1 Развитие общей теории электротехнических комплексов и систем, изучение системных свойств и связей, физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем;

- п. 2 Обоснование совокупности технических, технологических, экономических, экологических и социальных критериев оценки принимаемых решений в области проектирования, создания и эксплуатации электротехнических комплексов и систем;

- п. 4 Исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях;

- п. 5 Разработка безопасной и эффективной эксплуатации, утилизации и ликвидации электротехнических комплексов и систем после выработки ими положенного ресурса.

Методы научных исследований. Разработанные в диссертации научные положения основываются на комплексе теоретических и экспериментальных достижений в области теоретических основ электротехники, теории графов, метода двойной записи, Марковских цепей, решения дифференциальных уравнений Рунге-Кутты.

Научная новизна.

1. Впервые предложено совмещение дифференциального принципа и метода двойной записи для построения защиты ЭТК и их элементов.

2. Разработаны и защищены патентами способы централизованной защиты ЭТК и их элементов, отличающиеся более высокой надежностью и экономичностью.

3. Для централизованного исполнения токовой дифференциальной защиты ЭТК предложены новые методы контроля оборудования, отличающиеся возможностями проверки исправности трансформаторов тока (ТТ) и каналов связи.

4. Предложены численные методы оценки параметров надежности централизованной цифровой защиты ЭТК с применением методов Марковских цепей и решения дифференциальных уравнений Рунге-Кутты, позволяющие снять ограничения по сложности оцениваемой схемы защиты.

5. Сформированы модели ЭТК, позволяющие исследовать разработанные способы дифференциальной защиты на работоспособность, а также оценивать показатели надежности и экономичности.

6. Разработаны методы централизованной защиты ЭТК, включающих элементы силовой электроники, а также участки сетей железнодорожного транспорта, отличающиеся совокупным использованием значений постоянного и переменного тока.

Практическая значимость работы.

1. Применение разработанных алгоритмов дифференциальной защиты ЭТК увеличивает надежность системы защиты и позволяет сократить затраты на оборудование.

2 Предложены методы оценки параметров надежности при проектировании современных перспективных комплексов защиты, например, для цифровых подстанций.

3. Результаты исследований использованы в работе Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева по проекту «Разработка автоматического регулятора напряжения для снижения электрических потерь и эффективного управления потоками мощности в распределительных электрических сетях» (Соглашение №075-15-2019-018 о предоставлении субсидии от 30.05.2019 с Минобрнауки России).

4. Материалы исследований используются в учебном процессе Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева кафедры «Электроэнергетика, электроснабжение и силовая электроника».

5. Модификация методики оценки надежности применяется в проектной деятельности ООО "Динар-Проект" (г. Нижний Новгород).

6. Научно-технические решения по созданию алгоритмов защиты и диагностики каналов связи были использованы ООО «ЭТС-Проект» (г. Нижний Новгород).

Достоверность результатов исследования подтверждается совпадением данных, полученных при имитационном моделировании с численными расчетами, а также с известными результатами, полученными в этой области другими авторами.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Алгоритмы функционирования ЦДЗ ЭТК и их элементов с применением метода двойной записи.

2. Результаты количественной оценки надежности защиты ЭТК на основе методов Марковских цепей и решения дифференциальных уравнений Рунге-Кутты.

3. Технические решения дифференциальной защиты ЭТК с использованием элементов силовой электроники, а также смешанных электрических сетей постоянного и переменного тока.

4. Методика расчета параметров срабатывания централизованной дифференциальной защиты с применением метода двойной записи.

Личный вклад соискателя. Постановка и формализация задач, разработка теоретических и методических положений, математических моделей и методов, проведение имитационного моделирования повреждений электротехнических комплексов, анализ результатов, а также практические рекомендации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях: Международная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии» (XIX Бенардосовские чтения, г. Иваново, 2017), III Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы электроэнергетики» (г. Н. Новгород, 2017г.), 89-е, 90-е, 91-е заседание «Международный научный семинар им. Ю.Н. Руденко «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики» (г. Бишкек, 2017 г.; г. Иркутск, 2018 г., г. Ташкент, 2019 г.), Международная студенческая научно-практическая конференция «Современное состояние и тенденции развития железных дорог» (г. Н. Новгород, 2017г.), XLVII Международная научно-практическая конференция с элементами научной школы «Фёдоровские чтения -2017» (г. Москва, 2017г.), Молодежная конференция Академии электротехнических наук Чувашской республики в рамках IV Международной научно-практической конференции «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем России» и выставки «РЕЛАВЭКСП0-2017» (г. Чебоксары, 2017г.), XII и XIII Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Энергия». (г. Иваново. 2017, 2018гг.), VII, VIII, Международная молодежная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» (г. Казань, 2016 г.; г. Самара, 2017г.), «2019 Innovative Smart Grid Technologies Conference - Latin America (ISGT LA 2019)» (Грамаду, Бразилия, 2019 г.).

Опубликованные работы. По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них 6 в рецензируемых изданиях по списку ВАК, 4 статьи в журналах, входящих в базы цитирования Web of Science и Scopus, 4 патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 202 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 158 страницах основного текста, иллюстрирована 80 рисунками и 22 таблицами.

Связь диссертации с научными программами. Работа выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по теме «Разработка автоматического регулятора напряжения для снижения электрических потерь и эффективного управления потоками мощности в распределительных электрических сетях» (Соглашение №075-15-2019-018 о предоставлении субсидии от 30.05.2019 с Минобрнауки России, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57717X0242).

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

1.1 Особенности организации релейной защиты интеллектуальных систем электроснабжения

В передовых странах мира активно развивается технология интеллектуальных электроэнергетических систем - Smart Grid [1]. По аналогии с концепцией Smart Grid, в России в 2010 году была разработана и одобрена ОАО «ФСК ЕЭС» концепция интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС) [2, 3]. Согласно "Энергетической стратегии России на период до 2030 года", создание ИЭС ААС является одним из приоритетных направлений развития электроэнергетики.

ИЭС ААС представляет собой систему единой интеллектуальной иерархической системы управления. Управляющий центр включает в себя базу данных, технологические системы управления, операторов и диспетчеров. Язык общения - стандартный протокол связи, средство передачи информации - единая шина процесса, позволяющая работать в режиме реального времени. Безопасная и надежная связь - основа интеллектуальных электроэнергетических систем. Она является важным элементом для защиты, контроля, управления энергопотреблением и мониторинга в широких масштабах.

В виду стремительного развития интеллектуальных сетей требуется пересмотр идеологии построения систем защит, управления и контроля. Современные системы должны быть основаны на новых технологиях с учетом экономической эффективности внедряемых решений.

Эволюцию развития устройств защиты можно разделить на три основных этапа: эра электромеханических реле, которая началась более 100 лет назад, период внедрения статических или твердотельных реле в 1960-х гг. и внедрение микропроцессорных реле с середины 1980-х годов. Несмотря на развитие элементной базы, основное назначение защиты сохраняется и состоит в

правильном обнаружении неисправности в системе и отключении поврежденного элемента.

Современные технологии защиты и управления характеризуются тенденциями по улучшению коммуникационных возможностей с поддержкой протоколов связи, таких как МЭК 61850 и технологии синхронизированных векторных измерений PMU (Phasor Measurement Unit) стандарта IEEE С37.118. Это приводит к новому этапу развития устройств защиты и управления -создание интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ), которые в отличие от традиционных реле выполняют функции управления, автоматизации, мониторинга и связи в дополнение к традиционным функциям защиты.

Развитие технологий позволяет обеспечить интеграцию отдельных устройств защиты посредством каналов связи в единый комплекс -централизованную защиту [4-7], представляющую собой систему, состоящую из высокопроизводительной вычислительной платформы, способной обеспечивать функции защиты, контроля, мониторинга, связи и управления путем сбора данных, необходимых для реализации этих функций с использованием высокоскоростных синхронизированных по времени измерений в пределах защищаемого объекта. В таких системах централизованное устройство защиты (ЦУЗ) взаимодействует с отдельными контроллерами - ИЭУ, установленными в сети. Контроллеры передают сигналы о значениях рабочих токов и напряжений, данные о положении выключателей, направлении потоков мощности в ЦУЗ. В зависимости от ситуации, ЦУЗ принимает решение об отключении поврежденного участка, сигнализации неисправности, или об изменении уставок защит. Применение централизованных защит позволило бы более эффективно использовать каналы связи и получить экономический эффект за счет уменьшения числа терминалов. Существующие нормативные документы, предусматривают возможность реализации защиты в качестве централизованной, однако на практике отсутствуют технические решения и готовые устройства.

Основные преимущества централизованного подхода при организации защиты приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Преимущества централизованного подхода организации защиты

Признак Традиционное решение Централизованный подход

Настройка Наладка и тестирование большого количества устройств. Ограниченное число устройств, для которых требуется наладка и тестирование.

Управление ИЭУ на подстанции имеют множество вариантов конфигурации, что усложняет управление. Уменьшенное количество устройств упрощает управление, сокращает и ограничивает набор функций по сравнению с традиционным подходом.

Эксплуатация Частое регулярное техническое обслуживание. При выводе в ремонт защиты, требуется вывод в ремонт всего присоединения. Ограниченное техническое обслуживание. При выводе в ремонт защиты не требуется вывода в ремонт всего присоединения.

Безопасность Большое количество ИЭУ обеспечивает больше точек доступа для киберугроз. Ограниченное количество точек доступа.

Совместимость При наличии различных протоколов их трудно стандартизировать. Системы автоматизации подстанции могут быть достаточно сложными. Основанные на технологии МЭК61850 защиты могут быть более легко адоптированы, чем распределенные ИЭУ. Обмен GOOSE сообщениями между ИЭУ не требуется, так как данный процесс происходит внутри системы.

Пример архитектуры цифровой подстанции (ЦПС) с применением централизованной защиты показан на рисунке 1. 1

Рисунок 1.1 - Архитектура ЦПС с применением централизованной защиты

Архитектура, показанная на рисунке 1.1, иллюстрирует взаимодействие преобразователей аналоговых (ПАС) и дискретных сигналов (ПДС) на уровне процесса с централизованной защитой, в ходе которой производится многоадресная передача SV (sampled values) и GOOSE (generic object-oriented substation event) сообщений в устройство.

В соответствии с перспективой развития централизованной системы защиты интеллектуальных сетей особое внимание должно быть уделено протоколу связи, используемому для сбора информации и передачи данных внутри системы. Несмотря на наличие многих преимуществ, использование специальной связи имеет существенный недостаток - это дорогое и не всегда достаточно надежное решение. Необходима стандартизированная коммуникационная структура, компоненты которой «говорят на одном языке». Для решения этой проблемы в системах защиты должны использоваться стандартные протоколы связи, такие как международный стандарт МЭК 61850 [8, 9]. Данный протокол ориентирован на унификацию данных для различных целей, включая защиту. Этот существенный шаг к стандартизации связи является важным этапом на пути реализации концепции plug-and-play («включай и работай») [10]. В перспективе также необходимы специальные устройства и алгоритмы контроля исправности сетей связи, реализованные в ЦУЗ.

Внедрение МЭК 61850 имеет следующие преимущества:

- снижение эксплуатационных затрат;

- улучшенная управляемость сетью;

- мониторинг всех устройств;

- повышение надежности электроснабжения;

- повышение качества услуг.

В современных сетях происходит активное внедрение устройств, служащих для регулирования напряжения в узлах и потоков мощности, компенсации реактивной мощности, выполненных на основе элементов силовой электроники. Несмотря на развитие области, отсутствуют решения по защитам данных

устройств. Также нет необходимых нормативных документов, определяющих основные требования к защитам.

Это создает проблему, так как на настоящий момент отсутствуют комбинированные защиты для ЭТК с элементами силовой электроники, которые могли бы функционировать на смешанных участках «переменный ток -постоянный ток» и «постоянный ток - переменный ток». Создание таких защит позволило бы ускорить процесс внедрения ЭТК с элементами силовой электроники.

Технологии ИЭС ААС позволяют применять различные современные решения, в частности, микросети (microgrids) [11], дающие возможность интегрировать в систему источники распределенной генерации (РГ).

В России можно выделить три категории генерирующих мощностей, подпадающие под определение распределенной генерации:

- источники электрической энергии, функционирующие за счет побочных продуктов основного производства, в частности попутного нефтяного газа;

- теплоэлектроцентрали (ТЭЦ);

- объекты малой и средней генерации, в числе которых газотурбинные станции, а также электростанции на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ).

Несмотря на то, что тема распределенной генерации в последнее время стала очень популярной, имеются некоторые серьезные проблемы для крупномасштабной интеграции РГ в распределительные сети. Существующие сети 6-35 кВ не рассчитаны на значительное внедрение РГ, поскольку они проектировались с учетом традиционной структуры [12, 13]. Взаимосвязь установок РГ с существующими сетями неизбежно изменяет характеристики системы, и создают ранее не возникавшие технические проблемы [14]. В частности, системы РГ оказывают существенное влияние на величину и особенности расчета токов короткого замыкания (ТКЗ). В случае возникновения повреждения, изменяются характеристики переходных процессов сети, а также остро встает вопрос об обеспечении требования селективности защит.

При внедрении РГ дополнительно появляются особые требования по быстродействию защит [15] - для защит отходящих линий 6-35 кВ необходимо произвести отключение без выдержки времени повреждений в зоне, КЗ в которой сопровождаются снижением напряжения на генераторных шинах ниже критического. Аналогично требуется обеспечить быстрое отключение повреждений на шинах распределительного устройства (РУ), к которым подключены генераторы. Это необходимо для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы генераторов неповрежденной секции, а также по условиям минимальных разрушений РУ. Быстрое отключение КЗ обеспечивается применением дифференциальных защит, отсечек, логических защит.

Таким образом, современные защиты ЭТК должны обладать следующими свойствами:

- эффективно использовать коммуникационные каналы интеллектуальных сетей, в том числе с экономической точки зрения;

- отличаться более высоким быстродействием и селективностью по сравнению с традиционными устройствами;

- иметь возможность применения для защиты ЭТК с элементами силовой электроники;

- содержать в своем составе специальные алгоритмы контроля исправности сетей связи;

- обладать более высокими показателями надежности, чем у существующих защит.

1.2 Перспективные методы защиты участков электрических сетей и электротехнических комплексов на основе высокоскоростных коммуникаций

В качестве защит, обладающих одновременно высокими чувствительностью, быстродействием и селективностью, целесообразно эксплуатировать защиты, основанные на дифференциальном принципе

(дифференциальные защиты). Дифференциальная защита (от лат. differentia -разность) является защитой с абсолютной селективностью, действующей без выдержки времени [16].

Развитие высокоскоростных коммуникаций создало условия для разработки устройств, представляющих собой комплексную защиту, состоящую из распределенных дифференциальных защит, которые взаимодействуют друг с другом посредством сетей связи - централизованных дифференциальных защит. До недавнего времени внедрение данного типа защиты было затруднительно из-за отсутствия технических средств обеспечения передачи информации на дальние расстояния. При использовании современных технологий стало возможным применение надежных и имеющих относительно низкую стоимость каналов связи. При организации централизованной системы защиты происходит организованный сбор информации с учетом резервирования каналов передачи данных. После принятия решения, устройством защиты предполагается выдача команд управления на выключатели элементов электрической сети.

Однако измерения токов и сбор информации с большего числа элементов электрической сети может сказаться на надежности функционирования ЦДЗ. При этом, чем большую часть электрической сети охватывает система защиты, тем больший ущерб будет нанесен при выходе ее из строя [17].

Характерными примерами подходов к организации централизованных дифференциальных защит являются: метод дифференциальных колец [18,19], метод многозонной (мульти-зональной) дифференциальной защиты [20], защиты основанные на теореме Телледжена, а также дифференциальная защита многоконцевых линий.

1.2.1 Метод дифференциальных колец

Метод дифференциальных колец основан на первом законе Кирхгофа и предлагается для применения в корабельных сетях электроснабжения 13,8/4,16/0,48 кВ, однако основные подходы могут быть рассмотрены для сетей

других классов напряжения. Рассмотрим принцип действия метода дифференциальных колец на примере участка сети 110 кВ (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Метод дифференциальных колец.

В соответствии с методом, сеть разбивается на несколько участков -дифференциальных колец. Участок, образованный с помощью ТТ на границе защищаемой области, проверяется на наличие КЗ в сети (Рисунок 1.2 - зона, ограниченная ТТ1.А, ТТ2.Б, ТТ4.А, ТТ5.А, ТТ4.Б, ТТ5.Б). В случае обнаружения КЗ происходит опрос дифференциальной защиты отдельных электроустановок -линий, секций шин, и т.д, и при обнаружении КЗ отключается поврежденный элемент. Также в процессе функционирования защиты происходит постоянная диагностика неисправностей ТТ с помощью проверки на наличие КЗ участков, образованных путем расширения зон дифференциальной защиты отдельных электроустановок до следующих по очереди ТТ с обеих сторон от защищаемого объекта.

1.2.2 Метод многозонной дифференциальной защиты

Метод многозонной (мульти-зональной) дифференциальной защиты предлагается для применения в сетях 110 кВ и выше. Система состоит из распределенных дифференциальных защит, которые взаимодействуют друг с другом посредством высокоскоростных сетей связи (рисунок 1.3). Терминалы защит регистрируют значения токов и положения выключателей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Колесников Антон Александрович, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Лоскутов, А.Б. Проблемы перехода электроэнергетики на цифровые технологии / А.Б. Лоскутов // Интеллектуальная электротехника. - 2018. -№ 1. - С. 9-27.

2. Ситников, В.Ф. Интеллектуальная электроэнергетическая система с активно-адаптивной сетью/ В.Ф. Ситников, В. А. Скопинцев// Электричество. - 2012. - №1. - С. 2-7.

3. Бердников, Р.Н. Основные положения концепции интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью / Р.Н. Бердников, Ю.А. Дементьев, Ю.И. Моржин, Ю.Г. Шакарян // Энергия единой сети. - 2012. - №4(4). - С. 4-11.

4. Centralized Substation Protection and Control. IEEE Power System Relaying Committee WG K15 Report, December, 2015.

5. Концепция развития релейной защиты и автоматики электросетевого комплекса. Приложение №1 к протоколу Правления ОАО «Россети» от 22.06.2015 № 356пр. Москва, 2015 г.

6. Madami, V Design and implementation of wide area special protection schemes/ V. Madami, M. Adamiak, M. Thakur // 57th Annual Conference for Protective Relay Engineers.-2004.- P. 35-44.

7. Kalavai, Sh. Special Protection Schemes: A Survey and Vision for the Future / Sh. Kalavai, P. Karthikeyan, S. Kumar // Applied Mechanics and Materials. -2016. - P. 49-53.

8. ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009. Сети и системы связи на подстанциях. Часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях. М.: Стандартинформ, 2011.

9. ГОСТ Р МЭК 61850-5-2011 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств. М.: Стандартинформ, 2011.

10. Головин, А.В. Plug&play с векторными измерениями / А.В. Головин, В.С

Чайкин // Релейщик. - 2014. - № 3. - С. 48-52.

11. Скурихина, К.А. Исследование динамических свойств MICROGRID при параллельной работе с энергосистемой / К.А. Скурихина, А.Ю. Арестова, Д.В. Армеев // Вестник науки Сибири. - 2015. - № 15. Спецвып. - С. 93-102.

12. Куликов, А. Л. Принципы организации релейной защиты в микросетях с объектами распределённого генерирования электроэнергии / А.Л. Куликов, М.В. Шарыгин, П.В. Илюшин // Электрические станции. - 2019. - №7 (1056). - С. 50-56.

13. Ustun, T. S. A Microgrid Protection System with Central Protection Unit and Extensive Communication/ T. S. Ustun, C. Ozansoy, A. Zayegh // 10th International Conference on Environment and Electrical Engineering, Rome. -2011. - pp. 1-4.

14. Ustun, T. S. Design and Development of a Communication-Assisted Microgrid Protection System. A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of Doctor of Philosophy. School of Engineering and Science, Faculty of Health, Engineering and Science, Victoria University. - 2013. - 290 p.

15. Беляев, А.В. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики (Часть 1) / А.В Беляев. - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2010 -(Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», Вып. 6 (138)). - 84 с.

16. Циглер, Г. Цифровые устройства дифференциальной защиты, принципы и применение / Г. Циглер. - М.: Энергоиздат, 2005. - 273 c.

17. Куликов, А. Л. Анализ методов реализации централизованных дифференциальных защит электрических сетей / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Актуальные проблемы электроэнергетики: Материалы научно-технической конференции. - Нижний Новгород, 2017. -С 149-153.

18. Tang, J. A wide area differential backup protection scheme for Shipboard application / J. Tang , P. G. McLarens // IEEE Transactions on Power Delivery. -2006. - Vol. 21. - no. 3. - pp. 1183-1190.

19. Tang, J. Wide area differential protection system. A Dissertation submitted to the Department of Mechanical Engineering in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Florida State University -2006 -178 p.

20. Guo, H. Enhanced characteristics of multi-zone current differential protection for transmission network / H. Guo, K. Kangvansaichol, P. Crossley // Actual trends in development of power system protection and automation. Yekaterinburg, 03.06 -07.06, 2013.

21. Yaso, K. Power differential protection of a DC-AC converter using Tellegen's Theorem. / Yaso K., Hisakado T., Wada O., Tanaka Sh., Fukui Ay., Fujita W // IEEE Power and Energy Society General Meeting. - 2014. - pp.1-5.

22. Hatem, A. Investigation of Power Differential Concept for Line Protection / A. Hatem, A. Darwish, I. T. Abdel-Maksoud, S. A. Eman // IEEE Transactions On Power Delivery. - 2005. - Vol. 20. - No. 2. - pp. 617-624.

23. Kazaoka, R. Balancing of Instantaneous Power Flow in Local Area Power Network with Tellegen's Theorem/ R. Kazaoka, T. Hisakado, O. Wada // IEEE International Conference on Power System Technology (POWERCON), Auckland.-2012.- pp. 1-6.

24. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи/ Л. А. Бессонов. - М.: Высшая школа, 1996. - 638 с.

25. Tellegen, B.D.H., A general network theorem, with application/ B.D.H. Tellegen // Philips Research Reports. - 1952. - Vol. 7. - pp. 259-269.

26. Namdari, F. Power Differential based Wide Area Protection / F. Namdari, S. Jamali, P.A. Crossley // Electric Power Systems Research. - 2007. - Vol. 77. -№. 12. - P. 1541-1551.

27. Gajic, Z. Practical experience from multiterminal line differential protection installations / Z. Gajic, I. Brncic, T. Einarsson, B. Ludqvist // Relay Protection and Substation Automation of Modern Power Systems. Materials of International Conference. - Cheboksary, 2007.

28. Правила устройства электроустановок: 7-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 2007.

29. Смирнов, Э.П. Подход к расчету надежности устройств релейной защиты / Э.П. Смирнов // Электричество. - 1965. - №9. - С. 44-49.

30. Khurram, A. Reliability Analysis of Protective Relays in Power Distribution Systems / A. Khurram, H. Ali, A. Tariq, O. Hasan // 18th International Workshop on. Formal Methods for Industrial Critical Systems (FMICS-2013), Springer LNCS 8187, Madrid, Spain, pp. 169-183.

31. Александров А.М. Дифференциальные защиты трансформаторов: Учебное пособие / А.М Александров. - СПб.: ПЭИПК, 2005. - 214 с.

32. Пирогов, М.Г. Проблема излишнего действия дифференциальной защиты при повреждении в измерительных токовых цепях / М.Г. Пирогов, С.М. Михалев // Новости электротехники. - 2012. - №2(74). - С. 40-41.

33. Кузник, Ю.С. Блокировка дифференциальной защиты шин/ Ю.С. Кузник // Энергетик. - 1996. - №6. - С. 27-28.

34. Smeets, B.H. Stochastic modelling of protection systems: comparison of four mathematical techniques / B.H. Smeets, M. H. J.Bollen //. EUT report. E, Fac. of Electrical Engineering; Vol. 95-E-291. Eindhoven: Eindhoven University of Technology, 1995, 67 p.

35. Шалин, А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем / А.И. Шалин. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - 549с.

36. Папков, Б.В. Теория системы и системный анализ для электроэнергетиков: учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры. 2-е изд., испр. и доп. Серия: Бакалавр и магистр. Академический курс. / Б.В. Папков, А. Л. Куликов - М.: Издательство Юрайт, 2016. - 470 с.

37. Kulikov, A. Increase the reliability of operation of differential protection due to the use of the method of double entry / A. Kulikov, V. Vukolov, B. Papkov, A. Kolesnikov // Methodological Problems in Reliability Study of Large Energy Systems (RSES 2017). - 2017 - № 25. DOI: 10.1051/e3sconf/20172503008.

38. Гук, Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике / Ю.Б. Гук. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 208 с.

39. Куликов, А.Л. Повышение надежности функционирования

дифференциальной релейной защиты за счет применения метода двойной записи / А.Л. Куликов, Б. В. Папков, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Материалы Международного научного семинара им. Ю.Н. Руденко. - 2017. - С. 467-476.

40. Засыпкин, А.С. Релейная защита трансформаторов / А.С. Засыпкин. -М: Энергоатомиздат, 1989. - 240 с.

41. Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э.М. Шнеерсон. -М: Энергоатомиздат, 2007. - 549 с.

42. Колесников, А.А. Применение метода двойной записи в дифференциальной защите электросетевых объектов / А.А. Колесников, А.Л. Куликов// Материалы научно-технической конференции молодых специалистов в рамках форума «Релавэкспо-2017».- Чебоксары, 2017. - С. 41-45.

43. Бачуринская, И.Н. Элементы метода бухгалтерского учета / И.Н. Бачуринская, С.П. Горячих // Вектор экономики. - 2016. - №4. - С. 2-7.

44. Азиева, З.И. Возникновение двойной записи в бухгалтерском учете / З.И. Азиева, Н.В. Еремина, В.В. Абальмаз, К.С. Сюсюра // Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe. - 2016. - №2(14). - С. 45-51.

45. Большой бухгалтерский словарь / Под ред. А.Н.Азрилияна. - М.: Институт новой экономики, 1999. - 574 с.

46. Пошерстник. Н.В. Бухгалтерский учет: Учебно-практическое пособие. -СПб.: Питер, 2007. - 416 с.

47. Пат. № 2654511 Российская Федерация: МПК H02H7/04 Способ дифференциальной токовой защиты трехфазного трансформатора и автотрансформатора / Куликов А.Л., Колесников А.А., Шарыгин М.В., Вуколов В.Ю. - Опубл. 21.05.2018. - Бюл. № 15.

48. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 13 А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 - 500 кВ: Схемы. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112с.

49. Bondy A., Murty U.S.R. Graph Theory. - Springer-Verlag London, 2008. -

Т. 244. - (Graduate Texts in Mathematics). - DOI:10.1007/978-1-84628-970-5. XII, 655.

50. Diestel, R. Graph Theory. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2017. -Т. 173. -(Graduate Texts in Mathematics). - DOI: 10.1007/978-3-662-53622-3. XVIII, 428 p.

51. Чередникова, А.В. Введение в теорию графов / А.В. Чередникова, И.В. Землякова. - Кострома: Изд-во Костром. гос. технолог. ун-та, 2011. - 24 с.

52. Гантмахер, Ф. Р. Теория матриц / Ф. Р. Гантмахер. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 560 с.

53. Андерсон, Дж. А. Дискретная математика и комбинаторика/ Дж. А. Андерсон. - М.: Вильямс, 2004. - 960 с.

54. Беллман Р. Введение в теорию матриц / Р. Беллман. - М.: Мир, 1990. - 368 с.

55. Куликов, А. Л. Моделирование дифференциальной защиты распределительной сети 35 кВ на основе метода двойной записи в программном комплексе PSCAD / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Хориков, А.А. Колесников // Состояния и перспективы развития электротехнологии: Сборник научных трудов XIX международной научно-технической конференции. Бенардосовские чтения. - Иваново, 2017. -С. 296-298.

56. PSCAD® Version 4.2 WIND TURBINE APPLICATIONS TECHNICAL PAPER.

57. Аксененкова, И. М. Ряды. Интеграл Фурье и преобразование Фурье. Приложения / И. М. Аксененкова [и др.]: монография.- М.: URSS, 2009. -205 с.

58. Анферов, П. И. Математика. Ряды фурье и интеграл Фурье: Учебное пособие для студентов радиотехнических направлений и специальностей / П. И. Анферов, В. И. Загибалов, И. В. Шевелева. - Красноярск: ИПК СФУ 91, 2010. - 91 с.

59. Борисов, П.А. Расчет и моделирование выпрямителей: учебное пособие / П.А. Борисов, В.С. Томасов. - Санкт Петербург: Издательство ИТМО, 2009.

- 172 с.

60. Шабад, М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М.А. Шабад. - СПб.: ПЭИПК, 2003. - 350 с.

61. Vukolov, V. Configuration management of electricity distribution grids 6-35 kV according to the criteria of reliability / V. Vukolov, B. Papkov, E. Pnev, A. Kolesnikov // Rudenko International Conference "Methodological problems in reliability study of large energy systems" (RSES 2018). - 2018 - № 58. DOI: 10.1051 /e3sconf/20185802017.

62. Вуколов, В. Ю. Применение метода двойной записи в дифференциальной защите распределительных сетей 6-35 кВ / В. Ю. Вуколов, А.Л. Куликов, А.А. Колесников // Материалы двенадцатой международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2017». - ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2017. - С.113-114.

63. Стандарт организации ПАО «ФСК»: Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 -750 кВ: СТО 56947007-29.240.10.028-2009. - М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2009. -96 с.

64. Самылов, П. В. Опыт эксплуатации КРУЭ В ОАО "МОЭСК" / П. В. Самылов // Электроэнергия. Передача и распределение. - 2012. - № 2. -С. 100-101.

65. Мисриханов, М.Ш. О надежности КРУЭ и коммутационных аппаратов с традиционной изоляцией / М.Ш. Мисриханов // Электрические станции. -2003. - №11, С. 32-39.

66. Куликов, А. Л. Дифференциальная защита участка сети, состоящего из кабельных заходов линий электропередачи в КРУЭ 110 -220 кВ и шин 110 -220 кВ, с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников, М.Д. Обалин // Электрические станции. - 2018.

- №1 (1038). - С. 40-51.

67. Пат. № 2648249 Российская Федерация: МПК H02H3/26 Способ дифференциальной защиты участка электрической сети / Куликов А.Л.,

Колесников А. А., Вуколов В.Ю, Шарыгин М. В. - Опубл. 23.03.2018. - Бюл. № 9.

68. Kulikov, A. Combination Of The Methods Of Symmetrical Components And Double Entry To Increase The Reliability Of Digital Differential Relay Protection/ A. Kulikov, B. Papkov, A. Kolesnikov, V. Vukolov // International Conference Green Energy and Smart Grids (GESG 2018). - 2018 - № 5. DOI: 10.1051 /e3sconf/20186902016.

69. Куликов, А.Л. Совмещение методов симметричных составляющих и двойной записи для повышения надежности цифровой дифференциальной релейной защиты / А.Л. Куликов, Б. В. Папков, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Материалы. 90-е заседания Международного научного семинара им. Ю.Н. Руденко. - 2018. - С. 96-105.

70. Вагнер, К. Ф. Метод симметричный составляющих в применении к анализу несимметричных электрических цепей (перевод Л.Е. и М. Е. Сыркиных)/ К. Ф. Вагнер, Р. Д. Эванс. - Ленинград: ККТП Главная Редакция Энергетической Литературы СССР, 1936. - 204 с.

71. Линт, Г.Э. Симметричные составляющие в релейной защите / Г.Э. Линт. — М.: Энергоатомиздат, 1996. - 638 с.

72. Горюнов, В. Однофазное замыкание на землю. Можно ли решить проблему? / В. Горюнов // Новости Электротехники. - 2017. - 2(104)-3(105). - С. 12-16.

73. Берлин, Е.М. Проверка действия избирательной защиты линии, разработанной МЭИ, на цифровой модели электропередачи постоянного тока 1500 кВ Экибастуз - Центр: отчет о НИР, СПб: ОАО «НИИПТ», 1973. -60 с.

74. Капитула, Ю.В. Исследование и разработка системы защиты кабельно-воздушной линии передачи постоянного тока: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02/ Капитула Юлия Владимировна. - Санкт-Петербург, 2014.

75. Kunlun, H. Study on protective performance of HVDC transmission line protection with different types of line fault / H. Kunlun, C. Zexiang, L. Yang //

Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT), 2011, 4th International Conference, p.358-361.

76. Рыжов, Ю.П. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения: учебник для вузов / Ю.П. Рыжов. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 488с.

77. Колесников, А. А. Разработка основных решений по построению систем РЗ в распределительных сетях постоянного тока / А.А. Колесников // Электроэнергетика глазами молодежи: Материалы VII международной научно-технической конференции. - Казань, 2016. - С. 356-359.

78. Пат. № 2649324 Российская Федерация: МПК H02H7/10, H02H3/28 Способ дифференциальной защиты преобразователя тока и устройство релейной защиты / Чжан Ц., Чэнь Ц., Янь В., Ши С., Ван Г., Янь В. Лю В. Шень Ц. -Опубл. 02.04.2018. - Бюл. № 19.

79. Naidoo, D. HVDC line protection for the proposed future HVDC systems / D. Naidoo, N.M. Ijumba // Power System Technology, 2004, p.1327-1332 Vol.2.

80. Соколов, С.Д. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций. / С. Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я. Д. Гуральник, О.Г. Чаусов. - М.: Транспорт, 1979. - 264 с.

81. Куликов, А. Л. Применение централизованной дифференциальной защиты для вставок постоянного тока / А.Л. Куликов, А.А. Хориков, А.А. Колесников // Фёдоровские чтения - 2017 XLVII Международная научно-практическая конференция с элементами научной школы: Материалы научно-технической конференции. - Москва, 2017. - С. 300-305.

82. Куликов, А.Л. Анализ применимости дифференциальной защиты в современных передачах постоянного тока среднего напряжения / А.Л. Куликов, А.А. Колесников, А.А. Хориков // Релейщик. - 2018. - № 1. -С. 8-12.

83. Гайтенко, Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и расчет: Учебное пособие / Е.Н. Гайтенко. - М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2008. -448 с.

84. Устройство цифровых защит и автоматики фидеров. Руководство по

эксплуатации 1СР.251.208-01РЭ.

85. VSC-HVDC System Protection: A Review of Current Methods Jared Candelaria, Student Member, IEEE, and Jae-Do Park, Member, IEEE.

86. Ананичева, С. С. Передача электроэнергии на большие расстояния: Учебное пособие / С. С. Ананичева, П. И. Бартоломей, А. Л. Мызин. - Екатеринбург: УрФУ, 2012. - 85 с.

87. Родькин, Д. И. О несоответствии некоторых положений теории энергопроцессов теореме Телледжена / Д. И. Родькин // Вестник Нац. техн. ун-та "ХПИ": сб. науч. тр. Темат. вып.: Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. - 2010. - № 28. - С. 71-79.

88. Пат. № 180964 Российская Федерация: МПК H03H 7/18 Универсальное фазоповоротное устройство для сетей среднего и высокого напряжения / Асабин А. А., Соснина Е.Н., Кралин А. А., Крюков Е.В - Опубл. 02.07.2018. Бюл. № 19.

89. Sosnina, E. Voltage Control with Thyristor-Regulated Booster Transformer / E. Sosnina, A. Asabin, A. Kralin, E. Kryukov // 6th IEEE International Conference on Smart Grid, icSmartGrids 2018. - Nagasaki, Japan, 2019. - с. 202-207.

90. Пат. № 2398342 Российская Федерация: МПК H02M 5/12 Способ управления тиристорным регулятором напряжения трансформатора / Асабин А.А. - Опубл. 27.08.2010. Бюл. № 24.

91. Лачугин, В.Ф. Релейная защита фазоповоротного устройства с тиристорным коммутатором для линий электропередачи высокого напряжения / В.Ф. Лачугин, Д.И. Панфилов, И.М. Ахметов, М.Г. Асташев, A.B. Шевелев // Известия академии наук. Энергетика. - 2014. - №5. - С. 122-134.

92. Попов, М. Г. Система релейной защиты управляемой межсистемной электропередачи / М. Г. Попов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -2010. - №2-2(100). - С. 11-19.

93. Куликов, А. Л. Дифференциальная защита системы тиристорного регулятора напряжения с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, Е. Н. Соснина, А.А. Колесников, Е. В. Крюков // Промышленная

энергетика. - 2019. - №1. - С.39-44.

94. Kulikov, A. Thyristor Voltage Regulator Differential Protection with Application of Double-Entry Method / A. Kulikov, E. Sosnina, A. Kolesnikov, E. Kryukov // IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Latin America (ISGT LATAM). - 2019 - IEEE PES/ ISGT2019-0091.

95. Марквардт, К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К.Г. Марквардт. - М.: Транспорт, 1982. - 528 с.

96. Тер-Оганов, Э.В. Электроснабжение железных дорог / Э.В. Тер-Оганов, А.А. Пышкин. - Екатеринбург: Изд. УрГУПС, 2014. - 432 с.

97. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской федерации. ЦЭ-462. Министерство путей сообщения российской федерации - Москва, 1997. - 51 с.

98. Харисов, В.Ф. Защита контактной сети постоянного тока от коротких замыканий / В.Ф. Харисов - М.: Транспорт. - 1987. - 93 с.

99. Руководство по эксплуатации 1СР.251.208-01РЭ. Устройство цифровых защит и автоматики фидеров ЦЗАФ-3,3. - М.: НИИЭФА-Энерго, 1900. -62с.

100. Инструкция по выбору уставок защит терминала ЦЗАФ-3,3 // Дополнение к 1-ой части «Руководящих материалов по релейной защите систем тягового электроснабжения», ЦЭ ОАО «РЖД». - М.: ОАО «РЖД», 2009 - 51 с.

101. Пат. № 132269 Российская Федерация: МПК H02H7/26, B60M3/00 Система интеллектуальной защиты тяговой сети постоянного тока/ Жигулин В.В., Сабиров Р.Н., Фиронов Н.И. - Опубл. 14.03.2013. - Бюл. № 25.

102. Хориков, А.А. Дифференциальная защита шин 3,3кв тяговых подстанций с применением метода двойной записи / А.А. Хориков, В. Ю. Вуколов, А.Л. Куликов, А.А. Колесников // Современное состояние и тенденции развития железных дорог: Материалы Международной студенческой научно-практической конференции.- Нижний Новгород, 2017. - С. 67-71.

103. Ефимов А.В. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учеб. для студентов вузов ж. - д. трансп. / А.В. Ефимов,

А.Г. Галкин. - М.: УМК МПС России, 2000. - 510 с.

104. Сердинов, С.М. Анализ работы и повышение надежности устройств энергоснабжения электрифицированных железных дорог/ С.М. Сердинов. -М: Транспорт, 1975. - 266 с.

105. Рекомендации по применению и выбору уставок устройства дифференциальной защиты линий «Сириус-2-ДЗЛ-01» (Редакция от 27.07.2010). - М: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2010.

106. Рекомендации по выбору уставок устройств дифференциальной защиты шин и ошиновки «Сириус-3-ДЗШ-01» и «Сириус-3-ДЗ0-01» (Редакция от 31.07.2012). - М: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2012.

107. Стандарт организации ПАО «ФСК»: Методические указания по выбору параметров срабатывания устройств РЗА подстанционного оборудования производства ООО НПП «ЭКРА». СТО 56947007-29.120.70.99-2011. - М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2011. - 216 с.

108. Руководство по эксплуатации ЭКРА.656453.034 РЭ. Шкаф защиты сборных шин напряжением 110 - 220 кВ типа ШЭ2607 061 (Редакция от 29.02.2012). - Чебоксары: ООО «ЭКРА», 2016 - 104 с.

109. Руководство по эксплуатации ЭКРА.656453.871 РЭ. Шкаф дифференциальной защиты линии с комплектом ступенчатых защит типа ШЭ2607 091 (Редакция от 10.10.2018). - Чебоксары: ООО «ЭКРА», 2018 -187 с.

110. Стандарт организации ООО "НТЦ "Механотроника": Сборные шины и ошиновка станций и подстанций 35 - 220 кВ. Дифференциальная токовая защита. Расчёт уставок. Методические указания. СТО ДИВГ-051-2012. -Санкт-Петербург: ООО "Научно-технический центр "Механотроника", 2012. - 139 с.

111. Стандарт организации ООО "НТЦ "Механотроника": Трансформаторы и автотрансформаторы 35 - 220 кВ. Дифференциальная токовая защита. Расчёт уставок. Методические указания СТО ДИВГ-055-2013. - Санкт-Петербург: ООО "Научно-технический центр "Механотроника", 2013. -

115 с.

112. Гондуров, С. А. Ступенчатые дистанционные защиты линий электропередачи 35 220 кВ: Методика расчёта 220 кВ / С. А. Гондуров, Е. В. Илюхин, М. Г. Пирогов, А.Л. Соловьёв. - СПб.: ПЭИПК, 2013. - 52 с.

113. Гондуров, С. А. Дифференциальная токовая защита сборных шин и ошиновок станций и подстанций напряжением 35-220 кВ терминалами БМРЗ: Методика расчета / С.А.Гондуров, Е.В. Илюхин, М.Г. Пирогов, А.Л. Соловьев. - СПб.: ПЭИПК, 2013. - 30 с.

114. Викторова, В.С. Анализ надежности систем сложной структуры на многоуровневых моделях / В.С. Викторова, Ю.М. Свердлик, А.С. Степанянц // Автоматика и Телемеханика. - 2010. - №7. - С. 143-148.

115. Каханер, Д., Численные методы и математическое обеспечение / Д. Каханер, К. Моулер К., С. Нэш. - М.: МИР, 1998. - 575 с.

116. Форсайт, Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. - М.: МИР, 1980. - 279 с.

117. Файбисович, Д. Л. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д. Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2012. -376 с.

118. Андриевский, Е. Н., Эксплуатация электроустановок в сельском хозяйстве / Е. Н. Андриевский. - М. Энергоатомиздат, 1988. - 143 с.

119. Будзко, И.А. Электроснабжение сельского хозяйства / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

120. Шабад М.А. Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987 - 120с. (Биб-ка электромонтера; Вып. 589).

121. Техническая информация. РВА/ТЕЬ. Вакуумный реклоузер ТЕЯ_ЯЕС15_ЛЬ1_Ь5, ТЕЯ_ЯЕС15_ЛЬ1_Я5, ТЕЯ_ЯЕС25_ЛЬ1_Ь5. - М.: ООО «Таврида-Электрик», 2018. - 91 с.

122. Техническая информация. 8МЛЯТ-35. Вакуумный реклоузер ТЕЯ_ЯЕС35_8шаП1_Т1е7. Техническая информация. - М.: ООО «Таврида-

Электрик», 2015. - 134 с.

123. Воротницкий, В.Г. Надежность распределительных электрических сетей 6 (10) кВ. Автоматизация с применением реклоузеров / В.Г Воротницкий // Новости электротехники. - 2002. - №5. - С. 27-31.

124. Куликов, А. Л. Централизованная дифференциальная защита распределительных сельских сетей 6-35 кВ с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Вестник НГИЭИ.

- 2017. - №2 (69). - С. 71-81.

125. Головщиков, В.О. Цифровая подстанция - основной элемент цифровой электроэнергетической системы / В.О. Головщиков // Современные технологии и научно-технический прогресс. - 2019. - №6. - С. 224-225.

126. Анкушев, А.В. Переход от традиционных подстанций к цифровым подстанциям с помощью протокола МЭК / А.В. Анкушев, Б.В. Жеребцов, А.С. Кизуров // Сборник статей II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции "Современные научно-практические решения в АПК "Государственный аграрный университет Северного Зауралья". - 2018.

- №1. - С. 285-289.

127. Пат. № 2693937 Российская Федерация: СПК H02H3/05, G05B19/00 Способ релейной защиты и управления электрической подстанции и устройство для его осуществления / Булычев А.В., Ефимов Н.С., Козлов В.Н. - Опубл. 08.07.2019. - Бюл. № 19.

128. Das, R. Centralized Substation Protection and Control - Report of Working Group K15 of the Substation Protection Subcommittee / R. Das, M. Kanabar // WG K15 Report, December, 2015.

129. Куликов, А. Л. Централизованная дифференциальная защита цифровой подстанции с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2018. - № 2. - С. 31-40.

130. Куликов, А. Л. Дифференциальная защита шин 110-220 кВ с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников,

М.В. Шарыгин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2017. - № 11-12. - С. 21-29.

131. Пинчуков, П.С. К вопросу о неправильных срабатываниях защит параллельных линий/ П.С. Пинчуков, С.И. Макашева// Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. - 2016. - №4. - С. 18-21.

132. Барбачков, А.С. Анализ функционирования устройства для защиты параллельных линий электропередач при различных видах повреждений / А.С. Барбачков // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008. -№ 3. - С. 24-26.

133. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск. 8. Поперечная дифференциальная направленная защита линий 35-220 кВ. - М.: Энергия, 1970. - 56 с.

134. Пат. № 2650488 Российская Федерация: МПК H02H3/347, H02H7/26 Способ направленной дифференциальной защиты двух трехфазных параллельных линий / Куликов А.Л., Колесников А.А., Вуколов В.Ю, Шарыгин М. В. -Опубл. 16.04.2018. - Бюл. № 11.

135. Куликов, А. Л. Дифференциальная защита параллельных линий с применением метода двойной записи / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Электроэнергетика глазами молодежи: Материалы VIII международной научно-технической конференции.- Самара, 2017. - С. 357360.

136. Таубес, И.Р. Дифференциальная защита шин 110-220 кВ / И.Р. Таубес. -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 96 с.

137. Jesus, J. New smart multi-ended differential solution for power networks / J. Jesus, S. Richards, S. Subramanian, H. Ha // Relay Protection and Automation for Electric Power Systems 2017 April, 25th -28th 2017, Saint-Petersburg (Russia).

138. Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе» Москва, 2017 г.

139. Куликов, А. Л. Анализ методов реализации централизованных

дифференциальных защит электрических сетей / А.Л. Куликов, В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников // Актуальные проблемы электроэнергетики: Материалы научно-технической конференции. - Нижний Новгород, 2017. -С. 149-153.

140. Егоров, Е.П. Измерительный орган контроля исправности вторичных цепей трансформатора тока/ Е.П. Егоров// Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. - 2016. - №9. - С. 42-46.

141. Лачугин, В.Ф. Методика и результаты расчета токов и напряжений в цепях измерительного органа устройства защиты линии электропередачи, основанного на контроле переходных процессов / В.Ф. Лачугин,

A.Л.Куликов, П.С.Платонов, В.Ю. Вуколов // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2017. - № 2. - С. 117-127.

142. Вуколов, В. Ю. Управление конфигурацией распределительных электрических сетей 6-35 кВ / В. Ю. Вуколов, А.А. Колесников, Е. Р. Пнев, Б. В. Папков // Электричество. - 2019. - №2. - С. 10-17.

143. Колесников, А.А. Использование информационной избыточности в централизованных защитах для предотвращения срабатываний при насыщениях трансформаторов тока / А.А. Колесников, В. Ю. Вуколов // Материалы тринадцатой международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2018». — ИГЭУ им.

B.И. Ленина, 2018. - С. 65-66.

144. Вуколов, В. Ю. Принятие решений при управлении конфигурацией распределительных электрических сетей 6-35 кВ / В. Ю. Вуколов, С.Е. Кочеров, А.А. Колесников, Б. В. Папков // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Материалы 90-е заседания Международного научного семинара им. Ю.Н. Руденко. - 2018. - С. 96-105.

145. Федосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем: учебник для вузов / А. М. Федосеев, М. А. Федосеев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.

146. Чернобровов, Н. В. Релейная защита энергетических систем: Учеб. пособие для техникумов / Н. В. Чернобровов, В.А. Семенов. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.

147. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций 35 -750 кВ. Типовые решения: СТО 56947007-29.240.30.010. -2008. - М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007.

148. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Изд-во НЦ ЭНАС. 2007. 304 с.

149. Куликов, А. Л. Комплексные алгоритмы определения места повреждения линии электропередачи на базе статистических методов / А.Л. Куликов, М.Д. Обалин, П.А. Колобанов // Энергетик. - 2012. - № 1. - С. 7-9.

150. Папков, Б. В. Вопросы рыночной электроэнергетики / Б. В. Папков, А. Л. Куликов - Н. Новгород: Изд-во Волго-Вят. акад. гос. службы, 2005 - 282 с. -Библиогр.: с. 176-204.

151. Лачугин, В.Ф. Принципы построения интеллектуальной релейной защиты электрических сетей / В.Ф. Лачугин, Д.И. Панфилов, А.Л. Куликов, А.А. Рывкин, М.Д. Обалин // Известия Российской академии наук. Энергетика. -2015. - № 4. - С. 28-37.

152. Пат. № RUS 2269789 Российская Федерация: Способ определения места повреждения линий электропередачи и связи и устройство для его осуществления/ Куликов А.Л., Куликов Д.А. - Опубл. 21.05.2018. -27.09.2004.

153. Папков, Б.В. Киберугрозы и кибератаки в электроэнергетике/ Б. В. Папков, А. Л. Куликов, В. Л. Осокин. - Нижний Новгород: НИУ РАНХиГС, 2017. -78 с.

154. Шарыгин, М.В. Защита и автоматика систем электроснабжения с активными промышленными потребителями/ М.В. Шарыгин, А.Л. Куликов. - Нижний Новгород: Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации (Москва), 2017. - 284 с.

155. Куликов, А. Л. Региональный рынок электрической энергии: формирование

и развитие / А. Л. Куликов. - Н. Новгород: Волго-Вят. акад. гос. службы, 2004. - 317 с.

156. Фальшина, В.А. Алгоритмы упрощенной цифровой фильтрации электрических сигналов промышленной частоты / В.А. Фальшина, А.Л. Куликов // Промышленная энергетика. - 2012. - № 5. - С. 39-46.

157. Куликов, А. Л. Развитие программного обеспечения для поддержки принятия решения при ликвидации повреждения на линиях электропередачи / А.Л. Куликов, М.Д. Обалин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2015. - № 2. - С. 70-75.

158. Куликов, А. Л. Стохастические алгоритмы защит дальнего резервирования распределительных электроустановок потребителей / А.Л. Куликов, А.Н. Клюкин // Промышленная энергетика. - 2012. - № 5. - С. 32-38.

159. Куликов, А. Л. Определение места повреждения линии электропередачи по мгновенным значениям осциллограмм аварийных событий/ А.Л. Куликов, И.А. Лукичева // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2016. - № 5. - С. 16-21.

160. Мартынов, М.В. Эквивалентирование имитационных моделей электрических сетей / М.В. Мартынов, Ю.Я. Лямец, П.И. Воронов // Электричество. - 2015. - №5. - С. 22-29.

161. Атнишкин, А.Б. Адаптивные модификации алгоритма дифференциальной защиты трансформатора: дис. ... канд. техн. наук: 05.14.02 / Атнишкин Александр Борисович. - Чебоксары, 2018.

162. Miller, Н. Modern Line Current Differential Protection Solutions / H. Miller, J. Burger, N. Fischer, B. Kasztenny // Published in Line Current Differential Protection: A Collection of Technical Papers Representing Modern Solutions, 2014.

163. Li, K. K. Adaptive Agent-Based Wide-Area Current Differential Protection System / K. K. Li, W. L. Chan, X. Zeng, D. Shi, X. Duan // IEEE Transactions On Industry Applications. - 2010. - Vol. 46. - No. 5. - pp 16-19.

164. Куликов, А.Л. Дифференциальный принцип в волновом методе определения

мест повреждений на вл с ответвлениями / А.Л. Куликов, В.Ф. Лачугин, В.В Ананьев // Электрические станции. - 2015. - № 10 (1011). - С. 34-37.

165. Мартынов, М.В. Распознающая способность адаптивной дистанционной защиты линии электропередачи / М.В. Мартынов, Ю.Я. Лямец, П.И. Воронов // Электричество. - 2015. - №10. - С. 13-20.

166. Hatziargyriou, N. Microgrids / N. Hatziargyriou // Power and Energy Magazine, IEEE. - 2007. - Vol. 5. - pp 78-94.

167. Kroposki, B. Making microgrids work / B. Kroposki // Power and Energy Magazine, IEEE. - 2008. - Vol. 6. - pp 40-53.

168. Мартынов, М.В., Критерии распознавания повреждения контролируемой зоны линии электропередачи / М.В. Мартынов, Ю.Я. Лямец, А.Н. Маслов // Электричество. - 2018 г. - № 11. - С. 10-16.

169. Алексинский, С.О. Варианты архитектурных решений системы релейной защиты и автоматики Цифровой подстанции 110-220 кВ/ С.О. Алексинский // Вестник ИГЭУ. - 2011. - №.1 - С. 1-5

170. Стандарт организации ПАО «Россети». Цифровая электрическая сеть. Требования к проектированию цифровых распределительных электрических сетей 0,4-220 кВ. СТО 34.01-21-005-2019. - М.: ПАО «Россети», 2019 - 96 с.

171. Мартынов, М.В. Оценивание синусоидальной составляющей кратковременно наблюдаемого процесса короткого замыкания / М.В. Мартынов, Ю.Я. Лямец, М.Ю. Широкин // Электричество. - 2016. - №5. - С. 8-12

172. Прохорский, А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции: Учебник для техникумов ж.д. трансп / А.А. Прохорский. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Транспорт, 1983. - 496 с.

173. Положительное решение о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2019116451/07(031409) от 28.05.2019г. Способ дифференциальной защиты тиристорного вольтодобавочного устройства для регулирования и стабилизации напряжения / Куликов А.Л., Соснина Е.Н., Асабин А.А., Колесников А.А., Крюков Е.В. - с приоритетом от 28.05.2019г.

174. Преображенский, В.И. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 136 с. (Б-ка электромонтера. Выпуск 585).

175. Обоскалов, В.П. Структурная надежность электроэнергетических систем: Учеб. Пособие / В.П.Обоскалов. - Екатеринбург: УрФУ, 2012. - 194с.

176. Захаров, О.Г. Аппаратная надежность устройств релейной защиты/ О.Г. Захаров. - М.: НТФ "Энергопрогресс", 2016 - (Библиотечка электротехника, приложение к журналу "Энергетик"; Вып.7(211)) - 88 с.

177. Аполлонский С. М. Надежность и эффективность электрических аппаратов: Учебное пособие / С. М. Аполлонский, Ю. В. Куклев. - СПб.: Издательство «Лань», 2011. - 448 с.

178. Ashok, V. Assessment of Reliability in Power Distribution System / V. Ashok, K. V. Harikrishna, P. Sekhar, Ch. Sekhar, T. Raghunatha // National Conference On Power Distribution, 2012. - Volume: 1

179. Разработка автоматического регулятора напряжения для снижения электрических потерь и эффективного управления потоками мощности в распределительных электрических сетях // Соснина Е.Н., Асабин А.А., Соколова Э.С., и др. - Отчет о ПНИЭР. Этап 2: Теоретические исследования поставленных перед ПНИЭР задач. (Соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0242 от 26.09.2017 г.) // Н.Новгород: НГТУ, 2018, 351 с.

180. Успенский, М.И. Оценка надежности цифровой системы защиты / М.И. Успенский // Релейная защита и автоматизация. - 2019. - №2(35). - С. 1-5.

181. Папков, Б.В. Надежность электроснабжения: комплекс учебно-методических материалов / Б.В. Папков. - Нижний Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т. Н. Новгород, 2007, - 210 с.

182. Джаясинхе, Р. Моделирование насыщения трансформаторов тока для изучения устройств релейной защиты / Р. Джаясинхе , Д. Мутумуни // Релейщик. - 2014. - №2. - С. 44-46.

183. Шабад, М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты / М.А Шабад.- М.: НТФ «Энергопрогресс», 1998. - 64 с.

184. Кужеков, С.Л. О восстановлении периодической составляющей первичного тока трансформатора тока в переходном режиме / С.Л. Кужеков, А.А. Дегтярёв. // Известия вузов. Электромеханика. - 2011. - №3. - С. 29-31.

185. Кужеков, С.Л. Анализ способов восстановления информации о первичном токе трансформатора тока, работающего с насыщением сердечника /

C.Л. Кужеков, А.А. Дегтярёв, Б. Б. Сербиновский // Релейная защита и автоматизация. - 2017. - №3(28). - С. 43-51.

186. Лачугин, В.Ф. Использование волновых процессов при разработке релейной защиты / В.Ф. Лачугин, П.С. Платонов // Электрические станции. - 2016. -№7 (1020). - С. 44-50.

187. Zheng, X. (2011). A novel protection scheme for HVDC transmission line. / X. Zheng, N.Tai, G. Yang, H. Ding, Sh. Sun, Zh. Bo, N. Li//APAP 2011 -Proceedings: 2011 International Conference on Advanced Power System Automation and Protection. - 2011. - №1- pp. 341-345.

188. Kong, F. Development of a Novel Protection Device for Bipolar HVDC Transmission Lines. / F. Kong, Zh. Hao, S. Zhang, B. Zhang //, IEEE Transactions on Power Delivery. - 2014. - Vol. 29. - No. 5. - pp. 2270-2278.

189. Rafferty, J. Analysis of VSC-based HVDC system under DC faults / J. Rafferty, J,

D.J. Morrow, L. Xu // IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. - 2013 - pp. 341-345.

190. Жуков, В.В. Короткие замыкания в электроустановках постоянного тока/ В.В. Жуков. - М.: Издательство МЭИ, 2005. - 160 с.

191. Веников, В.А. Электрические системы / В.А. Веников. - М.: Высшая школа, 1998. - 511 с.

192. Брянцев, М.А. Автоматические системы компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения электрической сети на базе УШР и БСК / М.А. Брянцев, Б.И. Базылев, С.В. Дягилева - М.: ТРАВЭК, 201с.

193. Zhang, X. Flexible AC Transmission System: Modelling and Control / X.-P Zhang, C. Rehtanz, B.C.Pal. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. -D0I:2006.10.1007/978-3-642-28241-6, 381 p.

194. Luo, L.(2012). Wide-area Protection Research in the Smart Grid / L. Luo, N.Tai, G. Yang // Energy Procedia. - 2012. - Vol. 16. - pp 1601-1606.

195. Dubey, R. An spatiotemporal information system based wide-area protection fault identification scheme / R. Dubey, S. Samantaray, B. Panigrahi // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. - 2017. - Vol. 89. - pp 136-145.

196. Eissa, M.M. A Novel Wide Area Protection Classification Technique for Interconnected Power Grids Based on MATLAB Simulation / M.M. Eissa, & M. El-Shahat Masoud // IEEE, s international conference on mechatronics and automation in china. - 2012. - pp.129-154.

197. Dai, Zh. Wide area intelligent Back-up Protection of Regional Power Grid./ Zh. Dai, Z. Wang, Y. Jiao // 2010 International Conference on Power System Technology, Hangzhou. - 2010. - pp 1-5.

198. Sykes, J. Implementation and Operational Experience of a Wide Area Special Protection Scheme on the SRP System / J. Sykes, M. Adamiak, G. Brunello // Power Systems Conference: Advanced Metering, Protection, Control, Communication, and Distributed Resources. - 2006. - pp 145-158.

199. Лачугин, В.Ф. Определение мест повреждений воздушных линий высокого напряжения с использованием спутниковой связи. волновой метод двусторонних синхронизированных измерений / В.Ф.Лачугин, Д.И.Панфилов, А.Н.Смирнов, П.С.Платонов // Энергия единой сети. - 2017.

- № 2 (31). - С. 30-41.

200. Игнатенко, И.В. Электроснабжение железных дорог: учеб. Пособие. В 2 частях. Часть 1 / И.В. Игнатенко. - Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2013.

- 113 с.

201. Мартынов, М.В. Дискретная форма представления информации о защищаемом объекте в приложении к адаптивному реле / М.В. Мартынов, Ю.Я. Лямец, П.И. Воронов // Электричество. - 2016. - №9. - С. 29-34.

202. Папков, Б. В. Элементы теории графов в задачах электроэнергетики: учебное пособие / Б. В. Папков, А. Л. Куликов. - Нижний Новгород: НИУ РАНХиГС, 2019. - 175 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Реализация централизованной дифференциальной защиты для исследованных электротехнических комплексов

А.1 Шины 110-220 кВ

Для защиты шин 110-220 кВ от междуфазных КЗ применяется дифференциальная токовая защита. При работе ДЗШ в случае обрыва или шунтирования фазы вторичной цепи ТТ одного из присоединений, ток поврежденной фазы не поступает в защиту, в результате чего защита может неправильно сработать и отключить всю подстанцию. Следовательно, для правильной работы ДЗШ необходимо предусматривать устройство контроля исправности цепей переменного тока. В качестве способов для предупреждения неправильной работы ДЗШ при неисправности ТТ применяются: отстройка от тока нагрузки наиболее загруженного присоединения, контроль дифференциального тока, реагирующий на ток небаланса, учет геометрической суммы токов фаз и нулевого провода ТТ. Данные решения не всегда могут достаточно быстро определить неисправность ТТ, при этом снижают чувствительность и селективность защиты.

Предлагаемая защита шин 110-220 кВ, исключает указанные недостатки.

Для описания принципа выполнения защиты рассмотрим распределительное устройство 110 кВ, выполненное по схеме 110-13 «две рабочие системы шин». Каждое из присоединений может быть подключено разъединителями, как к первой, так и ко второй системе шин. Однолинейная схема с указанием мест установки ТТ, а также токов, протекающих в ветвях с предположительным направлением, показана на Рисунок А. 1.

Рисунок А.1 - Схема распределительного устройства 110 кВ.

Для схемы (Рисунок А.1) построим однонаправленный граф (Рисунок А.2) с вершинами и дугами, где вершинами V1 - V10 графа представляются шины, точки присоединения, а дугами e1 - e13 ветви трансформаторов тока и выключателей, ветви разъединителей.

Рисунок А.2 - Однонаправленный граф для распределительного устройства

110 кВ

Матрицы токов:

" 0 0 " " 15 0 " " 0 0 " " 0 0

0 15 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

ИУ1 = ; ИУ 2 = ; ИУ 3 = ; ИУ 4 =

0 0 0 0 0 0 0 0

16 0 110 0 0 11 0 0

0 17 0 111 0 0 12 0

18 0 112 0 0 0 0 0

_ 0 19 _ _ 0 113 _ _ 0 0 _ _ 0 0

" 0 0 " " 0 0 " 0 16

0 0 0 0 0 110

0 0 0 0 11 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

; ИУ 6 = ; ИУ 7 =

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 13 0 0 0 0

_ 0 0 _ _ 14 0 _ _ 0 0 _

17 0 " " 0 18 - 19 0

111 0 0 112 113 0

0 0 0 0 0 0

0 12 0 0 0 0

0 0 13 3 0 0 0

; ИУ 9 = 'ИУ 10

0 0 0 0 0 14

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 _0 0 0 0

Матрица входящих токов:

0 15 0 0 0 0 0 17 0 19

0 0 0 0 0 0 0 I11 0 I13

0 0 0 0 0 0 I1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 13 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16 I10 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 12 0 0 0 0 0 0

18 I12 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 14 0 0 0 0

Матрица исходящих токов:

0 0 0 0 0 0 16 0 18 0

15 0 0 0 0 0 110 0 112 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 12 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 14

0 0 11 0 0 0 0 0 0 0

17 I11 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 13 0 0 0 0 0

19 113 0 0 0 0 0 0 0 0

Следующим этапом является определение зоны действия защиты, исходя из топологии схемы с учетом положения разъединителей.

Зададим для рассматриваемого распределительного устройства (Рисунок А.1) следующие положения разъединителей:

- QS1, QS2, QS3, QS4, QS5-1, QS5-2, QS6, QS7, QS12, QS13 - включены;

- QS8, QS9, QS10, QS11- отключены.

Отключенное положение разъединителя, с точки зрения теории графов, характеризуется удалением соответствующей дуги. Для рассматриваемой схемы удаляются дуги e10, e11, e8, e9.

Включенное положение разъединителя, с точки зрения теории графов, характеризуются объединением вершин, инцидентных дуге, соответствующей

разъединителю, выполняемым путем удаления соответствующей дуги и формирования единой вершины.

В результате возможен переход к новой форме графа (Рисунок А.3) путем исключения дуг е6-е13 и объединения вершин У1, У7, У8 (У1*) и У2, У9, У10 (У2*).

С точки зрения матричных операций, при положении разъединителя «отключено», в матрице МУк, имеющей в своем составе соответствующую дугу, присваивается значение равное «0» на соответствующей позиции. При положении разъединителя «включено», матрицы, имеющие в своем составе данную дугу, суммируются, а дуге присваивается значение равное «0» на соответствующей позиции.

Таким образом, получаем:

Матрицы МУ1* и МУ2* отражают зоны релейной защиты. Для рассматриваемого распределительного устройства и соответствующего графа (Рисунок А.3) с принятыми положениями разъединителей, матрицы токов принимают вид:

е5(1з)

Рисунок А.3 - Итоговый граф

(А.1) (А.2) (А.3)

ИУ1* = ИУ1+ИУ7+ИУ8, ИУ2* = ИУ2+ИУ9+ИУ10,

ШУ1*:

ШУ 4 =

0 0

0 15

11 0

0 12

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

12 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

; ШУ 2*

" 15 0 " " 0 11"

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

13 0 0 14 ; ШУ 3 = 0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

_ 0 0 _ _0 0 _

ШУ 5 =

" 0 0 " " 0 0 "

0 13 14 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

; ШУ 6 =

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

_0 0_ _0 0_

Условиями наличия КЗ в соответствующей зоне действия защиты будут: на первой системе шин, соответствующей вершине графа У1 *

БШУ1* = 11 -12 -15 ф 0; на второй системе шин, соответствующей вершине графа У2*

БШУ2* = 13 +15 -14 ф 0.

Матрица Б:

Б

БШУ 1* БШУ 2*

11 - 12

13 + 15 - 14

(А.4)

Матрица БиШ:

БиШ = [1 1] х

БиШ = Ех Б = [1 1] х

11 - 12 - 15

БШУ 1* БШУ 2*

13 +15 -14

= 11 - 12 - 15 + 13 + 15 - 14 = 11 - 12 + 13 - 14 '

5

Признаки функционирования дифференциальной защиты шин при различных соотношениях токов и результатах выполнения матричных операций сведены в таблицу А. 1.

Таблица А.1 - Результаты матричных операций и признаки функционирования защиты

Результирующее значение матричной операции Признаки функционирования дифференциальной защиты

SMV1* SMV2* SUM

0 0 0 КЗ отсутствует, ТТ исправны.

0 #0 КЗ на элементе У1* (повреждение на системе шин К1О).

0 #0 #0 КЗ на элементе У2* (повреждение на системе шин К2О).

#0 #0 КЗ на элементе е5 - на перемычке между системами шин КЮ и КЮ.

#0 #0 0 Неисправен ТТ ТА5 (дуга е5 графа).

#0 0 0 Неисправен ТТ, общий для У1* и У3 или У4 (дуга е1 или е2 графа).

0 #0 0 Неисправен ТТ, общий для У2* и У5 или У6 (дуга е3 или е4 графа).

Расчет показателей надежностей произведен для двух вариантов организации системы защит шин 110 кВ: дифференциальная токовая защита и

а) б)

Рисунок А.4 - Схема распределительного устройства 110 кВ с распределением защит по трансформаторам тока, а) ДЗШ, б) ЦДЗ,

а) б)

Рисунок А.6 - Функции неготовности (а) и функции ВБР (б) для режима повреждений на защищаемом объекте. 1 - системы ДЗШ; 2 - системы ЦДЗ.

А.2 Распределительные сельские сети 6-35 кВ

Рассмотрим принцип выполнения защиты на примере фрагмента сети 10 кВ, с распределительным пунктом (РП) 10 кВ и секционирующим пунктом (СП) 10 кВ. Однолинейная схема фрагмента с указанием мест установки ТТ, а также токов, протекающих в ветвях с предположительным направлением, показана на

рисунке А.7. Линия ЛЭП1 напряжением 10 кВ через РП питает несколько трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, которые подключаются к ответвлениям от линий ЛЭП2, ЛЭП3 через плавкие предохранители.

В соответствии с дифференциальным принципом, реализуется защита линии ЛЭП1, шин 10 кВ РП, линий ЛЭП2, ЛЭП3 с отпайками и трансформаторами Т1-Т4. Для включения в зону защиты силовых трансформаторов, необходимо в шкаф ввода РУ 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ установить ТТ 0,4 кВ, с номинальным классом точности 5Р или 10Р для преобразования первичных аналоговых сигналов в сигналы для интеграции в каналы связи, применяемые для последующей передачи в центральный блок дифференциальной релейной защиты.

Рисунок А.7 - Схема фрагмента сети 10 кВ. Для схемы (Рисунок А.7) построим однонаправленный граф (Рисунок А.8).

Рисунок А.8 - Однонаправленный граф для фрагмента сети 10 кВ. Матрицы токов:

ЫУ1 =

ИУ 6 =

" 0 0 " 0 " " 0 0 " " 0 0 " 0 0 "

0 11 0 0 12 0 0 0 0 0

0 0 0 12 0 0 0 13 14 0

0 0 0 0 13 0 0 0 0 0

0 0 0 0 • ЫУ 2 = 9 0 0 0 0 • ЫУ 3 = 9 0 0 14 0 • ЫУ 4 = 9 0 0 0 0 • ЫУ 5 = 9 0 0 0 15

0 0 0 0 0 0 0 0 0 16

0 0 0 0 0 0 0 0 0 17

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0