WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:     | 1 ||

«Кузнецов Виталий Александрович ОБНАРУЖЕНИЕ ГЕОИНДУЦИРОВАННЫХ ТОКОВ И ИХ МОНИТОРИНГ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Диссертация на ...»

-- [ Страница 2 ] --

В расчетной модели СЭС используется модель универсальной линии электропередачи – MLine (модифицированная модель стандартного блока PI Section Line из библиотеки SimPowerSystems) [57]. Блок MLine моделирует параметрами.

Модель универсальной линии электропередачи (MLine) позволяет выбирать разворачивающегося списка (рисунок 3.10) и автоматически подставлять справочные данные в модель, что упрощает процесс создания модели и исключает вероятность ввода неверных значений.

Рисунок 3.10 – Окно задания параметров блока MLine Пиктограмма модели универсальной линии электропередачи представлена на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 – Пиктограмма модели универсальной линии электропередачи На пиктограмме блока отображаются следующие параметры: зарядная мощность линии Qc, Мвар, длина линии l, км, марка провода. В зависимости от класса напряжения меняется цвет блока (фиолетовый – 750 кВ, синий – 500 кВ, желтый – 220 кВ, красный – 110 кВ).

Модель универсальной линии электропередачи позволяет сократить количество операций, совершаемых при задании ее параметров, что минимизирует вероятность ввода ошибочных параметров на этапе создания расчетной модели СЭС в программной среде MATLAB.

Модель синхронного генератора переменного тока В модели СЭС для отображения синхронных генераторов используется блок Simplified Synchronous Machine (Упрощенная модель синхронной машины). Блок Simplified Synchronous Machine является упрощенной моделью синхронной машины с неявнополюсным ротором. Модель выполнена в двух вариантах Simplified Synchronous Machine SI Units (параметры машины задаются в системе единиц Си) и Simplified Synchronous Machine pu Units (параметры машины задаются в системе относительных единиц). Пиктограмма модели упрощенной синхронной машины в программной среде MATLAB приведена на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 – Пиктограмма модели упрощенной синхронной машины Порты модели A, B и С являются выводами статорной обмотки синхронной машины. На порту m (выходной) формируется векторный сигнал, состоящий из 12 элементов (таблица 3.5). Для удобства извлечения переменных машины из выходного вектора измеряемых переменных в библиотеке SimPowerSystems предусмотрен блок Bus Selector.

Таблица 3.5 – Расшифровка векторного сигнала на выходном порту m Сигнал равный механической мощности на валу машины подается на входной порт Pm, а на входной порт Е подается сигнал, задающий действующее значение линейных ЭДС обмотки статора.

Каждая фаза модели синхронной машины состоит из источника напряжения и включенного последовательно с ним активного сопротивления и индуктивности фазной обмотки (рисунок 3.13). При этом активное сопротивление фазы может быть задано равным нулю, а индуктивность должна всегда быть больше нуля.

Рисунок 3.13 – Модель замещения одной фазы синхронной машины Упрощенная модель синхронной машины применяется для моделирования синхронных турбо- и гидрогенераторов, синхронных компенсаторов, а также выхода в во внешнею энергосистему в расчетной модели СЭС.

Модель трехфазной обобщенной нагрузки Разработанная модель трехфазной обобщенной нагрузки (3PH DLoad) представляет собой SPS модель на базе управляемых источников напряжения.

Пиктограмма блока представлена на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14 – Пиктограмма блока трехфазной обобщенной нагрузки Динамические свойства нагрузки обеспечиваются блоком передаточной функции с переменными коэффициентами (VP Transfer Fcn), позволяющим моделировать объекты, свойства которых изменяются с течением времени. В стандартной библиотеке Simulink отсутствует блок передаточной функции, для которой можно было бы задавать коэффициенты числителя и знаменателя в виде входных векторов, поэтому для данного блока передаточная функция представляется в виде В S-функции, написанной на языке MATLAB, происходит численное решение дифференциального уравнения, соответствующее передаточной функции Параметры модели трехфазной обобщенной нагрузки задаются в окне характеристики нагрузки, представленной асинхронными и синхронными двигателями, и смешанной нагрузки.

Рисунок 3.15 – Окно задания параметров блока модели трехфазной смешанной В окне на рисунке 3.15 задаются параметры:

а) тип нагрузки;

б) номинальное линейное напряжение Unom [В] – номинальное линейное напряжение в узле нагрузки;

в) номинальная частота питающей сети f [Гц] – номинальное значение промышленной частоты;

г) номинальная активная мощность Pnom [Вт] – номинальное значение потребляемой активной мощности при напряжении в узле нагрузки равном Unom=1 о.е.;

д) коэффициенты a0, a1, a2 – коэффициенты, характеризующий свойства активной нагрузки;

е) номинальная реактивная мощность Qnom [вар] – номинальное значение потребляемой реактивной мощности при напряжении в узле нагрузки равном Unom=1 о.е.;

ж) коэффициенты b0,b1,b2 – коэффициенты, характеризующий свойства реактивной нагрузки.

Зависимости изменения активной и реактивной мощности нагрузки от напряжения описываются выражениями:

где Pном, Qном – номинальные значения активной и реактивной мощности при номинальном линейном напряжении Uном=1 о.е.

Графический интерфейс задания изменяющихся параметров модели Разработанный графический интерфейс (GUI) предназначен для задания изменяющихся во времени параметров модели, например графиков нагрузки потребителей [59]. Внешний вид графического интерфейса для задания суточного графика нагрузки представлен на рисунке 3.16.

Рисунок 3.16 – Внешний вид графического интерфейса для задания суточного GUI позволяет автоматически рассчитывать дополнительные величины и параметры, связанные математической функцией с задаваемыми значениями.

Изменяющиеся во времени параметры задаются в виде таблиц и отображаются в окне GUI в виде графика. GUI привязывается к определенной модели и служит для изменения ее параметров в процессе моделирования. Данный блок может быть использован для задания изменяющейся во времени нагрузки потребителей и величины выработки активной и реактивной мощности отдельными генераторами и электростанциями в целом.

3.4 Программная реализация расчета геоиндуцированных токов в СЭС с учетом пространственного расположения объектов на местности и направления вектора напряженности геоэлектрического поля Для оценки и анализа влияния геоиндуцированного тока на режимы работы СЭС при геомагнитных бурях разработана модель системы электроснабжения Самарской области. Структурная схема модели СЭС представлена на рисунке 3.17. На рисунке 3.17 показаны электростанции и трансформаторные подстанции СЭС, воздушные ЛЭП, выходы во внешние энергосистемы (республика Татарстан, Саратовская область).

Рисунок 3.17 – Структурная схема модели СЭС Самарской области Система электроснабжения Самарского региона включает в себя:

гидроэлектростанцию «Жигулевская ГЭС»;

- межсистемные и внутрисистемные линии электропередач напряжением 110, 220 и 500 кВ общей протяженностью более 1000 км;

- крупные узловые трансформаторные подстанции 500/220/110, 220/110/ кВ («Азот», «Левобережная», «Васильевская», «Солнечная», «Кировская», «Серноводская», «Куйбышевская»);

- подстанции, осуществляющие электроснабжение промышленной и городской нагрузки с классами напряжений 220/10, 110/10, 110/6,3 кВ («КС-22», «Елховка», «КуйбышевАзот»).

Генерируемая мощность Самарского региона составляет 4449 МВт, а общая установленная мощность силовых трансформаторов и автотрансформаторов на электростанциях и трансформаторных подстанциях в регионе составляет 10883 МВА. Параметры объектов (генераторов и повышающих силовых трансформаторов электростанций, силовых трансформаторов и автотрансформаторов подстанций, ЛЭП 110, 220 и 500 кВ) модели СЭС Самарской области приведены в таблицах Б.1 – Б.4 приложения Б.

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы СЭС Самарской области выполнены с заземленными нейтралями. В СЭС присутствует большое количество длинных ЛЭП всех классов напряжений, ориентированных в основном в направлении: запад – восток. Поэтому при интенсивной ГМБ с индексом Кр5 и при совпадении направления вектора напряженности геоэлектрического поля с направлением расположения объектов СЭС на местности (когда возможны значительные по величине ГИТ в глухозаземленных нейтралях и заземленных обмотках СТ и фазных проводах ЛЭП.

Для расчета ГИТ в расчетной модели СЭС задаётся следующее:

пространственного расположения объектов СЭС в полярной системе координат;

- классы напряжений и протяженности высоковольтных воздушных ЛЭП;

- форма кривой импульса напряженности геоэлектрического поля при геомагнитной буре (в расчетах берется типичной, принятой в работе [33], рисунок 3.18);

- максимальные значения напряженности геоэлектрического поля в зависимости от интенсивности геомагнитной бури (1 – 6 В/км);

- направление вектора напряженности геоэлектрического поля E («север – юг» и «запад – восток»);

- полярная ось системы координат совмещается с направлением вектора напряженности геоэлектрического поля Е;

- интервал времени, при котором происходит воздействие импульса напряженности геоэлектрического поля на моделируемую СЭС (в расчетах принимается, что воздействие импульса напряженности геоэлектрического поля на СЭС начинается с начала расчета модели).

Рисунок 3.18 – Типичное изменение напряженности геоэлектрического поля при геомагнитной буре с максимальным значением E=6 В/км Результаты расчета геоиндуцированных токов в зависимости от величины и направления вектора напряженности геоэлектрического поля для высоковольтных Самарской области приведены на рисунках 3.19 и 3.20.

Рисунок 3.19 – Зависимости ГИТ в воздушных ЛЭП 110, 220, 500 кВ СЭС Самарской области от амплитуды импульса напряженности геоэлектрического поля при направлении импульса геоэлектрического поля «север – юг»

Рисунок 3.20 – Зависимости ГИТ в воздушных ЛЭП 110, 220, 500 кВ СЭС Самарской области от амплитуды импульса напряженности геоэлектрического поля при направлении импульса геоэлектрического поля «запад – восток»

В результате расчетов получено, что с возрастанием величины напряженности геоэлектрического поля, которая определяется интенсивностью геомагнитной бури, значения ГИТ в воздушных ЛЭП пропорционально возрастают. Наибольшие значения ГИТ при величине E=6 В/км и направлении вектора напряженности геоэлектрического поля «север-юг» получены в воздушных ЛЭП: 102 А – «ЖГЭС - АЗОТ», 46 А КБШ – Серноводская», 42 А – в ЛЭП «ЖГЭС - Куйбышев»; при направлении вектора напряженности «запад-восток» в воздушных ЛЭП: А – «ЖГЭС-Куйбышевская», 81 А – «ЖГЭС - АЗОТ», 79 А – «Куйбышевская 3», 55 А – «Куйбышевская 4». В остальных воздушных ЛЭП значения ГИТ не превышают 40 А. Следует отметить, что для воздушных ЛЭП одного класса напряжения и длины, величина ГИТ отличается, что связано с различным пространственным расположением объектов СЭС на местности.

высоковольтных воздушных ЛЭП СЭС Самарской области при совпадении направления вектора напряженности геоэлектрического поля и направления расположения объектов СЭС на местности (в предельном случае, когда L 1 ) при интенсивной геомагнитной буре могут протекать значительные по величине геоиндуцированные токи. При этом величина ГИТ существенно зависит от конфигурации электрической сети и может многократно отличаться для одинаковых классов напряжений и длин воздушных ЛЭП.

1. Предложено для учета расположения объектов СЭС на местности использовать полярную систему координат, полюс которой совмещается с одним из заземляющих устройств трансформаторных подстанций, а полярная ось – либо с направлением вектора напряженности геоэлектрического поля, либо с трассой наиболее протяженной воздушной ЛЭП.

2. Разработан и реализован в пакете расширения Simulink системы

MATLAB

электроснабжения с учетом пространственного расположение объектов СЭС на местности, величины и направления вектора напряженности геоэлектрического поля.

3. В результате расчетов по разработанному алгоритму получено, что большие значения ГИТ наблюдаются при совпадении направлений расположения объектов СЭС на местности и вектора напряженности геоэлектрического поля (в предельном случае, когда L 1 ). Для воздушных ЛЭП одного класса напряжения и длины величина ГИТ может отличаться, что связано с конфигурацией СЭС и пространственным расположением объектов СЭС на местности.

4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

ГЕОИНДУЦИРОВАННЫХ ТОКОВ В ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННЫХ

НЕЙТРАЛЯХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПРИ ГЕОМАГНИТНЫХ БУРЯХ

4.1 Определение основных условий проведения мониторинга геоиндуцированных токов в глухозаземленных нейтралях силовых Мониторинг – это процесс, в составе которого можно выделить:

структуру, организацию деятельности, документооборот, наблюдательную сеть, коммуникации, персонал, аналитическую работу, экономику и финансы, технологии, организационную культуру. Эти элементы должны быть ориентированы на решение задач потребителя, объединены единой целью обеспечения его эффективных действий в условиях допустимого уровня рисков [67].

Типовая система мониторинга включает [67]:

- организационную структуру;

- общую модель системы;

- комплекс технических средств;

- модели ситуаций (модели развития ситуаций);

прогнозирования;

- информационную систему.

Система мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов предназначена:

- для непрерывного измерения, регистрации и отображения основных параметров силовых трансформаторов в различных режимах работы;

- для оценки и прогнозирования технического состояния силовых трансформаторов.

мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Общие технические требования» ОАО «ФСК ЕЭС» [65] система мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов должна отвечать следующим требованиям:

- надежности при эксплуатации;

- ремонтопригодности;

- устойчивости к электромагнитным полям;

- безопасности обслуживающего персонала и др.

трансформаторов должна строиться по трехуровневой схеме:

- уровень I включает первичные датчики и измерительные системы;

обеспечивающих сбор и обработку сигналов, полученных от первичных датчиков уровня I);

- уровень III выполняется в виде единого централизованного программно – технического комплекса (ПТК) и предназначен для математической обработки полученных сигналов.

Для геомагнитных бурь установлены требования к наблюдаемым гелиофизическим характеристикам [113]:

- к величине вариаций магнитного поля (магнитной индукции) на поверхности Земли – от 10 до 105 нТл);

фотометрическая аппаратура;

- к месту наблюдения – поверхность Земли;

- к погрешности измерений - ± 1%;

- дискретности измерения – 10 сек;

- к времени от измерения до получения информации – 10 мин.

Для характеристики интенсивности геомагнитных бурь используются индексы геомагнитной активности, полученные методами экспертных оценок [67].

характеризуется, как Кр 2 – спокойное, Кр = 3 – слабо возмущенное, Кр = 4 – возмущенное, Кр = 5, 6 – геомагнитная буря, Кр 7 – сильная геомагнитная буря (шторм). Геомагнитные бури повторяются несколько раз в год и инициируют критические режимы в функционировании технических систем, в том числе систем электроснабжения, что проявляется в инцидентах и чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. Характерные размеры области геомагнитных бурь составляют тысячи километров. Сильные повторяемость около одного раза в год. Поэтому наряду с гелиофизическим мониторингом космической погоды назрела необходимость мониторинга активностью.

трансформаторов на территории РФ ведутся только на ряде подстанций напряжением 330 кВ и выше Кольской энергосистемы с ноября 2003 г. [6, 60].

Однако при измерениях возникли трудности, связанные с отделением фиксируемой квазипостоянной составляющей тока в заземленной нейтрали силового трансформатора от других источников постоянных составляющих техногенного характера в системе электроснабжения, в том числе и блуждающих токов.

Анализ кривых тока и напряжения на сторонах высокого и низкого напряжения силовых трансформаторов при геомагнитных бурях показал, что магнитопроводов силовых трансформаторов происходит [12]:

1. Увеличение гармонических составляющих тока в обмотках высокого и низкого напряжения, причем большее значение суммарного коэффициента гармонических составляющих тока KI характерно для обмотки высокого напряжения. Следует отметить, что в случае питания нелинейной нагрузки большее значение KI характерно для стороны питания нагрузки – низкого напряжения [28];

2. Увеличение гармонических составляющих напряжения, причем значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения KU на сторонах ВН и НН силового трансформатора практически не меняется;

3. Наличие четных гармонических составляющих тока (2-й и 4-й), превышающих по величине 5-ю и 7-ю гармоники;

4. Наличие четных гармонических составляющих напряжения (2-й и 4-й), соизмеримых по величине с 5-й и 7-й гармониками.

Поэтому наряду с регистрацией квазипостоянных составляющих токов в глухозаземленных нейтралях силовых трансформаторов необходим анализ сопутствующих факторов – регистрация и исследование токов и напряжений в обмотках СТ на присутствие четных гармонических составляющих при геомагнитных бурях с учетом вклада и изменения параметров потребителей, чтобы отсечь составляющие техногенного характера. Также следует учитывать частотный диапазон измеряемых токов, который определяется частотой электрических квазистационарных полей при геомагнитных бурях и характеризуется величинами от 0,0001 до 0,1 Гц.

При разработке системы мониторинга ГИТ в глухозаземленных нейтралях силовых трансформаторов при геомагнитных бурях необходимо выполнение следующих основных условий [16, 17, 18]:

1. Регистрация в глухозаземленной нейтрали силового трансформатора низкочастотных сигналов тока частотой от 0 до 0,1 Гц включительно и высокочастотных сигналов тока и напряжения в обмотках СТ;

2. Непрерывные измерения в течение всего времени (24 часов и 7 дней в неделю);

3. Возможность удалённого мониторинга измерений (просмотр состояния и изменения настроек);

4. Удалённый сбор зарегистрированной информации.

5. Оперативное управление режимами системы электроснабжения при протекании геоиндуцированного тока.

4.2 Разработка общей модели и комплекса технических средств системы мониторинга геоиндуцированных токов в глухозаземленных нейтралях С учетом определения основных условий проведения мониторинга трансформаторов разработана блок – схема системы мониторинга ГИТ, которая приведена на рисунке 4.1.

1 – объект измерений - силовой трансформатор ТП; 2 – датчик тока (ДТ) в нейтрали СТ;

3 – кабель; 4 – блок усиления (БУ); 5 – модуль сбора и оцифровки сигнала;

6 – модуль управления и передачи данных; 7 – источник бесперебойного питания (ИБП) Рисунок 4.1 – Блок – схема системы мониторинга геоиндуцированного тока в глухозаземленных нейтралях силовых трансформаторов Комплекс технических средств разработанной системы мониторинга ГИТ включает в себя:

1. Датчик тока 2 для контроля и измерения квазипостоянной трансформатора 1. В качестве ДТ используются электроизмерительные токовые клещи, в основе работы которых лежит эффект Холла для бесконтактного измерения токов в низкочастотном диапазоне частот 0 – 0,1 Гц. ДТ имеет аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине измеряемого тока.

2. Блок усиления сигнала 4 для корректной оцифровки сигнала, т.к. центр сбора данных (диспетчерская ТП) располагается на расстоянии l от места замера ГИТ. БУ позволяет усилить аналоговый сигнал, поступающий с токовых клещей по кабелю 3 и отфильтровать его. Питание на БУ поступает от гальванически развязанного источника питания.

3. Усиленный и отфильтрованный сигнал с блока усиления поступает на модуль сбора и оцифровки сигнала 5, в качестве которого выступает персональный компьютер ПК.

4. Питание измерительного комплекса, находящегося в диспетчерской, осуществляется от сети 220 В. Для обеспечения непрерывной работы вся бесперебойного питания 7.

5. Для удалённого мониторинга и управления системой сбора данных в системе регистрации используется модуль управления и передачи данных 6, позволяющий управлять удалённым рабочим столом промышленного ПК с любого компьютера, подключённого к сети интернет. Таким образом, по сети интернет можно управлять настройкой измерений (запускать/останавливать оцифровку сигнала, изменять частоту дискретизации и путь сохранения файла, условия запуска и т.д.) и передавать данные.

Предлагается изменить существующую систему измерения и контроля тока и напряжения обмоток силового трансформатора: оставить существующие системы измерений, релейной защиты и автоматики и ввести новые (например, анализ спектра сигналов токов и напряжений обмоток, тока в глухозаземленной нейтрали – на обнаружение высокочастотных четных составляющих тока и напряжения в обмотках ВН и НН силового трансформатора, низкочастотной квазипостоянной составляющей сигнала тока в нейтрали СТ при геомагнитных бурях). При этом увеличивается быстродействие системы релейной защиты и автоматики на возникновение аварийных ситуаций в системе электроснабжения при геомагнитных бурях.

Система сбора и обработки информации с датчиков тока и напряжения представляет собой модульные системы, расположенные непосредственно у каждого СТ или в месте информационных выводов с датчиков СТ. Например, для обеспечения полного контроля тока обмоток и нейтрали, напряжения обмоток ВН и НН двухобмоточного силового трансформатора необходимо 13 модулей измерения и контроля (рисунок 4.2).

ТНв, ТНн – трансформаторы напряжения обмоток ВН и НН;

Рисунок 4.2 – Блок-схема системы сбора и обработки информации с датчиков тока и напряжения двухобмоточного силового трансформатора На рисунке 4.3 изображена блок-схема модуля системы сбора и обработки информации с датчиков тока и напряжения.

Рисунок 4.3 – Блок-схема модуля системы сбора и обработки информации с датчиков тока и напряжения силового трансформатора Основные технические характеристики модуля системы сбора и обработки информации с датчиков тока и напряжения:

- микропроцессорное ядро с производительностью до 210 DIPS с частотой тактирования 168 МГц;

- поддержка DSP-инструкций;

- DMA-контроллер на 16 потоков с поддержкой пакетной передачи;

- ART-акселератор памяти, модуль памяти до 1 Гб;

- АЦП до 12 каналов с частой дискретизации до 7 Mвыб./с.

Передача данных может осуществляться либо по оптическому каналу, либо по беспроводной связи, в зависимости от доступности и удалённости объекта. Все модули объединены в локальную сеть (LAN), и доступны диспетчеру подстанции (рисунок 4.4).

Осуществляя беспроводную связь с системами сбора информации, объединёнными в локальную сеть, на пульт диспетчера может поступать информация с датчиков каждого объекта (СТ). Таким образом, диспетчер может в любой момент получить информацию о состоянии каждого параметра объекта (СТ). При обнаружении нештатной ситуации система сбора и обработки данных отправит диспетчеру сигнал оповещения.

Рисунок 4.4 – Передача данных в системе мониторинга ГИТ Модульная система оцифровки сигналов расширяется в зависимости от количества датчиков и имеет программируемые модули. Это позволяет настроить признак нестандартного режима работы для каждого датчика. В это же время происходит постоянная запись сигнала на сменный носитель, что позволит произвести анализ сигнала, если это необходимо. Модуль связи с поддерживает соединение с пультом диспетчера ТП и осуществляет передачу оцифрованного сигнала.

Разработанная система мониторинга позволяет определять величины ГИТ в глухозаземленной нейтрали, а также высшие гармонические составляющие тока и напряжения в обмотках силового трансформатора при геомагнитных бурях. Применение такой системы регистрации на подстанциях СЭС с классом напряжения 110 кВ и выше позволит своевременно реагировать на появление в СЭС геоиндуцированных токов. Резкие изменения параметров тока и глухозаземленной нейтрали, превышение значений четных (2-й и 4-й) гармонических составляющих и суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения обмоток СТ значений, установленных ГОСТ Р 54149- подстанций и электростанций как штормовое оповещение для принятия мер по снижению негативного влияния геомагнитных бурь на электрооборудование систем электроснабжения.

4.3 Разработка программных средств по обработке сигналов в системе мониторинга геоиндуцированных токов в глухозаземленных нейтралях По завершению измерений в системе мониторинга необходимо выполнить математический анализ полученных данных, с целью обнаружения события – низкочастотного сигнала в диапазоне 0 0,1 Гц, амплитуда которого превышает определённый процент от амплитуды несущей частоты 50 Гц.

Обработка данных выполняется в пакете MATLAB следующим образом.

Массив данных разбивается на отрезки по 1000 точек (для более быстрой обработки по алгоритму) с последующим разложением в спектр по алгоритму Фурье и Вейвлет – преобразованию [3, 20]. На рисунке 4.5 представлены контурные графики экспериментальных точек для Фурье-преобразования (а) и Вейвлет – преобразования (б).

Предложенные методы для обработки сигнала имеют как преимущества, так и недостатки.

1. Преобразование Фурье отображает глобальные сведения о частотах исследуемого сигнала и не дает представления о локальных свойствах сигнала при быстрых временных изменениях его спектрального состава. Выходом из этой ситуации является оконное преобразование Фурье с движущейся по сигналу оконной функцией. Временной интервал сигнала разделяется на подинтервалы и преобразование выполняется последовательно для каждого подинтервала в отдельности. Тем самым осуществляется переход к частотновременному представлению сигнала, что и было осуществлено в расчетах и представлено на рисунке 4.5,а.

2. Вейвлет – преобразование сигнала – это его представление в виде обобщенного ряда или интеграла Фурье по системе базисных функций.

Вейвлеты локализованы как во временной, так и частотной областях. Однако неопределенности, связывающим эффективные значения длительности функций и ширины их спектра. Чем точнее осуществляется локализация временного положения функции, тем шире будет становиться ее спектр, и наоборот, т.е. при построении контурного графика сигнал с одной и той же амплитудой будет выглядеть по-разному на разных частотах: на низких частотах наблюдается хорошая временная локализация, на высоких частотах спектр будет иметь расплывчатый вид, что является большим недостатком при анализе получаемого спектра (рисунок 4.5, б).

а) Фурье-спектр, построенный в пакете б) Вейвлет-спектр, построенный в MATLAB для 1000 экспериментальных точек; MATLAB для 1000 экспериментальных Рисунок 4.5 – Контурные графики экспериментальных точек для Фурье –преобразования (а) и Вейвлет – преобразования (б) В разработанной системе измерения и мониторинга ГИТ алгоритм Фурье используется для обработки данных на высоких частотах (для определения высокочастотных гармонических составляющих тока и напряжения в обмотках ВН и НН СТ), а алгоритм Вейвлет – преобразования – для обработки данных на низких частотах (для отделения низкочастотной квазипостоянной составляющей тока в нейтрали СТ).

Для повышения надежности работы силовых трансформаторов и адекватных действий диспетчеров трансформаторной подстанции во время геомагнитной бури в системе мониторинга ГИТ предусмотрена минимальная задержка времени с момента возникновения до обнаружения события с распределённой системы контроля представляет собой потоковую обработку данных и представлен на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Блок-схема алгоритма реализации потоковой обработки данных Сбор данных, их запись, обработка и анализ должны происходить параллельно. Это позволит регистрировать всю поступающую информацию с датчиков и единовременно её проверять на наличие ГИТ в нейтрали СТ.

Поэтому в качестве математической обработки сигнала применяется алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ) для получения информации о сигнале:

амплитуды, частоты, следить за разностью фаз, а также анализировать спектр входного и выходного сигнала.

Таким образом, анализируя спектральную составляющую сигнала, можно определять амплитуду и частоту наложенных низкочастотных и высокочастотных сигналов на основной сигнал, что даёт представление о некоторых «событиях». При возникновении «событий» система регистрации ГИТ выдаёт сообщение диспетчеру трансформаторной подстанции.

Разработанный алгоритм потоковой обработки данных и аппаратная часть системы контроля состояния объекта (силового трансформатора) позволяют отслеживать и реагировать на «событие» – появление квазипостоянной составляющей тока в цепи нейтрали СТ и гармонические составляющие тока и напряжения в фазной сети в режиме реального времени.

4.4 Апробация разработанной системы мониторинга геоиндуцированных Разработанная система мониторинга геоиндуцированных токов была установлена на Жигулёвской ГЭС на 5-й трансформаторной группе, выполненной тремя однофазными силовыми трансформаторами типа ОРЦ – 135000/500/13, трансформаторы имеют схему соединения обмоток Yн///. К обмоткам НН подключены гидрогенераторы 12Г – 14Г, обмотка ВН подключена к ОРУкВ ГЭС. От ОРУ-500 кВ отходят воздушные ЛЭП 500 кВ «ЖГЭСКуйбышевская» (l = 102,8 км), «ЖГЭС-АЗОТ» (l = 34 км), «ЖГЭС-Вешкайма Северная» (l = 182 км), «ЖГЭС-Вешкайма Южная» (l = 182 км).

использовались электроизмерительные токовые клещи типа APPA 39MR.

Выбор токовых клещей с датчиком Холла объясняется тем, что подключение к нейтрали силового трансформатора ГЭС возможно только с помощью разборного датчика тока с бесконтактным доступом.

Технические характеристики электроизмерительных токовых клещей типа APPA 39MR:

- пределы измерений постоянного, переменного тока от 0,1 до 1000 А;

- погрешность ± (1,0 % + 3 ед. счета);

- максимальное разрешение 0,1 А;

- тип преобразователя – датчик Холла;

- измерения – сигнал произвольной формы;

- скорость измерения 2 изм./с;

- максимальный диаметр провода 60 мм.

Данная модель токовых клещей представляет собой переносной вариант, имеет хороший диаметр захвата провода. Токовые клещи работают от батарейки типа «КРОНА» и имеют режим автовыключения, поэтому были доработаны под нужды эксперимента: питание подводилось от гальванически развязанного блока питания (постоянным напряжением 9 В), и режим «энергосбережение» был отключен. Перед запуском измерений однократно производилась установка нуля.

Расстояние между силовым трансформатором и диспетчерской на ГЭС составляет 100 метров, поэтому для корректной оцифровки сигнала, был разработан блок усиления, позволяющий усилить аналоговый сигнал, поступающий с токовых клещей по экранированному кабелю ЭКС-ГВПП3-5Е (витая пара) и отфильтровать его. Данный усилительный блок имеет возможность выбора коэффициента усиления. Питание на БУ поступает по тому же кабелю, от гальванически развязанного источника питания, с диспетчерской.

Усиленный и отфильтрованный сигнал с блока усиления поступает на модуль сбора и оцифровки сигнала NI-6289 (National Instruments, USA), который входил в состав измерительного комплекса.

За основу промышленного ПК взята платформа PXI (National Instruments, USA). Крейт PXI-1062Q c контроллером NI PXI – 8133 – данная платформа позволяет работать в промышленном диапазоне температур, время работы часа 7 дней в неделю, управляется операционной системой Windows XP.

программной среде Labview 8.6 (National Instruments, USA) с дополнением пакета Signal Express 8.0 (National Instruments, USA). Модуль сбора и оцифровки сигнала NI-6289 позволяет проводить оцифровку одновременно 32 аналоговых сигналов с частотой дискретизации 1,8M S/s и c амплитудой входного аналогового сигнала +/-10В, что соответствует требованию эксперимента. Также все оцифрованные данные формируются в файлы с количеством 3,5 млн. точек и записываются на внешний жёсткий USB диск (WD, 500 Гбайт).

Питание измерительного комплекса, находящегося в диспетчерской, осуществлялось от сети 220 В. Для непрерывной работы и для предотвращения отключения комплекса во время перепадов напряжения или сбоя сети, вся измерительная система была подключена к сети 220 В через источник бесперебойного питания ИБП Smart-UPS 1000 (компании APC).

Для удалённого мониторинга и управления системой сбора данных в системе регистрации используется утилита LogMeIn, позволяющая управлять удалённым рабочим столом промышленного ПК с любого компьютера подключённого к сети интернет. В качестве канала связи для подключения к сети интернет безальтернативно выбрана беспроводная связь по протоколу GPRS/EGDE. В качестве приёма/передатчика используется промышленный модем MultiModem MTCBA-G (MultiTech Systems, Великобритания).

Для определения количественного состава высших гармоник тока и напряжения в обмотках силового трансформатора использовались анализаторы количества и показателей качества электрической энергии AR.5M испанской фирмы «CIRCUTOR». Ввиду ограниченной, нерасширяемой памяти прибора AR.5M и большого расстояния между измерительными трансформаторами тока и напряжения на сторонах НН и ВН исследовался только гармонический состав напряжения на стороне НН силового трансформатора в цепи гидрогенератора 12Г. Измерения проводились на стороне 13,8 кВ в цепях вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения 1ТН-5Б типа НОМв обмотке НН (цепь статорной обмотки гидрогенератора 12Г) и в нейтрали силового трансформатора, т.е. в эксперименте использовали две точки учета.

Схема подключения технических средств системы мониторинга ГИТ приведена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – Схема подключения технических средств системы мониторинга ГИТ к силовому трансформатору ОРЦ – 135000/500/13,8 5-й трансформаторной геоиндуцированных токов в нейтрали силового трансформатора ОРЦ – 135000/500/13,8 – 77У1 ОАО «Жигулевская ГЭС» представлен на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 – Комплекс технических средств системы мониторинга геоиндуцированных токов в глухозаземленной нейтрали силового Непрерывные измерения ГИТ в нейтрали силового трансформатора проводились в течение трёх месяцев с 1 июня 2013г. по 30 августа 2013 г.

«Событие» - появление квазипостоянной составляющей тока в нейтрали силового трансформатора было зафиксировано 29.06.2013 (f=0,003 – 0,0006 Гц), когда на станции «Электроугли» (Москва) в период с 03:00 МСК была зарегистрирована геомагнитная буря уровней G2 – G3. В момент времени 3:18:10 зарегистрированное амплитудное значение квазипостоянной составляющей тока в глухозаземленной нейтрали силового трансформатора составило 6,1 А – 2,2 % от величины номинального тока в обмотке ВН силового трансформатора (рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 – Зарегистрированный квазипостоянный ток в нейтрали силового трансформатора ОРЦ – 135000/500/13,8 5-й трансформаторной группы Жигулевской ГЭС в период геомагнитной бури 29 июня 2013 г.

напряжения в обмотке НН силового трансформатора анализатором количества и показателей качества электрической энергии AR.5M. Для обработки кривой напряжения в ГОСТ Р 51317.4.7-2008 [24] используется приведенная ниже форма ряда Фурье:

где преобразование Фурье функции времени;

c0 – постоянная составляющая;

ck – амплитуда составляющей спектра с частотой fC,k=k/N;

YC,k – среднеквадратическое значение составляющей спектра ck;

относящийся к разрешению по частоте (fC,1=1/TN);

N – число периодов основной частоты во временном интервале измерения;

k – угол фазового сдвига спектральной составляющей с порядковым номером k.

С учетом [24] результаты измерений кривой напряжения на основных интервалах времени равных 10 периодам объединялись (усреднялись) для несинусоидальности напряжения на увеличенном интервале времени равном 3 с. Объединенные на интервале 3 с данные заносились в память прибора и использовались для получения объединенных данных на различных этапах измерений. За значение величины на объединенном интервале времени принималось значение, равное корню квадратному из среднеарифметического значения квадратов входных величин.

гармонических составляющих напряжения KU в цепях вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения 1ТН-5Б для двух моментов времени 3:10 – 3:20 (зарегистрировано максимальное значение амплитуды квазипостоянной составляющей тока в нейтрали СТ в 6,1 А) и 4:20 – 4: (значение амплитуды квазипостоянной составляющей тока в нейтрали 0,4 А) приведены на рисунке 4.10. В таблице 4.1 приведены значения максимальных и усредненных значений коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения в цепях вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения 1ТН-5Б.

При максимальном значении амплитуды квазипостоянной составляющей тока в нейтрали силового трансформатора – 6,1 А зарегистрированное максимальное значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения составило KU=2,5%, максимальные значения коэффициентов второй, четвертой, пятой гармонической составляющих напряжения составили 1,2 – 1,3%. В момент времени 4:20 – 4:30, когда значение квазипостоянной составляющей тока в нейтрали составляло 0,4 А значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения составило KU=0,22%, максимальные значения коэффициентов второй, четвертой, пятой гармонической составляющих напряжения составили 0,1 – 0,15 %.

Таким образом, при фиксировании квазипостоянной составляющей тока в глухозаземленной нейтрали силового трансформатора при геомагнитной активности уровня G2 – G3 зарегистрированы значительные по величине четные высокочастотные составляющие напряжения в цепи обмотки низкого напряжения силового трансформатора, что дает основание полагать о регистрации геоиндуцированного тока.

Рисунок 4.10 – Графики изменения KU в цепях вторичного напряжения измерительного трансформатора напряжения 1ТН-5Б в моменты времени 3:10 – 3:20 (а) и в моменты времени 4:20 – 4:30 (б) Таблица 4.1 – Гармонический состав напряжения в цепях вторичного напряжения измерительного трансформатора 3:10 – 3:20 2,5 – 1,19 1,3 0,7 0,05 0,01 1,2 0,5 1,3 0,6 0,03 0,01 1,1 0,4 0,7 0,3 0,05 0, 1. Предложены и обоснованы общая модель и комплекс технических средств системы мониторинга геоиндуцированных токов при геомагнитных бурях, удовлетворяющие условиям удалённого мониторинга измерений и сбора информации.

2. Разработан алгоритм потоковой обработки данных системы мониторинга геоиндуцированных токов, который позволяет отслеживать и реагировать на события – появление квазипостоянной составляющей тока в глухозаземленной нейтрали силового трансформатора и гармонические составляющие тока и напряжения в фазной сети в режиме реального времени.

3. Проведены экспериментальные исследования разработанной системы мониторинга, подтвердившие полученные выводы и адекватность разработанной модели. 29 июня 2013 г. при геомагнитной активности уровня G2 – G3 в нейтрали силового трансформатора на Жигулевской ГЭС было зарегистрировано максимальное амплитудное значение квазипостоянной составляющей тока в 6,1 А. В кривой напряжения обмотки НН зафиксировано увеличение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения до 2,5 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные выводы и результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

воздействию геомагнитных бурь может характеризовать относительная величина эквивалентного расстояния между трансформаторными подстанциями L*Э, которая изменяется в диапазоне -1 L*Э +1. При L*Э =+1 или L* =-1 электрическая сеть наиболее уязвима, а при L* =0 не подвержена воздействию геомагнитных бурь.

конфигурацию электрической сети. Воздействие геоиндуцированных токов на силовой трансформатор подстанции верхнего уровня в радиальной, магистральной и кольцевой сетей в 3, в 5,6 и в 33 раза соответственно интенсивней воздействий на связанные с ними воздушными ЛЭП силовые трансформаторы подстанций нижнего уровня.

3. Разработан и реализован в пакете расширения Simulink системы

MATLAB

электроснабжения с учетом пространственного расположение объектов СЭС на местности, величины и направления вектора напряженности геоэлектрического поля.

4. Доказано, что большие значения ГИТ наблюдаются при совпадении направлений расположения объектов СЭС на местности и вектора напряженности геоэлектрического поля. Для воздушных ЛЭП одного класса напряжения и длины величина ГИТ может отличаться, что связано с конфигурацией СЭС и пространственным расположением объектов СЭС на местности.

5. Предложены и обоснованы общая модель и комплекс технических средств системы мониторинга геоиндуцированных токов, а также алгоритм потоковой обработки данных, которые позволяют отслеживать и реагировать на события – появление квазипостоянной составляющей тока в глухозаземленной нейтрали силового трансформатора и гармонические составляющие тока и напряжения в фазной сети в режиме реального времени.

6. Проведены экспериментальные исследования разработанной системы мониторинга, подтвердившие полученные выводы и адекватность разработанной модели. В период геомагнитной бури уровня G2 – G3 29 июня 2013 г. в нейтрали силового трансформатора на Жигулевской ГЭС зарегистрировано максимальное амплитудное значение квазипостоянной составляющей тока в 6,1 А.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Алексеев, Б.А. Системные аварии и меры по их предупреждению / Б.А. Алексеев // Электрические станции: Ежемесячный производственнотехнический журнал. – 2005. – N4. – С. 78-83.

Арыков, А.А. Токовые системы геомагнитной бури / А.А. Арыков // КНЦ РАН, Апатиты. – 1999. – 74 с.

применения / Н.М. Астафьева // Успехи физических наук. – 1996 (том 166). – № 11.

экологические аспекты влияния космической погоды на нормальное функционирование систем нефти и газопроводов и на работу систем передачи электроэнергии в Азербайджане и Регионе Южного Энергетического Коридора / Э.С. Бабаев, В.Г. Кузнецов, А.М. Гашимов, Н.А. Юсифбейли, А.Б. Аскеров, П.Н.

Шустарев, Ф.Р. Мустафа // Евро – Азиатский журнал по развитию политики устойчивости энергетики. – 2008. – С. 55 – 67.

Баранник, М.Б. Разработка системы измерения геоиндуктированных токов на северо-западе России для проекта EURISGIC / М.Б. Баранник, А.

Вильянен, А.Н. Данилин, Ю.В. Катькалов, В.В. Колобов, П.И. Прокопчук, Я.А.

Сахаров, В.Н. Селиванов // Труды Кольского научного центра РАН. – 2011(5). – С.

121 – 125.

Баранник, М.Б. Исследование влияния геомагнитных возмущений на гармонический состав токов в нейтралях автотрансформаторов / М.Б. Баранник, В.Н. Селиванов, А.Н. Данилин, В.В. Колобов, Я.А. Сахаров // Труды Кольского научного центра РАН. – 2012 (8). – С. 60 – 67.

Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник / Л.А. Бессонов. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Гардарики, 2006. – 638 с.

Вахнина, В.В. Влияние грозовых перенапряжений на возникновение системных аварий в Самарской электроэнергетической системе / В.В. Вахнина, В.А. Кузнецов // Энергосбережение на предприятиях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства: труды научно-практического семинара. – Салават: Гилем, 2010. – С. 59-61.

Вахнина, В.В. Влияние геомагнитных индуцированных токов на работу силовых трансформаторов в электроэнергетических системах / В.В.

Вахнина, В.А. Кузнецов // Электроэнергетика глазами молодежи: научные труды III Международной научно-технической конференции: сборник статей: в 2т. – Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2012. – Т.2. – С.351 – 354.

Вахнина, В.В. Влияние геоиндуцированных токов на насыщение магнитной системы силовых трансформаторов / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко, В.А. Кузнецов // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2012. – № 3(21). – С. 65 – 69.

Вахнина, В.В. Моделирование ветви намагничивания силового трансформатора при геомагнитных бурях в математической среде MATLAB / В.В.

Вахнина, А.Н. Черненко, Д.А. Кретов, В.А. Кузнецов // Физико-математические науки и информационные технологии: теория и практика: материалы Международной заочной научно-практической конференции. – Новосибирск :

Изд-во «СибАК», 2012. – С. 67 – 75.

трансформаторов систем электроснабжения при геомагнитных бурях: монография / В.В. Вахнина. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2012. – 104 с.

Вахнина, В.В. Особенности расчета геоиндуцированных токов в системах электроснабжения / В.В. Вахнина, В.А. Кузнецов, Д.А. Кретов // Федоровские чтения – 2012 : сборник трудов ХLII Всероссийской научнопрактической конференции (с международным участием); под общ. ред. Б.И.

Кудрина, Ю.В. Матюниной. – М.: Изд. дом МЭИ, 2012. – С. 27 – 31.

Вахнина, В.В. Расчет геоиндуцированных токов в высоковольтных линиях электропередач систем электроснабжения при геомагнитных бурях / В.В.

Вахнина, Д.А. Кретов, В.А. Кузнецов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук». – Самара, 2012. –– Т.14. – №6. – С.244 – 246.

геоиндуцированного тока в линиях электропередач электроэнергетических систем / В.В. Вахнина, В.А. Кузнецов, А.А. Козуб // Научная дискуссия: вопросы технических наук: материалы VI Международной заочной научно-практической конференции. – Москва: Изд-во «Международный центр науки и образования», 2013. – С.36 – 41.

Вахнина, В.В. Разработка системы мониторинга геоиндуцированных токов в нейтралях силовых трансформаторов при геомагнитных бурях / В.В.

Вахнина, В.А. Кузнецов // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2013. – № 1(23). – С. 97 – 100.

Вахнина, В.В. Система регистрации геоиндуцированных токов в электроэнергетических системах / В.В. Вахнина, В.А. Кузнецов, А.И. Кузнецова // Электроэнергетика глазами молодежи: сборник докладов IV Международной научно-технической конференции: в 2 т. – Новочеркасск, 2013. – Т.1. – С.451 – 454. – Режим доступа: http://emg2013.npi-tu.ru/assets/files/emg2013_part1.pdf.

Вахнина, В.В. Система измерения геоиндуцированных токов в нейтралях силовых трансформаторов при геомагнитных бурях / В.В. Вахнина, В.А. Кузнецов // Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства: материалы докладов IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – Ижевск, 2013. – С.36 – 41.

Вахнина, В.В. Снижение рисков развития аварий в системах электроснабжения при геомагнитных бурях [Электронный ресурс] / В.В. Вахнина, http://vestnik.geospace.ru/index.php?id=191.pdf; свободный. – Загл. с экрана.

Воробьев, В.И. Теория и практика вейвлет-преобразования / В.И.

Воробьев, В.Г. Грибунин. – СПб.: Изд-во ВУС, 1999. – 208 с.

электроэнергетические системы / А.И. Гершенгорн // Энергохозяйство за рубежом. – 1974. – № 3. – С. 1 – 5.

электрооборудование энергосистем / А.И. Гершенгорн // Электрические станции.

– 1993. – № 6. – С. 54 – 63.

Гершенгорн, А.И. Исследование возмущений в электроэнергетических системах / А.И. Гершенгорн // Энергохозяйство за рубежом. – 1982. – № 5. – С. 28 – 35.

электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. – Введ. 2008-12-25. – М. : Стандартинформ, 2009. – 39 с.

ГОСТ Р 54149 – 2010. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Введ. 2013-01-01. – М. :

Стандартинформ, 2012. – 20 с.

Дьяконов, В.П. MATLAB и Simulink в электроэнергетике : справочник / В.П. Дьяконов, А.А. Пеньков. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 816 с.

Дьяконов, В.П. Simulink 5/6/7: Самоучитель / В.П. Дьяконов. – М. :

ДМК-Пресс, 2008. – 784 с.

предприятиях / И.В. Жежеленко, Ю.Л. Саенко. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.:

Энергоатомиздат, 2005. – 261 с.

Карякин, Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок / Р.Н.

Карякин. – М.: Энергосервис, 2006. – 520 с.

Костин, В.И. Передача и распределение электроэнергии: учеб.пособие / В.И. Костин, Е. В. Распопов, Е.А. Родченко. – СПб.: СЗТУ, 2003. – 147 с.

Кузнецов, В.А. Анализ влияния геомагнитных бурь на системы энергоэффективные технологии: сборник докладов V Международной научнопрактической заочной конференции. – Липецк, 2012. – С.32 – 34.

Кузнецов, В.А. Влияние климатических условий на возникновение системных аварий в электроэнергетических системах / В.А. Кузнецов // Тинчуринские чтения: материалы докладов V Международной молодежной научной конференции. - Казань: Изд-во КГЭУ, 2010. – С.117 – 118.

электроснабжения на величину ЭДС геоэлектрического поля при геомагнитной производственных процессов: сборник трудов III Всероссийской научнотехнической конференции студентов, магистрантов, аспирантов. – Тольятти: Издво ТГУ, 2014. – С.89 – 91.

Кузнецов, В.А. Влияния геомагнитных бурь на баланс мощностей в электроэнергетических системах / В.А. Кузнецов // Энергоэффективность и Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2012. – С.292 – 295.

электроэнергетических системах при геомагнитных бурях / В.А. Кузнецов // Тинчуринские чтения: материалы докладов VII Международной молодежной научной конференции: в 4т. – Казань: Изд-во КГЭУ, 2012. – Т.3. – С.243.

предотвращения развития системных аварий / В.А. Кузнецов // Тинчуринские конференции. - Казань: Изд-во КГЭУ, 2011. – С. 101 – 102.

Кузнецов, В.А. Математическое моделирование системных аварий в электроэнергетических системах / В.А. Кузнецов // Электроэнергетика глазами молодежи: сборник докладов Международной молодежной научно-технической конференция: в 3т. – Самара: Изд-во СамГТУ, 2011. – Т.1. – С.296 – 299.

электроснабжения при геомагнитных бурях / В.А. Кузнецов, Т.А. Рыбалко, М.О.

Зюзин, А.И. Кузнецова // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сборник трудов III Всероссийской научнотехнической конференции студентов, магистрантов, аспирантов. – Тольятти: Издво ТГУ, 2014. – С.91 – 93.

Кузнецов, В.А. Снижение рисков возникновения системных аварий в электроэнергетических системах / В.А. Кузнецов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сборник трудов Международной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2009. – С.327 – 329.

Лазарев, Ю.А. Моделирование процессов и систем в MATLAB: Учеб.

для вузов / Ю.А. Лазарев. – С.Пб.: Питер, 2005. – 531 с.

Левитин, А.Е. Использование аномально спокойного состояния геомагнитного поля в период 2009 года для количественного представления геомагнитной активности / А.Е. Левитин, Л.И. Громова, С.В. Громов, Л.А.

Дремухина // Physics of Auroral Phenomena Proc. XXXVI Annual Seminar. – Apatity, 2013. - С.37 – 40.

Левитин, А.Е. Моделирование гигантских возмущений геомагнитного поля / А.Е. Левитин, Л.А. Дремухина, Л.И. Громова, Н.Г. Птицына // Physics of Auroral Phenomena Proc. XXXVI Annual Seminar. – Apatity, 2013. - С.29 – 32.

Лозицкая, Н.И. Начало 24-го цикла солнечной активности по данным измерений магнитных полей солнечных пятен / Н.И. Лозицкая, В.М. Малащук, Н.Н. Степанян // Известия крымской астрофизической обсерватории. – Крым, 2011. – №1. – С. 244 – 245.

Лоторейчук, Е.А. Теоретические основы электротехники: учебник / Е.А Лоторейчук. – М.:ФОРУМ: ИНФРА – М, 2006. – 316 с.

Львов, М.Ю. Силовые трансформаторы на 110 кВ и выше. Будущее определит диагностика [Электронный ресурс] / М.Ю. Львов // Новости http://www.news.elteh.ru/arh/2003/24/12.php.

Магнитные бури в октябре 2003 года: отчет коллаборации «Солнечные экстремальные события 2003 гола (СЭС-2003)» / М.И. Панасюк, С.Н. Кузнецов, Л.Л. Лазутин, С.И. Авдюшин. – М., 2004. – 41 с.

автотрансформаторов через реактор или резистор / К.В. Мозгалев, Б.Н. Неклепаев, А.В. Шунтов // Электричество. – 2004. – №1. – С. 32 – 39.

Морозова, А. Л. Особенности развития циклов солнечной активности / А.Л. Морозова, М.И. Пудовкин, Ю.В. Черных // Геомагнетизм и аэрономия. – Москва, 2012. – Т.39. – № 2. – С. 40 – 44.

Нейман, Л.Р. Теоретические основы электротехники: в 2 т. / Л.Р.

Нейман, К.С. Демирчан. – М.: Энергия, 1975. – 522 и 407 с.

Отчет по расследованию аварии в ЕЭС России, происшедшей 25.05.2005. – Москва, 2005. – 21 с.

Ополева, Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник:

учебное пособие / Г.Н. Ополева. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М. – 2006. – 480 с.

Правила расследования аварий в электроэнергетике. Постановление Правительства Российской Федерации от 28.10.2009 № 846.

Петров, В.Г. Солнечно-земная физика и современные проблемы безопасности технологических систем в высоких широтах / В.Г. Петров, В.Д.

Кузнецов, С.П. Гайдаш // Сборник трудов Международной конференции «Развитие академической науки на родине М.В. Ломоносова». – Архангельск, 2011. – С. 181-186.

Правила устройств электроустановок. – 7-е изд. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005.

Расчет квазипостоянных токов в ЛЭП 110 кВ, 220 кВ и 500 кВ региональной энергосистемы при магнитных бурях : отчет о НИР (заключ.) / рук.

В.В. Вахнина. – Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2008. – 298 с.

Рюденберг, Р. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок / Р. Рюденберг: пер. с нем./ под. ред. К.С. Демирчяна. – Л.:Энергия, 1980. – 578 с.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013611832. Модель линии электропередач / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко, М.С. Макеев, В.А. Кузнецов. – Заявка № 2012661752; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 06.02.2013.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615269. Модель силового трансформатора с учетом нелинейности ветви намагничивания / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко, Кретов Д.А., В.А. Кузнецов. – Заявка № 2013613712; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 04.06.2013.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615316. Графический интерфейс задания изменяющихся во времени параметров модели / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко, В.А. Кузнецов. – Заявка № 2013613709; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 04.06.2013.

Селиванов, В.Н. Результаты длительных регистраций токов в нейтралях силовых трансформаторов / В.Н. Селиванов, А.Н. Данилин, В.В.

Колобов, Я.А. Сахаров, М.Б. Баранник. // Труды Кольского научного центра РАН.

– 2010. – №1. – С. 84 – 90.

Сивоконь, В.П. Высшие гармоники как индикатор геомагнитноиндуцированных токов / В.П. Сивоконь, А.С. Сероветников, А.В. Писарев // Электро. – 2011. – № 3. – С. 30 – 34.

Скопинцев, В.А. Влияние космической погоды на надежность работы электрической сети / В.А. Скопинцев, Д.Р. Любарский // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Проблемы исследования и обеспечения надежности либерализованных систем энергетики – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2011. – С. 90 – 93.

Скопинцев, В.А. Влияние космических факторов на повреждаемость в электрических сетях / В.А. Скопинцев, Д.В. Маркитанов // Энергетик. – 2012. – № 10. – С. 8 – 11.

Скопинцев, В.А. Качество электроэнергетических систем: надежность, Стандарт организации: СТО 56947007-29.200.10.011-2008 «Системы мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Общие технические требования». – ОАО «ФСК ЕЭС», 2008.

Тертышников, А.В. Индексы геомагнитной активности: учебное пособие / А.В. Тертышников, М.А. Морозов, С.А. Нечаев, А.Н. Зайцев, Н.А.

Зоболотная, А.В. Сыроешкин, В.А. Буров, В.И. Денисова, В.Н. Заболотнов, Г.Н.

Чиквиладзе. – Москва: Изд-во ТАВ, 2013. – 86 с.

Тертышников, А.В. Основы мониторинга чрезвычайных ситуаций:

учеб. пособие / А.В. Тертышников. – Москва, 2011. - 261 с.

Тясто, М.И. Экстремально сильная геомагнитная буря 2 – 3 сентября 1859 г. по архивным магнитным данным Российской сети наблюдений / М.И.

Тясто, Н.Г. Птицына, И.С. Веселовский, О.С. Яковчук // Геомагнетизм и аэрономия. – Москва, 2003. – Т.49. – № 2. – С. 163 – 173.

Успенский, М.И. Крупные аварии в ЭЭС: причины и меры противодействия им / М.И. Успенский, С.О. Смирнов // Релейная защита и автоматизация. – 2011. – №1 (02). – С. 32–34.

Черных, И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / И.В. Черных. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. – 496 с.

Черных, И.В SimPowerSystems: Моделирование электротехнических устройств и систем в Simulink/ И.В. Черных. – М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 2003.–238 с.

Чистяков, Г.Н. Экспериментальное исследование тока в нейтрали трансформатора в период геомагнитных бурь / Г.Н. Чистяков, С.Н. Сигаев // Известия Томского политехнического университета. – 2011. – Т.318. – № (Энергетика). – С. 122 – 127.

Шахмаев, И.З. О способах предотвращения каскадных аварий в энергосистемах / И.З. Шахмаев // Вестник УГАТУ. – Уфа: УГАТУ, 2009. – С. – 179.

электроэнергетике / под ред. А.Ф. Дьякова. – М. : Издательский дом МЭИ, 2009. – 455 с.

75. Albertson, V.D. The effects of geomagnetic storms on electric power system / V.D. Albertson, T.J. Thorson, S.A. Miske // IEEE. Transactions on Power Apparatus and System. – 1974. – №4 (93). – P. 1031 – 1044.

76. Bolduc, L. GIC observations and studies in the Hydro-Quebec power system / L. Bolduc // The Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. – 2002. – №64. – P.1793-1802.

77. Bolduc, L. Saturation time of transformers under dc excitation / L. Bolduc, A. Gaudrea, A. Dutil // Electric Power Systems Research. – 2000. – Vol. 56. - P. 95-102.

78. Boteler, D. H. Assessment of geomagnetic hazard to power systems in Canada / D. H. Boteler // Natural Hazards. – 2001. – Vol. 23. - P. 101-120.

79. Boteler, D.H. Effect of geomagnetically induced current in B.C. Hydro kV – Systems / D.H. Boteler // IEEE Transactions and Power Delivery. – 1989. – Vol. 6.

– № 1. – P. 818 – 823.

80. Boteler, D.H. Geomagnetically induced currents: present knowledge and future research / D.H. Boteler // IEEE Transactions and Power Delivery. – 1994. – Vol.

9. – P. 50 – 58.

81. Cliver, E.W. The 1859 space weather event: Then and now / E.W. Cliver // Advances in space research. – 2006. – Vol. 38. – P. 119–129.

82. Document C-15. Procedures for Solar Magnetic Disturbance Which Affect Electric Power Systems: Approved by the Task Force on Coordination of Operation on April 10, 1989. – 27 p.

83. Erinmez, I.A. Management of the geomagnetically induced current risks on the National Grid Company’s electric power transmission system / I.A. Erinmez, J.G.

Kappenman, W.A. Radasky // The Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. – 2002. – Vol. 64. – P. 743–756.

84. Hakkinen, L. Calculation of electric and magnetic fields due to an electrojet current system above a layered earth / L.Hakkinen, R.Pirjola // Geophysica. – 1986. – Vol.22. - P. 31-44.

85. Jacko, K. Geomagnetically induced current in the Southern African electricity transmission network / K. Jacko, G. Trevor // IEEE Bologna PowerTech Conference. – 2003. – P. 23–26.

86. Kappenman, J.G. Geomagnetic storms and Their Impact on Power Systems:

Lessons Learned from Solar Cycle 22 and the Outlook for Solar Cycle 23 / J.G.

Kappenman // IEEE Power Engineering Review. – 1996. – № 5. – P. 5 – 8.

87. Kappenman, J.G. Geomagnetic storms and Their Impact on the U.S. power grid / J.G. Kappenman. Metatech Corporation 358 S. Fairview Ave., Suite E Goleta, CA 93117, January 2010. – 197 p.

Liu, L.G. Strong magnetic storm’s influence on China’s Guangdong power grid / L.G. Liu, C.M. Liu, B. Zhang, Z.Z. Wang, X.N. Xiao, L.Z. Han // Chinese journal of geophysics. – 2008. – Vol. 51. – P. 694 – 699.

89. Liu, Q. Design and development on VxWorks-based GIC monitoring system / Q. Liu, Y. Wang, L. Liu // International conference on educational and network technology. – 2010. – P. 290-293.

90. Marketos, P. Effect of DC voltage on AC magnetization of transformer core steel / P. Marketos, A.J. Moses, J.P. Hall // Journal of electrical engineering. – 2010. – Vol. 61. – P. 123 – 125.

91. McKay, A.J. Geoelectric Fields and Geomagnetically Induced Currents in the United Kingdom / A.J. McKay // University of Edinburgh, 2003. – 238 p.

92. Molinski, T.S. Why utilities respect geomagnetically induced currents / T.S.

Molinski // JASTP. – 2002. – Vol.64. - №16. – P. 1765 – 1778.

93. Molinski, T.S. Shielding Grids from Solar Storms / T.S. Molinski, W.E.

Feero, B.L. Damsky // Spectrum. – 2000. – P. 55 – 60.

94. NERC. Effects of geomagnetic disturbances on the bulk power system https://www.frcc.com/Public%20Awareness/Lists/Announcements/Attachments/105/G MD%20Interim%20Report.pdf ; свободный. – Загл. с экрана.

95. NERC. Geo-Magnetic Disturbances (GMD): Monitoring, Mitigation, and http://www.nerc.com/files/GMD_Draft_Proceedingst_Nov_10_2011_v3.pdf;

свободный. – Загл. с экрана.

96. NOAA Technical Memorandum OAR SEC-88. Halloween space weather 2003 [Электронный ресурс]. June 2004, from NOAA – URL:

storms of http://www.swpc.noaa.gov/Services/HalloweenStorms_assessment.pdf; свободный. – Загл. с экрана.

NOAA. A Profile of Space Weather [Электронный ресурс]. 2010, from http://www.swpc.noaa.gov/primer/primer_2010.pdf; свободный. – Загл. с экрана.

98. Ngwira, M. Geomagnetic activity indicators for geomagnetically induced current studies in South Africa / M. Ngwira, L.A. McKinnell, P. J. Cilliers // Advances in space research. – 2011. – P. 529–534.

99. Pirjola, R. Electromagnetic induction in the earth by a plane wave or by fields of line currents harmonic in time and space / R.Pirjola // Geophysica. – 1982.

Vol.18. – P. 1-161.

100. Pirjola, R. Complex image method for calculating electric and magnetic fields produced by an auroral electrojet of finite length / R.Pirjola, A. Viljanen // Annales geophysicae. – 1998. – Vol.16. - P. 1434-1444.

101. Pirjola, R. Geomagnetically induced currents as ground effects of space weather / R. Pirjola // Space Science. – 2013. – P.27 – 44.

102. Pirjola, R. Ground effects of space weather investigated by the surface impedance / R.Pirjola, D. Boteler, L. Trichtchenko// Earth, planets and space. – 2009. Vol.61. – P. 249-261.

103. Pirjola, R. Review on the calculation of surface electric and magnetic fields and of geomagnetically induced currents in ground-based technological systems / R.

Pirjola // Surveys in geophysics. – 2002. – P. 71 – 90.

104. Prijola, R. Effect of interactions between stations on the calculation of geomagnetically induced currents in an electric power transmission systems / Earth Planet Space. – 2008. - №60. – P. 743 – 751.

105. Pulkkinen, A. Geomagnetic induction during highly disturbed space weather conditions: studies of ground effects / A. Pulkkinen. – Helsinki: Finnish Meteorological Institute, 2003. – 78 р.

106. Research Centre for Energy Networks - ETH Zurich. Geomagnetically induced currents in the Swiss transmission network [Электронный ресурс]. 2013, from https://www.swissgrid.ch/dam/swissgrid/current/News/2013/Schlussbericht_GIC.pdf;

свободный. – Загл. с экрана.

107. Samuelsson, O. Geomagnetic disturbances and their impact on power systems / O. Samuelsson // Division of industrial electrical engineering and Automation.

– 2013. – 22 p.

108. Tsurutani, B. T. The extreme magnetic storm of 1–2 September [Электронный ресурс] / B. T. Tsurutani, W. D. Gonzalez, G. S. Lakhina, S. Alex // Journal of geophysical research: онлайн-журнал. – 2003. – № 7 (108). – URL :

http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/8787/1/02-1310.pdf; свободный. – Загл. с экрана.

109. Viljanen, A. Fast computation of the geoelectric field using the method of elementary current systems and planar Earth models / A.Viljanen, A. Pulkkinen,O.

Amm, R. Pirjola, T. Korja// Annales geophysicae. – 2004. - Vol.22. – P.101-113.

110. Vodyannikov, V.V. Geomagnetically induced currents in power lines according to data on geomagnetic variations / V.V. Vodyannikov, G.I. Gordienko, S.A.

Nechaev, O.I. Sokolova, S.J. Homutov, A.F. Yakovets // Geomagnetism and Aeronomy.

– 2006. – №46. – Р. 809 – 813.

111. Watari, S. Measurements of geomagnetically induced current in a power grid in Hokkaido, Japan / S. Watari, M. Kunitake, K. Kitamura, T. Hori, T. Kikuchi, K.

Shiokawa, N. Nishitani, R. Kataoka, Y. Kamide, T. Aso, Y. Watanade, Y. Tsuneta // Space Weather 7, S03002, doi:10. 1029/2008SW000417, 2009.

112. Tesis [сайт]. – URL: http://www.tesis.lebedev.ru.

113. Observing systems capability analysis and review tooll [сайт]. – URL:

http:/www.wmo-sat.info/oscar/requirements.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БУ – блок усиления ВН – высокое напряжение ГИТ – геоиндуцированный ток ГМБ – геомагнитная буря ДТ – датчик тока КМИ – комплексный метод изображения ЛЭП – линия электропередач НН – низкое напряжение ПК – персональный компьютер СТ – силовой трансформатор СЭС – система электроснабжения ТП – трансформаторная подстанция ЭДС – электродвижущая сила

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Паспортные данные генераторов электростанций, силовых трансформаторов и автотрансформаторов электростанций и трансформаторных подстанций, линий электропередач системы электроснабжения Самарской области Таблица Б.1 – Паспортные данные генераторов электростанций СЭС Самарской области Продолжение таблицы Б. Тольяттинская ТЭЦ Продолжение таблицы Б. Таблица Б.2 – Паспортные данные главных силовых трансформаторов и автотрансформаторов электростанций СЭС Самарской области

ВН СН НН

СН НН НН

Жигулевская ГЭС Продолжение таблицы Б.

ВН СН НН

СН НН НН

Жигулевская ГЭС Тольяттинская ТЭЦ Таблица Б.3 – Паспортные данные силовых трансформаторов и автотрансформаторов ТП СЭС Самарской области Комсомольская Продолжение таблицы Б. КуйбышевАзот Таблица Б.4 – Паспортные данные воздушных линий электропередач СЭС Самарской области Продолжение таблицы Б. переходного пункта ВЛ) переходного пункта ВЛ) ГПП-

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Документы о внедрении результатов диссертационной работы

Pages:     | 1 ||


Похожие работы:

«Фризен Василий Эдуардович ИНДУКЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ИННОВАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.09.10 Электротехнология Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор Сарапулов Федор Никитич Екатеринбург 2014 Оглавление Перечень встречающихся сокращений 5 Введение 1. Аналитический обзор...»

«КОРОВЧЕНКО ПАВЕЛ ВЛАДИСЛАВОВИЧ РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ЭКВИВАЛЕНТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРЕДПРИЯТИЯ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени...»

«Григорьев Максим Анатольевич УДК 62-83::621.313.3 СИНХРОННЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С НЕЗАВИСИМЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ПО КАНАЛУ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПРЕДЕЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ И ПЕРЕГРУЗОЧНЫМ СПОСОБНОСТЯМ Специальность 05.09.03 – “Электротехнические комплексы и системы” Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук Научный консультант – доктор технических наук,...»

«Белоусов Евгений Викторович УДК 62-83::621.313.3 ЭЛЕКТРОПРИВОД МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ Специальность 05.09.03 – “Электротехнические комплексы и системы” Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук Григорьев М.А. Челябинск – 201 ОГЛАВЛЕНИЕ Оглавление Введение Глава 1. Анализ работы стана ХПТ...»

«БЫСТРОВ АЛЕКСЕЙ ВАДИМОВИЧ РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭКРАНОВ ОДНОЖИЛЬНЫХ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА НА НАПРЯЖЕНИЕ 6-500 КВ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Хевсуриани И.М. Москва СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1...»

«Белоусов Евгений Викторович УДК 62-83::621.313.3 ЭЛЕКТРОПРИВОД МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ с СИНХРОННОЙ РЕАКТИВНОЙ МАШИНОЙ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ Специальность 05.09.03 – “Электротехнические комплексы и системы” Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук Григорьев М.А. Челябинск – ОГЛАВЛЕНИЕ...»







 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.