Научная статья на тему 'Запрет автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кВ'

Запрет автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
320
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАПРЕТ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА / РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ / РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ / СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ / УСТРОЙСТВА СЕКЦИОНИРОВАНИЯ И РЕЗЕРВИРОВАНИЯ / DISTRIBUTION ELECTRIC NETWORKS / MODES OF OPERATION OF THE ELECTRIC NETWORK / POWER SUPPLY SYSTEMS FOR RURAL CONSUMERS / DEVICES FOR PARTITIONING AND RESERVING / PROHIBITION OF AUTOMATIC SWITCHING ON OF THE RESERVE

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Виноградова Алина Васильевна, Псарев Александр Иванович

Введение: применение средств автоматического включения резерва и секционирования электрических сетей требует анализа возможных ситуаций, возможных при работе данного оборудования. В том числе, возможна ситуация, когда устройство резервирования включается на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи, что приводит к провалу напряжения в резервной линии, отключению части подключенных к ней электроприёмников, сбоям в их работе. Поэтому целью исследования является разработка способов запрета включения автоматического включения резерва в данной ситуации. Материалы и методы: выполнен анализ литературных источников, показавший, что разработка способов запрета автоматического включения резерва является актуальной задачей для электрических сетей разных классов напряжения. Признаками ситуации, в которой должен выполняться запрет, является характерная последовательность изменения тока и напряжения в контролируемых точках электрической сети. Анализ данных последовательностей использован при разработке способа запрета автоматического включения резерва. Результаты: разработан способ запрета автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кВ и структурная схема устройства для его реализации. Способ позволяет запретить включение автоматического включения резерва при коротком замыкании и тем самым предотвратить необоснованное влияние тока короткого замыкания на оборудование резервной линии электропередачи и на подключенных к ней потребителей. Обсуждение: для реализации способа необходима передача сигнала запрета на пункт автоматического включения резерва, которая может выполняться с применением различных технологий связи. Также приведён ряд условий, необходимых для выполнения способа. В частности, выполнение задержки времени включения пункта автоматического включения резерва для обеспечения возможности приёма сигнала запрета. Заключение: применение разработанного способа позволяет сократить ущербы от недоотпуска электроэнергии и предотвратить необоснованный износ оборудования резервной линии электропередачи. Разработка способов совершенствования работы пунктов секционирования и резервирования электрической сети способствует развитию концепций интеллектуализации электрических сетей 0,4 кВ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Виноградова Алина Васильевна, Псарев Александр Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PROHIBITION OF AUTOMATIC ACTIVATION OF THE SHORT-CIRCUIT RESERVE ON RESERVED SECTION OF THE 0.4 KV POWER LINE

Introduction: the use of automatic reserve switching and partitioning of electrical networks requires an analysis of possible situations that may occur during operation of this equipment. In particular, it is possible that the backup device is activated for a short to reserve expected the plot lines, which leads to failure of the voltage in the reserve line, the off-level part of the connected power consumers, failures in their work. Therefore, the purpose of the study is to develop ways to prohibit the automatic inclusion of the reserve in this situation. Materials and methods: the analysis of literature sources has shown that the development of ways to prohibit automatic switching on of the reserve is an urgent task for electric networks of different voltage classes. Signs of a situation in which the ban should be implemented are the characteristic sequence of changes in current and voltage at controlled points in the electrical network. Analysis of these sequences was used in the development of a method for prohibiting automatic activation of the reserve. Results: а method for prohibiting the automatic activation of a short-circuit reserve on a reserved section of a 0.4 kV power line has been developed, as well as a block diagram of the device for its implementation. The method allows you to prohibit the automatic activation of the reserve when a short circuit is closed and thereby prevent the unjustified influence of the short-circuit current on the equipment of the backup power line and on the consumers connected to it. Discussion: to implement this method, it is necessary to transmit a ban signal to the automatic reserve activation point, which can be performed using various communication technologies. There are also a number of conditions that are required to perform the method. In particular, the implementation of the delay in the time when the automatic inclusion of the reserve item is enabled to ensure that the ban signal can be received. Conclusion: the use of the developed method allows to reduce damages from under-discharge of electric power and prevent unjustified wear of the equipment of the backup power line. The development of ways to improve the operation of points for partitioning and reserving the electric network contributes to the development of concepts for the intellectualization of 0.4 kV electric networks.

Текст научной работы на тему «Запрет автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кВ»

05.20.02 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ _В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ_

05.20.02

УДК 621.3.062.88:621.3.064.1:621.311:621.3.027.21 0,4 кВ

ЗАПРЕТ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА НА КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ НА РЕЗЕРВИРУЕМОМ УЧАСТКЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 0,4 КВ

© 2020

Алина Васильевна Виноградова, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории электроснабжения и теплообеспечения ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва (Россия) Александр Иванович Псарёв, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение» ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орёл (Россия)

Аннотация

Введение: применение средств автоматического включения резерва и секционирования электрических сетей требует анализа возможных ситуаций, возможных при работе данного оборудования. В том числе, возможна ситуация, когда устройство резервирования включается на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи, что приводит к провалу напряжения в резервной линии, отключению части подключенных к ней электроприёмников, сбоям в их работе. Поэтому целью исследования является разработка способов запрета включения автоматического включения резерва в данной ситуации.

Материалы и методы: выполнен анализ литературных источников, показавший, что разработка способов запрета автоматического включения резерва является актуальной задачей для электрических сетей разных классов напряжения. Признаками ситуации, в которой должен выполняться запрет, является характерная последовательность изменения тока и напряжения в контролируемых точках электрической сети. Анализ данных последовательностей использован при разработке способа запрета автоматического включения резерва. Результаты: разработан способ запрета автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кВ и структурная схема устройства для его реализации. Способ позволяет запретить включение автоматического включения резерва при коротком замыкании и тем самым предотвратить необоснованное влияние тока короткого замыкания на оборудование резервной линии электропередачи и на подключенных к ней потребителей.

Обсуждение: для реализации способа необходима передача сигнала запрета на пункт автоматического включения резерва, которая может выполняться с применением различных технологий связи. Также приведён ряд условий, необходимых для выполнения способа. В частности, выполнение задержки времени включения пункта автоматического включения резерва для обеспечения возможности приёма сигнала запрета.

Заключение: применение разработанного способа позволяет сократить ущербы от недоотпуска электроэнергии и предотвратить необоснованный износ оборудования резервной линии электропередачи. Разработка способов совершенствования работы пунктов секционирования и резервирования электрической сети способствует развитию концепций интеллектуализации электрических сетей 0,4 кВ.

Ключевые слова: запрет автоматического включения резерва, распределительные электрические сети, режимы работы электрической сети, системы электроснабжения сельских потребителей, устройства секционирования и резервирования.

Для цитирования: Виноградова А. В., Псарёв А. И. Запрет автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи 0,4 кв // Вестник НГИЭИ. 2020. № 4 (107). С. 44-54.

PROHIBITION OF AUTOMATIC ACTIVATION OF THE SHORT-CIRCUIT RESERVE ON RESERVED SECTION OF THE 0.4 KV POWER LINE

© 2020

Alina Vasil'evna Vinogradova, Ph. D. (Engineering), senior researcher of the laboratory of power supply and heat supply

State University Federal agricultural research centre VIM, Moscow (Russia) Aleksandr Ivanovich Psaryov, senior lecturer of the chair « Electrosupply»

Oryol state agrarian University, Oryol (Russia)

Abstract

Introduction: the use of automatic reserve switching and partitioning of electrical networks requires an analysis of possible situations that may occur during operation of this equipment. In particular, it is possible that the backup device is activated for a short to reserve expected the plot lines, which leads to failure of the voltage in the reserve line, the off-level part of the connected power consumers, failures in their work. Therefore, the purpose of the study is to develop ways to prohibit the automatic inclusion of the reserve in this situation.

Materials and methods: the analysis of literature sources has shown that the development of ways to prohibit automatic switching on of the reserve is an urgent task for electric networks of different voltage classes. Signs of a situation in which the ban should be implemented are the characteristic sequence of changes in current and voltage at controlled points in the electrical network. Analysis of these sequences was used in the development of a method for prohibiting automatic activation of the reserve.

Results: a method for prohibiting the automatic activation of a short-circuit reserve on a reserved section of a 0.4 kV power line has been developed, as well as a block diagram of the device for its implementation. The method allows you to prohibit the automatic activation of the reserve when a short circuit is closed and thereby prevent the unjustified influence of the short-circuit current on the equipment of the backup power line and on the consumers connected to it. Discussion: to implement this method, it is necessary to transmit a ban signal to the automatic reserve activation point, which can be performed using various communication technologies. There are also a number of conditions that are required to perform the method. In particular, the implementation of the delay in the time when the automatic inclusion of the reserve item is enabled to ensure that the ban signal can be received.

Conclusion: the use of the developed method allows to reduce damages from under-discharge of electric power and prevent unjustified wear of the equipment of the backup power line. The development of ways to improve the operation of points for partitioning and reserving the electric network contributes to the development of concepts for the intellectualization of 0.4 kV electric networks.

Keywords, distribution electric networks, modes of operation of the electric network, power supply systems for rural consumers, devices for partitioning and reserving, prohibition of automatic switching on of the reserve.

For citation: Vinogradova A. V., Psaryov A. I. Prohibition of automatic activation of the short-circuit reserve on reserved section of the 0.4 kv power line crusher // Bulletin NGIEI. 2020. № 4 (106). P. 44-54.

Введение

Применение секционирования и резервирования электрических сетей 0,4 кВ сокращает недоот-пуск электроэнергии потребителям за счёт снижения числа и времени перерывов в их электроснабжении [1]. Это также укладывается в концепции развития интеллектуальных электрических сетей как отечественных, так и зарубежных авторов [2; 3; 4; 5; 6; 7; 8]. В то же время создание интеллектуальных сетей требует новых подходов к автоматизации сетей и разработки новых способов, позволяющих снизить риск необоснованных отключений потребителей. Одно из особенностей интеллектуализации управления сетью является возможность использования каналов связи и анализа параметров режимов работы сети для обеспечения связанной работы коммутационного оборудования, установленного в электрической сети. Так, взаимодействие секционирующих пунктов (СП) и пунктов сетевого автоматического включения резерва (АВР) в сети 0,4 кВ позволяет обеспечить повышение эффективности данных устройств, в частности предотвращение срабатывания АВР на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи (ЛЭП).

Материалы и методы

Работа АВР в электрической сети позволяет подать питание потребителям при отключении основного источника энергии. Применение сетевого АВР требует и оснащения электрической сети пунктами секционирования [9; 10]. В то же время существующие требования к АВР требуют его включения при исчезновении напряжения на резервируемом участке по любой причине [11]. Это приводит к тому, что АВР может включиться на короткое замыкание на резервируемом участке ЛЭП, что повлечёт за собой провал напряжения на резервном участке линии, вследствие чего часть потребителей, подключенных к резервному участку, может быть отключена. В то же время оборудование АВР попадает под действие токов короткого замыкания, что способствует сокращению ресурса его работы. Выполнен анализ направлений совершенствования АВР, который показал, что для электрических сетей 10 кВ разработаны способы запрета работы АВР при коротком замыкании на резервируемом участке ЛЭП и на резервируемых шинах подстанций [9; 10; 12; 13; 14; 15; 16; 17]. В данных способах использован метод анализа по-

следовательностей изменения тока и напряжения в электрической сети и на основе анализа выработки сигналов на управление АВР, в том числе и на его запрет. Этот метод рационально использовать и для электрических сетей 0,4 кВ.

Результаты На рис. 1 показана схема электроснабжения потребителей от кольцевой сети. В качестве секционирующих пунктов и пунктов АВР в схеме приме-

нены универсальные секционирующие пункты с функцией АВР (СПАВР), работающие, соответственно, СПАВР1 - в режиме СП, СПАВР 2 - в режиме АВР, СПАВР 3 - в режиме СП.

В нормальном режиме, согласно рисунку, питание потребителей S1 и S2 (это могут быть бытовые или производственные потребители или их группа) осуществляется от трансформаторной подстанции (ТП) ТП1, а потребители 83, 84 - от ТП2.

Рис. 1. Схема электроснабжения потребителей от кольцевой сети Fig. 1. Power supply scheme for consumers from the ring network

Если короткое замыкание произойдёт на участке 1 ЛЭП 1 (уч1 ЛЭП 1), то защитный аппарат, установленный на ТП 1 отключит данный участок. СПАВР 1 отключится, так как напряжение на уч1 ЛЭП 1 исчезнет. Включится СПАВР 2 и подаст напряжение на уч2 ЛЭП 1, запитав, таким образом, потребителя S2 от ТП 2. Таким образом, восстановится питание потребителя 82. Если же короткое замыкание произойдёт на участке 2 ЛЭП 1, то СПАВР 1 отключит данный участок, а СПАВР 2 включится на устойчивое короткое замыкание. Вследствие этого ток короткого замыкания потечёт

по ЛЭП 2 и потребители 83, 84 могут отключиться. Особенно это касается тех электроприёмников данных потребителей, которые чувствительны к провалам напряжения (потребители, включенные через магнитные пускатели, через реле, компьютерная техника без источников бесперебойного питания и т. п.). Следует предотвратить данную ситуацию, запретив включение АВР при коротком замыкании на участке уч 2 ЛЭП1.

Разработан способ запрета АВР на короткое замыкание на резервируемом участке ЛЭП и структурная схема устройства для его реализации (рис.2).

Рис. 2. Структурная схема устройства для реализации способа запрета АВР на короткое замыкание на резервируемом участке ЛЭП Fig. 2. Block diagram of a device for implementing a method for prohibiting an AVR from short-circuiting a reserved section of a power line

Устройство для реализации способа запрета АВР при коротком замыкании на резервируемом участке содержит секционирующий пункт (СП1) 1, контролирующий секционирующий пункт (СП2) 2, датчик положения коммутационного аппарата СП 2 (ДПВ(СП2)) 3, датчик тока короткого замыкания (ДКЗ) 4, выключатель автоматического включения резерва (АВР) 5, датчик наличия напряжения (ДНН) 6, элемент НЕ (НЕ) 7, элемент Память (Память) 8, элемент И (И) 9 [18].

Суть предлагаемого способа сводится к следующему. С помощью датчиков тока короткого замыкания ДКЗ 4 контролируют ток за секционирующим пунктом СП 22 (на резервируемом участке линии между СП2 2 и пунктом АВР5. С помощью датчика напряжения ДНН 6 в той же точке контролируют напряжение. С помощью датчика положения выключателя ДПВ (СП2) 3 контролируют положение коммутационного аппарата СП 2 2. При появлении тока короткого замыкания в одной, двух, или трёх фазах на выходе датчика ДКЗ 4 появится сигнал, который запомнится запоминающим элементом Память 8 и будет подан на вход логического элемента И9. Появление тока короткого замыкания приведёт к отключению СП2 2, что и зафиксируется датчиком ДПВ(СП2)3. Так как сигнал с ДПВ(СП»)3 при отключении СП2 2 исчезнет, то с выхода логического элемента НЕ7 он напротив, появится и будет подан на второй вход элемента И9. Сигнал с выхода элемента И9 будет являться сигналом запрета, который по каналу связи будет передан на пункт АВР5. Таким образом, включения АВР на короткое замыкание не произойдёт. Сброс сигнала запрета произойдёт при восстановлении напряжения на резервируемом участке, так как при этом сигнал с датчика ДНН6 сбросит память элемента Память 8.В случае, если исчезновение напряжения на резервируемом участке ЛЭП связано не с коротким замыканием на нем, то не будет сигнала с элемента ДКЗ 4 и сигнал запрета включения выключателя АВР 5 не будет выдан. Следовательно, включится выключатель АВР и напряжение подастся на резервируемый участок. [18].

Реализация предлагаемого способа запрета АВР требует и совершенствования технических средств секционирования и резервирования. Суще-

ствующие секционирующие пункты и пункты сетевого АВР 0,4 кВ имеют ряд недостатков, в числе которых отсутствие возможности их совместной автоматической работы, средств дистанционного управления. Поэтому предлагается новое устройство - универсальный секционирующий пункт с функцией АВР (СПАВР). Суть предлагаемого устройства поясняется чертежом (рисунок 3), где представлена структурная схема СПАВР. Схема содержит: вводной коммутационный элемент ручного управления (ВКЭРУ 1), вакуумный коммутационный элемент дистанционного управления (ВКЭДУ 2), выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 3), блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления (БУВКЭДУ 4), блок дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети (БДУПС по СС 5), блок дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи (БДУПС по КС 6), блок местного управления пунктом секционирования (БМУПС 7), блок контроля тока (БКТ 8), блок передачи данных (БПД 9), блок контроля положения коммутационных элементов (БКПКЭ 10), блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии (БУПЭ и ККЭ 11), блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения (БККиПОН 12).

Схема работает следующим образом. Подача напряжения на силовую цепь пункта секционирования осуществляется с помощью вводного коммутационного элемента ручного управления (ВКЭРУ 1), установленного в силовой цепи. При этом питание подаётся на блок местного управления пунктом секционирования (БМУПС 7), в результате чего им автоматически подаётся команда на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления (БУВКЭДУ 4) на включение вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления (ВКЭДУ 2). ВКЭДУ 2 включается и подаёт питание на силовую цепь за ним. При включении выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 3) напряжение будет подано на силовую цепь за пунктом секционирования.

ционирования

Рис. 3. Универсальный пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения Fig. 3. Universal point of partitioning up to 1 kV, combined with the point of electricity metering and quality control of electricity, control of the amount and time of voltage disconnection

При местном управлении пунктом секционирования команда на его отключение подаётся с помощью БМУПС 7. При этом команда отключения пункта секционирования подаётся от БМУПС 7 на БУВКЭДУ 4, который, в свою очередь, отключает ВКЭДУ 2 за счёт прекращения подачи питания на катушку ВКЭДУ. При этом в цепи за ВКЭДУ 2 исчезает напряжение. Также отключение пункта секционирования можно осуществить с помощью команд, поданных на БУВКЭДУ 4 от блока дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети (БДУПСпоСС 5) или блока дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи (БДУПСпоКС 6). С помощью данных блоков можно осуществить и дистанционное включение пункта секционирования. БДУПС по СС 5 получает команды на включение или отключение пункта секционирования с помощью кодированного сигнала, передаваемого по силовой сети с применением существующих технологий передачи сигналов

по ней или с помощью кодированной последовательности включения и отключения напряжения в ней. БДУПС по КС 6 получает команды на включение или отключение пункта секционирования с помощью сигнала, получаемого через канал связи, например JPS, JPRS, Глонасс, радио или другой канал. При возникновении в силовой цепи за пунктом секционирования или внутри него после ВКЭДУ 2 тока перегрузки или тока короткого замыкания, то блок контроля тока (БКТ 8) подаст сигнал на БУВКЭДУ 4 на отключение ВКЭДУ 2. В этом случае, если в логике работы БУВКЭДУ 4 заложен алгоритм осуществления автоматического повторного включения (АПВ) ВКЭДУ 2, то после выдержки времени будет осуществлено АПВ ВКЭДУ 2 и если оно будет неуспешным, то есть в силовой сети за пунктом секционирования или внутри него после ВКЭДУ 2 повторно появится ток перегрузки или ток короткого замыкания, то БКТ 8 повторно подаст сигнал на БУВКЭДУ 4 на отключение ВКЭДУ 2,

при этом будет заблокирована возможность дистанционного включения пункта секционирования до устранения повреждений в силовой цепи за ВКЭДУ 2. Также при этом будет отправлено сообщение о повреждении за ВКЭДУ 2. Если АПВ будет успешным, то пункт секционирования продолжит работу в нормальном режиме. Положение коммутационных элементов пункта секционирования контролируется с помощью блока контроля положения коммутационных элементов (БКПКЭ 10), который при изменении положения коммутационных элементов ВКЭДУ 2, ВКЭРУ 1, ВыКЭРУ 3 передаёт соответствующие данные в блок передачи данных (БПД 9). Блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии (БУПЭиККЭ 11) осуществляет учёт электроэнергии, переданный через пункт секционирования, а также контролирует показатели качества электрической энергии в точке установки пункта секционирования. Данные о потреблении электроэнергии и о качестве электрической энергии передаются в блок передачи данных и через него диспетчеру энергокомпании или компании, на чьём балансе находится оборудование пункта секционирования. Блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения (БККиПОН 12) контролирует напряжение до и после пункта секционирования и ток в данных

точках. При исчезновении напряжения до или после пункта секционирования начинается отсчёт времени отсутствия напряжения в соответствующей точке, а также передаётся информация в БПД 9 об отключении напряжения в ней. Контроль тока с помощью БККиПОН 12 позволяет определять наличие повреждений в пункте секционирования или за ним и передавать эту информацию в БПД 9. Функции блоков управления могут быть совмещены в микроконтроллерном блоке управления секционирующим пунктом (МБУСП), которым оснащается СПАВР. Наличие микроконтроллерного блока управления позволяет также осуществлять алгоритмы автоматического включения резерва, автоматического повторного включения вакуумного коммутационного аппарата дистанционного управления, в качестве которого применяется вакуумный контактор, алгоритмы запрета АВР и АПВ.

Разработан экспериментальный образец СПАВР и проведены его лабораторные испытания, в которые входили, в том числе и испытания работы СПАВР в режиме АВР, АПВ. На рисунке 4 приведён внешний вид экспериментального СПАВР с микроконтроллерным блоком управления и дублированием управления с помощью электромеханической РЗиА (это делалось для проверки правильности работы МБУСП.

Рис. 4. Экспериментальный образец СПАВР Fig.4. The experimental sample of the SPAWN

В ходе эксперимента по проверке работы СПАВР в функции АВР и АПВ проводилось поочередное отключение напряжения на фазах А, В и С разъединителя QS1 секционирующего пункта. Отсутствие напряжения фиксировалось МБУСП с отправлением диспетчеру соответствующего сообщения. Также была произведена имитация обрыва провода, отключением напряжения на всех фазах разъединителя QS1, после чего загоралась лампочка, сигнали-

зирующая об успешной работе АВР. Диспетчеру отправлялись сообщения о срабатывании, запрете АВР и АПВ (рисунок 5). Еще один эксперимент был направлен на отработку дистанционного управления усовершенствованными средствами секционирования и резервирования ЛЭП 0,38 кВ. Дистанционное управление проводилось с использованием команд из таблицы 8. В ходе эксперимента была подтверждена выполняемость всех запрограммированных команд.

Рис. 5. Информационные сообщения, отправляемые МБУСП Fig. 5. Information messages sent by the IBU SP

По итогам экспериментов подтверждена работоспособность СПАВР с МБУСП, правильность выполнения заданных функций, в том числе возможность осуществления запрета АВР при коротких замыканиях на резервируемом участке ЛЭП. Выявлена погрешность измерений МБУСП не более ±2 %, что соответствует классу точности 2.0 измерительных приборов [19].

Обсуждение Предлагаемый способ запрета АВР в ЛЭП 0,4 кВ может применяться как при оснащении ЛЭП секционирующими пунктами и пунктами АВР с разделёнными функциями, так и при оснащении их универсальными устройствами СПАВР. Могут использоваться различные каналы связи для передачи сигнала запрета АВР в зависимости от возможности их применения в конкретных условиях. Подробно о

вариантах организации связи говорится в [20]. Условиями для реализации способа является выполнение такой задержки времени включения АВР при исчезновении напряжения на резервируемом участке линии, которой будет достаточно для поступления сигнала по каналу связи на запрет АВР (если он необходим). Если сигнал за заданное время не приходит - происходит включение АВР.

Заключение Применение автоматического резервирования в электрических сетях 0,4 кВ позволяет сократить перерывы в электроснабжении потребителей. Однако, в некоторых случаях, а именно при устойчивых коротких замыканиях на резервируемом участке ЛЭП, следует запрещать действие сетевого АВР. Это связано с тем, что включение АВР на короткое замыкание сокращает ресурс устройства

и может привести к отключению части электроприёмников, подключенных к резервной линии. Разработан способ, позволяющий выполнять запрет сетевого АВР. Применение разработанного способа предотвращает необоснованное включение АВР на короткое замыкание, повышая ресурс ра-

боты пункта АВР и предотвращая отключение электроприёмников потребителей, подключенных к резервной ЛЭП. Разработан и испытан универсальный секционирующий пункт с функцией АВР, позволяющий выполнять предложенный способ запрета АВР.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Vinogradov A. V., Vasilev A. N., Bolshev V. E., Semenov A. E., Borodin M.V. Time factor for determination of power supply system efficiency of rural consumers // В книге: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural DevelopmentСер. «Advances in Environmental Engineering and Green Technologies», Hershey, Pennsylvania, 2018. С. 394-420.

2. Michael T. Burr. Reliability demands drive automation investments, Public Utilities Fortnightly, Technology Corridor department. № 1. 2003. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.fortnightly.com/fortnightly/ 2003/11/technology-corridor

3. SmartGrid или умные сети электроснабжения [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eneca.by/ru_smartgrid0

4. Grid Modernization and the Smart Grid [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.energy.gov/oe/activities/technology-development/grid-modernization-and-smart-grid

5. Smart Grids European Technology Platform [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.smartgrids.eu

6. MicrogridsatBerklyLab. Aboutmicrogrids [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://building-microgrid.lbl .gov/about-microgrids

7. Виноградов А. В. Новые мультиконтактные коммутационные системы и построение на их базе структуры интеллектуальных распределительных электрических сетей // Агротехника и энергообеспечение. 2018. № 3 (20). С. 7-20.

8. Основные положения концепции интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/ies_aas.pdf

9. Астахов С. М. Повышение эффективности функционирования сетевого автоматического резервирования в электрических распределительных сетях 6-10 кВ : монография. Орел : изд-во Орел ГАУ, 2008. 172 с.

10. Виноградов А. В. Совершенствование автоматического резервирования на двухтрансформаторных подстанциях: монография. Орел : Изд. Орел ГАУ, 2007 г. 172 с.

11. ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.elec.ru/library/direction/pue/razdel-3-3-2.html

12. Астахов С. М., Беликов Р. П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования распределительных сетей в агропромышленном комплексе // Вестник Орел ГАУ. 2011. Т. 29. № 2. С. 106-108.

13. Васильев В. Г., Суров Л. Д., Виноградов А. В., Астахов С. М. Способ запрета автоматического включения резерва на устойчивое трехфазное короткое замыкание на шинах подстанции. Патент 2173017 Российская Федерация, МПК7 Н 02 J 9/06, 13/00, заявитель и патентообладатель Орловс. гос. агр-й ун-т. № 2000105132/09; заявл. 01.03.2000; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24 (I ч.).

14. Васильев В. Г., Суров Л. Д., Виноградов А. В., Астахов С. М. Способ запрета автоматического включения резерва на неустранившееся двухфазное короткое замыкание. Патент 2173016 Российская Федерация, МПК7 Н 02 J 9/06, 13/00, заявитель и патентообладатель Орловс. гос. агр-й ун-т. № 2000103812/09; заявл. 15.02.2000; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24 (I ч.).

15. Васильев В. Г., Суров Л. Д., Виноградов А. В., Астахов С. М. Способ запрета сетевого автоматического включения резерва на двухфазные короткие замыкания. Патент 2181920 Российская Федерация, МПК7 Н 02 J 9/06, заявитель и патентообладатель Орловс. гос. агр-й ун-т. № 99126279/09; заявл. 14.12.1999; опубл. 27.04.2002, Бюл. № 12.

16. Виноградов А. В., Багаев П. Л., Черных Н. Н. Способ запрета автоматического включения резерва на короткое замыкание на шинах двухтрансформаторной подстанции или в отходящей линии в случае отказа её выключателя. Патент № 2402137 Российская федерация МПК51 H02J009/06 заявитель и патентообладатель Орловс. гос. агр-й ун-т. заявл. 29.07.2009; опубл. 20.10.2010, Бюл. № 30.

17. Виноградов А. В., Астахов С. М., Аминяков С. В., Багаев П. Л. Черных Н. Н. Способ запрета автоматического включения резерва на короткое замыкание в отходящей линии в случае отказа её выключателя. Патент № 2389104 МПК51 Н 01 J 9/06 заявитель и патентообладатель Орловс. гос. агр-й ун-т. заявл. 11.01.09; опубл. 10.05.2010 Бюл. № 13. 6 с.

18. Большев В. Е., Виноградов А. В., Виноградова А. В., Псарёв А. И. Способ и устройство запрета автоматического включения резерва на короткое замыкание на резервируемом участке линии электропередачи. Патент 2687052 Российская Федерация, заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (RU). 2018129144, заявл. 09.08.2018 г. Опубл 07.05.2019 г. Бюл. № 13.

19. ГОСТ 8.401-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений. Общие требования.

20. Большев В. Е., Виноградов А. В. Обзор зарубежных источников по применению информационных сетей в инфраструктуре интеллектуальных сетей Smart grid // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2019. № 1 (55). С. 8-18.

Дата поступления статьи в редакцию 10.02.2020, принята к публикации 04.03.2020.

Информация об авторах: Виноградова Алина Васильевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории электроснабжения и теплообеспечения

Адрес: ФГБНУ Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 109248, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5

E-mail: alinawin@rambler.ru Spin-код: 8836-8684

Псарёв Александр Иванович, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение» Адрес: ФГБОУ ВО Орловский государственный аграрный университет, 302019, г. Орёл, ул. Генерала Родина, д. 69 E-mail: alpsaryov@yandex.ru Spin -код: 7064-3804

Заявленный вклад авторов:

Виноградова Алина Васильенва: научное руководство, формулирование основной концепции исследования, участие в разработке способа и схемных решений, критический анализ и доработка текста. Псарёв Александр Иванович: участие в разработке способов и схемных решений, подготовка текста статьи, поиск аналитических материалов в отечественных и зарубежных источниках, участие в обсуждении материалов статьи, анализ полученных результатов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

REFERENCES

1. Vinogradov A. V., Vasilev A. N., Bolshev V. E., Semenov A. E., Borodin M. V. Time factor for determination of power supply system efficiency of rural consumers, Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development Сер. «Advances in Environmental Engineering and Green Technologies», Hershey, Pennsylvania, 2018. pp. 394-420.

2. Michael T. Burr. Reliability demands drive automation investments, Public Utilities Fortnightly, Technology Corridor department. No. 1. 2003 [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.fortnightly.com/fortnightly/ 2003/11/technology-corridor

3. SmartGrid ili umnye seti elektrosnabzheniya [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://www.eneca.by/ru_smartgrid0

4. Grid Modernization and the Smart Grid [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://www.energy.gov/oe/ ac-tivities/technology-development/grid-modernization-and-smart-grid

5. Smart Grids European Technology Platform [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.smartgrids.eu

6. MicrogridsatBerklyLab. Aboutmicrogrids [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://building-microgrid.lbl.gov/about-microgrids

7. Vinogradov A. V. Novye mul'tikontaktnye kommutacionnye sistemy i postroenie na ih baze struktury intel-lektual'nyh raspredelitel'nyh elektricheskih setej [New multi-contact switching systems and building on their basis the structure of intelligent distribution electric networks], Agrotekhnika i energoobespechenie [Agrotechnics and energy supply], 2018. No. 3 (20). pp. 7-20.

8. Osnovnye polozheniya koncepcii intellektual'noj energosistemy s aktivno-adaptivnoj set'yu [Jelektronnyj resurs]. Available at: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/ies_aas.pdf

9. Astakhov S. M. Povyshenie effektivnosti funkcionirovaniya setevogo avtomaticheskogo rezervirovaniya v elektricheskih raspredelitel'nyh setyah 6-10 kV [Increasing the efficiency of the operation of network automatic backup in electric distribution networks 6-10 kV], monografiya, Orel: Orel GAU. 2008.172 p.

10. Vinogradov A. V. Sovershenstvovanie avtomaticheskogo rezervirovaniya na dvuhtransformatornyh podstanci-yah [Improving automatic redundancy at two-transformer substations], monograph, Orel: Orel GAU. 2007. 172 p.

11. PUE 7. Rules for the installation of electrical installations. Edition 7 [Jelektronnyj resurs]. Available at: https://www.elec.ru/library/direction/pue/razdel-3-3-2.html

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12. Astakhov S. M., Belikov R. P. Sostoyanie i puti povysheniya effektivnosti funkcionirovaniya raspredelitel'nyh setej v agropromyshlennom komplekse [Status and ways to increase the efficiency of distribution networks in the agricultural sector], Vestnik Orel GAU [Bulletin Oryol GAU], 2011, Vol. 29, No. 2, pp. 106-108.

13. Vasiliev V. G., Surov L. D., Vinogradov A. V., Astakhov S. M. A method of prohibiting automatic inclusion of a reserve for a stable three-phase short circuit on substation buses. Patent 2173017 Russian Federation, IPC7 No. 02 J 9/06, 13/00, applicant and patent holder Orlovs. state agr un. No. 2000105132/09; declared 03/01/2000; publ. 08/27/2001, Bull. No. 24 (1 part).

14. Vasiliev V. G., Surov L. D., Vinogradov A. V., Astakhov S. M. A method of prohibiting the automatic inclusion of a reserve for an unresolved two-phase short circuit. Patent 2173016 Russian Federation, IPC7 N 02 J 9/06, 13/00, applicant and patent holder Orlovs. state agr un. No. 2000103812 / 09; declared 02/15/2000; publ. 08/27/2001, Bull. No. 24 (I part).

15. Vasiliev V. G., Surov L. D., Vinogradov A. V., Astakhov S. M. A method of prohibiting network automatic switching on of a reserve for two-phase short circuits. Patent 2181920 Russian Federation, IPC7 N 02 J 9/06, applicant and patentee Orlovs. state agr un. No. 99126279/09; declared 12/14/1999; publ. 04/27/2002, Bull. No. 12.

16. Vinogradov A. V., Bagaev P. L., Chernykh N. N. A way to prohibit the automatic inclusion of a reserve for a short circuit on the tires of a two-transformer substation or in an outgoing line in case of failure of its switch. Patent No. 2402137 Russian Federation IPC51 H02J009 / 06 applicant and patent holder Orlovs. state agr un. declared 07/29/2009; publ. 10/20/2010, Bull. No. 30.

17. Vinogradov A. V., Astakhov S. M., Aminyakov S. V., Bagaev P. L. Chernykh N. N. Method of prohibiting the automatic inclusion of a reserve for a short circuit in an outgoing line in case of failure of its circuit breaker. Patent No. 2389104 IPC51 N 01 J 9/06 applicant and patent holder Orlovs. state agr un. declared 01/11/09; publ. 05/10/2010 Bull. No. 13. 6 p.

18. Bolshev V. E., Vinogradov A. V., Vinogradova A. V., Psaryov A. I. Method and device for prohibiting automatic inclusion of a reserve for a short circuit on a reserved section of a power line. Patent No. 2687052 Russian Federation, applicant and patent holder: Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM» (RU). 2018129144 stated 08.09.2018 Publish 05/07/2019 Bul. No. 13.

19. GOST 8.401-80 State system for ensuring the uniformity of measurements. Accuracy classes of measuring instruments. General requirements.

20. Bolshev V. E., Vinogradov A. V. Obzor zarubezhnyh istochnikov po primeneniyu informacionnyh setej v infrastrukture intellektual'nyh setej Smart grid [Review of foreign sources on the use of information networks in the infrastructure of smart grids Smart grid], Vesti vysshih uchebnyh zavedenij [News of Higher Educational Institutions of the Black Earth Region], 2019, No. 1 (55), pp. 8-18.

Submitted 10.02.2020; revised 04.03.2020.

About the authors: Alina V. Vinogradova, Ph. D. (Engineering), senior researcher of the laboratory of power supply and heat supply

Address: state University Federal agricultural research centre VIM, 109248, Moscow, 1st Institutskiy Proezd, 5 E-mail: alinawin@rambler.ru Spin-code: 8836-8684

Aleksandr I. Psaryov, the senior lecturer of the chair « Electrosupply» Address: Oryol state agrarian University, 302019, Orel, General Rodina Str., 69 E-mail: alpsaryov@yandex.ru Spin-code: 7064-3804

Contribution of the authors:

Alina V. Vinogradova: scientific guidance, formulation of the main concept of the study, participation in the development of methods and circuit solutions, critical analysis and revision of the text.

Aleksandr I. Psaryov: participation in the development of methods and circuit solutions, preparation of the text of the article, search for analytical materials in domestic and foreign sources, participation in the discussion of the article materials, analysis of the results obtained.

All authors read and approved the final version of the manuscript.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.