Разработка и обоснование параметров токоограничивающего устройства для систем сельского электроснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат технических наук Попова, Мария Вячеславовна

• Попова, Мария Вячеславовна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Попова, Мария Вячеславовна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Основные концепции и разновидности «сильных» сетей

1.1. Концепция «сильной» сети, принимаемая в США и некоторых европейских странах

1.2. Сеть, управление которой осуществляется мощными регулирующими аппаратами

1.3. Европейская технологическая платформа «сильной» сети, включая территорию РФ

1.4. Обеспечение живучести системы

1.5. Контроль работы сети по всей ее протяженности

1.6. Повышение экономичности и эффективности электроснабжения

Выводы по главе 1

2. Диагностика и мониторинг сетевого электрооборудования

2.1. Общие вопросы диагностики

2.2. Принципы диагностики

2.3. Обзор систем мониторинга электрооборудования

2.4. Структура системы мониторинга

2.5. Перспективы использования современных технологий для анализа и систематизации информации

2.6. Аналитические модели системы мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования (СУМТО)

2.7. Повышение уровня надежности электроснабжения

Выводы по главе 2

3. Ограничители токов короткого замыкания трансформаторного типа

3.1. Общие требования к токоограничивающим устройствам

89

3.2. Токоограничивающие реакторы

3.3. Токоограничивающие коммутационные аппараты

3.4. Токоограничивающие устройства резонансного типа

3.5. Токоограничивающие устройства трансформаторного типа

3.6. Токоограничивающие устройства реакторно-вентильного типа

3.7. Токоограничивающие устройства со сверхпроводниками

3.8. Технико-экономические характеристики токоограничивающих

устройств

3.9. Варианты расчетов токоограничителей индуктивного типа

напряжением 10 и 110

3.10. Анализ переходных процессов

3.11. Охлаждение обмоток

3.12. Анализ перспектив создания токоограничителя со сверхпроводниковыми обмотками

1

Выводы по главе 3

4. Влияние токоограничивающих устройств на систему

бесперебойного электроснабжения с синхронной нагрузкой

4.1. Постановка задачи

4.2. Разработка математической модели

4.3. Методы решения

4.4. Анализ результатов

4.5. Результаты численного эксперимента

Выводы по главе 4

Заключение

Библиографический список Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и обоснование параметров токоограничивающего устройства для систем сельского электроснабжения»

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время все большее внимание уделяется качеству электроэнергии, поставляемой промышленности, транспорту, АПК, торговым заведениям и жилому сектору.

Проблемы с качеством электроэнергии могут возникать на всех четырех уровнях по системе электроснабжения, а именно:

1. Уровень электростанций и магистральных линий электропередачи;

2. Уровень местных линий электропередачи и крупных подстанций;

3. Уровень распределительных подстанций и трансформаторов;

4. Уровень оборудования пользователей, включая вспомогательное оборудование и электропроводку внутри зданий.

Повышение качества электроэнергии особенно актуально для сельских сетей, для которых характерны: большая протяженность, ограниченные подъезды к линии, использование устаревшего оборудования и т.д.

Значительная часть используемого в настоящее время оборудования восприимчива к плохому качеству электроэнергии. При этом возможно не только нарушение работоспособности оборудования, но и его повреждение.

Приводы электродвигателей с регулируемой скоростью вращения, импульсные источники питания, электродуговые печи, пускорегулирующие аппараты для питания люминесцентных ламп, множество других устройств создают высокое содержание гармоник в токе, который должны поставлять электросети. В результате срабатывания рубильников и аварийных выключателей у потребителей возникают помехи, ухудшающие качество поставляемой электроэнергии.

При конструировании оборудования, потребляющего электроэнергию, необходимо стремиться к тому, чтобы, во-первых, оно само не создавало возмущений в сети электропитания (например, токов гармоник промышленной частоты в токе потребления), а во-вторых, чтобы снизить чувствительность оборудования к провалам и прерываниям напряжения питания.

Под воздействием провалов напряжения питания различное оборудование может вести себя по-разному:

- самостоятельно продолжает работу без каких-либо последствий (например, домашнее электрооборудование);

- повторно включается с временным нарушением функционирования (например, компьютер, в котором провал напряжения питания привел к сбою и

необходимости перезагрузки);

- требует обязательного ручного вмешательства в процесс повторного включения после сбоя (например, электродвигатели в оборудовании, где их автоматическое включение может оказаться опасным);

- возможность включения после провала напряжения исключена (например, вследствие повреждения оборудования).

Чувствительность оборудования к провалам напряжения может быть снижена, например, его питать целиком от источника бесперебойного питания. На рис. В-1 показана схема включения синхронного электродвигателя (СД) с повышенной устойчивостью к провалам напряжения за счет введения накопителя энергии и вспомогательного узла постоянного тока.

Цепь постоянного тока

Выпрямитель

ШИМ -преобразователь

Трехфазное

входное напряжение

а А

л

-с -С

Схема зарядки накопителя энергии (от сети или цепи постоянного тока)

Модуль накопления энергии_

'к* 1

Л

Рис. В-1. Схема подключения синхронного электродвигателя с модулем

питания. [1].

бесперебойного

Кроме того (рис. В-1), для уменьшения уровня гармоник можно использовать 12-пульсационный выпрямитель, состоящий из двух 6-пульсационных выпрямителей, питающихся от вторичных обмоток трансформатора в одном случае соединенных треугольником, а во втором случае -звездой, и широтноимпульсную модуляцию (ШИМ). В результате самой первой возбуждаемой гармоникой, кроме основной, является 11-я. Электрические системы, в соответствии с их назначением, большую часть времени обеспечивает потребителей качественной электрической энергией. Но какими бы надежными ни были эти системы, в них неизбежно возникают повреждения и ненормальные режимы, которые, в свою очередь, могут приводить к возникновению аварий.

Наиболее частыми и опасными повреждениями являются короткие замыкания (КЗ). Самыми тяжелыми и разрушительными из них являются трехфазные КЗ.

Токи КЗ на ряде энергообъектов способны превышать допустимые значения по отклоняющей способности установленных выключателей. Тенденции роста тока КЗ из года в год неизменно сохраняются.

Значительный вклад в вопросы электроэнергетики, включая диагностику, разработку сверхпроводниковых индуктивных накопителей электроэнергии и трансформаторов внесли работы: Веников В.А., Неклепаев Б.Н., Астахов Ю.Н., Андрианов В.В., Рубинраут A.M., Петров Г.Н., Тихомиров П.М., Иванов-Смоленский A.B., Копылов И.П., Поляков B.C., Власов А.Б.

Цель работы. Выбор типа и разработка ограничителя тока КЗ, проверка его работоспособности на модели энергосистемы.

Для достижения поставленной цели необходимо подробно исследовать: тенденции развития современных систем электроснабжения, методики диагностики и мониторинга сетей и электрооборудования, разработать (предложить) надежные ограничители токов КЗ, проверить их работоспособность на апробированной математической модели энергосистемы.

Объект исследования. 1. Сетевое электрооборудование, способы его диагностики и защиты от коротких замыканий.

2.Конструкции обмоток токоограничивающих устройств трансформаторного типа на различные напряжения и методики их расчетов;

Методы исследований. При решении задач диссертации использовались различные методы расчетов линейных и нелинейных дифференциальных уравнений и результаты их решений, элементы теории нелинейных магнитных цепей, методы математической статистики, теория поля и электрических цепей, а также компьютерное моделирование линий передач.

Научная новизна. Предложено токоограничивающее устройство (ТУ) трансформаторного типа, проведено систематическое исследование влияния времени отключения аварийной линии на функционирование системы бесперебойного электроснабжения.

Разработаны алгоритмы, позволяющие с достаточной для инженерных расчетов точностью, рассчитывать системы бесперебойного электроснабжения различной мощности.

Обоснована эффективность использования токоограничивающих устройств в системах бесперебойного электроснабжения.

Практическая ценность и реализация результатов. Разработанные методики расчетов и результаты теоретических исследований нашли свое применение в НИР «Разработка технического обоснования по созданию опытного образца токоограничителя на напряжение 110 кВ» и гранте РФФИ 09-08-00682, а «Исследование теплофизических и электрофизических параметров сверхпроводниковых устройств при их совместной работе», а также используются в РГАЗУ при дипломном проектировании.

Достоверность разработанных методик расчетов и полученных результатов диссертации подтверждается проектированием и испытанием образцов ТУ трансформаторного типа.

Апробация работы: Основные материалы диссертации докладывались на Международной конференции «Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК», Москва, 2009 г.; на VII Международной конференции «Силовые трансформаторы и системы диагностики», Москва, 2010г., а

также на ежегодных конференциях и заседаниях кафедры «Электрооборудования и

автоматики РГАЗУ в 2010-2012 годах.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них две в

журналах, входящих в перечень ВАК.

Личный вклад автора. Разработка математической модели системы бесперебойного электроснабжения с токоограничивающими устройствами. Выполнение всех приведенных расчетов токоограничивающих устройств трансформаторного типа и анализ полученных результатов.

На защиту выносится: Выбор типа и конструкции обмоток токоограничивающих устройств трансформаторного типа на различные напряжения и методики их расчетов.

Результаты исследований на модели бесперебойного электроснабжения, достоверность которой подтверждена обоснованными допущениями и сравнением с данными экспериментов при наличии и отсутствии токоограничивающих устройств.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 178 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 44 рисунков, списка литературы из 102 наименований на 11 страницах и приложение на 3 страницах.

В первой главе представлены концепции развития электрических сетей с повышенной надежностью электроснабжения.

Главная задача, которая ставится при разработке любой концепции высоконадежной электрической сети - обеспечение живучести системы. Обеспечение живучести системы - возможность противостоять резким изменениям режима (КЗ или непредвиденная потеря части системы). Для решения проблемы живучести сети должна быть также разработана система непрерывного контроля и управления режимом сети.

Высоконадежные системы, использующие современные средства гибкого управления, мощные накопительные устройства, системы автоматического слежения за появлением критических режимов работы и ослабленных по надежности узлов сети являются целью многих разработок за рубежом и в России, для них используется

термин SMART Grid («сильные», «интеллектуальные», «умные», «активно -адаптивнные», «самовосстанавливающиеся» сети).

Благодаря развитию этих сетей можно добиться удовлетворения требований современных потребителей к очень высокому уровню бесперебойности электроснабжения и качеству электроэнергии.

Во второй главе исследуются средства контроля и диагностики сетей и электрооборудования, получившее бурное развитие в последнее десятилетие.

Для электроэнергетики России, в общем, и для сельских электрических сетей, в частности, внедрение систем мониторинга и диагностики является актуальным, так как более 50% эксплуатируемых силовых трансформаторов и реакторов выработали свой ресурс, и продление их срока службы без риска для эксплуатации практически невозможно.

Выход может быть найден во внедрении современных средств диагностики и методик оценки состояния оборудования. В числе средств и методик, внедренных в последние годы, можно отметить тепловизионный контроль, хроматографический анализ маслонаполненного оборудования, системы мониторинга оборудования с непрерывным контролем параметров и т.д.

По результатам исследования оборудования обычно выявляются и классифицируются дефекты:

- на ранней стадии развития, которые следует держать под контролем и принимать меры по устранению во время проведения планового ремонта;

- развившиеся, по которым должны быть приняты меры при ближайшем выводе оборудования из работы;

- аварийные, требующие немедленного устранения.

Внедрение методов диагностики и контроля повышает бесперебойность энергоснабжения, уменьшает количество аварийных отключений и простоев электрооборудования. Однако, какими бы надежными не были электрические системы, в них неизбежно возникают повреждения (в первую очередь КЗ) и ненормальные режимы (отключения без повреждения оборудования).

В третьей главе обоснован выбор токоограничивающего устройства трансформаторного типа, приводится сравнительный анализ различных схем и конструкций токоограничивающих устройств.

Разработана методика расчета токоограничивающих устройств трансформаторного типа, приведены примеры расчетов на 10,110 и 220 кВ.

Исследована перспектива создания токоограничивающего устройства со сверхпроводниковыми обмотками. Показано, что уже при достигнутых к настоящему времени характеристиках для ВТСП второго поколения, общие энергетические потери токоограничителя в номинальном режиме могут быть снижены на порядок.

Дополнительным преимуществом токоограничителя на сверхпроводниках, является возможность отказа от быстродействующих токоограничивающих коммутационных аппаратов: затухание тока во вторичной обмотке токоограничителя происходит, благодаря ее переходу в нормальное состояние при токе большим критического. По-видимому, в ближайшие годы свойства ВТСП материалов будут существенно улучшены. Соответственно, улучшаются и характеристики сверхпроводникового токоограничителя. Таким образом, несмотря на увеличение затрат, вероятность перехода на обмотки ВТСП материалов весьма велика [70].

В четвертой главе представлена математическая модель, позволяющая исследовать соотношения параметров энергосистемы и СПИН.

Поскольку токи КЗ непрерывно возрастают и могут превысить допустимые значения по отключающей способности установленных выключателей, необходимо снабдить действующую математическую модель энергосистемы токоограничивающими устройствами.

Принципиально возможен вариант решения проблемы за счет создания и применения выключателей с большими допустимыми токами отключения. Однако, этот путь является высокозатратным, так как, во-первых, с увеличением тока отключения довольно быстро увеличиваются габариты и стоимость выключателей, а во-вторых, необходимо обеспечить динамическую

и термическую стойкость всего оборудования при значительно больших токах КЗ, а также создание соответствующих измерительных трансформаторов тока.

Важным моментом является время срабатывания отключающих устройств. Даже при применении современных выключателей со временем отключения на уровне 50 мс (обычная релейная защита ~ 120 мс) при пробое электрической изоляции выделяется значительное количество энергии, которая в ряде случаев приводит к серьезным повреждениям электрооборудования и финансовым потерям. Особенно это обстоятельство актуально для маслонаполненного электрооборудования.

и

1. Основные концепции и разновидности «сильных» сетей.

Предлагаемые и осуществляемые концепции электрических сетей с повышенной надежностью электроснабжения зависят от управления потоками мощности, оптимизации и повышения экономичности режимов, обеспечения высокой надежности электроснабжения, предотвращения или ограничения дестабилизирующих явлений в системе («сильные», «активно-адаптивные», «самовосстанавливающиеся» сети), непрерывного контроля и управления большой сетью, совместной работы с распределенной энергетикой и микросетями, управления нагрузкой на стороне потребителя («интеллектуальные», «умные») сети. Эти функции обычно сочетаются в работе усовершенствованных сетей и наиболее емким термином для них будет «сильные» сети, как это принято в литературе.

1.1. Концепция «сильной» сети, принимаемая в США и некоторых европейских странах.

Концепция «сильной» сети SMART Grid - обеспечение надежного электроснабжения в современных крупных энергосистемах при условиях быстрого роста потребления и при расширяющейся доли участия в производстве электроэнергии возобновляемых источников энергии.

По планам Департамента Энергетики США (DOE), переход к «сильной» сети решит проблему необходимого сейчас усиления национальной сети, как передающей, так и распределяющей. В результате относительной слабости и неэффективности национальной электрической сети все чаще случаются крупные системные аварии, иногда с полным погашением целых регионов. Ограничение в сетях и потери при отказах ежегодно приносят ущерб 100-200 млрд. долларов.

Слабость сети мешает также повысить долю электроэнергии, которую могут выработать возобновляемые источники в США.

Требования, высказанные ведущими экспертами DOE к высоконадежной «сильной» сети {SMART Grid) следующие [4,5]:

1. Сеть должна быть «самовосстанавливающейся». «Интеллектуальный» непрерывный контроль сети и управление ей с прогнозированием и немедленной реакцией на проблемы в системе, такие как устранение отказов в работе, ухудшение качества электроэнергии, и т.п.

2. Сеть желательно иметь более защищенную от физических и кибернетических опасностей. Применение новых технологий, обеспечивающих выявление и нужную реакцию на повреждения, причиняемые людьми или природными воздействиями.

3. Сеть должна опираться на широкое применение децентрализованных источников генерирования. Стандартизированные связи для передачи электроэнергии и информации, дающие возможность потребителю использовать топливные элементы, источники возобновляемой энергии, другие децентрализованные генерирующие установки на простейшей базе «включи и работай».

4. Сеть должна давать возможность потребителю лучшие возможности управления потреблением электроэнергии, приборами и оборудованием в зданиях и на предприятиях.

Совместная работа сети с системой управления нагрузкой в отдельных зданиях для того, чтобы дать возможность потребителям управлять потреблением и снижать расходы на энергоснабжение.

Создание сетей высокой надежности и эффективности - посвящены усилия специалистов многих стран, эти усилия заметно стимулировали ряд крупных аварий, произошедших в середине первого десятилетия нашего века в Европе, Канаде и США. Разработки «сильных» сетей нашли свое отражение в многочисленных публикациях последних лет [6-10; 84].

1.2. Сеть, управление которой осуществляется мощными регулирующими аппаратами.

Концепция «сильной» сети, как основа для обеспечения надежного электроснабжения крупных энергообъединений предполагает регулирование огромных потоков мощности в линиях электропередачи. Это необходимо уже в настоящее время из-за быстрого роста потребления электроэнергии и мощности потребителей, особенно, мегаполисов. Эта концепция лежит в основе разработок

сети, о которых было доложено компанией Siemens на Всемирном электротехническом конгрессе в 2007 году [11;86].

На рис. 1.1. показана структура «сильной» сети, как она представляется разработчиком. На схеме использованы принятые за рубежом сокращения элементов сети (рис 1.1а).

Огромные масштабы объединения энергосистем требуют резкого усиления сети, при непременных условиях бесперебойного питания, высокого качества электроэнергии, высокой экономичности энергосистемы благодаря внедрению новых технологий, эффективному управлению потреблением и оптимальному соотношению конкуренции и регулирования.

Предлагаемые компанией решение - использование для управления, работой сети совместно ЛЭП переменного тока с ВЛПТ и ВПТ, широкое применение регулирующих аппаратов-устройств FACTS. Передача большой мощности на большие расстояния без опасности потери устойчивости, ведущей к блэкауту, по мнению компании, возможна лишь с применением на силовой электронике. Решение проблемы узких мест в Европе также разрешено с применением ВЛПТ и ВПТ и гибридных связей.

Регулирование потоков мощности - основа оперативного и противоаварийного управления системами. Только опираясь на мощные средства управления режимами с координацией интеллектуальных систем контроля и оценки устойчивости работы и противоаварийных систем релейной защиты, можно достичь необходимой надежности электроснабжения [12; 13].

Система

Запад

60 Гц

1 свои \

тариф \

1 ТСБС/ТРБС

Источники чистой и

НУОС -

J

нуле

Обмен с несинхронной сетью

Система Восток 50 Гц_

свой тариф

Промышленные потребители

Тепловые электростанции

Рис. 1.1. Расширение энергосистемы при использовании современных технических решений

Использование сокращений (рис 1.1.)

Smart Grid - Self Monitoring Analysis and Reporting Technology или технологии, анализа и отчета.

FACTS - Flexible AC Transmission Systems

Гибкое управление ЛЭП переменного тока HVDC - High Voltage Direct Current

Линии передачи на постоянном токе (ВЛПТ) BtB - Back-to-back

Вставка постоянного тока (ВПТ) HVDC PLUS - фирменная схема HVDC компании Сименс FSC - Fixed Series Compensation

Неуправляемая схема продольной компенсации SVC - Static VAR Compensator - (СКРМ)

Статический компенсатор реактивной мощности (пассивный) STATCOM - Static Synchron. Compensator - СТАТКОМ

Статический компенсатор реактивной мощности (активный) SVC PLUS - STATCOM на VSC фирменная схема компенсатора

компании Сименс TCSC - Thyristor Controlled Series Compensation

Управляемая тиристорами продольная компенсация УПК TPSC - Thyristor Protected Series Compensation

Управляемая продольная компенсация с функциями ограниченного тока GPFC - Grid Power Flow Controller (FACTS-BtB)

Регулятор потока мощности на основе ВПТ UPFC - Unified Power Flow Controller

Объединенный регулятор потока мощности (ОРПМ) SCCL - Short-Circuit Current Limiter

1.3. Европейская технологическая платформа «сильной» сети,

включая и территорию РФ.

Концепция электрической сети как структуры, обеспечивающей надежность и эффективность связи генерации и потребителя, рассматривается как комплекс управления всей энергосистемой, имеющей адаптивную реакцию (в том числе в реальном режиме времени) на различные виды возмущений и отклонений, режимов работы сети от заданных параметров (активно-адаптивная сеть) [14;15;85]. Здесь к традиционной системе управления, охватывающей генерацию и потребление электроэнергии, при пассивной роли сети, добавляется «умная» сеть - еще один активный субъект энергосистемы.

Комплекс будет иметь средства корректировки параметров электрических сетей вместе с новыми системами сбора, передачи и обработки информации, быстродействующими программами оценки состояния (текущего режима) и прогнозирования будущих узких мест энергосистемы, а также гибкой системой управления (сочетание централизованного и локального управления) всеми ее элементами.

В ходе развития ЕЭС России, как целостной системы, интеллектуальные энергетические системы с активно-адаптивной сетью будут эффективным переходом на качественно новый технологический уровень электроснабжения страны. По экспертным оценкам, эффект от внедрения в России концепции активно-адаптивной сети позволит почти на четверть снизить удельные капитальные вложения в развитии сетей.

Европейская платформа «сильной» сети опирается на требование к будущей сети Европы, содержащие гибкость к изменению потребляемой энергии энергосистемы и потребителей, обеспечение подключения основной сети к возобновляемым источникам энергии (ветрокомплексы), сохранение при этом надежности электроснабжения, и все это - при условии экономичных новых решений. Главной причиной для создания такой сети является необходимость широкого использования Европой ветрокомплексов для замены производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Такая

необходимость вызвана как стремление снизить выбросы парниковых газов в атмосферу, так и близкой перспективой исчерпания топливных ресурсов. При этом нужно преодолеть трудности баланса требуемого графика нагрузки и неопределенности графика выдачи электроэнергии значительной доли генерирующей мощности, зависящей от ветровых условий.

Особенности европейской электроэнергетики в настоящее время:

- трудности управления сетями из-за сложных рыночных отношений;

- развитие распределенной энергетики и использование возобновляемых источников энергии, сложности взаимодействия их обычными генерирующими мощностями;

- экология - выполнение протокола Киото, управление потреблением, контроль нагрузки и выравнивание ее графика;

- требование к высокому качеству электроэнергии и бесперебойности электроснабжения, необходимых для нормальной работы предприятий высоких технологий, широко распространяемых в промышленности Европы;

- снижение потерь, визуальной впечатление от объектов энергетики (особенно воздушных линий), снижение времени получения разрешения на прокладку линий;

политические аспекты межгосударственных отношений в рамках Евросоюза, их влияние на социальную и демографическую сферу;

- применение экономичных и эффективных средств приспособления сетей к новым условиям выдачи электроэнергии;

- повышение возможности совместного управления частями сети;

- повышение уровня автоматизации, контроль состояния сети в широких масштабах;

- развитие и широкое внедрение информатики, связи и вычислительной техники;

- координация стандартов и протоколов разных субъектов производства и передачи электроэнергии, гармонизация регуляторских и коммерческих взаимоотношений между этими субъектами и странами - участниками европейского рынка.

Сегодняшние пожелания потребителей отражают потребность в повышении живучести электроснабжения в ограничении потребления ресурсов широкого применения накопителей энергии и стабилизаторов качества электроэнергии, с учетом примененного роста сети и мощности генераторов. Движущая сила этих пожеланий - либерализация рынка в части рыночных условий, тарифов, автономных установок генерирования электроэнергии.

«Сильная» сеть - необходимая реакция на экологические, социальные и политические требования к электроснабжению, показанные выше. Ее осуществление требует революционного применения новых технологий, материалов и методов обслуживания в энергоснабжении для достижения жестко направленной на нужды потребителя цели.

Особенности будущей «сильной» сети: высокая степень живучести сети при работе в напряженных быстроизменяющихся режимах;

- интерактивность с широким развитием счетчиков;

- широкомасштабные системы контроля и защиты всей сети;

- гибкое управление потоками мощности;

- высокая эффективность (сниженные потери);

- силовая электроника и управление частотой вращения генераторов;

- повышение качества электроэнергии;

- расширение применения ВПТ и ВЛПТ, сверхпроводниковой техники;

- широкополосные системы связи для наблюдения за режимами;

- внимание даже к самым небольшим потребителям или генераторам.

Применение самых новых достижений науки и техники для решения этих сложных задач само по себе двигает вперед прогресс в развитии электроэнергетики. Примеры таких решений - использование новых материалов, полученных по нанотехнологии, создание на базе сверхпроводниковых технологий ограничителей токов КЗ, кабелей с большой пропускной способностью, сверхпроводниковых индуктивных накопителей энергии, новых типов аккумуляторов с большей удельной запасаемой

энергией, устройств управления линиями FACTS на базе перспективных полупроводниковых материалов и прочие. Внедрение новых технологий находит поддержку в промышленно развитых странах мощным экономическим стимулированием [7,16-25]. В отношении распределительных сетей ставятся не меньшие задачи, чем к магистральным передающим сетям. Главное - надежное электроснабжение в условиях сетей с участием генерирования на основе возобновляемых источников мощности, обеспечение динамического контроля, поддержание высокого качества электроэнергии, с минимальным воздействием на окружающую среду. Контроль потребления и выдачи электроэнергии должны иметь возможность воздействия с возможностью их телеуправления.

1.4. Обеспечение живучести системы.

Обеспечение живучести энергосистемы - главная задача, которая становится при любой концепции высоконадежной электрической сети.

По формулировке СИГРЭ, обеспечение живучести энергосистемы -возможность противостоять резким изменениям режима (короткое замыкание или непредвиденная потеря части системы). При этом имеется ввиду, в первую очередь, каскадное развитие аварий с массовым нарушением питания потребителей.

Потребность в повышении живучести вызывается многими причинами, основные из которых:

- отставание развития сетей от роста потребления электроэнергии;

- старение оборудования в сетях, введенного в основном в 70-80 годы прошлого века;

- рост межсистемных перетоков при активной торговле электроэнергией;

- трудности взаимодействия сетевых операторов, принадлежащим разным субъектам рынка;

- сокращение расходов на обслуживание сетей в рыночных условиях;

- нехватка опытного эксплуатационного и диспетчерского персонала.

Все эти факторы ведут к повышению вероятности нарушений работы энергосистемы при резких изменениях режима, переходящих в каскадные системные аварии.

В таблице 1.1 рассматриваются возникшие в последнее время трудности и их последствия, снижающие живучесть энергосистемы.

Таблица 1.1.

Характеристика Потенциальные последствия

Старение инфраструктуры передачи электроэнергии Рост вероятности повреждения оборудования и отказов, ведущих к нарушениям работы системы

Нехватка новых линий электропередачи Перегрузка передающих линий, ведущая к срабатыванию защиты

Сокращение работ по обслуживанию Повреждения оборудования и нарушения, типа, перекрытия по деревьям

Растущая зависимость между управлением и специальными системными защитами Рост вероятности некорректных срабатываний релейной защиты, рост непредсказуемости каскадных аварий

Большое число малых и распределенных генераторов Рост сложности проектирования системы, ведущей к неопределенности планирования выдачи электроэнергии, неуверенность в диспетчерском управлении

Рыночные отношения Непредсказуемые потери мощности и использование системы, ведущее к перегрузкам

Растущая зависимость между системами связи и компьютерной техникой Повреждения технического или программного обеспечения компьютеров, которые могут пропустить большие порции данных незаметно для операторов, что ведет к несоответствующим или недостаточным управляющим воздействиям во время возмущений в системе

Ограничение возможности планирования системы в целом тенденции к Недостаточность или излишек ресурсов генерирования и передачи энергии,

межсистемным связям подверженность к явлениям каскадного развития возмущений, приводящая к нарушениям в соседних системах

Внедрение новых технологий (усовершенствованные системы управления, ветроэнергетика, сжигание биомассы, топливные элементы и прочее) Малый опыт эксплуатации новых технологий при наличии уникальных характеристик, непредсказуемое поведение во время нарушений

Старение и снижение квалификации персонала Нехватка опытного персонала, что ведет к неспособности соответствующим образом действовать при опасных ситуациях

Крупные системные аварии последних лет (США, Великобритания, Дания, Италия, Россия) выявили необходимость усиления координации между сетевыми операторами и контроля состояния энергосистемы для предотвращения или снижения последствий каскадных аварий. Режим работы энергосистемы должен контролироваться непрерывно, чтобы иметь нужный запас надежности в любой промежуток времени.

Оценка в динамике живучести энергосистемы - определяет способность системы пережить случайные возмущения с достаточным запасом безопасности. В результате оценки принимаются либо превентивные, либо корректирующие действия по изменению режима или состава оборудования [26,27].

Превентивные меры принимаются в предаварийном состоянии, например, ограничение межсистемных потоков мощности, изменение фазового угла между напряжениями разных частей связанных энергосистем, отключение мощности на одной из подстанций.

Корректирующие меры (управление устойчивостью) принимаются во время возмущений в системе. Примерами являются включение генераторов или сброс нагрузки, включение и отключение средств компенсации реактивной мощности.

Укреплению живучести энергосистемы способствуют такие меры, как совершенствование автоматики и систем управления, систем анализа

живучести в динамике, интенсификация обмена информацией в реальном времени, применение технологий FACTS и ВЛПТ, совмещенной системы измерений и управления сетью в широких масштабах, совершенствование техники диспетчерского управления и внедрение многоуровневых систем защит.

1.5. Контроль работы сети по всей ее протяженности.

Для решения проблемы живучести сети была разработана система непрерывного контроля состояния и управления режимом сети [28]. Контроль режима в критических точках сети дает исходные данные для определения «узких мест», неустойчивых режимов работы и является определяющим условием для возможности определения живучести сети и поддержания ее надежной работы.

Будущее «сильной» сети для управления потоками мощности на основе результатов анализа работоспособности потребуют их оснащения высокоразвитой информационно-энергетической системой (интеллектуальная сеть). И первая задача такой сети - контроль режима ее работы.

Непрерывный контроль режима сети с выявлением опасных ситуаций требуют ввода в систему управления мощных систем связи и обмена информации, распределенных во многих узлах сети измерительных устройств (синхронное по всей сети определение параметров режима: амплитудные, фазовые и частные (мгновенные) измерения высокой точности) [29-32].

Системы анализа получаемой информации интеллектуальной сети содержат концентраторы информации, экспертные системы, базы накапливаемых данных. Выработанные этими системами решения относительно коррекции режима в энергосистеме задействуют противоаварийные системы широкомасштабной защиты сети, координированные с местными и системными релейными защитами.

Главная особенность интеллектуальной сети - возможность управления всеми этими системами совместно.

Уже действующие в разных странах «сильные» сети используют широкомасштабные системы мониторинга и управления режимом системы на основе измерений во многих точках сети векторных параметров режима (так называемые фазоры - комплексные числа, представляющие величину и угол сдвига фаз), привязанных к единой точке времени (синхронизированные с помощью спутниковой связи - системы GPS или Глонасс) [33].

Предшественники измерительных средств интеллектуальной сети -регистраторы аварийных событий и переходных процессов. В конце 2008 года в России установлено 27 блоков-регистраторов переходных процессов [34,35].

Использование глобальных измерений фазорных величин в узловых точках сети для анализа ее состояния в реальном времени позволяет создать эффективную систему защиты энергосистемы от опасных режимов.

Такая защита нужна операторам сети, вынужденных по условиям рынка максимально использовать оборудование высокого напряжения, что в основном определяет надежность работы. Требования к надежности все повышаются со стороны потребителей из-за роста ущерба от перерывов питания.

Новые средства связи, измерений повышенной точности, синхронизации измерений во многих удаленных друг от друга точках дают возможность достоверного измерения фазорных величин параметров режима сети.

Увеличение потоков мощности, сложности в управлении системой, нарушения работы в крупных масштабах привели к разработкам новых систем защиты, имеющих возможность демпфирования нестабильности по напряжению, по углу, по частоте для устранения каскадных аварий, для повышения живучести энергосистемы.

1.6. Повышение экономичности и эффективности электроснабжения.

Действия «сильной» сети, как средства повышения экономичности и эффективности электроснабжения заключается в использовании ее возможностей регулирования потоков мощности, включая управление

нагрузкой и потребителей. Оптимизация режима сети становится возможной благодаря интеллектуализации систем контроля и управления.

1.6.1. Системы управления нагрузкой у потребителя

Высокоразвитая система двухстороннего обмена информацией с потребителем, позволяющая не только измерять, но и регулировать потребление электроэнергии (телеуправление), оснащение потребителей многотарифной системой учета потребления электроэнергией, «интеллектуальными» цифровыми счетчиками, позволяющими измерить не только потребляемую, но и выдаваемую в сеть электроэнергию.

Показательно, что внедрение таких систем за рубежом особенно активно, так как они быстрее приносят прибыль, не требуя длительных сроков амортизации.

Практически управление нагрузкой бытовых потребителей осуществляется автоматизированной система учета потребления электроэнергии и управления потребителем с двухстороннем телеизмерением, с соответствующей системой связи (Интернет, PLC и другие). Проверка концепции «интеллектуальной» сети в США - ввод в работу высокоразвитой сети в r.Bonlder, Колорадо, США. Реконструкцию сети провела компания Xcel Energy, сеть охватывает 50000 хозяйств и имеет двухстороннюю цифровую связь « измерение-управление» [36].

Интеллектуализация счетчика (Smart meters) используют многотарифную систему оплаты электроэнергии по контрактам с поставщиком, изменение тарифа осуществляется автоматически либо по заданному времени суток, либо по командам со стороны питающей сети.

В программе развития распределительных сетей США предусмотрена соответствующая двухстороннему обмену информацией реконструкция систем связи, телеизмерений и телеуправления, учета электроэнергии (считывание показателей счетчиков), системы контроля отключений и восстановления снабжения потребителей электроэнергией.

В 2010 году предусмотрено внедрение интеллектуальной связи при учете электроэнергии с регулированием у потребителя, как основы автоматизации ведения хозяйства относительно сети. Предусматривается внедрение систем регулирования мощности, выдаваемой со стороны потребителей (участие в рынке электроэнергии). Соответственно составляются региональные планы развития сети [8].

Оптимизация графиков потребления является самым быстрым и эффективным средством повышения энергоэффективности, сокращения расходов потребителей и снижения потребной пиковой мощности у производителя электроэнергии [37-41].

Фирма Parks Associates пришла к выводу, что к 2014 году в США будет введено более 6 миллионов «интеллектуальных» смарт - счетчиков с автоматическим съемом показаний и возможностями управления нагрузкой. Это очередной вклад концепции SMART Grid в повышение эффективности сетей. Первые примеры - планы замены 5 миллионов счетчиков в энергокомпании Southern California Edison, 800 тысяч счетчиков в компании Portland Electric. Программа Майами по развитию «сильной» сети предполагает замену 1 миллиона счетчиков с радиосвязью для считывания показаний и телеуправления нагрузкой. На Мальте по программе повышения эффективности сети будет заменено 250 тысяч аналоговых счетчиков на цифровые, объединен учет электроэнергии и расхода воды, введена система мониторинга комплекса.

«Сильная» сеть на Мальте позволит ликвидировать лишние расчеты, ввести гибкие тарифы (с возможностью приспосабливать их под изменяющиеся условия продажи электроэнергии), ввести систему предоплаты (аналогично мобильным телефонам), снизить потери в сети (коммерческие - за счет совершенствования расчетов, технические - за счет выявления места потерь при мониторинге). Телеуправление нагрузкой у потребителей улучшит оперативность управления сетью, повысит эффективность электроснабжения (анализ продажи электроэнергии в режиме реального времени), позволит

организовать портал потребителя в интернете с получением технической и коммерческой информации.

В работе [42] отмечено, что принятие тарифов динамического ценообразования в сетях Европы позволит с помощью установки «интеллектуальных» счетчиков за 12 лет сэкономить 53 млрд. евро.

Еще одним примером использования интеллектуальных сетей является международный проект «умный город». В число его участников вошел и российский город Белгород. В нем уже действует «умное освещение», которое дает возможность контролировать электропотребление, состояние сетей, количество работающих ламп, а также поэтапно управлять уличным освещением, т. е. возможность менять количество работающих фонарей в зависимости от условий видимости, количества людей на улице и других факторов. В ряде распределительных сетей установлены специальные устройства, помогающие с большей точностью определить в каком месте произошел разрыв проводов и отключить только небольшое количество потребителей электроэнергии.

«Умный город» - город, инфраструктура которого выстроена на новых технологиях, позволяющих рационально использовать источники энергии и минимизировать воздействие на окружающую среду. К ним относятся новые решения в сфере электроэнергетики, водоснабжения, учета энергетических ресурсов, утилизации отходов, а также создание более эффективной транспортной системы и так называемых «умных зданий». Руководить энергетическим обменом в «умном городе» должна по замыслу разработчиков, «умная сеть» - интеллектуальная, автоматически балансирующая и самоконтролирующая система, способная принимать энергию и преобразовывать в конечный продукт при минимальном участии людей.

1.6.2. Мощные накопительные устройства для оптимизации режима электрической сети.

Эффективное средство снижения потерь в энергосистеме - оптимальное управление потоками мощности, при использовании накопительных устройств

длительного цикла заряд - разряда. Достигается при этом значительное снижение потерь на электростанциях и в сетях - снижение горячего и аварийного резерва мощности, снижение расходов при использовании малоэкономичных ТЭС.

Использование в сети высокой надежности и эффективности мощных накопительных устройств решает многие проблемы оптимизации режима энергосистемы [43-45,77].

Совет по накопителям энергии, созданный в США, называет их «шестым измерением» производства и распределения электроэнергии (остальные пять -топливоснабжение, генерирование, передача, распределение электроэнергии и обслуживание потребителей). Накопители энергии оптимальным образом соединяют между собой эти пять основ электроэнергетики, в которую вкладываются миллиарды долларов.

Разработка накопителей электрической энергии является актуальной научно-технической проблемой. Среди широкого спектра технологий аккумулирования энергии для энергетики интерес представляют следующие технологии.

- Гидроаккумулирование. ГАЭС сегодня являются лидерами по возможным масштаба аккумулируемой энергии и мощности.

- Аккумулирование с помощью сжатия воздуха. В процессе заряда электроэнергия используется для закачки сжатого до высоких давлений воздуха в подземные герметичные полости. При разряде сжатый воздух подается в традиционные газовые турбины.

- Электрохимические аккумуляторные батареи. В этом секторе аккумулируемых устройств известно несколько вариантов технических решений. Наиболее широкое практическое применение сегодня нашли свинцово-кислотные и никель-кадмиевые электрохимические аккумуляторы. В последнее время наиболее интенсивно развиваются литий-ионные аккумуляторы, находя все большее применение на транспорте, в космической и авиационной технике. Сейчас литий-ионные технологии активно внедряются в энергетику (ФСК ЕЭС).

Помимо вышеперечисленных накопителей, обеспечивающих регулирование мощности в течение относительно длительного времени (от нескольких минут до нескольких часов) объекты традиционной и возобновляемой энергетики нуждаются в «быстродействующих» аккумуляторах, способных сглаживать высокочастотные колебания продолжительностью от долей секунды до нескольких минут. Для таких целей находят применение маховиковые аккумуляторы, суперконденсаторы и СПИН.

Потенциальные возможности применения накопителей электроэнергии:

- управление режимами нагрузки - разряд накопителя во время пика нагрузки и заряд - в ночное время (выравнивание дневного и ночного графика нагрузки);

- вращающийся резерв - возможность быстрого замещения вышедшего из работы крупнейшего генератора в энергосистеме;

- выравнивание графика нагрузки в сетях со значительной долей распределенных источников электроснабжения, особенно - возобновляемых источников энергии;

- повышение возможности передачи энергии - участие в управлении устойчивостью, регулировании напряжения, частоты реактивной мощности, повышающая стабильность работы сетей;

- повышение качества электроэнергии - поддержание стабильности напряжения установкой накопителей, как на питающих фидерах, так и непосредственно у потребителей, особенно при резко переменном характере нагрузки, источники мощности для непрерывного электроснабжения.

На рис. 1.2 показаны мощность и энергия на единицу массы для СПИН и двух более ранних технических решений: конденсаторов и аккумуляторных батарей. Для СПИН серый участок указывает на величины, достигнутые в настоящее время. Черная зона на рисунке - это теоретически возможные величины, для достижения которых требуются большие объемы работ по исследованиям и разработкам.

Js4

О &

УЗ

о

о

¡О, Eö

Efi СЙ

0.001

0,01 0,1 1 10 100 1000

Mass specific energy (Wh ''kg)

Рис. 1.2. Диаграмма Рагоне (Ragone plot) для СПИН, аккумуляторных батарей и конденсаторов

Надписи на этом рисунке, слева направо сверху вниз:

• Ось ординат - удельная мощность (кВт/кг)

• Ось абсцисс - удельная запасаемая энергия (Вт-ч/кг)

На графике:

СПИН

Обычные (диэлектрические) конденсаторы Ультраконденсаторы (суперконденсаторы или ионисторы) Аккумуляторные батареи

На рис. 1.3 сравниваются диапазоны мощности и времени разряда для различных устройств запасания энергии. Особенностью СПИН является высокая мощность до 100 МВт, и короткое время разряда, менее секунды.

иmw.eiectrmitysfwmge.o rg

Hours

Q

as

*ab

2 Minutes

.S3 U m

'МкМШх tuttcrtes

batterfe»

№OMMii

Заключение диссертации по теме «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве», Попова, Мария Вячеславовна

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4:

1.Совместное использование быстродействующих ТУ и накопителя дает возможность автоматически решать проблему бесперебойного энергоснабжения синхронной нагрузки в случаях внезапных и случайных отключений линии. Альтернативными более дорогостоящими решениями этой проблемы может быть строительство дополнительной линии электропередач или сооружение в месте потребления электростанции.

2. В случае замены эквивалентного двигателя на генератор, предложенная математическая модель позволяет изменить направление передачи энергии и воспроизводит типовую картину обеспечения надежности работы сильной энергосистемы.

3.Предложенная модель позволяет исследовать переходной процесс в системе и выявить энергетические соотношения между нагрузкой с одной стороны ТУ и накопителя с другой.

4.Проведенные на математической модели исследования показали, что принятый в качестве единичного модуля СПИН с запасенной энергией 10 Дж достаточно удобен для комплектования накопителя. Наилучший эффект можно получить, если максимальная мощность накопителя близка к мощности синхронной нагрузки. Предел запаздывания во времени должен быть минимален. Для рассмотренного случая 0,02 - 0,03 с.

5.Выполненные исследования показали, что установка накопителя позволяет в рамках рассматриваемого примера увеличить мощность синхронной нагрузки (до 70%).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Получили развитие и активно внедряются новые методы и средства мониторинга и непрерывного контроля электрооборудования, особенно это касается диагностики трансформаторов. Методы диагностики и мониторинга позволяют выявить дефекты на ранней стадии их развития без выведения оборудования из эксплуатации при относительно небольших затратах времени и средств.

2. Внедрение этих методов повышает бесперебойность энергоснабжения , уменьшает количество аварийных отключений и простоев электрооборудования. Однако, какими бы надёжными ни были электрические системы, в них неизбежно возникают повреждения (в первую очередь КЗ) и ненормальные режимы (отключения без повреждения электрооборудования).

3. Рассчитаны характеристики токоограничителей на рабочее напряжение 10, 110 и 220 кВ, для нескольких вариантов их конструкций. Даны предложения по улучшению характеристик токоограничителей, и технологичности их изготовления, которые могут быть использованы на этапе непосредственного проектирования.

4. Использование стального магнитопровода в токоограничителях на напряжение 110 кВ и выше, нецелесообразно в связи с недостаточным значением индукции насыщения стали.

5. Варианты, токоограничителей без стального магнитопровода удовлетворяют техническим требованиям, но имеют довольно высокие значения расхода меди и тепловых потерь в номинальном режиме. Существенное улучшение этих характеристик, при сохранении принципа использования токоограничителя и традиционных материалов его обмоток, получить невозможно.

6. Проведён анализ возможности создания ТУ с обмотками из ВТСП. Показано, что уже при достигнутых к настоящему времени характеристик для ВТСП второго поколения, потери в ТУ в номинальном режиме могут быть снижены на порядок, а вес обмоток более чем в 20 раз.

7. Совместное использование быстродействующих ТУ и накопителя даёт возможность автоматически решать проблему бесперебойного энергоснабжения синхронной нагрузки в случаях внезапных и случайных отключений линии. Альтернативными более дорогостоящими решениями этой проблемы может быть строительство дополнительной линии электропередачи или сооружение в месте потребления синхронной нагрузки электростанции.

8. Предложенная модель позволяет исследовать переходной процесс в системе и выявить энергетические соотношения между нагрузкой с одной стороны и ТУ и накопителем с другой. Показано, что использование быстродействующих ТУ увеличивает запас устойчивости системы (рис 4.9).

9. Выполненные исследования показали, что совместная работа ТУ и СПИН в рамках рассматриваемого примера позволяет увеличить мощность синхронной нагрузки (~2 раза).

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВН - высокое напряжение;

ИНТ - наиболее нагретая точка;

TIM - Transformer Insulation Monitor;

CO, M, Д, ДЦ - диспетчерский узел;

РД - руководящий документ;

СП - степень полимеризации;

СИ - среднее напряжение;

РО - рабочий орган;

ЛЭП - линия электропередач;

РУ - распределительное устройство;

ТУ - токоограничивающие устройство;

СТУ - сверхпроводящее токоограничивающее устройство;

СИ - собственные нужды;

ПЭН - питательный насос с электроприводом;

ОИВТ РАН - Объединенный Институт Высоких Температур Российской Академии Наук;

МЭИ - Московский Энергетический Институт; КПД - коэффициент полезного действия; СТДП - синхронные турбодвигатели; АПВ - аппарат повторного включения; ТРНС - название серии трансформатора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Попова, Мария Вячеславовна, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Куско А., Томпсон М. Качество энергии в электрических сетях,- М.: Додэка XXI. - 2008. - 336с.

2. Андриянов В.В. Проект сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии (100 МДж) / В.М. Батенин, А.С. Веселовский, И.А. Кирьенин, С.И. Копылов, Ю.А. Башкиров, В.Е. Сытников, А.С. Рычагов, Н.С. Лазарев,

A.В. Стукашов // IEEE Trans.- MAG 27(2).- 1991.- p. 2329 - 2332.

3. Рубинраут A.M. Сверхпроводниковый индуктивный накопитель энергии для повышения динамической устойчивости системы с синхронной нагрузкой / А.М Рубинраут., Н.В. Бурбаева // Электричество. - 1996. - № 10. - С.2-11.

4. Amin S.М.Перспективы регулирования электроэнергетики в «сильной» сети/ S.M. Amin, B.F. Wollenberg // IEEE Power & Energy Magazine. - 2009. - No 2. - C.16-32, 93,94.

5. Взгляд на электроэнергетику США второго столетия нашей эпохи «Grid 2030»// Департамент энергетики США - DOE - Office of Electric T&D. - July 2003.

6. Amin S.M. Направление - на сильные электрические сети / S.M. Amin,

B.F. Wollenberg // IEEE Power & Energy Magazine. - 2005. - No 5. -

C.34-41.

7. Kezunovic M. Совместная работа над созданием «сильной сети / М. Kezunovic, G.t Heydt., Ch., DeMarco, Т. Mount // IEEE Power & Energy Magazine. - 2009. - № 2. - C. 69-78.

8. Thorp J.S. Доход от широкой перспективы / J.S Thorp., A Abur, M. Begovi., J Giri, R. Avilf-Rosales // IEEE Power & Energy Magazine. -2008. -№ 5. - C.43-51.

9. Глушко С. Технологическая концепция Smart Grid - облик электроэнергетики будущего / С. Глушко, С. Пикин // Энергорынок. -2009. - №11.-С. 68-72.

10. Ipakchi А. Сеть будущего /А. Ipakchi , F. Albuyevc.// IEEE Power & Energy Magazine. - 2009. -№ 2. - C. 52-62.

11. Breuer W. Перспективы создания сильной сети для выносливой и надежной системы электроснабжения / W. Breuer , D. Povh , D. Retzmann , Ch., Urbanke, M. Weinhold // Доклад от компании Siemens на ВЭЛК. - 2007, 20th World Energy Congress 11-16 November 2007.

12. Воропай Н.И. Задачи повышения эффективности оперативного и противоаварийного управления электроэнергетическими системами / Н.И Воропай // Энергоэксперт. - 2009. - № 4. - С.36-41.

13. Рабочая группа СИГРЭ С4.601. Широкомасштабный контроль и управление системами электропередачи для повышения их пропускной способности/ Рабочая группа СИГРЭ С4.601. // Electra. - 2007, August. -№ 233.-С. 59-64.

14.. Дорофеев В. Активно-адаптивная сеть - новое качество ЕЭС России / В. Дорофеев // Энергоэксперт. - 2009. - №4, с. 28-34.

15. Интеллектуальная энергосистема с активно-адаптивной сетью / Презентация НТЦ «Электроэнергетика» Интернет-портал ТЭК //Energy Eand. Info, 30 апреля 2010 г.

16. Финансирование DOE СП-проекта для сильной сети / Transm. & Distr. World//2009. - № 8.-С. 10.

17. Geschiere А. Повышение возможностей кабелей большой длины с применением высокотемпературных сверхпроводников / А. Geschiere, D. Willen, Е. Piga // Доклад СИГРЭ. -2008. - В 1-307.

18. Розанов Ю.К. Управление потоками электроэнергии в преобразователе со сверхпроводниковым индуктивным накопителем./ Ю.К Розанов, М.В. Рябчицкий, М.Г. Лепанов, М.Г. Киселев //Электричество. - 2008. - № 8. - С.22-27.

19. Энергообъединение АЕР расширяет применение аккумуляторных накопителей в электрической сети// Modern Power Sistem. - 2008. -№1. - С. 31.

20. Sugimoto S. Разработка двухслойных конденсаторов для накопителей энергии и их применение для компенсации посадок напряжения / S. Sugimoto, R.Hatano, Н. Nara et al. // Доклад СИГРЭ. -2008. - Dl-103.

21. Ковалев Ф.И. Новые полупроводниковые материалы для звуковых приборов/ Ф.И. Ковалев, Ю.А. Евсеев // Электротехника. - 2006. - № 10.-С. 7, 8.

22. Litos М. Ликвидация незнания: как поддерживает DOE развитие «сильной» сети / М. Litos // Electric Light & Power. - 2009. - №2. - С. 48, 52, 64.

23. Применение широкополосных систем передачи данных по силовым линиям / РГ D2.21 СИГРЭ // Electra, Technical Brochure 382. . - 2009. -No 244. -С.69-75.

24. Поставки аппаратуры для исследований в области Smart Grid // Transm. and Distr. World. - 2009. - №11. -C.10.

25. Эффективные инновации для энергетики // Энергоэксперт. - 2009. -№4. -С. 12-15.

26. Morison К. Оценка живучести энергосистемы / К. Morison , L.Wang, P. Kundur // IEEE Power & Energy Magazine. - 2004. - № 5. -C.30-39.

27.Оценка состояния энергосистемы с первого взгляда // ABB Ревю. -2004. -№ 2. - С.63-65.

28., Zhou Л. Исследования непрерывной оценки живучести и ее применение в национальной сети Китая / Zhou Л, Xin Yaozhong, Zhang Zhigang и др. // Доклад СИГРЭ. - 2006. - С2-202.

29. Novosel D. Начало синхронизации сети / D. Novosel , V. Madani , BN Bhargava // IEEE Power & Energy Magazine. - 2008. -№ 1. -C.49-60.

30. Giannuzzi G. Контроль устойчивости системы по углу и напряжению: система измерений параметров режима сети / G. Giannuzzi, С. Sabelli, R. Salvati etm.al.// Доклад СИГРЭ. - 2008. - С.2-114.

31. Контроль характеристик энергосистемы в динамике // Electra. - 2008. - № 241. -С.9-11.

32. Аюев Б. Непрерывный контроль характеристик энергосистемы в динамике /Б. Аюев, Ю. Куликов, М. Королев // Electra. - 2006, Oct.- № 228.-С.2-7.

33. Martin К.Е. Технология определения фазового сдвига / К.Е. Martin J.R. Carroll // IEEE Power & Energy Magazine. - 2008. - № 5. -C.24-33.

34. Куликов Ю.А. Использование технологии векторного измерения параметров в ЕЭС России для информационного обеспечения оперативно-диспетчерского управления / Ю.А. Куликов // Энергетик. -2009. -№ 1.-С.10-13.

35. Volskis H. Широкое применение широкомасштабных измерений в сетях разных стран / H. Volskis , R.M. de Moraes, Bi Tianshu и др. // IEEE Power & Energy Magazine. - 2008. - № 5. -C.52-65.

36. Neville А. Первый город с «сильной» сетью / A. Neville // Power. -2008. - № 5. -С.42-47.

37. Vinter Р. Дания приветствует повышение надежности сети / P.Vinter // Transm. & Distr. World. - 2008. - № 9,- C.56-64.

38. Вложения IBM в систему «сильной» сети на Мальте / Transm.& Distr. World.-2009. -№ 3. -С. 10.

39. Ввод «интеллектуальных» счетчиков электроэнергии в США / Новости Электротехники. - 2009. - № 1. -С. 10.

40. Портленд заменяет счетчики на «интеллектуальные» / Transm.& Distr. World. - 2009. - № 5. -С. 16.

41. Cherrie J.Распространение интеллектуальных счетчиков / J. Cherrie //Transm.& Distr. World. - 2010. - № 2. -C. 22.

42. Европа за 12 лет может сэкономить 53 миллиарда евро на интеллектуальных счетчиках // Рынок электроэнергетики. - 2009. -№4. -С.56.

43.Thomas R.J. Доклад DOE по проблеме накопителей энергии / R.J. Thomas // IEEE Power & Energy Magazine. - 2009. - № 4. -С. 27-31.

44. Roberts В. Сохранить энергию в сети / В. Roberts // IEEE Power & Energy Magazine. - 2009. - № 4. -C.32-41.

45. Воропай Н.И. Пути повышения эффективности электросетевого комплекса России / Н.И. Воропай, В.Э. Воротницкий, Н.Л. Новиков и др. // Электрические станции. - 2010. - №1. - С.53-58.

46. Королёв Я.А. Дистанционный контроль теплового состояния оборудования и сооружений / Я.А. Королёв, С.И. Копылов, М.В. Попова // Мат-лы Международной научно-практической конф. «Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК».- М.: 2009.- С. 52-56.

47. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34. 45-51. 30097. Приложение 3. Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередач: Изд. 6. / М.: ЭНАС ,1998..

48. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ. РД 153-34.0 - 20.363 - 99./ М.: Департамент стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» ОРГРЭС. - 1999,- 78с.

49. http://webl.vei.ru/SUMTO/SUMTO.htm - Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования (СУМТО).

50. Мордкович А.Г. Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования СУМТО /А.Г. Мордкович, В.А. Туркот, A.A. Филиппов, Г.М. Цфасман // Электро . -2007. - №6. -С.23-28.

51 .Крюков A.B. Математическая обработка результатов

термографироваиия тяговых подстанций: Монография / A.B. Крюков.,

A.Д. Степанов, В.П. Закарюкин, С.М. Асташин// http://window/library р rid=63706.

52. Акимов А.Н. Разработка технических средств и методов контроля и испытаний электрооборудования нефтегазовых комплексов в условиях эксплуатации: Автореферат дис. на соискание ученой степени кандидата тех. наук. Чебоксары ЧГУ/ Акимов А.Н.- 2005. -24с.

53. Анализ нарушений в работе электроустановок и рекомендации персоналу. Служба передового опыты ПО «Союзтехэнерго»/ Под ред. Ф.Л. Когана. - 1990. - Вып. 1,2.

54. Поляков B.C. Из опыта тепловизионной диагностики высоковольтного оборудования энергосистем / B.C. Поляков //Энергетик. - 2000. -№5.

55. Неибеин В.А. Применение методов тепловизионного обследования при профилактическом контроле электрооборудования /

B.А.Неибеин, В.С.Тепин, А.М.Акимов и др.// Труды академии электротехнических наук Чувашской Республики. Чебоксары. ЧРУ. -2001. -№1. -С.18-23.

56. Электротехнический справочник: в 3-х т., тт. 2 и 3. /Под редакцией профессоров МЭИ. - М.: Энергоатомиздат. -1986. - 712 с. и 656 с.

57. Электрические и электронные аппараты / Под общей редакцией проф. Ю.К. Розанова . - М.: Энергоатомиздат. -1998. - 752с.

58. Чунихин А.А.Аппараты высокого напряжения / A.A. Чунихин, М.А. Жаворонков. // М.: Энергоатомиздат. - 1985. - 432с.

59. Л.В. Лейтес. Электромагнитные расчёты трансформаторов и реакторов / М.: Энергия,- 1981.-312с.

60. Б.Н. Неклепаев. Координация и оптимизация уровней короткого замыкания в электрических системах / Б.Н. Неклепаев. -М.: Энергия.-1978.- 152 с.

61. McFee. Сверхпроводимость и ее применение в электротехнике / Под ред. Б.К. Буля и Б.М. Тареева. - М.-Л.: Энергия. -1964. -95с.

62. Г.В. Буткевич. Дуговые процессы при коммутациях в электрических системах / Буткевич Г.В. - М.: Энергия. -1973. - 264с.

63. Иванов С.С. Однофазный сверхпроводящий управляемый реактор./ С.С. Иванов, В.Д. Жемерикин, С.И. Копылов,- М.: Препринт ОИВТ РАН. - № 4-475.- 2004. -28с.

64. ИвановС.С. Исследование магнитной цепи токоограничивающего сопротивления / С.С.Иванов, В.Д. Жемерикин, С.И. Копылов,- М.: Препринт ОИВТ РАН. - № 4-477,- 2004. -28с.

65. Gyore A. Series and parallel connections of inductive high-temperature superconducting fault current limiters. / A. Gyore, L. Farkas, I. Vajda // Supercond. Sci. Technol. - №18. - 2005. - p.82-585.

66. Hawley C. J. Performance of a 1 MVA high temperature superconductors-enabled saturable magnetic core-type fault current limiter. / C. J. Hawley, F. Darmann3, T. P. Beales // Supercond. Sci. Technol.- № 18. - 2005. - p.255-259.

67. Villard C. Limitation of DC Currents by Superconducting Films./ C. Villard, C. Peroz, B. Guinand, P. Tixador // IEEE Trans. Appl. Supercond.. - v. 15, N. 1,-March 2005.-p.11 - 16.

68. Joo M. Reduction of fault current peak in an inductive high-Tc superconducting fault current limiter. /М. Joo // Cryogenics. - № 45. - 2005. p. 343-347.

69. Osorio M.R. Thermal recovery of inductive superconducting fault current limiters with weak zones in the secondary./ M. R. Osorio, M. Ruibal, J. A. Veira, F. Vidal // Supercond. Sci. Technol. - №18. - 2005. - p.739-746.

70. Копылов С.И. К вопросу создания сверхпроводникового токоограничителя трансформаторного типа/ С.И. Копылов, Е.Ю. Каменева, М.В. Попова // Вестник РГАЗУ.- 2012,- №11(16).- С. 110-113.

71. Веников В.А.. Переходные электромеханические процессы в электрических системах / В.А. Веников. - ML: Высш. шк., 1985. - 536с.

72. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ. РД 153-34.0 - 20.363 - 99./ М.: Департамент стратегии развития и научно - технической политики РАО "ЕЭС России", ОРГРЭС. - 1999,- 78с.

73. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.30097. Издание 6 ./ Приложение 3. Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередач. М.: ЭНАС. - 1998 г.

74. http://webl.vei.ru/products/SUMTO/SUMTO.htm - Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования (СУМТО).

75.Ю.Г. Шакарян. Технологическая платформа smart grid (основные средства) / Шакарян Ю.Г., Новиков Н.Л. // Энергоэксперт. - № 4. -2009. - с.42-49.

76. Is - limiter, http://www.abb.com/mediumvoltage.

77. Попова М.В. Использование накопителей энергии в активно-адаптивных сетях (SMART Grid) / М.В. Попова // Вестник РГАЗУ.- 2010.-№ 8(13).-С. 105-108.

78. Беляева Л.В. Применение ИК-контроля теплового состояния электрооборудования и сооружений / Л.В. Беляева, С.И. Копылов, Я.А. Королёв, МБ. Попова // Вестник РГАЗУ .-2009,- № 7(12).-С. 144-147.

79. Астахов Ю.Н. Накопители энергии в электрических система / Ю.Н. Астахов, В.А. Веников, А.Г. Тер-Газарян. -М.: Высш. Шк. - 1989. -160с.

80.Желтов B.B. Оптимизация обмоток сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии / В.В. Желтов, А.Ю. Архангельский, С.И.Копылов // Изв. РАН. Энергетика,- №2.-1994.- с.72-85.

81.Беляева Л.В. Актуальность применения дистанционного контроля электротехнического и технологического оборудования/Л.В. Беляева, М.В. Попова // Вестник РГАЗУ.- 2010,- электронная. Версия, per.

номер 0421000045/0035

82.Альтов В.В. Токоограничивающие устройства трансформаторного типа / В.В. Альтов, С.С. Иванов, В.В. Желтов, С.И. Копылов, М.В. Попова // ЭЛЕКТРО: электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность.-№5.-2010.- с.46-55.

83.Попова М.В. К вопросу использования дизельных электростанций и систем с накопителем и токоограничителями / М.В. Попова, B.C. Генин // Тракторы и сельскохозмашины .- №3.- 2012.- С.39-40.

84.http://www.ntc-power.ru/ies-aas/control/

8 5. http: //ener gy land. info/analitic- sho w-4 5305

86.http://www.smartgrid.su/o-smart-grid/chto-takoe-smart-grid/

87.Вибро-Центр, 614600 Россия г.Пермь, ул. Кирова, 70, офис 402, Тел./факс. [phone]

88.Никта - система диагностики состояния и оценки остаточного ресурса высоковольтных выключателей http://www.vibrocenter.ru/nikta.htm

89. Система мониторинга параметров трансформатора - Ну dran

http://www.geenergy.ru/ru/equipment/ge/transforniers/Hvdran-M2/ndt/

90.РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»

91.ГОСТ1516.3-96 - устанавливает максимальную длительность перенапряжений и их допустимое количество в год в зависимости от уровня.

92.000 «ЭМА» Статьи - http://www.ema.ru/list/articles

93.Жемерикин В.Д. Сверхпроводящий токоограничивающий реактор трансформаторного типа /С.С. Иванов, В.Д. Жемерикин, С.И. Копылов // Препринт ОИВТ РАН №4-488,- М„ 2006,- 22с.

94.Копылов С.И. Трансформатор тока со сверхпроводниковой обмоткой/ С.И. Копылов// Вестник РГАЗУ,- № 3(8).- М.:- 2007,- С. 168-169.

95. Копылов С.И. Сверхпроводниковые ограничители токов короткого замыкания/ С.И. Копылов// Вестник РГАЗУ № 3(8).- М.:- 2007,- С. 170-172.

96.Копылов С.И. Сверхпроводниковые силовые регуляторы тока/ С.И. Копылов// Вестник РГАЗУ,- (1).- 2008,- 0420800045X0014.

97.Веселовский A.C. Однофазный сверхпроводящий токоограничивающий реактор/ H.H. Балашов Н.Н , A.C. Веселовский, Л.Н.Говорухин, В.Д. Жемерикин С.С. Иванов, С.И. Копылов // Патент на полезную модель № 39002, 10.07.04.

98.Веселовский A.C. Система электроснабжения и защиты электрических линий высокого напряжения/ A.C. Веселовски, С.С. Иванов, Н Ф.Котеленец// Патент на полезную модель № 63115, 10.05.07.

99.Антонов Б.М. Токоограничивающие устройство трансформаторного типа/ Б.М. Антонов, С.И. Копылов// Патент на полезную модель № 110556, 20.11.2011.

100. Беляева Л.В. К вопросу планирования ремонта электротехнического оборудования для сельских распределительных сетей./ Л.В. Беляева, Д.А. Калугин, С.И. Копылов, Ф.А. Мамедов.// Вестник РГАЗУ,- (3).- 2008,- 0420800045X0074.

101. Беляева Л.В. Использование пирометров для контроля состояния электрооборудования на сельскохозяйственном предприятии./ Л.В. Беляева, С.И. Копылов, Ф.А. Мамедов, К.С. Передков// Вестник РГАЗУ.- (3).- 2008,- 0420800045X0075.

102. Королёв Я. А. К вопросу создания токоограничивающих устройств/ Я.А. Королев, С.И. Копылов// Вестник РГАЗУ,- № 5(10).-2008,-С.151-153.