Научно-исследовательская работа

ОСНОВНЫЕ НИОКР КАФЕДРЫ «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»  


1. СЕКЦИОНИРУЮЩИЙ ПУНКТ ДЛЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,38 КВ

СП 0,38

bc757d855f5d7bfcfd026fe77961b9cd.jpg

Назначение: Использование для секционирования распределительных электрических сетей 0,38 кВ, решения задач:
- обеспечение чувствительной, селективной и быстродействующей релейной за­щиты ЛЭП 0,38 кВ, особенно актуально для ЛЭП высокой протяженности, где трудно обеспечить необходимую чувствительность автоматических выключателей, устанавливаемых на ТП;
- повышение надежности электроснабжения и уменьшение ущерба при перерыве электроснабжения;
- уменьшение времени отыскания мест повреждения ЛЭП 0,38 кВ;
- повышение электробезопасности при  эксплуатации ЛЭП 0,38 кВ.
Практическое значение использования СП 0,38 кВ заключается в повышении уровня надежности передачи электрической энергии потребителям и снижении времени, необходимого для восстановления электроснабжения аварийного участка линии.
Состояние разработки: Разработан действующий образец. Проведены лабораторные и производственные испытания.. Устройство установлено в опытную эксплуатацию в филиале ОАО «МРСК Центра»-«Орелэнерго».
Характеристики: Токи уставок РЗ – настраиваемые, максимальные уставки 10; 20;50;100;200А в зависимости от исполнения).
Функции:
- дистанционное включение с ТП 10/0,4 кВ и (или) с выносного пункта управления; 
- автоматическое отключение поврежденного участка;
- невозможность дистанционного включения после аварийного отключения (в целях безопасности);
- автоматическое включение после исчезновения и последующего восстановления напряжения на головном участке ЛЭП;
- эргономичная световая сигнализация о режимах работы: наличие напряжения (пофазно) на вводе, включенное/отключенное состояние  СП, наличие напряжения (пофазно) на отходящей линии. АВР (при соответствующей комплектации);
- наличие функции АПВ (в варианте комплектации);
- наличие учета электроэнергии (в варианте комплектации);
- блок управления на базе программируемого логического контроллера (в варианте комплектации).
Авторы: Виноградов А.В., Виноградова А.В., Константинов А.В.


2.  БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЛЭП

БПЛА-ОСЛЭП 1 

cd623a770cbae629957135264543e932.jpg

Назначение: Использование для дистанционного контроля состояния ЛЭП 0,38 – 110 кВ,  решения задач:
- визуальный осмотр состояния ЛЭП и сетевых объектов, например ТП, ПС (обнаружение падения опор, обрывов проводов, высоты зарослей под ЛЭП и т.д.);
- определение наличия напряжения на ЛЭП (при условии адаптации ЛЭП или оснащения БПЛА соответствующими датчиками);
- определение опор с замыканием на землю (при условии установки на опорах датчиков о ЗНЗ, указанных ниже);
- обнаружение несанкционированных подключений (набросов) на ЛЭП 0,38 кВ;
Обнаружение несанкционированной застройки в охранной зоне ЛЭП.
Практическое значение использования БПЛА для оценки состояния ЛЭП заключается в снижении времени и трудоемкости эксплуатации ЛЭП.
Состояние разработки: Имеется планер, приобретается его оснащение, испытания проведены
Характеристики: БПЛА-ОСЛЭП 1 имеет дальность полета в зависимости от оснащения до 40 км и более, при высоте от нескольких метров до 250 м; автопилот и ручное управление (в зависимости от комплектации); JPS – навигация; память видео и видеопередатчик (в зависимости от комплектации).
Функции: облет ЛЭП или других объектов по заданной траектории (может изменяться в процессе полета по желанию диспетчера) с сохранением видеоинформации в высоком разрешении; для адаптированных ЛЭП или доукомплектовании БПЛА – информация о ЗНЗ на ЛЭП, о наличии напряжения на ЛЭП и др.
Варианты исполнения:
1. БПЛА, оснащенный автопилотом с JPS – навигацией,  видеокамерой с памятью.
2. БПЛА, оснащенный автопилотом с JPS – навигацией и ручным управлением,  видеокамерой с памятью.
3. БПЛА, оснащенный автопилотом с JPS – навигацией и ручным управлением,  видеокамерой с памятью и видеопередатчиком. (в разработке).
4. БПЛА, оснащенный автопилотом с JPS – навигацией и ручным управлением,  видеокамерой с памятью и видеопередатчиком, датчиками напряжения, тепловизором или другими устройствами. (в разработке).
Авторы: Виноградов А.В., Семенов А.Е., Мороз А.О. 


3.  УСТРОЙСТВО ЗАПРЕТА АВР ПРИ К.З. НА ШИНАХ ПОДСТАНЦИИ (ПС) ИЛИ БЛИЗКОЕ К.З. В ОТХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ ПРИ УСЛОВИИ ОТКАЗА ЕЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ (УЗАВР) 

ef112ef07dfcbf40d7eb1c51ec89449a.jpg


Назначение: Использование для запрета автоматического включения резерва при к.з. на шинах ПС или близкое к.з. в отходящей линии при условии отказа ее выключателя, решения задач:
- предотвращение выхода из строя и сокращения ресурса оборудования двухтрансформаторной подстанции (секционный выключатель, резервная секция шин, вводной резервный выключатель, резервный трансформатор) вследствие включения его на устойчивое короткое замыкание;
- предотвращение ущерба от перерыва в электроснабжении потребителей, получающих питание от резервной секции шин двухтрансформаторной ПС;
- повышение безопасности эксплуатации ПС.
Практическое значение использования УЗАВР заключается в повышении надежности двухтрансформаторных подстанций за счет исключения работы АВР на устойчивое к.з..
Состояние разработки: Разработан действующий образец. Проведены лабораторные испытания. Устройство готово к испытаниям в условиях опытной эксплуатации. Имеются патенты на способ.
Характеристики: УЗОАВР смонтировано в на металлическом каркасе для установки в ячейку РЗА. Реализовано на электромеханических реле (версия для ПС с электромеханической РЗиА.  
Функции: выявление случаев к.з. на шинах ПС или в отходящей линии при отказе ее выключателя, выдача сигнала на запрет срабатывания в схему АВР.
Варианты исполнения:
1. Электромеханическое на каркасе для установки в ячейку РЗиА.
2. Электромеханическое для монтажа на сборных панелях.
3. Микропроцессорное (в разработке, опытного экземпляра пока нет).
Авторы: Виноградов А.В., Багаев П.Л., Виноградова А.В., Черных Н.Н.


4. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПРОТЕКАНИЯ ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ ВЛ 10 кВ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
ОТОЗЗ -10 

5310e95ea5c6db4665c6a49192f57f35.jpgc48b1e283eea1edf85a4537b131865ea.jpg


Назначение:
- Ограничение токов однофазного замыкания на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью напряжением 10 кВ.
- Сокращение времени затрачиваемого на обнаружение поврежденной изоляции.
- Продление срока службы изоляции ВЛ 10 кВ.
- Сохранение работоспособности заземляющего устройства опоры и повышение эффективности его эксплуатации.
Практическое значение использования ОТОЗЗ заключается в повышении безопасности обслуживающего персонала, населения и животных от поражения электрическим током в охранной зоне ВЛ 10 кВ с изолированной нейтралью. Так же в повышение надежности электроснабжения потребителей за счет сокращения количества отключений ВЛ 10 кВ с изолированной нейтралью. Увеличение экономической эффективности функционирования ВЛ 10 кВ, за счет сокращения недоотопуска электрической энергии по причине отключений.
Состояние разработки: Устройство готово к испытаниям в условиях опытной эксплуатации.
Характеристики: ОТОЗЗ рассчитан на линейное напряжение сети 10 кВ (соответствующее ему фазное 5.8 кВ). Пропускная способность до 400 А.
Функции: Сокращение тока ОЗЗ до минимальных значений. Сокращение разности потенциалов между доступными для прикосновения проводящими конструкциями опоры и землей до безопасных значений.
Варианты исполнения:
- Самостоятельная работа в сетях 10 кВ с изолированной нейтралью.
- Работа в комплексе с устройствами обнаружения места возникновения однофазного замыкания на землю топографического типа предложенными ниже (см. предложение 5).
Авторы: Чернышов В.А., Мешков Б.Н. 


5.  УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ ВЛ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ. ОМВОЗЗ

Назначение:
- Оповещение об установившемся однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) в системе.
- Индикация опоры с устойчивым ОЗЗ.
Практическое значение использования ОМВОЗЗ заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей за счет сокращения времени отключения ВЛ, вызванного необходимостью поиска и ликвидации, установившегося однофазного замыкания на землю.
Состояние разработки:
- ОМВОЗЗ находится на стадии формирования технической части экспериментальной модели. Имеется положительное решение на выдачу патента  на способ.
Характеристики:
- ОМВОЗЗ рассчитаны на фазные напряжения 3,5;5,8 кВ, соответствующие сетям с линейным напряжением 6 и 10 кВ. Возможна разработка ОМВОЗЗ на фазное напряжение 20.2 кВ, соответствующее сетям с линейным напряжением 35 кВ.
 Функции:
- Передача информации об устойчивом  ОЗЗ на диспетчерский пункт.
Варианты исполнения:
Для сетей с изолированной нейтралью напряжением 6,10,35 кВ.
Авторы: Чернышов В.А., Мешков Б.Н. 


6.  УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 10/0,4кВ
АРТН 10/0,4кВ 

f3dad365804a1b3fbe6d735632f1021b.png


Назначение: предназначено для автоматического поддержания напряжения на границе энергосистема-потребитель в заданных значениях за счет автоматического регулирования напряжения в электрической сети 0,38 кВ и решения следующих задач:
- регулирование напряжения в сети с учетом фактического напряжения на вводах потребителей;
- повышение энергетической эффективности распределительных электрических сетей посредством уменьшения ущербов, связанных с недоотпуском электрической энергии потребителям, за счет снижения нерационального расхода и потерь электроэнергии;
- увеличение ресурса электрооборудования как сетей, так и потребителей;
- увеличение точности регулирования напряжения;
- повышение степени автоматизации ТП 10/0,4 кВ для использования их в «умных» электрических сетях.
Практическая значимость состоит в повышении энергоэффективности распределительных электрических сетей, снижении случаев обращения населения и юридических лиц по поводу некачественной электроэнергии.
Состояние разработки: Проведены лабораторные испытания.  Получен патент на способ.
Характеристики: АРТН 10/0,4кВ смонтировано в отдельном щите или в низковольтном щите (на низковольтных панелях) ТП.  Используемые каналы получения данных о напряжении у потребителя GPS, PLC.
Так же может быть смонтирован в щите управления вольто-добавочным трансформатором.
Функции: Автоматическое регулирование напряжения в электрической сети 0,38 кВ с учетом действительных напряжений у потребителей электрической энергии.
Варианты исполнения:
1. Щитовое.
2. Встроенное.
Авторы: Виноградов А.В., Голиков И.О. 


7.  ПРОГРАММА ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ТАРИФА НА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ «Оптимальный тариф» 

a702e2901a5a19892dd0e65ddd548d61.png689b52281e5201e32708ac539d83c2b1.png


Назначение: программа предназначена для расчета стоимости электроэнергии и выбора оптимального тарифного плана для предприятий различных форм собственности.
Программа позволяет
- учесть возможные для конкретного потребителя ценовые категории;
- определить тарифы на электроэнергию и мощность;
- рассчитать стоимость электроэнергии по фактическим или прогнозируемым данным почасового потребления электроэнергии по нескольким ценовым категориям.
Практическая значимость состоит в возможности достижения значительной экономии средств за счет оптимального выбора ценовой категории при расчете стоимости электроэнергии.
Состояние разработки: Программа выполнена, опробована на примере различных объектов.
Авторы: Аникутина А.В., Аникутин В.В., Виноградов А.В. 


8. ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ НАХОЖДЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 

Назначение: Нахождение с большей точностью, по сравнению с существующими методами, структуры потерь электроэнергии в распределительных сетях. Это достигается совершенствованием моделирования процесса передачи электроэнергии за счет учета изменения параметров элементов электрических сетей при: 
- изменении их температуры; 
- старении изоляции и токоведущих частей; 
- проведении ремонта. 
Практическая значимость уточнения значений технических и коммерческих потерь позволяет повысить эффективность планируемых мероприятий по снижению потерь энергии, более обоснованно  устанавливать тарифы на электроэнергию.
Состояние разработки: Разработаны методики учета следующих факторов, влияющих на рост потерь электроэнергии: 
- теплового режима силового трансформатора при расчете ретроспективных потерь энергии; 
- старения трансформатора; 
- наличие капитального и текущего ремонта. 
Имеется Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009615204 «РПСТ 35-110 - Расчет потерь электроэнергии в силовых трансформаторах 35 и 110 кВ» 
Функции: Использование программного продукта соответствующей службой для разработки мер по снижению потерь в распределительных сетях энергосистемы, обоснование тарифов на электроэнергию. 
Авторы: Балабин А.А., Волчков Ю.Д. 

9.  УСТРОЙСТВО СЕТЕВОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА «АВР СЕТЕВОЙ» 

fb906bf433a814f166a3e7bef07a9b30.jpg

5e31599e63b8700d01e8b4fe6be31433.jpg


Назначение: повышение надежности электроснабжения и уменьшение ущерба при перерыве электроснабжения за счет включения резервного питания на резервируемый участок линии электропередач.
Практическое значение использования сетевого АВР заключается в повышении уровня надежности передачи электрической энергии потребителям и снижении времени, необходимого для восстановления электроснабжения потребителей.
Состояние разработки: Разработан действующий образец. Проведены лабораторные. Устройство готово к опытной эксплуатации.
Характеристики: согласно требований заказчика.
Функции: автоматическое включение резерва на весь резервируемый участок ЛЭП; 
автоматическое отключение при включении на участок с коротким замыканием;
в варианте возможен запрет включения на поврежденный участок (с обрывом провода или коротким замыканием).
Авторы: Виноградов А.В., Виноградова А.В., Скробов А.О., Калуцких С.Н.