Журнал «Релейная защита и автоматизация» №1 (34) 2019
Формирование обобщенных признаков срабатывания релейной защиты на основе метода главных компонент
Бездушный Д.И., д.т.н. Куликов А.Л.
НГТУ им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород, Россия.

Аннотация: рассматривается возможность применения метода главных компонент для получения обобщенного признака срабатывания релейной защиты, содержащего максимальное количество информации, заключенной в исходном признаковом пространстве. Рассмотрен пример применения предложенного подхода для построения релейной защиты воздушной линии электропередач.
Ключевые слова: многомерная релейная защита, метод главных компонент, имитационное моделирование, информационный подход, пространство признаков.

Formation of generalized features of relay protection actuation via principal component analysis
D.Sc. Kulikov A.L., NNTU n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod, Russia.

Abstract: in the article the possibility of principal component analysis implementation for obtaining a relay protection actuation generalized sign which
includes maximum amount of information contained in the original sign space is considered. The example of using of the proposed method for a power line protection is regarded.
Keywords: multidimensional relay protection, principal component analysis, simulation modeling, information approach, sign space.


Анализ неселективных действий дифференциальных защит сборных шин при внешних однофазных коротких замыканиях с насыщением трансформатора тока в неповрежденной фазе
д.т.н. Кужеков С.Л., к.т.н. Дегтярев А.А.
ООО НПФ «Квазар», г. Новочеркасск, Россия.
к.т.н. Дони Н.А., к.т.н. Шурупов А.А., Петров А.А., Костарев Л.Н., Кошельков И.А.
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: выполнен анализ неселективных действий в переходных режимах однофазных коротких замыканий вне зоны действия дифференциальных защит сборных шин напряжением 110 кВ подстанций распределительных электрических сетей. Указанные действия обусловлены насыщением магнитопроводов трансформаторов тока (ТТ) класса Р, установленных в неповреждённых фазах. Обоснован способ повышения селективности указанных защит в рассмотренных режимах. Предложены методики расчёта времени до насыщения ТТ в неповреждённой фазе и вторичного тока в переходном режиме КЗ, основанные на использовании универсальных характеристик ТТ с прямоугольной характеристикой намагничивания (ПХН) для переходного режима КЗ.
Ключевые слова: короткое замыкание, дифференциальная защита шин, трансформатор тока, переходный процесс, время до насыщения, неповреждённая фаза.

Analysis of non-selective actions of busbar differential protection at external single-phase short circuits with saturation of current transformer in a healthy phase
D.Sc. Kuzhekov S.L., Ph.D. Degtyarev А.А.,
NPF Kvazar, Novocherkassk, Russia.
Ph.D.Doni N.A., Ph.D. Shurupov A.A., Petrov A.A., Kostarev L.N., Koshelkov I.A.,
EKRA Ltd., Cheboksary, Russia.

Abstract: the article analyses non-selective actions in transient modes of singlephase short circuits out of operating zone of 110 kV busbar differential protection at distribution networks substations. The nonselective actions are caused by saturation of magnetic conductors of the current transformers (CT),
P class, installed in the healthy phases. The article founds a method of selectivity improving of the specified protections in the analyzed modes. The calculation method of the time before CT saturation in the healthy phase and secondary current in SC transient mode based on CT universal characteristics with the rectangular saturation curve for SC transient mode are offered.
Keywords: short circuit, busbar differential protection, current transformer, transient process, time before saturation, healthy phase.


Улучшенный алгоритм цифровой дистанционной защиты без допущения холостого хода в доаварийном режиме
Колобанов П.А., д.т.н. Куликов А.Л.,
НГТУ им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород, Россия.

Аннотация: рассматриваются принципы построения и преимущества цифровой дистанционной защиты без допущения холостого хода в доаварийном режиме. Предложен вариант ее практической реализации применительно к кольцевым сетям 110 кв и выше.
Ключевые слова: дистанционная защита, сеть с многосторонним питанием, трансформатор «звезда-треугольник», качания, чувствительность, селективность.

Improved distance protection algorithm without no-load prefault mode assumption
Kolobanov P.A.,
D.Sc. Kulikov A.l., NNTU n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod, Russia.

Abstract: described principles and advantages of distance protection algorithm without no-load prefault mode assumption, proposed the way of its implementation in electric power grids with ring topology.
Keywords: distance protection, multi-source power system, wye-delta transformer, power swings, sensivity, selectivity.


Улучшенный алгоритм цифровой дистанционной защиты без допущения холостого хода в доаварийном режиме
Колобанов П.А., д.т.н. Куликов А.Л.,
НГТУ им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород, Россия.

Аннотация: рассматриваются принципы построения и преимущества цифровой дистанционной защиты без допущения холостого хода в доаварийном режиме. Предложен вариант ее практической реализации применительно к кольцевым сетям 110 кв и выше.
Ключевые слова: дистанционная защита, сеть с многосторонним питанием, трансформатор «звезда-треугольник», качания, чувствительность, селективность.

Improved distance protection algorithm without no-load prefault mode assumption
Kolobanov P.A.,
D.Sc. Kulikov A.l., NNTU n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod, Russia.

Abstract: described principles and advantages of distance protection algorithm without no-load prefault mode assumption, proposed the way of its implementation in electric power grids with ring topology.
Keywords: distance protection, multi-source power system, wye-delta transformer, power swings, sensivity, selectivity.


Универсальные принципы управляемой коммутации силового электрооборудования
Александрова М.И., к.т.н. Наумов В.А.
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
д.т.н. Антонов В.И., Иванов Н.Г. Солдатов А.В.
ЧГУ им. И.Н. Ульянова, ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
к.т.н. Васильева В.Я.
ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: управляемая коммутация силового электрооборудования предназначена для ослабления переходных процессов и предотвращения нарушений работы сети и повреждения оборудования. Снижение интенсивности переходных процессов достигается надлежащим выбором момента коммутации с учетом режима работы коммутируемого электрооборудования.
Необходимым условием эффективности управляемой коммутации является точное прогнозирование времени работы выключателя. Алгоритмы управляемой коммутации должны учитывать не только собственное время включения и отключения выключателя, но и динамические характеристики электрической прочности контактного промежутка, изменение собственного времени включения и отключения при изменении температуры окружающей среды, давления рабочей жидкости или газа в приводе, напряжения питания электромагнитов управления, время простоя и износ контактной системы.
Все устройства управляемой коммутации обладают единством информационной структуры благодаря универсальности основ принципов управляемой коммутации.
Ключевые слова: управляемая коммутация электрооборудования, точность управляемой коммутации, RDDS, RRDS.

Universal principles of power equipment controlled switching
Alexandrova M.I., Ph.D. Naumov V.A.
EKRA Research and Production Enterprise LTD, Cheboksary, Russia.
D.Sc. Antonov V.I., Ivanov N.G.1, Soldatov A.V.
Chuvash State University, EKRA Research and Production Enterprise LTD, Cheboksary, Russia.
Ph.D. Vasilieva V. J.1
Chuvash State University, Cheboksary, Russia.

Abstract: controlled switching of power equipment is intended to reduce a transients in order to prevent network disruption and equipment damage. Reducing the transients’ intensity is achieved by appropriate choice of switching moment, taking into account the switched equipment operation mode.
Efficient controlled switching require an accurate prediction of the circuit breaker operating time. The controlled switching algorithms must take into account not only the circuit breaker operating time, but also the dynamic characteristics of dielectric strength of contact gap, the deviations of circuit breaker operating time due to ambient temperature, stored energy of drive, control voltage, idle time, and wear of contact system.
All controlled switching devices have same information structure because of universality of controlled switching principles.
Keywords: controlled switching of power equipment, controlled switching accuracy, RDDS, RRDS.


Адаптивный алгоритм автоматики ограничения снижения напряжения промышленных энергорайонов с объектами распределенной генерации
к.т.н. Илюшин П.В., ФГАОУ ДПО «ПЭИПК», г. Санкт-Петербург, Россия,
д.т.н. Куликов А.Л., ФГБОУ ВО «НГТУ им. Р.Е. Алексеева», г. Нижний Новгород, Россия.

Аннотация: проведен анализ требований действующих нормативно-технических документов (НТД) в отношении применения автоматики ограничения снижения напряжения (АОСН). Обобщены подходы проектных организаций к выбору алгоритмов работы и параметров настройки устройств АОСН. Исследованы особенности процессов со снижением напряжения в промышленных энергорайонах, которые не позволяют находящимся в эксплуатации устройствам АОСН предотвращать возникновение лавины напряжения в отдельных схемно-режимных ситуациях. Обосновано, что повышение эффективности и быстродействия АОСН возможно за счет создания адаптивного алгоритма функционирования, позволяющего помимо контроля напряжения в месте установки производить анализ схемно-режимной ситуации в прилегающей сети. Доказано, что выбор оптимального состава и объема управляющих воздействий (УВ) необходимо выполнять на основании результатов предварительного моделирования электрических режимов в различных схемно-режимных ситуациях. Показана целесообразность реализации превентивных УВ от АОСН для минимизации возможных дефицитов реактивной мощности. Обоснована возможность эффективного использования генерирующих установок объектов распределенной генерации (РГ) в реализации УВ от АОСН. Представлена структурная схема АОСН с адаптивным алгоритмом, реализация которой позволит содействовать предотвращению вероятности возникновения лавины напряжения в промышленных энергорайонах с объектами РГ.
Ключевые слова: распределенная генерация, энергорайон, островной режим, дефицит реактивной мощности, автоматика ограничения снижения напряжения, лавина напряжения, отключение нагрузки, быстродействие разгрузки.

Adaptive algorithm for automated undervoltage protection of industrial power districts with distributed generation facilities
Ph.D. Ilyushin P.V., FGAOU DPO «PEIPK», Saint Petersburg, Russia.
D.Sc. Kulikov A.L., FGBOU VO «NNSTU n.a. R.E. Alekseev», Nizhny Novgorod, Russia.

Abstract: the research team has analyzed the requirements of the effective standards applicable to the automated undervoltage protection (AUVP) devices. The paper generalizes design approaches to algorithmizing and configuring the AUVP devices. It summarizes the undervoltage-related processes in industrial power districts that cause the AUVP system in use to fail to prevent voltage collapse in certain circuitries and under certain parameters. It is shown
that AUVP performance can be improved by adopting an adaptive algorithm that can be used not only for voltage control, but also for monitoring the circuitry and parameters in the grid adjacent to the AUVP site. It is also shown that control inputs (CI) must be configured on the basis of preliminary simulation of electrical parameters for different circuitries and parametric configurations.
The paper proves it advisable to implement preventive AUVP-related CI to minimize possible reactive power deficits. Efficient use of generator sets within distributed-generation (DG) facilities is proven feasible when applying AUVP-related CI. The paper presents the structural diagram of an AUVP system that uses and adaptive algorithm and can prevent voltage collapse in industrial power districts with DG facilities.
Keywords: distributed generation, power district, island mode, reactive power deficits, automated undervoltage protection, voltage collapse, load disconnection, speed of load shedding response.


Оценка надежности коммуникационной сети системы мониторинга переходных режимов
к.т.н. Успенский М.И.,
ИСЭиЭПС Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, Россия.

Аннотация: управление режимами электроэнергетической системы (ЭЭС) в настоящее время может выполняться с использованием системы мониторинга переходных режимов (СМПР). Ее основу составляют устройства сбора векторной информации (УСВИ ), связанные информационной сетью, покрывающей значительную территорию. Аппаратная надежность такой сети во многом определяется надежностью носителей информации (оптоволокно, радиоволны и т.п.) и устройствами, обеспечивающими их работу – концентраторами данных векторных измерений (КДВИ ). В работе предложен подход к определению параметров такой надежности на примере 10-узловой ЭЭС. Рассмотрены пути повышения аппаратной надежности информационной сети.
Ключевые слова: надежность, готовность, коммуникационная сеть СМПР.

Reliability assessment of the ommunication network for monitoring system of transient modes
Ph.D. Uspensky M. I., ISE&EPN KSC UD RAS, Syktyvkar, Russia.

Abstract: management of the power system modes can be executed now with use of the Wide-Area Monitoring and Control (WAMC). Its basis is made by the Phasor Measurement Unit (PMU) connected by the information network covering the wide area. Hardware reliability of such network in many respects is defined by information carrier reliability (an optical fiber, radio waves, etc.) and the ensuring their functioning devices such as the Phasor Data Concentrator (PDC). In work approach to determination of parameters of such reliability on the example of 10-bus power system is offered. Increase ways of information network hardware reliability are considered.
Keywords: reliability, availability, WAMC communication network.


Релейная защита в распределительных сетях 110/35/10 кВ в условиях цифровой трансформации электроэнергетических систем
д.т.н. Булычев А.В., к.т.н. Васильев Д.С., к.т.н. Козлов В.Н., Силанов Д.Н.,
ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: подстанции класса 110/35/10(6) кВ по стороне среднего и низшего напряжения, как правило, оборудуются одним микропроцессорным терминалом РЗА на каждое присоединение. При отказе основного комплекта РЗА теряются все функции защиты и автоматики соответствующего присоединения, а установка второго комплекта защит экономически не целесообразна. Так, выход из строя или отказ защиты отходящего фидера приведет к отключению вводного выключателя и прекращению энергоснабжения потребителей всей секции шин.
Разработанная инновационная архитектура построения цифровой подстанции с использованием комплекса централизованной защиты повышает надежность за счет централизованного резервирования терминалов защит методом замещения. Предложенное техническое решение позволяет за счет «цифровизации» подстанции получить существенное улучшение основных свойств релейной защиты: надежность, быстродействие, селективность.
Ключевые слова: цифровая подстанция, релейная защита энергосистем, отказы релейной защиты, резервирование релейной защиты.

Relay protection in distribution networks 110/35/10 kV in the conditions of digital transformation of electric power systems
D.Sc. Bulychev A.V., Ph.D. Vasilev D.S., Ph.D. Kozlov V.N., Silanov D.N., «NPP Bresler» LLC, Cheboksary, Russia.

Abstract: typically 110/35/10(6) kV substations are equipped with one microprocessor relay protection assembly for each feeder of medium and low
voltage. In case of failure of the main protection assembly all the protection and control of the feeder is lost, since using additional protection assembly is economically inefficient. Thus, failure of the feeder protection assembly lead to further busbar section tripping. The developed innovative architecture of building a digital substation with the use of a centralized protection complex improves reliability due to centralized back-up protection using the substitution method. The proposed technical solution allows, due to the “digitalization” of the substation, to obtain a significant improvement in the basic properties of relay protection: reliability, highspeed operation, selectivity.
Keywords: digital substation, relay protection system of power systems, failures of relay protection, reserved relay protection.


Проблемы повышения киберустойчивости цифровой подстанции
д.т.н. Воропай Н.И., д.т.н. Колосок И.Н., к.т.н. Коркина Е.С.,
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева, г. Иркутск, Россия.

Аннотация: цифровая подстанция (ЦПС) – это ПС с высоким уровнем автоматизации управления, в которой практически все процессы информационного обмена между элементами ПС, обмена с внешними системами, а также управления работой ПС осуществляются в цифровом виде на основе протоколов МЭК 61850. Передача информации по сети Ethernet через шину процесса и шину ПС приводит к повышенной уязвимости
ЦПС к кибератакам, так как к угрозам безопасности «классической» ПС добавляются угрозы вмешательства в работу шины процесса и синхронизации времени.
В статье для анализа способности ЦПС противостоять кибератакам и восстанавливать свое работоспособное состояние после их воздействия предлагается использовать понятия «киберустойчивость» (от англ resilience) и «индекс киберустойчивости». Выполнен анализ факторов, влияющих на «глубину» снижения функциональности ЦПС при кибератаках, и факторов, способствующих ее скорейшему восстановлению. Показано, что наряду с техническими и организационными мерами, направленными на повышение киберустойчивости ЦПС, важная роль должна отводиться статистическим методам обработки измерительной информации, собираемой на ЦПС. Совокупность всех мер позволит снизить риски ошибок при управлении ЭЭС вследствие кибератак на ЦПС.
Ключевые слова: цифровая подстанция, кибератаки, дестабилизирующие факторы, киберустойчивость, восстановительные меры.

An increase in cyber resilience of digital substation
D.Sc. Voropai N.I., D.Sc. Kolosok I.N., Ph.D. Korkina E.S.,
Melentiev Energy Systems Institute, Irkutsk, Russia.

Abstract: digital substation is a substation with a high level of control automation, where almost all processes of information exchange between substation components, communication with external systems, and control of the substation operation are carried out digitally based on IEC 61850 protocols. Data transfer on Ethernet through the process bus and substation bus leads to an increased vulnerability of the digital substation to cyberattacks because in addition to the security threats of the “classic” substation there appear the threats of interference in the operation of the process bus and time synchronization.
The paper proposes a concept of “cyber resilience” and “cyber resilience index” to analyze the ability of the digital substation to resist cyberattacks and restore its operable state after their impact. The study involves an analysis of the factors that influence the extent to which the digital substation functionality is reduced during cyberattacks, and the factors that contribute to its speedy restoration. The findings show that, along with technical and organizational measures aimed at improving the cyber resilience of the digital substation, of great importance are the statistical methods for processing measurement information collected at the digital substation. The combination of all measures will reduce the risk of errors in the control of electric power systems in case of cyberattacks on digital substations.
Keywords: digital substation, cyberattacks, destabilizing factors, cyber resilience, recovery measures.


О неселективной защите тупиковых линий, отходящих от шин электростанций
к.т.н. Маруда И.Ф., г. Волгоград, Россия

Аннотация: защиты тупиковых линий 110-220 кВ, отходящих от шин электростанций, предлагается дополнить защитой от трехфазных коротких замыканий без выдержки времени – защитой, обеспечивающей устойчивость электростанций.
Ключевые слова: защита от трехфазных коротких замыканий; защита без выдержки времени, защита неселективная.


К вопросу о требованиях к оборудованию контроля сопротивления изоляции СОПТ, снижающих ложную работу устройств релейной защиты и автоматики
к.т.н. Галкин И.А., Виноградов А.Ю., Лопатин А.А.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары , Россия.

Аннотация: в статье изложены вопросы, связанные с требованиями к оборудованию контроля сопротивления изоляции. На основе анализа схемы замещения сети оперативного постоянного тока и опыта внедрения системы контроля изоляции ЭК РА-СКИ выбраны дополнительные требования к оборудованию контроля сопротивления изоляции.
Ключевые слова: релейная защита, контроль сопротивления изоляции, ложная работа устройств РЗА.


Современные решения по обеспечению постоянным оперативным током релейной защиты, автоматики и сигнализации подстанций распределительных сетей
к.т.н. Пашковский С.Н., Шехтер Б.Э.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в статье рассмотрены современные решения по обеспечению постоянным оперативным током цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации на подстанциях распределительных сетей.
Ключевые слова: постоянный оперативный ток, аккумуляторная батарея, релейная защита и автоматика.


РЕТОМЕТР-М3: многофункциональный ВАФ с возможностью экспресс-проверки высоковольтных выключателей
Александров Н.М., Григорьева А.В., ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в статье представлен новый уникальный по своему набору функций вольтам- перфазометр (ВАФ) РЕТОМЕ ТР-М3, который наряду с возможностью измерения параметров трехфазной и однофазной цепей позволяет измерять параметры цепей постоянного тока, а также осуществлять экспресс-проверку высоковольтных выключателей путем осциллографирования формы тока и напряжения катушки включения/отключения, что дает
возможность пользователю оценить работу привода за короткий промежуток времени.
Ключевые слова: РЕТОМЕТР, ВАФ, проверка, измерение, ток, напряжение, осциллограф, гармоника, выключатель.

Здесь Вы можете подписаться на новости рекламно-издательского центра «Содействие развитию релейной защиты, автоматики и управления в электроэнергетике».
При публикации новостей на Вашу электронную почту
будут приходить письма с уведомлением.

Чтобы подписаться на новости, заполните, пожалуйста, все поля: