Опыт применения программно-аппаратно го комплекса RTDS при разработке из мерительного органа контроля по гасания дуги
Иванова О.М., Ильин Д.В., Бычков А.В., к.т.н. Дони Н.А.
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: разработка измерительного органа контроля погасания дуги, предназначенного для использования в устройствах автоматики повторного включения на воздушных линиях высоких и сверхвысоких напряжений с шунтирующими реакторами, при помощи программно-аппаратного комплекса моделирования в реальном времени Real-Time Digital Simulator (RTDS).
Ключевые слова: однофазное автоматическое повторное включение, орган контроля погасания дуги, Real-Time Digital Simulator.

The experience of development of arc extinction control measurement device with rtds
Ivanova O.M., Ilyin D.V., Bychkov A.V., Ph.D. Doni N.A., EKRA Research and Production Enterprise
LTD, Cheboksary, Russia.

Abstract: the development of arc extinction control function to use in singlephase reclosing for high and ultra-high voltage power lines with shunt reactors using Real-Time Digital Simulator.
Keywords: single-phase reclosing, arc extinction control function, Real-Time Digital Simulator.


Оценка интегр альных параметров вторичного тока трансформатора тока до первого насыщения
к.т.н. Рыбалкин А.Д., д.т.н. Нагай В.И., Рыбалкин Д.А., Дудкова Ю.Ю.
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.

Аннотация: развитие технологий интеллектуальных электроэнергетических систем, так называемых «умных сетей» (Smart Grids), обостряет вопросы внедрения в релейную защиту (РЗ) и противоаварийную автоматику новых алгоритмов функционирования, позволяющих учитывать параметры свободных составляющих токов короткого замыкания (КЗ), которые ранее учитывались путём введения некоторых коэффициентов. В частности, в настоящее время расчёт уставок производится при не учёте свободных составляющих тока КЗ, а отстройка от влияния последних на подведённую к измерительному органу величину учитывается введением коэффициентов, на которые корректируется значение параметра срабатывания, вычисленное без учёта влияния свободных составляющих. При этом для расчёта этих коэффициентов необходимо определить расчётные условия, при которых влияние свободных составляющих на величину уставки максимально. В настоящее время учёт влияния апериодической составляющей выполняется при максимальном содержании последней. В работе показано, что такой расчёт в ряде случаев ведёт к существенным погрешностям. Определены условия, при которых нужно определять эти коэффициенты.
Ключевые слова: измерительный трансформатор тока, намагничивающий ток, время насыщения, погрешность.

Estimation of integral parameters of the secondary current of the current transformer before the first saturation
Ph.D. Rybalkin A.D., D.Sc. Nagay V.I., Rybalkin D.A., Dudkova Yu.Yu.
Platov South-Russian State Politechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.

Abstract: the development of technologies of intelligent electric power sys-tems, the socalled «smart grids», aggravates the issues of introducing new functioning algorithms into relay protection and emergency automation, which allow taking into account the parameters of the free components of shortcircuit currents, which were previously taken into account by introducing some factors. In particular, at the present time, the settings are calculated when the free components of the short circuit current are not taken into account, and the detuning from the influence of the latter on the value brought to the measuring body is taken into account by introducing coefficients by which the value of the response parameter calculated without taking into account the influence of free components is adjusted. In this case, to calculate these coefficients, it is necessary to determine the design conditions under which the influence of free components on the setpoint value is maximum. Currently, the influence of the aperiodic component is taken into account at the maximum content of the latter. It is shown in the work that such a calculation in some cases leads to significant errors. The conditions under which these coefficients must be determined are determined.
Keywords: measuring current transformer, magnetizing current, saturation time, error.


Влияние знакопостоянного тока на баланс потокосцеплений первичных и вторичных обмоток силового трансформатора
к.т.н. Гусев Ю.П., Лхамдондог А.Д., к.т.н. Монаков Ю.В., НИУ «МЭИ», г. Москва, Россия.
к.ф.-м.н. Ягова Н.В., ИФЗ РАН, г. Москва, Россия.

Аннотация: при геомагнитных возмущениях, в воздушных высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) индуцируются напряжения, создающие в обмотках силовых трансформаторов знакопостоянные токи. Продолжительность протекания этих токов варьируется от нескольких минут до нескольких часов, что может приводить к насыщению магнитопроводов трансформаторов и авариям в электроэнергетической системе. Появление знакопостоянных токов в обмотках силовых трансформаторов может быть связано не только с геомагнитными возмущениями, но и с апериодическими составляющими в токах короткого замыкания (КЗ). В статье представлены результаты исследования влияния знакопостоянных токов на процессы насыщения магнитопровода силового трансформатора с учетом динамических и частных петель гистерезиса. На основе исследования определены возможные причины отказов релейных защит (РЗ), связанных с нарушениями баланса потокосцеплений обмоток трансформатора, размещенных на общих фазных стержнях магнитопровода, и с изменением содержания высших гармонических составляющих в фазных токах. Исследование проведено на модели участка сети 500 кВ, разработанной с помощью программного комплекса ЕМТP-RV (PowerSys, Франция).
Ключевые слова: силовой трансформатор, намагничивание, насыщение магнитопровода, знакопостоянный ток, гистерезис, время до насыщения, небаланс потокосцеплений

Sign-constant current influence on flux linkage balance of power transformer’s primary and secondary winding
Ph.D. Gusev Yu.P., Lkhamdondog A.D., Ph.D. Monakov Yu.V., NRU «MPEI», Moskov, Russia.
Ph.D. Yagova N.V., IPE RAS, Moskov, Russia.

Abstract: during geomagnetic disturbances, voltages are induced in highvoltage overhead transmission lines, creating sign-constant currents in the windings of power transformers. These currents durations varies from several minutes to several hours, which can lead to saturation transformer’s core and accidents in the electric power systems. The appearance of signconstant current in power transformer’s windings can be associated not only with geomagnetic disturbances, but also with aperiodic component of short-circuit current. The article presents the results of a study of sign-constant currents on power transformer magnetic core saturation processes, taking into account dynamic major and minor hysteresis loops. Based on the study, determined the possible causes of relay protection failures associated with transformer windings flux linkage imbalance located on the core’s common phase limbs and with a change in the higher harmonic components content in phase currents. The study was conducted on a 500 kV network section model developed using the EMTPRV software (PowerSys, France).
Keywords: power transformer, magnetization, magnetic core saturation, sign-constant current, hysteresis, time to saturation, flux linkage imbalance.


Особенности испытаний встроенной блокировки при неисправностях в цепях напряжения преобразователя аналоговых сигналов IEC 61850-9-2LE
к.т.н. Дони Н.А., Кошельков И.А.
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
Шалимов А.С. ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: рассмотрены особенности проверки встроенной в преобразователь аналоговых сигналов IEC 61850-9-2LE функции блокировки при неисправностях в цепях напряжения – оценка быстродействия формирования флагов качества в цифровых отсчётах исходящего SV-потока при помощи шестифазного испытательного устройства и системы анализа сетевого трафика.
Ключевые слова: IEC 61850, автономный преобразователь аналоговых сигналов, шина процесса, блокировка при неисправностях в цепях напряжения, тестирование.

Features of testing embedded loss-of-potential function of stand-alone merging unit iec 61850-9-2LE
Ph.D. Doni N., Koshelkov I., EKRA Ltd., Cheboksary, Russia.
Shalimov A., SPE «Dynamics», Cheboksary, Russia.

Abstract: this paper considers the features of testing embedded loss-of-potential function of stand-alone merging unit IEC61850-9-2LE by evaluation of time events quality analog channels in publish SV using a sixphase testing device and a network traffic analysis system.
Keywords: IEC 61850, stand-alone merging unit, process bus, lossof- potential, protection testing.


О функционировании распределенных источников энергии с силовыми преобразователями в составе энергосистем и изолированных энергорайонов
к.т.н. Илюшин П.В., ФГАОУ ДПО «Петербургский энергетический институт повышения квалификации», г. Санкт-Петербург, Россия.
Симонов А.В., ООО «РТСофт-СГ», г. Екатеринбург, Россия.

Аннотация: в отечественной и зарубежной электроэнергетике широкое применение находят распределенные источники энергии (РИЭ), интегрируемые в энергосистему или изолированные энергорайоны посредством силовых преобразователей. Представлен анализ отечественных и зарубежных нормативно-технических документов на предмет достаточности предъявляемых требований, а также наличия методических указаний и рекомендаций для возможности обеспечения надежного функционирования энергосистем, изолированных энергорайонов и электроснабжения потребителей. Рассмотрены основные преимущества и проблемные вопросы, возникающие при интеграции РИЭ с силовыми преобразователями, которые следует учитывать в процессе проектирования для принятия обоснованных технических решений. Приведены примеры выполнения расчетов и анализа электрических режимов в сетях с РИЭ в различных схемно-режимных условиях. На основании результатов расчетов электромеханических переходных процессов доказана эффективность применения силовых преобразователей для интеграции РИЭ в узлы, имеющие «слабые связи» с энергосистемой, по сравнению с применением традиционных синхронных генераторов. Обоснована возможность реализации в современных системах автоматического управления (САУ) РИЭ законов регулирования параметров режима, соответствующих общесистемным и дополнительным требованиям, формируемым на основании результатов расчетов режимов. Показано, что решение о применении РИЭ с силовыми преобразователями следует принимать на основании технико-экономического обоснования.
Ключевые слова: распределенные источники энергии, генерирующая установка, силовой преобразователь, инвертор, система автоматического управления, законы регулирования, релейная защита.

Functioning of power converter-equipped distributed energy sources in power systems and islanded area
Ph.D. Ilyushin P., Petersburg Power Engineering Institute of Professional Development. Saint Petersburg, Russia.
Simonov A., RTSoft-Smart Grid LLC, Ekaterinburg, Russia.

Abstract: distributed energy sources (DES) are popular in Russia and abroad; they can be integrated in a centralized power system or an islanded area by power converters. This paper analyzes Russian and international standards for the exactness of requirements, as well as for guidelines on how the reliability of power systems, islanded areas, and electricity delivery to consumers. It further dwells upon the core advantages and issues of integrating power converter-equipped DES’s that must be considered at the design stage to make informed decisions. The authors present examples of computing and testing the electrical parameters of DES-equipped grids in a variety of operating situations. The calculated electromechanical transients show that compared to conventional synchronous generators, power converters are more effective for integrating DES’s in the nodes that are weakly linked to the energy system. The paper further proves that automatic control systems (ACS) of distributed energy sources can feasibly feature parameter tuning functions that conform to the general and additional requirements of the system, which in turn are based on the parameter calculations. It shows that a feasibility study is needed to decide whether to use power converter-equipped DES’s.
Keywords: distributed energy sources, generator set, power converter, inverter, automatic control systems, tuning functions, relay protections.


Оптимальный учёт промежуточного отбора мощности в устройствах автоматики ликвидации асинхронного режима
Никитина А.Н., к.т.н. Петров В.С., к.т.н. Наумов В.А., д.т.н. Антонов В.И.,
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: обеспечение селективности действия устройств автоматики ликвидации асинхронного режима (АЛАР) на линиях с промежуточным отбором мощности значительно затруднено неосуществимостью измерения величины мощности промежуточного отбора. Проблема усугубляется еще и тем, что величина отбираемой мощности на этих подстанциях меняется в широких пределах. Обычно известные решения основаны на применении либо максимальных, либо усредненных характеристик нагрузки промежуточного отбора. Из-за этого оба подхода лишены оптимальности решения и приводят к значительному сужению контролируемой зоны. В статье доказывается, что промежуточный отбор мощности на контролируемом участке линии вносит наибольшую погрешность в оценку местоположения электрического центра качаний в случае расположения непосредственно около места установки устройства АЛАР. Предлагается новый способ учета промежуточного отбора мощности ЛЭП в работе устройства АЛАР. Устанавливается, что оптимальной уставкой устройства АЛАР, обеспечивающей равномерность ошибки учета нагрузки промежуточного отбора мощности в алгоритмической модели сети, является вектор комплексной мощности, равноудаленный от верхней и нижней границ комплексной мощности нагрузки промежуточного отбора. Такой выбор уставки обеспечивает определение места ЭЦК с точностью выше 7% от длины линии. Показана важность введения в зону действия устройства АЛАР расширенной зоны, на которой устройство действует с замедлением.
Ключевые слова: асинхронный режим, ЛЭП с промежуточным отбором мощности, автоматика ликвидации асинхронного режима.

The optimum settings of power swing protection for power line with branch
Nikitina A.N., Ph.D. Petrov V.S., Ph.D. Naumov V.A., D.Sc. Antonov V.I., Chuvash State University,
EKRA Research and Production Enterprise LTD, Cheboksary, Russia.

Abstract: the branch power is not measurable in power swing protection. This makes difficult to ensure selectivity of power swing protection. The problem is exacerbated by widely power varying of branch. The known solutions are based on the use of maximum or average power of branch. Therefore, theу are not optimal and lead to a significant constriction of protection zone. It is proved that the branch introduces the greatest error in estimating the location of the electric swing center if it is located directly near the power swing protection. A new method for calculating settings of power swing protection at lines with branches is proposed. It is illustrated that the optimal setting of the power swing protection is the vector of complex power, which is equidistant from the upper and lower boundaries of the complex power of branch. The optimal setting ensures the equability of the power swing protection error, associated with changing of branch power. The proposed method ensures the location of the electric swing center with an accuracy of more than 7% of the line length. The importance of introducing the extended zone into the protection zone of power swing protection is shown. At the extended zone the power swing protection have to operate with delay.
Keywords: unstable power swings, power line with branch, power swing protection.


Релейная защита для сохранения устойчивости электростанций
к.т.н. Маруда И.Ф., г. Волгоград, Россия.

Аннотация: предлагается построение релейной защиты линий и смежной сети 110 кВ с решением вопроса сохранения устойчивости, предотвращения асинхронных режимов электростанции при ликвидации нормативных повреждений.
Ключевые слова: динамическая устойчивость, электростанция, релейная защита, нормативно-технические документы.


Оперативное управление в цифровой электроэнергетике
Гагарин С.А., Николаев А.Ю., ОАО «Сетевая компания», г. Казань, Россия.
Дони А.Н., Петров А.А., Григорьева А.А.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в результате внедрения цифровых технологий в электроэнергетике появилась возможность изменения концептуальных подходов к организации оперативно-диспетчерского и оперативно-технологического управления в части применения дистанционного управления (ДУ) оборудованием и функциями устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). Однако для этого необходимо решить ряд технических, организационных и правовых вопросов. Настоящая статья посвящена решению проблем, возникающих при внедрении ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА. Описан опыт первого в России внедрения ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА на подстанции (ПС) 220 кВ «Зеленодольская», ОАО «Сетевая компания» Республики Татарстан. При этом технические и программно-аппаратные решения, реализованные на ПС 220 кВ «Зеленодольская», могут лечь в основу общих принципов и требований при пересмотре существующих и разработке новых нормативно-технических документов по ДУ уровня общенациональных стандартов. Задуманное как пилотный проект внедрение ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА на ПС 220 кВ «Зеленодольская» в полной мере позволило реализовать дистанционный вывод из работы (ввод в работу) оборудования в автоматическом режиме.
Ключевые слова: оперативно-диспетчерское управление, оперативно-технологическое управление, дистанционное управление, релейная защита и автоматика.

Оперативное управление в цифровой электроэнергетике
Гагарин С.А., Николаев А.Ю., ОАО «Сетевая компания», г. Казань, Россия.
Дони А.Н., Петров А.А., Григорьева А.А.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в результате внедрения цифровых технологий в электроэнергетике появилась возможность изменения концептуальных подходов к организации оперативно-диспетчерского и оперативно-технологического управления в части применения дистанционного управления (ДУ) оборудованием и функциями устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). Однако для этого необходимо решить ряд технических, организационных и правовых вопросов. Настоящая статья посвящена решению проблем, возникающих при внедрении ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА. Описан опыт первого в России внедрения ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА на подстанции (ПС) 220 кВ «Зеленодольская», ОАО «Сетевая компания» Республики Татарстан. При этом технические и программно-аппаратные решения, реализованные на ПС 220 кВ «Зеленодольская», могут лечь в основу общих принципов и требований при пересмотре существующих и разработке новых нормативно-технических документов по ДУ уровня общенациональных стандартов. Задуманное как пилотный проект внедрение ДУ оборудованием и функциями устройств РЗА на ПС 220 кВ «Зеленодольская» в полной мере позволило реализовать дистанционный вывод из работы (ввод в работу) оборудования в автоматическом режиме.
Ключевые слова: оперативно-диспетчерское управление, оперативно-технологическое управление, дистанционное управление, релейная защита и автоматика.