2577

Реклоузеры типа Rec15_L5 и Rec25_L5 (исполнение L5) применяются в качестве автоматического пункта секционирования, пунктов местного резервирования в сети с несколькими источниками питания в проектах повышения надежности электроснабжения потребителей. Могут применяться на линиях с одним и двумя источниками питания.

Реклоузер Rec15_R5 (исполнение R5) применяется для установки на отпайки, ответвления, например, в точку подключения потребителей. Опционально может комплектоваться с функцией коммерческого учета. Отличие от Rec15_L5 заключается в невозможности применения в кольцевых сетях (сетях с несколькими источниками питания).

Конструкция реклоузеров типа Rec15(25) включает в себя коммутационный модуль; шкаф управления; шкаф учета; соединительное устройство.

Принцип действия реклоузеров типа Rec15(25) для разных случаев при отключении следующий.

1 При оперативном отключении.

Варианты оперативного отключение реклоузера следующие: из шкафа управления; удаленно, командой диспетчера – дистанционный режим.

2 При отключении от защит и автоматики.

При возникновении аварийной ситуации срабатывают защиты и автоматика.

3 При механическом (ручном) отключении. Используется оперативная штанга.

Принцип действия реклоузеров типа Rec15(25) для разных случаев при включении следующий.

1 При оперативном включении.

Аналогично отключению варианты следующие: из шкафа управления; удаленно, командой диспетчера – дистанционный режим.

2 При включении от автоматики.

С целью реализации автоматического повторного включения или автоматического включения резерва в зависимости от выбранных уставок срабатывает коммутационный модуль, сигнал управления на который подается от шкафа управления.

Для работы с настройками реклоузеров применяется специализированное программное обеспечение TELARM Basic.

Для передачи данных задействуются технологии USB, Bluetooth и интерфейс RS232.

51

С 2013 года группа компаний «Таврида Электрик» начала продажи реклоузеров серии SMART35, предназначенных для проведения коммутаций в сетях номинальным напряжением 35 кВ. Выпускаются две модификации:

1)реклоузер Smart35 исполнения Sub7 для подстанций 35-110 кВ;

2)реклоузер Smart35 исполнения Tie7 для воздушных линий 35

кВ.

Между реклоузерами серий РВА/TEL и SMART35 много общего. Однако, последние имеют более сложную конструкцию и больший функционал.

Конструкция реклоузеров типа SMART35 включает в себя следующие элементы: коммутационный модуль; шкаф управления TER_RecUnit_RC7_6; шкаф управления с комплектом для выноса панели управления TER_RecKit_RC7_1; соединительное устройство.

В качестве вывода можно отметить, что децентрализованный подход к управлению аварийными процессами выгоден, в первую очередь, энергоснабжающей организации. Использование реклоузеров позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы и уменьшить недоотпуск электроэнергии.

Литература

1.Королев Н. И. Минимизация потерь электроэнергии в простых замкнутых сетях / Н. И. Королев, Н. В. Ситников – Энергия XXI век, 2014 №1(85-86). – С. 109-112.

2.Величко А. Е. Энергосбережение в распределительных электрических сетях / А. Е. Величко, Н. И. Королев, Н. В. Ситников // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники Инженерные идеи XXI века: труды Всерос. студ. научно-технической конф. – Воронеж: ВГТУ, 2013. – С. 63-66.

3.Шишкин Е. А. Использование программного обеспечения для оптимизации решения проектных задач в электроснабжении / Е. А. Шишкин, Н. В. Ситников, С. А. Горемыкин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды Всерос. студ. научнотехнической конф. – Воронеж: ВГТУ, 2018. – С. 179-181.

Воронежский государственный технический университет

52

УДК 621.3

С. В. Кузнецов, Н. В. Ситников

ПРИМЕНЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ PLC (POWER LINE

COMMUNICATION)

Рассматриваются разновидности технологии PLC (Power Line Communication) и ее применение для передачи информации по силовым электрическим сетям. Анализируется система передачи данных PowerLink компании Siemens. Приводится история развития технологии передачи информации через силовые сети. Указываются перспективы применения PLCтехнологий

Ключевые слова: PLC-технологии, электрические сети, информация

Возможность одновременно передавать электрическую энергию и информацию по электрическим проводам известна давно. Однако, в последние 20 лет этой технологии уделяется особенно пристальное внимание. В наше время этим вопросом занимаются серьезно многие компании.

Линия электропередач имеются везде. Поэтому сама идея не сооружать дополнительно линии связи, а использовать уже имеющуюся инфраструктуру силовых сетей для передачи информации всегда казалась заманчивой.

Понятие PLC (англ. «Power Line Communication») или иначе

«связь через линии электропередач» имеет широкий смысл. Говоря о PLC-технологии, следует различать две следующие ее разновидности.

1 Это известная и успешно используемая высокочастотная связь (ВЧ) по линиям электропередач передач (ЛЭП) – передача сигналов РЗ и ПА, служебной информации для электрических сетей. Используется узкополосная передача с топологией типа «точка-точка» по воздушным ЛЭП высокого напряжения (35-750 кВ). Диапазон используемых частот от 9 до 500 кГц. Причем используется как аналоговая передача информации, так и цифровая.

Следует отметить, что в классическом понимании ВЧ по ЛЭП заключается в передаче аналоговых сигналов. Для связи между современными подстанциями передача данных осуществляется с использованием цифровых каналов. Причем одновременно используются как каналы высокочастотной связи, так и оптоволоконные линии связи. Это позволяет добиться надежного резервирования передачи сигналов. Так, например, реализовано в системе PowerLink компании Siemens.

53

Система ВЧ-связи PowerLink позволяет передавать по воздушным линиям сигналы релейной защиты и подстанционной автоматики, служебную информацию и любые данные. Причем задействуются как аналоговые способы передачи информации, так и цифровые, в том числе и по оптическим линиям связи, которые прокладываются по опорам воздушных линий (в грозозащитном тросе, самонесущие или навивные). Кроме того, в PowerLink имеется возможность организации соединений по технологии TCP/IP.

Преимущества PowerLink перед аналогичными системами других производителей следующие:

1)обработка аналоговых и цифровых сигналов;

2)динамическая скорость передачи;

3)настраиваемая мощность передачи;

4)изменяемая ширина рабочей полосы;

5)пропускная способность до 256 кБит/с;

6)интегрированный интерфейс TCP/IP;

7)сжатие голоса;

8)универсальный мультиплексор vMUX;

9)интегрированная система передачи сигналов РЗ и ПА;

10)общая система управления для всех функций.

По своей сути ВЧ-связь по ЛЭП это уже и есть PLC-технологии. Однако, чаще, в наше время под PLC-технологией, подразумевают другой вариант – широкополосную передачу данных.

2 Широкополосная передача данных – технология BPL (англ. «Broadband Power Line»). Ширина используемого спектра – до 100 МГц, а скорости передачи информации – до 500 МБит/с.

Поскольку частотный диапазон значительно отличается от промышленной сети 50 (60) Гц, то на передачу электроэнергии никакого влияния не оказывается.

Технология BPL применяется в сетях напряжением 0,4-35 кВ. Технология BPL, по сути, является разновидностью технологии PLC. Поэтому чаще всего ее и называют PLC-технологией.

BPL-технология применяется для организации сетей связи в низковольтных силовых сетях, реализованных в соответствии с концепцией «последняя миля», иначе говоря, для связи конечных абонентов на небольших расстояниях – чаще всего для реализации домашних компьютерных сетей, проведения сети Internet, цифрового телевидения и т. д. Другое применение – управление системами сигнализации кондиционирования, вентиляции с реализацией концепции «умного дома».

54

Рассмотрим историю возникновения и развития технологии PLC. Когда появились первые сети постоянного тока, уже тогда

возникала идея передачи диспетчерской информации по линиям электропередач. Очевидно, что передача информации по уже имеющимся силовым линиям электропередач была более рациональной, нежели строительство новых телефонных линий, и это поняли давно.

История появления PLC-технологии начинается примерно в 1918 году с передачи телефонного сигнала (человеческого голоса) по линии электропередачи постоянного тока. С переходом на силовые сети переменного тока идея PLC-технологии получала новую жизнь.

Уже в 50-е годы прошлого века было предложено управлять уличным электросвещением с помощью цифровых данных. Скорости передачи информации тогда составляли лишь несколько бит в секунду. Информация шла в одном направлении. Однако проблемы помехозащищенности не были решены, а до дуплексной связи дело так

ине дошло.

В60-е годы были попытки внедрить PLC-технологии на железнодорожном транспорте, однако и они не увенчались значительным успехом.

В80-е годы настал новый виток развития PLC-технологии. Повысились скорости передачи информации, была разработана дуплексная связь. Первое поколение устройств передачи цифровой информации по проводам питания было сделано на частоте около 130 кГц со скоростью 10 кБит/с.

За рубежом для сбора информации и диспетчерского управления стали применяться SCADA-системы (от англ. «Supervisory Control And Data Acquisition» – «диспетчерское управление и сбор данных»).

Позже, около 1990 года, появилась, собственно, широкополосная передача данных – технология BPL. Причиной тому стало резкое распространение технологий Internet и их проникновение во все промышленные отрасли и сферы жизни человека.

Крупнейшими разработчиками PLC-технологий и PLCоборудования стали компании Siemens (Германия), United Utilities (Великобритания) и Nortel (Канада) и др.

Были достигнуты скорости передачи данных до 10 МБит/с с использованием частот от 2 до 30 МГц, стало применяться мультиплексирование с ортогональным частотным разделением

(OFDM).

Вначале 2000-годов многие компании активно включились в разработку технологии PLC. В наше время наиболее серьезные

55

производители оборудования по этой технологии компании ENEL, Atmel, Yitran, ENDEZA и многие другие.

Однако основной проблемой технологии является проблема обеспечения электромагнитной совместимости технических средств. PLC-оборудование создает помехи на соответствующих частотах, а у используемых кабелей силовых сетей изначально отсутствуют электромагнитные экраны. В результате передаваемые по силовым сетям информационные сигналы создают заметные электромагнитные помехи. Следует отметить также, что используемый технологией BPL диапазон частот (2-80 МГц) пересекается с частотным диапазоном коротковолнового радио (2-30 МГц).

Таким образом, основная проблема применения PLC-технологий передачи данных на уже имеющихся объектах обусловлена тем, что силовые сети существующих объектов изначально не были предназначены для этой цели.

В качестве выводов можно отметить, что PLC-технологии имеют значительные перспективы применения, как для передачи информации в высоковольтных сетях между подстанциями, так и для передачи информации в низковольтных сетях конечных потребителей электроэнергии.

Причем, если в последнем случае применение PLC-технологий лишь позволяют не строить отдельно телекоммуникационные сети, а использовать имеющиеся силовые, то применение PLC-технологий в высоковольтных сетях решает задачи организации интеллектуальных электрических сетей, в которых осуществляется автоматизированный удаленный сбор показаний счетчиков (как электроэнергии, так и газа, тепла, воды), управление потреблением электроэнергии, управление режимами работы сети и т. д.

Литература

1.Горемыкин С. А. Методология энергетических обследований электрических сетей / С. А. Горемыкин, Т.Л Сазонова // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Международной. научно-технической конф., посвященной памяти д.т.н., профессора Зайцева Александра Ивановича

–Воронеж: ВГТУ, 2019. – С. 364-368.

2.Кылымыстый А. П. Оценка надежности систем электроснабжения / А. П. Кылымыстый, С.А. Горемыкин, Т.Л.Сазонова // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды

56

Всерос. студ. научно-технической конф. – Воронеж: ВГТУ, 2018. – С.

107-108.

3.Китаев А. Р. Исследование влияния силовых магистралей на кабели связи / А. Р. Китаев, С.А. Белозоров, С.А. Горемыкин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники Инженерные идеи XXI века: труды Всерос. студ. научно-технической конф. – Воронеж: ВГТУ, 2014. – С. 107-110.

4.Терехов А. В. Математическая модель региональной энергетической системы / А. В. Терехов, Т. Л. Сазонова, С. А. Горемыкин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники Инженерные идеи XXI века: труды Всерос. студ. научнотехнической конф. – Воронеж: ВГТУ, 2014. – С. 54-55.

Воронежский государственный технический университет

57

УДК 621.31

Д.В. Лoгунoв, C.A. Гoремыкин, Т.Л. Caзoнoвa

ОЦЕНКА ПРИЧИН ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В статье анализируются причины, приводящие к недооценке потерь электроэнергии

Ключевые слова: измерительный комплекс, электроэнергия. коммерческие и технические потери. активная мощность, трансформатор напряжения и тока, счетчики. энергопредприятие

В настоящее время в энергетике предъявляются повышенные требования к учету точности измерения потребляемой мощности в электрических сетях. Неучтенные потери энергии в электрических сетях (очень часто это погрешности измерений) приводит к торможению развития энергосберегающих технологий, которые позволили бы уменьшить как технические так и коммерческие потери.

Ошибки измерения активной мощности электроэнергии определяется точностью измерения. Если активная мощность измеряется с отрицательной погрешностью, то часть энергии передается электропотребителю бесплатно. В высоковольтных сетях неточность определения мощности приводит к ошибкам в техническом учете электроэнергии.

Если погрешность измерения мощности генераторов определена неверно, это приводит к неправильному распределению нагрузки между ними, что приводит к фазовым искажениям и, соответственно, к увеличению потребляемой мощности от сети; к неправильной работе электроприемников, их отказам, отказам, отключениям и износу изоляции. В электрических сетях среднего напряжения электричество измеряется счетчиками. Теперь индукционные счетчики электрического электрической энергии заменяют на электронные, имеющие более высокий класс точности, что приводит к уменьшению погрешности, но замена не всегда дает возможности достигнуть требуемой точности. Ошибки остаются достаточно большими, и это связано с несколькими причинами

Первой причиной таких погрешностей является влияние цепи связи трансформаторов напряжения (TН) и тока (TT) с их счетчиками, подключенными к преобразователям активной и реактивной мощности, которые вносят дополнительные ошибки.

Вторая существенная причина заключается в том, что

58

измерительные трансформаторы напряжения (TН) и тока (TT) эксплуатируются вне допустимого ГОСТом диапазона изменения их номинальных параметров, что приводит к увеличению их погрешности, и она может достигать 2-3%., и, как следствие, искажение показаний счетчиков, а согласно «Правилам электроустановок» потери напряжения в цепи связи не должны превышать 0,5%.

Следовательно, измерение показателей качества электроэнергии требует более точного измерения напряжения, которое в настоящее время не обеспечивают существующие TН и ТТ. Поэтому на сегодняшний день наиболее актуальными задачами являются анализ погрешностей TН,TT и уменьшение ошибок связанных с этими погрешностями для повышения точности измерения TН,TT. Из вышесказанного следует, что при измерении электроэнергии комбинация погрешностей ТТ и TН будет иметь преобладающее значение.

Анализ литературы показал, что погрешность при измерении электроэнергии, которая включает в себя все устройства, приборы и элементы измерительной цепи, состоит из множества составляющих. К ним относятся погрешности самих устройств, измерительных приборов, также условия эксплуатации (погодные, нарушение сроков работы), недобросовестность обслуживающего персонала и многие другие составляющие, которые необходимо учитывать.

Литература

1.Загорский Я.Т., Комкова Е.В. Погрешности измерений электроэнергии при влиянии внешних величин и параметров контролируемых присоединений // Метрология электрических измерений в электроэнергетике: Доклады науч.-техн. семинаров и конференций 1998-2001 гг. / Под общ. ред. Я.Т. Загорского. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001.

Воронежский государственный технический университет

59

УДК 621.3

М. С. Иванов, И. В. Смородин, С. А. Горемыкин

ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Рассматриваются особенности выявления развивающихся дефектов в высоковольтных кабелях из сшитого полиэтилена. Анализируется существующие методы диагностического мониторинга состояния изоляции высоковольтных кабелей

Ключевые слова: высоковольтные кабели, изоляция, диагностический мониторинг

Всовременных системах электроснабжения все чаще используют кабели с изоляций из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Однако по сравнению с маслонаполненными кабелями СПЭ-кабели имеют необычную особенность: как показал опыт эксплуатации дефекты в СПЭ-кабелях развиваются значительно быстрее, чем в маслонаполненных. Этот процесс может занимать время от нескольких дней до нескольких месяцев. Для маслонаполненных кабелей, в которых дефекты изоляции развиваются значительно медленнее (годами) с определенной периодичностью проводятся испытания с выводом из эксплуатации. Проводимые периодические испытаний маслонаполненных кабелей являются эффективными, тогда как применять тот же подход к испытаниям СПЭ-кабелей оказывается неэффективно, поскольку не обеспечивает необходимого уровня надежности электроснабжения [1, 2, 3].

Вэтой ситуации для обеспечения своевременного выявления развивающихся дефектов изоляции кабельных линий, как СПЭ-кабелей, так и маслонаполненных, можно использовать три подхода:

1)применять системы мониторинга состояния изоляции кабельных линий в режиме реального времени, так называемые «on-line- системы» мониторинга;

2)в разы сократить интервалы времени между периодическими испытаниями СПЭ-кабелей с отключением напряжения (в режиме «offline»);

3)ограничиться измерением частичных разрядов в кабельной изоляции с помощью переносных измерительных устройств, причем с той же частотой, что и предыдущем пункте и не отключая при этом

60