Дослідження і вибір методу визначення місць пошкоджень в розподільних кабельних мережах 10 кВ

Воропай, Роман Олексійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7811

Title:	Дослідження і вибір методу визначення місць пошкоджень в розподільних кабельних мережах 10 кВ
Authors:	Протасов, Сергій Юрійович Воропай, Роман Олексійович
Keywords:	кабельні мережі;пошкодження електричних мереж;методи діагностики;датчики короткого замикання
Issue Date:	Jun-2024
Abstract:	У роботі розглянуто питання моніторингу та діагностики стану кабельних ліній електропостачання. Проведено аналіз методів визначення місця пошкодження кабелів та обрано оптимальний підхід для практичного використання. Досліджено типи датчиків короткого замикання, їх принцип роботи та основні характеристики, а також виконано розрахунок струмів короткого замикання для схеми електропостачання житлового району. Розглянуто способи обробки та передачі сигналів від датчиків на центральний диспетчерський пункт і можливість застосування дворівневої системи телемеханіки для своєчасного виявлення пошкоджень кабельних ліній 10 кВ та запобігання аварійним ситуаціям.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7811
Appears in Collections:	141 Електрична інженерія (Електротехнічні системи електроспоживання)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
ВКРМ_Воропай.pdf Restricted Access		1.87 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(назва факультету)
Кафедра електротехнічних систем
(повна назва кафедри)

«До захисту допущено»
Завідувач кафедри ЕТС
Олександр СИТНИК
______________________
“_____” _________2024 р.

Кваліфікаційна робота
на здобуття ступеня вищої освіти магістра

на тему:
«Дослідження і вибір методу визначення місць пошкоджень в
розподільних кабельних мережах 10 кВ»

Виконав: здобувач вищої освіти 2 курсу, групи мЕСЕ–34
Спеціальності: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)

Воропай Роман Олексійович ____________
(прізвище, ім’я, по-батькові здобувача вищої освіти ) (підпис)

Науковий керівник к.т.н., доцент Сергій ПРОТАСОВ_____ ____________
(наук. ступінь, вчене звання Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис)

Нормоконтроль к.т.н., доцент Костянтин КЛЮЧКА ____________
(наук. ступінь, вчене звання Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис)

Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших
авторів без відповідних посилань.
Здобувач вищої освіти ______________
(підпис)

Черкаси 2024 р.
3
РЕФЕРАТ

По структурі робота складається зі вступу, трьох розділів основної
частини та висновків основних результатів дослідження. Загальна кількість
сторінок – 94, рисунків – 35, таблиць – 7, використаних літературних джерел
– 36.
Метою кваліфікаційної магістерської роботи є дослідження методів та
засобів діагностики розподільних кабельних мережах 10 кВ, а також
підвищення рівня їх надійності, безпеки, ефективності та використання.
На основі мети дослідження, сформульовані такі завдання:
1. Зробити аналіз відомих методів визначення місць пошкоджень
кабельних мереж 10 кВ.
2. Здійснити вибір оптимального методу, який може бути легко
адаптований для повсякденного використання в галузі моніторингу стану
кабелів.
3. Зробити розрахунок вставок датчиків короткого замикання.
4. Проаналізувати можливі способи передачі інформації сигналів
датчиків короткого замикання на центральний диспетчерський пункт.
В результаті проведеного аналізу у першому розділі встановлено
методи, які можуть бути легко адаптовані для повсякденного використання в
області моніторингу та діагностики стану кабелю та визначити місце його
пошкодження. Здійснено вибір оптимального методу, який може бути легко
адаптований для повсякденного використання в галузі моніторингу стану
кабелів.
У другому розділі, зроблено аналіз існуючих типів датчиків короткого
замикання, розглянуто їх принцип роботи та характеристики. Розглянуто
схему електропостачання житлового району м. Києва, виходячи з якої,
проводився подальший розрахунок струмів короткого замикання. Отримані
результати дають змогу зробити вибір датчиків короткого замикання,
спираючись з їхні параметри.
4
У третьому розділі визначено основні аспекти, пов'язані з обробкою і
способами передачі сигналів з датчиків короткого замикання на центральний
диспетчерський пункт. Опрацьовані варіанти підключення та живлення
обладнання для передачі телемеханічних сигналів, а також можливість
застосування дворівневої телемеханічної системи в реальних умовах, що дає
змогу своєчасно виявляти дефекти в кабельних лініях 10 кВ, визначити їхнє
місце пошкодження і не допустити аварійних ситуацій.
Ключові слова: кабельні мережі, пошкодження електричних мереж,
моніторинг, методи діагностики, датчики короткого замикання.

5
ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І
ТЕРМІНІВ ................................................................................................................ 7
ВСТУП ..................................................................................................................... 8
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ВІДОМИХ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЯ
ПОШКОДЖЕННЯ КАБЕЛЬНИХ МЕРЕЖ 10 кВ ............................................. 10
1.1 Методика визначення місця ушкодження кабельних мереж ............... 10
1.2. Відносні методи визначення пошкоджень у кабельних мережах ....... 14
1.2.1. Імпульсний метод ....................................................................... 15
1.2.2. Метод коливального розряду .................................................... 18
1.2.3. Метод петлі ................................................................................. 22
1.2.4. Ємнісний метод ........................................................................... 25
1.3. Абсолютні методи визначення пошкоджень у кабельних мережах ... 29
1.3.1. Індукційний метод ...................................................................... 29
1.3.2. Акустичний метод ...................................................................... 30
1.3.3. Метод накладної рамки .............................................................. 31
1.4. Висновки до розділу 1 ............................................................................. 32
РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК УСТАВОК ДАТЧИКІВ КОРОТКОГО
ЗАМИКАННЯ З ФУНКЦІЯМИ ПОПЕРЕДЖЕННЯ ПОШКОДЖЕНЬ
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ 10 КВ ................................................................................. 33
2.1. Актуальність застосування датчиків короткого замикання ................ 33
2.2. Вибір типу датчика короткого замикання ............................................. 37
2.2.1. Герконові датчики ...................................................................... 37
2.2.2. Електронні датчики короткого замикання ............................... 41
2.3. Розрахунок струмів короткого замикання ............................................. 47
6
2.3.1. Розрахунок опорів на шинах розподільчого пункту РП ......... 48
2.3.2 Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-11 ............................................................. 51
2.3.3. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-12 ............................................................. 56
2.3.4. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-13 ............................................................. 59
2.3.5. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-14 ............................................................. 62
2.4. Висновки до розділу 2 ............................................................................. 66
РОЗДІЛ 3. ТЕЛЕМЕХАНІЗАЦІЯ СИГНАЛІВ ДАТЧИКІВ КОРОТКОГО
ЗАМИКАННЯ ........................................................................................................ 67
3.1. Види телемеханічних систем .................................................................. 67
3.1.1. Засоби передачі інформації ....................................................... 69
3.1.2. Методи оцифрування сигналу ................................................... 71
3.1.3. Аналіз конфігурації цифрової мікрохвильової радіосистеми 73
3.1.4. Аналіз конфігурації супутникової системи ............................. 75
3.1.5. Аналіз системи мобільного радіозв'язку .................................. 76
3.1.6. Аналіз конфігурації оптоволоконної системи ......................... 77
3.1.7. Техніко-економічний аналіз існуючих каналів зв'язку ........... 80
3.2. Телемеханічна система зв’язку з центральним диспетчерським
пунктом .................................................................................................................. 84
3.3. Висновки до розділу 3 ............................................................................. 89
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 90
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................. 91

7
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І
ТЕРМІНІВ

АСУ ТП – автоматизовані системи управління технологічними процесами
ВОЛЗ – волоконно-оптичні лінії зв'язку
ГЗЧ – генератор звукової частоти
ДКЗ – датчики короткого замикання
КЗ – коротке замикання
РП – розподільний пункт
ТП – трансформаторна підстанція
ЦДП – центральний диспетчерський пункт
ЦДУ – центральне диспетчерське управління

8
ВСТУП

Актуальність дослідження. Будь яка сучасна система
електропостачання є складною системою, яка складається із великої кількості
дорогих та важливих для стабільної її роботи елементів, таких як силові
кабелі різного віку та типу, що є основними вузлами та працюють
десятиліттями. На сьогоднішній день найпоширенішим типом ізоляції
кабельних ліній є паперово-масляна ізоляція, яка з'явилася ще у 1940-х роках
минулого століття. Використання кабелів, в якості ізоляції яких
використаний зшитий поліетилен розпочалося у середині 1970-х років. На
сьогоднішній день, великий відсоток кабелів з паперово-масляною ізоляцією,
вже виробив свій ресурс і даний тип кабелю є застарілими. Так само, перші
кабелі в яких застосовується ізоляція зі зшитого поліетилену, знаходяться в
експлуатації вже досить тривалий час.
Вимоги до якості електричної енергії та надійності електропостачання
споживачів зростають, а перебої спричинені виникненням аварійних ситуацій
під час процесу передачі та розподілу електроенергії, стають дедалі
дорожчими для операторів систем розподілу електричної енергії.
Обслуговування на основі постійних умов стає все більш поширеним з
економічних причин, тому що своєчасна діагностика та ремонт кабельних
ліній, може суттєво знизити частоту аварійних відмов, що у свою чергу
позитивно позначиться на зниженні економічних витрат.
Слід відмітити, що аварійні ситуації – це явища, які відбуваються і
відбуватимуться, незалежно від якості експлуатованого обладнання, тому що
крім технічного рівня електроустаткування, складовою ланкою виникнення
аварій є природні катаклізми та людський фактор. Найбільш пошкоджуваною
частиною електричних мереж є кабельні лінії електропередач 10 кВ, які в
основному використовуються в міських електричних мережах. Для
успішного відшукання місця пошкодження кабелю необхідно знати характер
ушкодження і, відповідно, обрати потрібну методику проведення цієї роботи.
9
Метою кваліфікаційної магістерської роботи є дослідження методів та
засобів діагностики розподільних кабельних мережах 10 кВ, а також
підвищення рівня їх надійності, безпеки, ефективності та використання.
На основі мети дослідження, сформульовані такі завдання:
1. Зробити аналіз відомих методів визначення місць пошкоджень
кабельних мереж 10 кВ.
2. Здійснити вибір оптимального методу, який може бути легко
адаптований для повсякденного використання в галузі моніторингу стану
кабелів.
3. Зробити розрахунок вставок датчиків короткого замикання.
4. Проаналізувати можливі способи передачі інформації сигналів
датчиків короткого замикання на центральний диспетчерський пункт.
Об'єкт дослідження – процеси забезпечення надійності кабельних
мереж 10 кВ систем електропостачання.
Предмет дослідження – дослідження заходів підвищення надійності
кабельних мереж 10 кВ.
Методи досліджень. Методи емпіричного дослідження, методи
статистичної обробки інформації.
Елементом наукової новизни. Отримав подальший розвиток метод
визначення місць пошкоджень у кабельних мережах 10 кВ із використанням
датчиків короткого замикання у поєднанні з GSM-модемами для передачі
сигналів, що дозволяє завчасно визначити проблему і її усунути.
Апробація роботи. Основні аспекти наукового дослідження
магістерської роботи були обговорені на студентській науково-практичній
конференції ЧДТУ, яка відбувалася 23-24 квітня 2024 р.

10
РОЗДІЛ 1
АНАЛІЗ ВІДОМИХ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЯ
ПОШКОДЖЕННЯ КАБЕЛЬНИХ МЕРЕЖ 10 кВ

1.1 Методика визначення місця ушкодження кабельних мереж

Електропостачання сучасного будь якого об’єкта має задовольняти
основним вимогам, найголовнішим із яких є надійність електропостачання
[1]. Державні установи, житлові масиви, об'єкти народного господарства,
різні види електротранспорту, а також системи управління та контролю – все
це входить до складу мегаполісу та робота всіх цих структур безпосередньо
залежить від електропостачання. Тому пошкодження мережі живлення може
призвести не тільки до суттєвих економічних втрат, але й до вагомих
наслідків.
Міські електричні мережі повинні задовольняти низкі вимог, а саме:
- надійність електропостачання споживачів. Одна з основних вимог
до міських електричних мереж. Оскільки до складу підприємств, що
обслуговуються, входять і споживачі першої категорії, то ця вимога є і
найважливішою. Надійність електропостачання споживачів першої категорії
забезпечується наявністю автоматизованого резервного вводу,
спрацьовування якого відбувається менше секунди. Таким чином, живлення
споживачів є безперебійним. Надійність споживачів другої категорії
пояснюється можливістю переведення навантаження на резервне ввід на час,
який необхідний для виробництва даних перемикань. Пошкодження обох
ліній електропередач залишить без напруги споживачів як першої, так і
другої категорії. Таким чином, надійність електропостачання споживачів
першої та другої категорій залежатиме від швидкості визначення
пошкодженої ділянки та виконання аварійно-відновлювальних робіт;
11
- якість електричної енергії. Параметри цієї вимоги регламентуються
ДСТУ, а також внутрішніми регламентами та інструкціями підприємств. До
даних показників у електромережних підприємствах в основному відносять
відхилення за частотою та напругою від номінального значення. Внутрішні
інструкції не суперечать державним стандартам, а навпаки, підсилюють ці
допустимі діапазони відхилень у менших межах;
- техніко-економічна обґрунтованість електроенергетичного
обладнання. Витрати на обслуговування, експлуатацію та ремонт повинні
бути доцільні, відповідно до обґрунтованого та прийнятого рішення, як з
технічної так і з економічної точки зору;
- безпека експлуатації. об’єкти електроенергетики, а саме: лінії
електропередач, трансформаторні підстанції та розподільні пункти повинні
задовольняти норми ДСТУ для їх безпечного обслуговування.
Порушення електропостачання, що виникає повинно бути усунене в
найкоротші терміни. Для міських електричних мереж особливо це актуально,
оскільки передача електричної енергії споживачеві здійснюється за
допомогою кабельних мереж. Вони знаходять все більше застосування в
міських мережах, адже такі способи передачі електроенергії безпечніші та
естетичніші [2]. Усунення несправностей у цих лініях займає тривалий час,
оскільки цьому процесу передують земляні роботи. Тому пошук
пошкодженої ділянки є одним із головних завдань при відновленні
електропостачання в аварійних ситуаціях.
Навчений оперативний персонал діє згідно з розробленими
методиками. У разі короткого замикання в кабельній лінії спрацьовує
релейний захист цієї ділянки, тим самим ізолюючи місце пошкодження.
Після цього обладнання, що відключилося повинно бути оглянуто [3]. У
розподільчих мережах захист мереж середньої напруги передбачається лише
у розподільчих пунктах (РП). Таким чином, вимкнений вимикач на РП,
знеструмить весь ланцюг заживлених від нього трансформаторних підстанцій
(рис. 1.1).
12

Рис. 1.1. Спрощена електрична схема ланцюжка підстанцій

Оперативний персонал, який прибуває на місце спрацювання релейного
захисту, оглядає відключене обладнання та доповідає безпосередньому
керівнику необхідну інформацію та чекає вказівки для подальших дій [3]. У
цьому випадку відключення вимикача Q1 призведе до знеструмлення перших
секцій шин на всіх ТП у ланцюжку. Якщо підключені однотрансформаторні
підстанції та живляча одна лінія, то споживач залишається без електричної
енергії на весь період ліквідації аварії. При системі живлення від двох
13
незалежних ліній, як показано на рис. 1.1, пошкоджену виключену лінію,
можна зарезервувати, при цьому виконавши необхідні перемикання на
трансформаторних підстанціях [4]. На рис. 1.1 показаний тільки середній
клас напруги, трансформатори ТП та інше низьковольтне обладнання на
схему не нанесено, тому першочерговим завданням у розподільних мережах,
що резервуються є відновлення електропостачання споживачів. До
виконання даних заходів схема вимикача, що відключився, повинна бути
розібрана для виключення його мимовільного та помилкового
спрацьовування [5]. Після того, як всіх споживачів заживлено, проводиться
визначення пошкодженої ділянки кабельної лінії. Перед цим повинні бути
виконані всі необхідні технічні та організаційні заходи, які забезпечують
безпеку цих робіт. Пошкоджена лінія визначається за допомогою
спеціальних приладів, що вимірюють опір ізоляції (мегаомметр, покажчик
пошкодження кабелю (рис. 1.2)). Вимірювання проводяться на вибраній ТП,
що зазвичай знаходиться в середині ланцюжка в обидві сторони.
Вимірювання тривають, до тих пір поки пошкоджена кабельна ділянка не
буде локалізована. Після цього може бути визначена доцільність зміни схеми
електропостачання методом оперативних перемикань.

а) б)
Рис. 1.2. а) мегаомметр ALT-1010; б) показник пошкодження кабелю
ППК-1
14
Даний метод дозволяє визначити пошкоджену лінію між підстанціями.
Якщо ланцюжок підстанцій невеликий, як показано на рис. 1.1, визначення
так званої «зони» пошкодження може зайняти нетривалий час, але в
ланцюжку з п'яти і більше підстанцій, необхідний час цих робіт може
затягнутися на години.

1.2. Відносні методи визначення пошкоджень у кабельних мережах

Подальші роботи з пошуку місця короткого замикання вже
здійснюються електротехнічною лабораторією. Для найбільш успішного та
точного визначення місця пошкодження кабельної лінії необхідна інформація
про характер ушкодження [6]. За характером виникнення пошкодження в
кабельних мережах можуть бути стійкими та нестійкими. Стійкими
ушкодженнями є короткі замикання (КЗ), низькоомні витоки та обриви. До
нестійких ушкоджень відносяться пробої, що зволожені місця порушення
ізоляції тощо [7].
Визначення місця пошкодження у кабельних лініях – це взаємозалежні
операції, які потребують вирішення окремих видів завдань. Основними
операціями є – відшукання зони ушкодження та знаходження самого
пошкодження на ділянці кабельної лінії. Перш ніж визначати місце
пошкодження, знаходиться зона (ділянка кабельної лінії) з метою
прискорення та підвищення точності роботи. При цьому використовуються
як відносні (неточні), так і абсолютні (точні) методи визначення
пошкодження кабельних мереж [8].
Успішне рішення операції відносними методами, а саме визначення
зони знаходження місця пошкодження, дозволяє значно скоротити час і
трудомісткість точного визначення пошкодження, оскільки зона обстеження
кабельної лінії значно менша. Це є найбільш актуальним для міських
кабельних мереж. При цьому спочатку приладом, що використовується при
відносному методі, визначають зону знаходження пошкодження, а потім
15
більш точними приладами в зоні знаходження місця пошкодження,
визначають точне місцезнаходження пошкодження [9].
Основними методами визначення зони пошкодження кабельних ліній є:
- імпульсний метод;
- метод коливального розряду;
- метод петлі;
- ємнісний метод.

1.2.1. Імпульсний метод

За допомогою імпульсного методу визначаються однофазні та
багатофазні замикання, а також будь-які обриви струмопровідних жил.
Сучасні прилади досить точні, щоб визначити зону пошкодження.
Суть методу полягає в уловлюванні відбитих імпульсів, що
посилаються від імпульсного генератора, що підключається до кабельної
лінії. До складу цієї установки входить блок керування, генератор імпульсів,
приймач та графічний індикатор. Підключення цього приладу до кабелю
представлено на рис. 1.3.

Рис.1.3. Підключення імпульсного приладу до кабельної лінії [8]

У сучасних установках генерація імпульсів, прийом сигналів та
індикація виконуються в одному пристрої (рис. 1.3) основними складовими
частинами якого є 1 – вимірювач неоднорідностей лінії Р5-10, 2 –
16
з’єднувальний кабель; 3 – провід захисного заземлення; 4 – пошкоджений
силовий кабель. У процесі роботи проводять такі операції:
- зондування кабелю імпульсною напругою (зондувальні імпульси
подаються в лінію з імпульсного генератора);
- прийом імпульсів, відбитих від місця ушкодження (відбиті імпульси
надходять з лінії приймача, у якому виробляються необхідні перетворення з
них);
- виділення відображень від місця пошкодження на тлі перешкод;
- визначення відстані до пошкодження по часовій затримці відбитого
імпульсу щодо зондуючого (виробляються також у приймачі і виводяться на
графічному індикаторі).
Справа в тому, що пошкодження в кабелі помітно зменшують його
опір. До цих ушкоджень відносять стійкі короткі замикання, де є
електричний зв'язок між фазами або між фазами та землею. Запливаючі
пробої не відносяться до цієї категорії, тому що їх опір змінюється в
залежності від прикладеної напруги та навантаження. Як правило, при цих
пошкодженнях опір у кабелі перевищує 200 Ом. Стійкі ж замикання
знижують цей опір до мінімуму і цим викликають неоднорідність параметрів
кабелю. Як тільки імпульсний прилад підключений та готовий до роботи
можна робити рефлектомерію. Зондуючі сигнали, що генеруються приладом,
проходять всередину струмоведучої кабельної жили. Внаслідок
неоднорідності опору кабельної лінії, відбувається відображення
зондувальних імпульсів та повернення їх у приймач приладу [9].
Отримана залежність на графічному індикаторі аналізується
оператором та визначається за нею наявність ушкодження та відстань до
нього. Відстань до місця пошкодження визначається за допомогою часу та
швидкості. Час проходження імпульсу необхідно розділити на два, тому що
цей час до місця пошкодження та назад до генератора імпульсу (1.1).

17
L t v
x = x , (1.1)
2

Швидкість імпульсу практично незмінна (для мереж 10 кВ вона складає
160 м/мкс). Таким чином, ця залежність відстані від часу, називається
рефлектограмою, яка показує реакцію лінії на зондуючий імпульс (рисунок
1.4).

Рис.1.4. Рефлектограми визначення пошкодження кабельних ліній

Більше того, за знаком відбитого імпульсу визначається характер
пошкодження. Від’ємний імпульс говорить про замикання, а додатній про
пошкодження типу обриву. Початковий імпульс так само відображається на
приладі. Невеликі ж відображення викликані неоднорідністю хвильового
опору у кабельних муфтах. При розшифровці рефлектрограми всі ці значення
враховуються та аналізуються.
Основними перевагами даного методу є швидкість і наочність, тому що
достатньо зробити вимірювання на одному кінці лінії, не роблячи жодних дій
на іншому кінці, але як відносного методу у складних міських мережах цей
метод не є дієвим. На малюнку 1.5 представлено принципову однолінійну
схему траси кабельної лінії.
18

Рис.1.5. Однолінійна схема траси кабельної лінії

При використанні даного приладу з розподільчого пункту (РП)
визначити зону пошкодження дуже складно, оскільки в міських умовах
кабельна траса являє собою безліч поворотів і без використання спеціальної
карти визначити, на якій відстані пошкодження просто неможливо [10].
Даний спосіб може бути доцільно застосований як абсолютний метод, коли
зона вже визначена і пошкодження потрібно знайти на суворо обгородженій
ділянці. Тому визначення зони місця ушкодження кабельної лінії імпульсним
методом не є швидким та доцільним.

1.2.2. Метод коливального розряду

Метод коливального розряду призначений для визначення відстані до
місця пошкодження в кабельних лініях, при запливаючому пробої, або коли в
місці пошкодження відбуваються електричні розряди.
Такі ушкодження мають характер «змінного» опору ізоляції. При
запливаючому пробої, кабель має властивості непошкодженого але при
проходженні по ньому підвищеної напруги відбувається пробій [11].
19
Електричний сигнал, що посилається при цьому, а саме пробивна напруга,
буде мати специфіку загасаючих коливань. Під впливом підвищеної напруги
відбуватимуться пробої в кабелі. Їх виникнення здійснюються один за одним
і продовжуються через різні часові проміжки. Зниження випробувальної
напруги призводить до припинення пробоїв. Ізоляція кабелю також може
відновлюватися через якийсь час і для виникнення пробою пошкодженої
ділянки необхідно буде підвищувати випробувальну напругу. Найбільш
поширений запливаючий пробій у сполучних муфтах [8].
Метод коливального розряду так само називають хвильовим, так як
виникнення пробою в місці пошкодження викликає появу в кабельній лінії
хвильових процесів при перебігу в ній струму. Ці процеси, як і
електромагнітні коливання, характеризуються періодом поширення. За цією
характеристикою можна визначити місце до пошкодження ділянки. При
даному методі використовується прилад, основними складовими елементами
якого є: джерело високої напруги та опір, величина якого значно більша за
хвильовий опір лінії. У кабельну лінію подається напруга, яку поступово
підвищують. Тим самим відбувається виникнення розряду, що носить
характер загасаючих коливань. Вимірюючи період вільних коливань,
визначають відстань до місця ушкодження кабелю за формулою

L Т
x = v , (1.2)
4

де v – швидкість поширення хвилі в кабельній лінії,
Т – період вільних коливань.
Щоб визначити місце пошкодження за цим методом, необхідно лінію
доводити до стану пробою. Здійснюється це подачею підвищеної напруги,
при цьому виникають сигнали, що генеруються високовольтним генератором
імпульсів, який генерує імпульсні розряди, які виникають у місці короткого
замикання.
20
При подачі високої напруги на затискачі кабелю у місці пробою
виникає рівна за величиною, а протилежна за знаком хвиля і через час, що
зчитується вона досягає кінця кабелю. Полярність напруги на ділянці, звідки
відбуваються вимірювання змінюється на позитивну, так як коефіцієнт
відображення у місці короткого замикання негативний.
Хвиля, відбиваючи від кінця кабелю, знову поширюється до місця
пошкодження без зміни полярності. Час її поширення збільшується вдвічі з
моменту пробою. Потім, вже за час 3t хвиля йде до вимірюваного кінця і
змінює свою полярність на негативну. За час 4t завершується хвильовий
період при досягненні хвилі місця пробою. Коли хвиля досягає вимірюваного
кінця лінії фронт електромагнітної хвилі відбиваючись йде у бік виникнення
короткого замикання, оскільки вихідні опори джерела та кабельної лінії не
рівні. Далі хвиля знову досягає місця ушкодження і, відбиваючись, рухається
до вимірюваного кінця кабельної лінії. Тривалість цього процесу
визначається тривалістю пробою пошкодженої ділянки. За допомогою
вимірювання зміни часу фронтів електромагнітних хвиль і визначається
відстань до місця пошкодження.
Отже, відстань до місця пошкодження можна визначити із
співвідношення (1.3), порівнюючи подвійний пробіг хвилі.

t t 2Lx
3 − 1 = , (1.3)
v

де t1 і t3, відповідно, час поширення хвилі.
Графік залежності напруги від часу при даному коливальному процесі
представлений рис. 1.6.

21

Рис. 1.6. Графік залежності напруги від часу під час пробою кабелю

Часто для роботи приладу, що працює за хвильовим принципом,
потрібен окремий пристрій приєднання по струму (імпульсного
струмоперетворювача) і високовольтний імпульсний генератор, що є
джерелом високої напруги, у якого на виході є у включеному стані
високовольтний конденсатор, а також спеціальний розрядник, з якого
високовольтні імпульси надходять у кабельну лінію. Місце пошкодження
кабельної лінії, а саме відстань до нього визначається автоматично
спеціальним приладом, принципова схема якого представлена рис. 1.7.

Рис. 1.7. Структурна схема підключення приладу при визначенні місця
пошкодження зони кабелю хвильовим способом

Перевагою даного методу в тому, що він є найбільш ефективним
методом визначення місця пошкодження при пробої в кабелі. Недоліками є:
22
складність аналізу отриманих імпульсних характеристик, тому що
запливаючий пробій є нестабільним процесом, що унеможливлює стале
повторення хвильових процесів – це призводить до можливості появи
помилок вимірювань. Більше того, так само як і з імпульсним методом, тут
не вирішується процес швидкого відшукання зони, оскільки розгалуженість
міських кабельних мереж вимагатиме покрокового проведення вимірювань з
кількох розподільчих пунктів чи підстанцій.

1.2.3. Метод петлі

Метод петлі або петльовий метод Муррея застосовується для пошуку
місця короткого замикання. При цьому обов'язковою умовою використання
даного методу є наявність хоча б однієї неушкодженої жили кабелю. Тобто
можливе пошкодження більш як двох жил призведе до непридатності методу
петлі. Принцип методу Муррея ґрунтується на використанні схеми
одноплечевого мосту (рис. 1.8).

Рис. 1.8.Принципова схема вимірювального моста постійного струму

23
Для того щоб схема правильно працювала необхідно пошкоджену і
непошкоджену жилу кабелю з'єднати перемичкою на одному кінці лінії.
Переріз перемички при цьому не повинен бути більшим за переріз жил
кабелю, тому що її опір сильно впливає на точність вимірювань, так само як і
перехідні опори між контактами жили та перемички. Тому всі з'єднання
мають бути зроблені ретельно.
Схема являє собою чотириплечовий міст, до складу якого входять
гальванометр (G), джерело живлення, регульовані опори (r1, r2) і перемичка.
Регульовані опори підключені так, щоб r1 був регульованим опором
непошкодженої жили кабелю, а r2 - є регульованим опором пошкодженої
жили кабелю. Гальванометр підключається до кінців кабелю в місці, де
відбуваються вимірювання. L – це довжина всієї кабельної лінії, а Lx
відповідно довжина від місця підключення моста до місця пошкодження
кабельної жили. Джерело живлення є акумуляторною батареєю, найчастіше
типу АКБ-10-6. Якщо мають місце великі перехідні контактні опори,
використовують сухі акумулятори іншого типу.
Опір ділянки кабелю Rx пропорційний довжині цієї ділянки Lx, тобто
довжині пошкодженої жили від кінця, що вимірюється до місця
пошкодження (рис. 1.9). Відповідно опір Ry пропорційний довжині L–Lx.

Рис. 1.9. Принципова схема вимірювального мосту постійного струму
24
Змінюючи значення r1 і r2 здійснюється регулювання пропорційних
один одному опорів

r1 R
= y , (1.4)
r2 Rх

Щоб пропорційність була відповідна, регулювання здійснюють до тих
пір, доки показання гальванометра не будуть дорівнювати нулю.
Відстань L та Lx також можуть бути визначені з співвідношення, так як
довжини цих ділянок пропорційні їх опорам. За формулою (1.5) проводиться
розрахунок довжини до місця пошкодження:

L 2 ⋅ L ⋅ r
х =
2 , (1.5)
r1 + r2

Якщо поміняти кінці проводів приладу та його стрілка відхиляється у
зворотний бік, це говорить про те, що коротке замикання знаходиться на
початку вимірюваної лінії. Перевірка точності вимірювань даного методу
проводиться також з допомогою моста. Для цього необхідно змінити кінці
виводів проводів, що відходять від приладу до кабелю і провести
дослідження повторно. Результат нового вимірювання має бути L-Lk. В
результаті цієї вивірки потрібно підсумовувати отримані значення обох
вимірювань і співставляти з довжиною кабелю помноженою на два. Якщо ці
значення суттєво відрізняються, то похибка перевищує допустимі значення,
що свідчить про необхідність повторного проведення вимірювань. Перед
тим, як проводити повторні вимірювання, необхідно перевірити всі контакти
в експериментальній схемі [8].
Найбільш широке поширення, у зв'язку з технічними показниками
щодо визначення зони пошкодження кабельних ліній отримали прилади, що
працюють за принципом Муррея, у складі яких є мости постійного струму.
25
Визначення місця пошкодження кабелю можливе при замикані однієї чи двох
жил відносно оболонки, при перехідному опорі постійному струму, у місці
пошкодження трохи більше 5 кОм. Точність вимірювань, а також чутливість
приладу залежать від підведеної напруги та перехідного опору ізоляції в
місці короткого замикання. Отже, співвідношення цих величин повинні
суворо відповідати цим параметрам і не перебувати у допустимих межах
відхилення від номінальних значень. Аналізуючи даний метод визначення
зони короткого замикання можна дійти невтішного висновку, що цей метод
має недостатню точність. Петльовий метод був одним із найперших методів
визначення місця пошкодження кабелів, тому використання у сучасних
системах електропостачання його практичність сумнівна. Більше того, він
так само недостатньо доцільний у сучасних міських мережах, де потрібно в
короткі терміни визначити зону пошкодження та провести секціонування,
оскільки процес визначення пошкодження досить трудомісткий і займає
значну кількість часу. Так само межі застосування даного методу невеликі, у
зв'язку з тим, що при пошкодженні трьох фаз схема вже необхідним чином
працювати не буде і звичайний обрив жили, без замикання її на оболонку, так
само не може бути визначений за допомогою петльового методу.

1.2.4. Ємнісний метод

Ємнісний метод призначений для визначення зони пошкодження
кабельних ліній. До типів пошкоджень, які можуть бути визначені за
допомогою цього методу відносяться обриви однієї або кількох жил кабелю.
Найчастіше такі пошкодження виникають у сполучних муфтах. Як і вище
викладених методах тут визначається відстань від вимірюваного кінця лінії
до місця ушкодження. Заснований даний метод на зміні ємності між
кабельними жилами та бронею (оболонкою) кабелю, яка має бути заземлена.
Ємність кабелю тут безпосередньо залежить від його довжини.
Експериментальна установка може представляти собою спеціальний міст на
26
змінному струмі, а також балістичний гальванометр на постійному струмі.
На рис. 1.10 представлена мостова схема на змінного струму.

Рис. 1.10. Експериментальна електрична схема на основі моста
змінного струму

Плечі моста утворюють регульовані опори r1, r2, r3 та еталонну
ємність C, які входять до складу схеми. На одну діагональ моста підводиться
змінна напруга підвищеної частоти, найчастіше звукова, значення якої
коливається в межах 1000 Гц. До іншої діагоналі підключається телефон або
підсилювач, що працює на змінному струмі зі стрілочним або цифровим
індикатором. Опори r1 і r2 регулюють так, щоб еталонна ємність С і опір r3
були тотожними. Тобто, в результаті, падіння напруги на опорах r1 і r2
повинні бути практично рівні за величиною і фазою. Залежно від приладу,
що підключається, про це може говорити або мінімальна чутність або
мінімальне відхилення стрілки індикатора, тобто виконується тотожність:

r1 С
= х , (1.6)
r2 С
27
де Cx – це ємність вимірюваної жили, в якій сталося пошкодження.
За допомогою даної пропорції визначають ємність обірваної жили

С r
= 1 ⋅С
х , (1.7)
r2

Так як довжина кабелю пропорційна його ємності, то відстань до
пошкодженої ділянки знаходиться за співвідношенням

L Lx ⋅С= , (1.8)
Сх

Аналогічно ємність пошкодженої кабельної жили може бути визначена
за допомогою балістичного гальванометра. Експериментальна електрична
схема представлена рис. 1.11.

Рис. 1.11. Вимірювальна схема з балістичним гальванометром на
постійному струмі

За допомогою опору r здійснюють регулювання чутливості
гальванометра. Після того, як чутливість відрегульована до мінімальних
28
значень, перемикач П2 встановлюють у положення, що відповідає замиканню
кабельної жили з верхнім контактом перемикача. Зарядні струми, які при
цьому проходять за схемою, фіксуються гальванометром, що відповідає
відхиленню його стрілки на кут α1. Далі, щоб отримати точне вимірювання,
регульованим опором підвищують чутливість гальванометра. Заміри
проводяться декілька разів, при цьому роблячи нове вимірювання жили,
необхідно схему розряджати щоразу, встановлюючи перемикач у положення,
що відповідає з'єднанню із землею. З одержаних значень вимірювань
обчислюється середнє значення. Кут відхилення стрілки приладу α2
визначається на еталонній ємності, при тому значенні r. Ємність обірваної
жили при цьому буде визначатися із виразу

С α1 ⋅С
х = , (1.9)
α2

Відстань до місця пошкодження визначається за виразом

L Lе ⋅С ⋅С
= 1 , (1.10)
С1 +С2

де C1 – ємність, виміряна з одного кінця жили, що перевіряється
С2 – ємність, виміряна з протилежного кінця вимірюваної жили.
Даний метод має ряд недоліків, при порівнянні його з сучасними
методиками. Його застосування займає досить тривалий період часу і
точність вимірювань значно поступається імпульсному методу. Так само
межами його застосування є обриви в кабельних жилах, тобто при коротких
замиканнях зону пошкодження визначити не вдасться. Таким чином, його
застосування в міських розподільних мережах не є доцільним, тому що
вимагає і точних розрахунків, і карт з кабельними трасами.

29
1.3. Абсолютні методи визначення пошкоджень у кабельних
мережах

Абсолютні методи визначення пошкоджень у кабелях називаються
топографічними. У ході їх застосування місце пошкодження може бути
визначено і вказано як на карті, так і безпосередньо над кабелем.
У міських умовах найбільшої популярності отримали саме абсолютні
методи, оскільки відстань між підстанціями відносно невелика і межі
застосування цих методів відповідають цим вимогам. Так само вони точніші і
наочніші, що є не маловажливим визначальним фактором. До абсолютних
методів належать:
- індукційний;
- акустичний;
- метод накладної рамки.

1.3.1. Індукційний метод

Заснований даний метод на реєстрації сигналів, які наведені
електромагнітним полем, що підключається до кабелю від генератора.
Використання цього методу проводиться не тільки при знаходженні місць
коротких замикань, але і для трасування. Схема підключення представлена
рис. 1.12.

Рис. 1.12. Експериментальна схема підключення генератора звукової
частоти (ГЗЧ) до кабелю
30
Важливою умовою застосування цього методу є явно виражені
міжфазні короткі замикання. До них відносяться як двофазні, так і трифазні
КЗ, перехідний опір між жилами не повинен перевищувати десяти Ом [12].
Генератор звукової частоти підключається до пошкоджених жил кабельної
лінії. Кінці кабельних жил на іншій стороні повинні бути ізольовані один від
одної та розведені у сторони. Струм від генератора подається з частотою до
1200 Гц при напрузі 100-200 В. При його проходженні з однієї жили до іншої
відбувається збільшення магнітного поля. Електромагнітні сигнали, що
проходять по кабелю, наводяться індукційною рамкою (антеною) в
підсилювач та телефон. Оператор, який здійснює пошук, проходить вздовж
кабельної траси і прослуховує її. Місце пошкодження визначається за типом
звуку – посилюється при наближенні до нього та зменшується при
віддаленні. Також у корективи "прослуховування" повинні бути введені
кабельні муфти. При проходженні ними генерованої частоти сигнал
посилюється, а періодичність зменшується. Знаходження однофазного КЗ
теоретично можливе, але практично здійснити цю роботу дуже складно. Це
пов’язано з тим, що ГЗЧ може генерувати сигнал на броню кабелю. Під час
прослуховування рамкою звук за місцем пошкодження не зменшується, ц
відбувається внаслідок того, що струм замкнутої жили на броню
поширюється в обидві сторони. Тому з метою отримання найбільшої
точності даний метод застосовується тільки при багатофазних коротких
замиканнях. Також слід враховувати, що при прокладанні кабелю на глибину
більше півтора метра сигнал стає все слабшим і тим самим ймовірність
припуститися помилки при визначенні місця пошкодження підвищується.

1.3.2. Акустичний метод

Основою даного методу є створення іскрових високовольтних розрядів
у місці пошкодження, що спричиняє звукові коливання. Цей метод є
оптимальним, оскільки види ушкоджень, які можна виявити дуже різні. Для
31
того щоб електричний розряд був створений правильно, необхідно, щоб
перехідний опір у місці замикання був більше 40 Ом з наявністю необхідного
іскрового проміжку. Тому пошкодження має бути явно вираженим.
Створенню цієї умови передують роботи з пропалювання кабелю
спеціальною установкою постійного струму. Пропалювання проводиться
ступінчасто при високій напрузі. При проведенні робіт з відшукання до
пошкодженої жили підводиться випробувальна напруга. Схема заміщення
випробувальної установки представлена рис. 1.13.

Рис. 1.13. Схема заміщення випробувальної установки

Імпульсні розряди створюються за допомогою конденсаторів, у яких
накопичується заряд від випрямляча. Як тільки напруга досягає свого
пробивного значення, весь накопичений заряд витрачається, і в місці
пошкодження відбувається пробій, що супроводжується звуковою хвилею.
Приймачем даного сигналу можуть бути як п'єзодатчик, так і
електромагнітна система, яка здійснює перетворення механічних збурень в
електричний сигнал. Оператор визначає місце пошкодження найбільш
вираженого сигналу.

1.3.3. Метод накладної рамки

За допомогою даного методу можуть бути визначені короткі однофазні
короткі замикання. Принцип дії аналогічний індукційному – до пошкодженої
жили приєднується генератор звукової частоти, а оператор за допомогою
32
приймача виконує реєстрацію сигналів. Тільки в цьому випадку приймачем є
індукційна рамка. Важливою умовою визначення місця пошкодження цим
методом є знаходження кабелю у відкритому просторі, так само перехідний
опір у місці замикання має бути невеликим. У ході роботи, оператор,
проходячи вздовж кабельної траси, прослуховує сигнали, що надходять йому
в телефон з рамки. При обертанні рамки навколо осі кабелю виникає два
сильні і два слабкі характерні сигнали. Ця ознака вказує, що рамка
знаходиться біля місця ушкодження. Це пов’язано з тим, що магнітне полі
характеризується струмом, який протікає від жили до броні. При знаходженні
за методом рамки, на місці пошкодження зміна звукових сигналів не
спостерігається, тому що поле буде характеризуватися тільки струмом, що
протікає по кабельній оболонці.

1.4. Висновки до розділу 1

В результаті проведеного аналізу у першому розділі встановлено
методи, які можуть бути легко адаптовані для повсякденного використання в
області моніторингу та діагностики стану кабелю та визначити місце його
пошкодження.
Встановлено, що поетапне впровадження кабелів нових конструкцій
дає можливість підвищити експлуатаційну надійність кабельних мереж.
Виходячи із позиції системного підходу, необхідно на стадії проектування та
експлуатації нових та реконструкції існуючих електромереж слід
враховувати основні фактори, що визначають експлуатаційну надійність
кабелів.

33
РОЗДІЛ 2
РОЗРАХУНОК УСТАВОК ДАТЧИКІВ КОРОТКОГО
ЗАМИКАННЯ З ФУНКЦІЯМИ ПОПЕРЕДЖЕННЯ ПОШКОДЖЕНЬ
КАБЕЛЬНИХ ЛІНІЙ 10 КВ

2.1. Актуальність застосування датчиків короткого замикання

Датчик короткого замикання (ДКЗ) – це засіб вимірювання та
виявлення перевищення струму в силовому струмопровідному ланцюзі.
Основне призначення ДКЗ – виявляти ділянку ланцюга, у якому
реєструються підвищені значення струмів і сигналізувати про них на пульт
системи моніторингу. ДКЗ, як правило, використовуються в тих
електроустановках, в яких не передбачено встановлення своїх захистів. Як
правило, до таких електроустановок можна віднести підстанції міських
розподільчих мереж напругою 6-35 кВ. Мережі даного класу напруги мають
велику протяжність, що в свою чергу негативно позначається на загальному
рівні надійності.
Розподільні кабельні мережі даного класу напруги виходять з ладу
внаслідок:
1) дефектів прокладання кабелю: крутих вигинів трас, прокладки
поблизу теплових мереж, порушень, що допускаються під час прокладання;
2) дефектів, що виникають при монтажі муфт і будь-якої іншої
арматури;
3) пошкоджень під час експлуатації: випадкові механічні впливи,
викликані проведенням різних видів земляних робіт.
Кожна з цих причин є актуальною для кабельних ліній, прокладених у
міських умовах, тому пошкодження кабелів для них є звичайним явищем. У
разі короткого замикання необхідно відновити нормальний режим
34
електропостачання. Для цього потрібно локалізувати пошкоджену ділянку
лінії. У Київських енергетичних мережах переважна більшість споживачів
електроенергії – це споживачі другої категорії, тобто відновлення
електропостачання здійснюється не автоматикою, а вручну оперативним
персоналом. Розглянемо приклад структурної схеми електропостачання
одного ланцюжка підстанцій на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Структурна схема ланцюжка підстанцій

Розподільний пункт (РП-1) живить електричною енергією ланцюжок
підстанцій, де головною є ТП-1, а кінцевою ТП-4. Розподіл відбувається по
10 кВ, де трансформаторні підстанції якраз не мають релейного захисту. У
разі короткого замикання в ланцюжку між підстанціями ТП-2 і ТП-3,
спрацює захист РП-1 і відключить ланку 1. У результаті цього без
електропостачання залишаться всі підстанції, які знаходяться у ланцюжку по
першій секції шин. Далі проводиться пошук пошкодженої ділянки, при цьому
відключаються комутаційні апарати по 10 кВ і методом «продзвінки» кабелю
скорочується область відшукання. Як тільки пошкоджену ділянку знайдено,
35
вона локалізується та обмежується, для подальшого більш точного
визначення місця пошкодження з метою його ремонту [8].
Електропостачання споживачів на стороні 0,4 кВ на трансформаторних
підстанціях проводиться методом секціонування непошкодженої секції шин
(у даному випадку друга) [14]. Секціонування проводиться до локалізації
пошкодження на стороні 10 кВ або після, залежно від умов роботи та відстані
між ТП. Робиться це з метою підвищення швидкості відновлення
електропостачання, так як при виявленні пошкодженої ділянки проводиться
ще й секціонування на стороні 10 кВ (в даному випадку на ТП-3), з метою
підвищення надійності електропостачання. Істотна частина часу витрачається
саме на виявлення пошкодженої ділянки, оскільки це вимагає переміщення
оперативно-виїзної бригади практично на кожну підстанцію, яка знаходиться
в ланцюжку.
Цей порядок дій може бути значно прискорений, якщо місце
пошкодження вже буде відоме (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Структурна схема ланцюжка підстанцій з ДКЗ
36
Датчики короткого замикання, зображені кружком рис. 2.2,
встановлюються на вводах підстанції. При протіканні через ДКЗ струму
короткого замикання він спрацьовує та сигналізує про своє включене
положення (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Структурна схема ланцюжка підстанцій з ДКЗ

За допомогою засобів телемеханіки сигнал передається на головний
пульт диспетчера електричних мереж і цим він заздалегідь знає місце
ушкодження і дає розпорядження бригаді [15]. Таким чином, впровадження
ДКЗ значно скорочує час для робіт з електропостачання споживачів при
виникненні аварійних ситуацій, а це означає, що їх застосування є доцільним,
оскільки відбувається збільшення надійності електропостачання.

37
2.2. Вибір типу датчика короткого замикання

В сьогоднішній день на електротехнічному ринку є велика кількість
датчиків короткого замикання. Щоб вибрати оптимальний варіант, необхідно
задавати критерії для цих пристроїв. Як і в будь-яких елементах
електроенергетичної системи, найбільш оптимальними будуть датчики, що
володіють високою надійністю та відносно невисокою ціною. Надійність для
даних датчиків також характеризується простотою елементної бази, що є
важливим критерієм при виборі пристрою [15].

2.2.1. Герконові датчики

У герконових датчиках основним складовим елементом є геркон. Ці
пристрої широко використовуються в охоронних системах, а тепер знайшли
своє застосування також в електроенергетиці. Їхня компактність дозволяє
застосовувати їх так само і в радіоапаратурі. Також, вважається, що при
дотриманні нормальних умов використання (без сильного механічного на
пристрій і перевищень його електричних параметрів) геркони мають майже
нескінченний термін служби.
Даний тип датчиків має безліч виробників, що пропонують свою
продукцію з різними модифікаціями, але мають один принцип дії та одне
призначення. Тому як оптимальний варіант розглядається найбільш простий
(рис. 2.4).

Рис. 2.4. Герконовий датчик короткого замикання
38
Основними складовими елементами даного датчика (рис. 2.4) є:
- плата;
- постійний магніт;
- геркон з двома виводами.
Плата датчика найчастіше виконана зі склотекстоліту, так як повинна
мати великий питомий опір. На платі закріплюються постійний магніт і
геркон, таким чином, що геркон знаходиться в нерухомому стані, а
положення магніту можна змінювати та закріплювати у потрібному
положенні. У платі є спеціальний отвір для кабелю. Датчик встановлюється
на кабель таким чином, щоб площина переміщення магніту була
перпендикулярною цьому кабелю.
Геркон або герметичний контакт здійснює комутацію цього
сигнального ланцюга. Він являє собою магнітокеровані герметичні контакти.
Для функціонування даного пристрою потрібні дві складові: виконавча та
задаюча частина. У цьому датчику ці частини розділені. Виконавча частина
являє собою два феромагнітні контакти, які поміщені в скляний балон,
усередині якого знаходиться інертний газ, найчастіше азот. Така конструкція
визначає довговічність пристрою та так само ізолює контакти від
навколишнього середовища. Також з метою продовження терміну служби
геркона, контакти покриваються спеціальним металом (молібденом або
титаном). Задаюча частина, являє собою постійний магніт. Спрацювання
датчика відбувається внаслідок зміни індукції магнітного поля, збільшення
якого призводить до замикання даних контактів, а відповідно і зменшення до
розмикання. Феромагнітні контакти в колбі геркона являють собою осердя.
При збільшенні магнітного поля вони намагнічуються і притягуються один
до одного. Природа сил, що викликає замикання контактів, може бути
постійної та електромагнітної. За допомогою постійного магніту
здійснюється регулювання цієї комутації.
Навколо будь-якого провідника зі струмом існує електромагнітне поле,
силові лінії мають вигляд кіл. У міру віддалення від провідника густота
39
силових ліній стає меншою, а отже електромагнітне поле стає також меншим.
При збільшенні струму в цьому провіднику, збільшується і поле, що виникає
навколо нього. В даному випадку провідником з полем є кабельна лінія. У
нормальному режимі магнітне поле, яке створюється постійним магнітом не
викликає змін положення геркона. При короткому замиканні ці параметри
можуть змінюватися. Виникає коротке замикання, яке створює збільшення
струму, що у свою чергу призводить до збільшення магнітного поля. Це
збурення вже може бути інерційно компенсовано і геркон спрацьовує.
У момент збільшення струму замикаються герконові контакти,
замкнуте положення яких запам'ятовується за допомогою тригера засувки.
Дані тригери використовуються не тільки для зберігання інформації, але і для
створення затримки вхідного імпульсного сигналу. Основними активними
елементами тригера є транзистори. Імпульс струму, в момент замикання
ланцюга герконом, викликає зміну положення ключів тригера, а він у свою
чергу може залишатися в положенні «запам'ятання» тривалий час. А це
означає, що після зменшення струму та розмикання контактів геркона, тригер
продовжуватиме сигналізувати про те, що через цю ділянку ланцюга
пройшов струм короткого замикання.
Так само, запам'ятання відпрацьованого положення може бути
здійснено з використанням іншого герконового пристрою – герметизованого
запам’ятовуючого контакту (гезакону). Його характерною рисою є особливий
склад контактів. Вони повинні мати прямокутну петлю гістерезису, що має
досить сильне намагнічування. Завдяки цьому при замиканні контактів
гезакону вони залишаються в замкнутому стані. Щоб ці контакти
розімкнулися потрібно подати розмагнічуючий імпульс. Як матеріал для
контактів використовуються спеціальні сплави кобальту та нікелю, які
називаються реманентними.
Установлення даного датчика регулюється за допомогою постійного
магніту. Зміна його стану здійснюється на платі, відповідно якщо буде
більший струм короткого замикання, то більша буде відстань між герконом і
40
магнітом, а також густотою силових ліній [16]. Регулювання цієї зміни
проводиться емпіричним методом. Знаючи струм короткого замикання для
конкретної точки, змінюється положення постійного магніту. При заданих
параметрах замикання герконових контактів буде сповіщати про
спрацювання датчика на коротке замикання. Щоб датчики працювали
селективно, регулювання здійснюється до тих пір, поки не буде знайдено
мінімальну відстань між постійним магнітом та герконом. Випробування та
регулювання датчиків повинні проводитись у лабораторних умовах.
Подальше виведення інформації на пульт диспетчерського управління,
можна зробити через вже наявну на підстанції телекомунікаційну
сигналізацію, яка формує сигнал телемеханічними засобами.
Дані датчики мають найнижчу ціну з усіх існуючих на даний момент
датчиків. Проста компонентна база робить цей пристрій дуже надійним, тому
що він навіть не потребує джерела живлення. Невелика вартість цих
датчиків, визначається відносно невеликою вартістю компонентів, а також
відсутністю необхідності у перетворювачах струму або напруги. Так само ці
датчики довговічні та мають досить швидкий час спрацьовування. До
недоліків слід віднести сильну сприйнятливість датчиків до зовнішніх
магнітних полів і достатню крихкість герконового балона. Оскільки ці
датчики в основному встановлюють у закритій підстанції, то ці недоліки не
важливі. Важливим недоліком є те, що в мережах із ізольованою нейтраллю
дані датчики не будуть сигналізувати про однофазне коротке замикання.
Основна умова їхнього спрацьовування – це збільшення магнітного поля
внаслідок збільшення струму, але однофазне КЗ або так звана «земля в
мережі» не супроводжується суттєвим перевищенням струму, тому ці
датчики не забезпечують повного захисту заданої зони.

41
2.2.2. Електронні датчики короткого замикання

Електронні датчики короткого замикання схожі за своїм принципом дії
зі звичайними струмовими реле. Даний тип датчиків широко застосовується
як на кабельних лініях так і у повітряних. Аварійне місце фіксується при
протіканні струму короткого замикання в одній або кількох кабельних фазах
[15]. Існують багато модифікацій та велика кількість виробників цих
датчиків, тому розглядатиметься варіант із найбільш широким типом
застосування. Також визначальним чинником під час вибору датчика
короткого замикання є його придатність до різного устаткування. Оскільки
модернізація обладнання підстанцій буде недоцільною лише з метою
встановлення ДКЗ. Як такий датчик приймається комплект (рис. 2.5) EKL 1.2.
(Німеччина).
У комплект розглянутого пристрою входять:
- блок живлення;
- датчики виявлення струму короткого замикання;
- датчик для виявлення замикання на землю.
Блок живлення являє собою пристрій, призначений для живлення
засобів індикації, відображення індикації, а також управління режимами та
уставками спрацьовування (рис. 2.5).
Блок живлення у свою чергу здійснює керування датчиками, живлення
сигнального ланцюга та подачу цього сигналу при спрацьовуванні датчиків.
Також на ньому є можливість задавати час спрацьовування. Живлення
самого блоку живлення здійснюється залежно від модифікації. Тобто
живлення може проводитися або тільки на постійному струмі (літієвою
батареєю) або на змінному струмі 230 В, використовуючи літієву батарею як
резервне джерело живлення. Так як установка датчиків проводиться на
трансформаторних підстанціях, то доцільніше застосовувати блоки, які
використовують як основне джерело живлення змінний струм. Цей варіант
зручніший і вигідніший, оскільки живлення блоку здійснюватиметься від
42
власних потреб підстанції. Резервна літієва батарея при цьому буде
підтримувати режим сигналізації у разі знеструмлення самої
трансформаторної підстанції. Також установка датчиків у самих підстанціях
спрощує інтеграцію необхідної інформації в телемеханіку.

Рис. 2.5. Комплект EKL 1.2

Датчики для виявлення короткого замикання (ДКЗ) використовуються
для реєстрації аварії, що виникла. Спрацьовування проводиться аналогічно
до інших датчиків - при перевищенні струму в кабелі. Встановлюються вони
на кожну фазу кабельної жили, тому їхня оптимальна кількість відповідає
трьом на один кабель (рис. 2.6).
За великим рахунком, вони являють собою трансформаторами струму
[17]. Пристрої реагування та сигналізації перевищення струму можуть бути
сумісні у виконанні з датчиками або бути у складі блоку управління.
Структурна схема відповідає функціональним блокам мікропроцесорного
струмового захисту (рис. 2.7).
43

Рис. 2.6. Фактична схема розташування датчиків короткого
замикання на кабелі

Рис. 2.7. Структурна логічна схема роботи датчика короткого замикання

Основним елементом структурної схеми є вхідний перетворювач (ВП).
Його завдання полягає у забезпеченні гальванічної розв'язки зовнішніх
ланцюгів від основних, а також формування підконтрольних сигналів з
необхідним рівнем. Електрична схема представляє собою проміжний
трансформатор із шунтами та R/C ланцюгом (рис. 2.8). Варто відзначити той
факт, що в даних перетворювачах необхідно якомога суттєвіше зменшувати
міжобмотувальну ємність, для зменшення впливу зовнішніх факторів та
44
впливу зовнішніх перешкод на основні ланцюги. Ця проблема може бути
вирішена завдяки застосуванню електростатичного екрану, що
встановлюється між первинною та вторинною обмоткою. З точки зору
конструкції, ці перетворювачі дуже схожі з електромагнітними
трансформаторами із феромагнітним осердям. Однак, також застосовуються і
активні трансформатори.

Рис. 2.8. Електрична схема вхідного перетворювача

Так як ці ланцюги споживають малі потужності, то перетворення
струмових сигналів в напругу здійснюється за допомогою шунтів (R).
Варистор служить у цьому вузлі для захисту від перенапруг. Також можуть
бути використані з цією метою і стабілітрони.
Так як тут здійснюється фільтрація вхідних сигналів, то до складу ВП
входить ще і вузол формування (ВФ). Фільтрація нижніх частот, що
забезпечується R/C ланцюгом, служить так само для коректної роботи
аналого-цифрового перетворювача.
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) перетворює аналоговий
сигнал, що надходить на нього, у відповідне йому цифрове значення. Дане
перетворення та обробка інформації проводиться за допомогою мікроЕОМ
або просто процесора. Функціональний блок мікропроцесора складається з
великої кількості елементів, а саме зі схеми керування, схеми синхронізації,
центрального процесора, ОЗП, ПЗП та додаткових модулів. Так як датчики
короткого замикання можна віднести до пристроїв захисту, вони повинні
мати жорстку програму. У більш простому випадку дану логічну частину
45
можна представити за допомогою схеми порівняння (СП) і вихідної частини
(рис. 2.7). Схема порівняння, яка найчастіше являє собою компаратори,
здійснює порівнювання сигналів, що надходять на його вхід. Порівнювання
проводиться між інвертуючим та неінвертуючим вводами, на які надходять
сигнали, що відповідають зовнішньому електричному ланцюгу та заданій
уставці. При перевищенні уставки компаратор подасть сигнал.
Так як дані датчики (ДКЗ) будуть встановлюватися в мережі з
ізольованою нейтраллю, спрацьовуватимуть вони на міжфазні замикання і
міжфазні на землю. У цих мережах, у цьому режимі нейтралі, захист від
однофазного КЗ на землю спрацьовувати належним чином не буде. При
однофазному КЗ, в даному випадку, струм у пошкодженій фазі може не
досягати номінальних значень (зазвичай не більше 100 А). Його значення
визначається ємностями двох інших неушкоджених фаз, відповідно, датчик,
встановлений на пошкодженій фазі не спрацює, тому що не отримає
перевищення струму уставки. З метою виявлення цих замикань, при даному
режимі нейтралі, встановлюється ще один датчик відразу на три жили -
датчик замикання на землю (ДЗЗ).
Даний пристрій (ДЗЗ), має подібний принцип впливу і зовнішній
вигляд, як і ДКЗ. Представляє він так само трансформатор струму, але реагує
не так на перевищення струму навантаження, а на перевищення струму
витоку. Тому його вхідний перетворювач можна порівняти з
трансформатором струму нульової послідовності [23]. Цей трансформатор
також встановлюється на весь кабель і струм у ньому тече при виникненні
витоку. У нормальному режимі напруги всіх трьох фаз по відношенню до
землі дорівнюють відповідним фазним величинам. Вектори напруги
компенсують один одного і струм в нейтралі практично дорівнює нулю. При
однофазному замиканні нейтральна точка зміщується на пошкоджену фазу і
струм у ній визначається вже струмом витоку (рис. 2.9).

46

Рис. 2.9. Векторна діаграма напруги при однофазному КЗ

Цей струм витоку створює несиметрію, яка наводить даний струм в
трансформаторі струму нульової послідовності. У датчику замикання на
землю, як і на даних трансформаторах, повинні бути дотримані умови для
коректної роботи Їх використовують в основному на кабелях з металевою
оболонкою і заземлюючий провідник має бути пропущений через кріплення
датчика.
Уставки ДКЗ та ДЗЗ регулюються практично однаково. У
конструктивному плані це регулювання можна зробити як із блока живлення,
так і на самому датчику. Сам датчик має регулятор з відповідними для
обраного струму спрацьовування положеннями. Регулювання здійснюється в
широких межах, тому уставку можна вибрати для багатьох кабельних ліній
індивідуально. У разі несиметричного навантаження фаз можна зробити
вибір уставки для кожної фази окремо. Основною перевагою даного типу
датчиків у порівнянні з герконовими є більш широкий спектр застосування,
оскільки вони реєструють усі види замикань. Крім цього, за допомогою
електроніки даного пристрою, регулювання уставок, режимів
спрацьовування, а також режимів відображення замикань помітно
спрощується. Основним недоліком є висока вартість.

47
2.3. Розрахунок струмів короткого замикання

Перш за все, що зробити розрахунок уставок ДКЗ, необхідно визначити
струми короткого замикання для кожної ділянки лінії, де вони будуть
встановлені. Це необхідно як досягнення мінімального часу спрацювання, а
також із метою селективності. Розрахунок будемо проводити для типового
житлового кварталу, що складається з одного розподільного пункту та
множини ТП та КТП [18]. Відстань між підстанціями в кожному ланцюжку
не може бути однаковим у міських умовах, тому розрахунок повинен
проводитись для кожної ТП окремо. На рис. 2.10 представлена структурна
схема типового житлового району.

Рис. 2.10. Структурна схема електропостачання типового житлового
району

48
2.3.1. Розрахунок опорів на шинах розподільчого пункту РП

Перш ніж робити розрахунок кожної ТП, потрібно визначити необхідні
опори, які охарактеризовують струми короткого замикання на шинах РП. Це
робиться так само з метою зручності розрахунку, тому що ТП знаходяться
нижче по ланцюжку і опір до шин РП буде просто додаватися відповідно до
підстанції, що розраховується. Так як РП отримує електричну енергію від
однієї ГПП то розрахунок для обох вводів та обох секції шин робити не
обов'язково (рис. 2.11).

Рис. 2.12. Електрична схема для розрахунку струмів КЗ на шинах РП

49
Тобто, зробити розрахунок для точки К1 буде достатньо, оскільки
трансформатор, що знаходиться на ГПП має розщеплену обмоткою низької
напруги. Опір ліній Л3 і Л4 рівні, зважаючи на те, що ці лінії виконані
кабелем однієї марки і мають однакові довжини.
Дані для трансформатора на ГПП представлені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1
Технічні характеристики трансформатора ТРДН-40000/110/10/10 [18]

Розрахунок опорів проводимо у відносних одиницях. Схема заміщення
представлена рис. 2.13.

Рис. 2.13. Схема заміщення для розрахунку струмів КЗ
50
Опір системи:

x* Sб 1000
б.С = = = 0,33, (2.1)
Sк 3000

де Sб – базисна потужність, значення якої приймається 1000 МВА з метою
спрощення розрахунків;
Sк – потужність КЗ на шинах районної підстанції [19].
Опір обмоток трансформатора, при короткому замиканні:

x* и
= к% S
⋅ б 1,31⋅1000
б.ТВ = = 0,328, (2.2)
100 Sн 100 ⋅40

x* и
= к% S 18,37 ⋅1000
б.ТН ⋅ б = = 4,59, (2.3)
100 Sн 100 ⋅40
де

Uк.В = 0,125 ⋅uк.ВН −НН = 0,125 ⋅10,5 =1,31%, (2.4)
Uк.Н1 =Uк.Н 2 =1,75 ⋅uк.ВН −СН =1,75 ⋅10,5 =18,38%, (2.5)

Передача електричної енергії від системи до ГПП здійснюється по
повітряній лінії напругою 110 кВ сталеалюмінієвим проводом. Опір цієї лінії:

x* х S
= б
б.ПЛ 0 ⋅ l ⋅ 2 = 0,4 8 1000
⋅ ⋅ 2 = 0,24, (2.6)
Uн 115

де x0 – питомий опір лінії;
Uн –номінальне значення напруги [18].
51
Лінія від ГПП до РП виконана кабелями з алюмінієвими жилами, що
прокладені в одному колекторі. За формулою (2.6) проводиться аналогічний
розрахунок, таким чином питомий опір лінії при цьому залишається таким
Результуючий опір до точки К1 визначається за виразом

x = x* + x* + x* * *
∑К1 б.С б.ПЛ б.ТВ + xб.ТН + xб.КЛ = 0,33+ 0,24 + 0,33+ 4,59 +18,14 = 23,63.(2.8)

2.3.2 Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-11

Наявність необхідного сумарного значення опору дає можливість
проводити обчислення елементів енергетичної системи, що знаходяться
нижче на схемі. На рис. 2.14 представлена схема заміщення. Точка К3 – це
місце короткого замикання, струм якого залежатиме від сумарного опору до
розподільчого пункту та лінії, що з'єднує РП-1 з ТП-11.

Рис. 2.14. Схема заміщення для розрахунку струму КЗ у точці К3

52
Опір кабельної лінії від РП-1 до ТП-11 визначається аналогічно за
виразом (2.6)

x* Sб 1000
б.КЛ (РП−ТП11) = х0 ⋅ l ⋅ 2 = 0,4 ⋅0,8 ⋅ 2 = 3,26.
Uн 10,5

Загальний опір у точці К3

x *
∑К 3 = x∑К1 + xб.КЛ (РП−ТП11) = 23,63+ 3,26 = 26,89.

Базисне значення струму

I S
= б
б , (2.9)
3 ⋅Uн
I 1000
б = = 54,9 кА.
3 ⋅10,5

Початкове значення струму при трифазному короткому замиканні:

I (3) Еб′′
п.0 = * ⋅ Іб , (2.10)
хрез
I (3) 1
п.0 = ⋅54,9 = 2,04 кА.
26,89

Початкове значення струму при двофазному короткому
визначатиметься за виразом

I (3) т ⋅Еб′′
п.0 = ⋅ І , (2.11)
х∑К 3 + ∆х(2) б
53
де m – коефіцієнт короткого замикання;
Δx(2) – додатковий опір, що виникає при несиметричних КЗ [19].
Опір Δx(2) залежить від виду КЗ, а також від параметрів зворотної та
нульової (рис. 2.15) схем заміщення. Додатковий (додатковий) опір при
двофазному КЗ визначається за виразом

х∑К 3 = ∆х(2) = 26,89.

Коефіцієнт короткого замикання при двофазному КЗ дорівнює 3.

Рис. 2.15. Схема нульової послідовності для розрахунку струмів КЗ

Початкове значення струму при двофазному короткому замиканні

I (2) т ⋅Еб′′ І 1⋅ 3
п.0 = (2) ⋅ б = =1,76 кА. (2.12)
х∑К 3 + ∆х 26,89 + 26,89

54
Наступний вид КЗ, значення струму якого необхідно визначити для
вибору уставки, це двофазне на землю

I (1,1) т ⋅Е′′
п.0 = б
(1,1) ⋅ Іб . (2.13)
х∑К 3 + ∆х

Додатковий опір при двофазному КЗ на землю визначається за виразом

(1,1) х∑К 3 ⋅ хх ∑0 26,89 ⋅5,49
∆ = = = 4,56, (2.14)
х∑К 3 + х∑0 26,89 + 5,49

де х∑0 – опір нульової послідовності, що визначається зі схеми заміщення
нульової послідовності (рис. 2.15):

x = x* + x* + x* + x*
∑0 б.С б.ПЛ б.ТВ б.ТН = 0,33+ 0,24 + 0,33+ 4,59 = 5,49.

Сумарний опір нульової послідовності для відповідної точки КЗ
визначається сумою еквівалентних опорів, що обмежується опором обмотки
нижчої напруги трансформатора, що знаходиться на ГПП. Це відбувається у
зв'язку із проходженням струму нульової послідовності [20]. Так як обмотки
нижчої напруги трансформатора з'єднані «трикутником», то струм нульової
послідовності замикається в цій обмотці і подальшого поширення його до
точки КЗ не буде [21].
Коефіцієнт короткого замикання за двофазного КЗ на землю
визначається за виразом

т(1,1) х ⋅ х 26,89 ⋅5,49
= 3 ⋅ 1− ∑К1 ∑0 = 3 ⋅ 1− =1,6.
(х∑К1 + х 2
∑0 ) (26,89 + 5,49)2

55
Початкове значення струму при двофазному КЗ на землю

I (1,1) 1,6 ⋅1
п.0 = ⋅54,9 = 2,8 кА.
26,89 + 4,56

Однофазне коротке замикання в системі із незаземленою (ізольованою)
нейтраллю є простим. Струм КЗ при цьому дуже малий, так як загальний
опір в мережах із ізольованою нейтраллю близький до нескінченності і
живлення джерела виключається. Струм простого КЗ при цьому визначається
за виразом

 
I 3 U lПЛ lКЛ 3 10,5  8 5+ 0,9
К = ⋅ н ⋅  +  = ⋅ ⋅  +  =11,1 А.
 NПЛ NКЛ   350 10 


де lПЛ і lКЛ – це сумарні довжини повітряних і кабельних ліній, що проходять
від системи до точки КЗ, а NПЛ і NКЛ це відповідні коефіцієнти [12].
Далі, щоб вибрати уставку, наочніше звести всі значення струмів до
таблиці (таблиця 2.2)

Таблиця 2.2
Значення струмів КЗ для ТП-11

За результатами розрахунків, наведених у таблиці 2.2 видно, що
найменший струм, на значення якого потрібно спиратися при відбудові
датчиків, це струм двофазного КЗ. Однофазне замикання на землю в мережі
56
із ізольованою нейтраллю не є режимом короткого замикання, при якому
потрібне негайне відключення пошкодженої лінії [24]. Струм КЗ при даному
замиканні виставлятиметься на датчику замикання на землю.
Дані струми розраховані для точки відповідної першої секції шин ТП-
11. Так як в нормальному режимі живлення обох секцій проводиться окремо
(перша секція від Т-1, друга від Т-2 на ГПП), а опори кабелів однакові, то і
струми КЗ що для першої, що і для другої секцій будуть однакові [25].

2.3.3. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-12

Для даної підстанції, яка запитана з ТП-11, нижче ланцюжка відповідає
точка К4 (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Схема заміщення для розрахунку струму КЗ у точці К3

57
Опір кабельної лінії від ТП-11 до ТП-12 визначається за виразом (2.6)

x*
б.КЛ (ТП11−ТП12) = х0 ⋅ l
S
⋅ б
2 = 0,4 0,8 1000
⋅ ⋅ 2 = 3,26.
Uн 10,5

Загальний опір у точці К3

x∑К 4 = x∑К 3 + x*
б.КЛ (ТП11−ТП12) = 23,63+ 3,26 = 30,15.

Базисне значення струму

I Sб
б = , (2.9)
3 ⋅Uн
I 1000
б = = 54,9 кА.
3 ⋅10,5

Початкове значення струму при трифазному короткому замиканні за
виразом (2.10)

I (3) 1
п.0 = ⋅54,9 =1,82 кА.
30,15

Початкове значення струму при двофазному короткому
визначатиметься за виразом (2.11)

I (2) т ⋅Еб′′ І 3 ⋅1
п.0 = ⋅
х + ∆х(2) б = =1,57 кА,
∑К 3 30,15+ 30,15

Додатковий (додатковий) опір при двофазному КЗ визначається за
виразом
58

х∑К 4 = ∆х(2) = 30,15.

Коефіцієнт короткого замикання при двофазному КЗ дорівнює 3.
Початкове значення струму при двофазному замиканні на землю:

I (1,1) 1,69 ⋅1
п.0 = ⋅54,9 = 2,67 кА.
30,15+ 4,56

Додатковий опір при даному виді КЗ

х(1,1) х∑К1 ⋅ х∑0 30,15 ⋅5,49
∆ = = = 4,64,
х∑К1 + х∑0 30,15+ 5,49

де опір нульової послідовності, який відповідно такий же як і для ТП-11

x = x*
∑0 б.С + x* + x* *
б.ПЛ б.ТВ + xб.ТН = 0,33+ 0,24 + 0,33+ 4,59 = 5,49.

Коефіцієнт короткого замикання за двофазного КЗ на землю

т(1,1) х ⋅ х
3 1 ∑К1 ∑0 3 1 30,15 ⋅5,49
= ⋅ − 2 = ⋅ − =1,69.
(х∑К1 + х∑0 ) (30,15+ 5,49)2

Струм простого КЗ:

I 3 l l  8 5+ 0,9 + 0,9
К = ⋅U ПЛ КЛ  
н ⋅  +  = 3 ⋅10,5 ⋅  +  =12,7 А.
 NПЛ NКЛ   350 10 

59
Таблиця 2.3
Значення струмів КЗ для ТП-12

2.3.4. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-13

Для підстанції ТП-13 відповідає точка К5, що знаходиться між ТП-12
та ТП-13 (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Схема заміщення для розрахунку струму КЗ у точці К4
60
Опір кабельної лінії від ТП-12 до ТП-13 визначається за виразом (2.6)

x* Sб 1000
б.КЛ (ТП11−ТП12) = х0 ⋅ l ⋅ 2 = 0,4 ⋅0,8 ⋅ 2 = 2,9.
Uн 10,5

Загальний опір у точці К5 визначається як сума опорів у точці К4 і
опору кабельної лінії від ТП-12 до ТП-13

x = x + x*
∑К 5 ∑К 4 б.КЛ (ТП12−ТП13) = 30,15+ 2,9 = 33,05.

Базисне значення струму

I 1000
б = = 54,9 кА.
3 ⋅10,5

Початкове значення струму при трифазному короткому замиканні за
виразом (2.10)

I (3) 1
п.0 = ⋅54,9 =1,66 кА.
33,05

Початкове значення струму при двофазному короткому
визначатиметься за виразом (2.11)

(2) т ⋅Еб′′Iп.0 = (2) ⋅ І
3 ⋅54,9
б = =1,43 кА,
х∑К 5 + ∆х 33,05+ 33,05

Додатковий (додатковий) опір при двофазному КЗ визначається за
виразом

61
х (2)
∑К 4 = ∆х = 33,05.

Коефіцієнт короткого замикання при двофазному КЗ дорівнює 3.
Початкове значення струму при двофазному замиканні на землю:

I (1,1) 1,62 ⋅1
п.0 = ⋅54,9 = 2,36 кА.
33,05+ 4,7

Додатковий опір при даному виді КЗ

х(1,1) х∑К 5 ⋅ х∑0 33,05 ⋅5,49
∆ = = = 4,7,
х∑К 5 + х∑0 33,05+ 5,49

де опір нульової послідовності, який відповідно такий же як і для ТП-13

x∑0 = x* * * *
б.С + xб.ПЛ + xб.ТВ + xб.ТН = 0,33+ 0,24 + 0,33+ 4,59 = 5,49.

Коефіцієнт короткого замикання за двофазного КЗ на землю

т(1,1) х∑К1 ⋅ х3 1 ∑0 3 1 33,05 ⋅5,49
= ⋅ − 2 = ⋅ − =1,62.
(х∑К1 + х∑0 ) (33,05+ 5,49)2

Струм простого КЗ:

 
I 3 l l 8 5+ 0,9 + 0,9 + 0,8
К = ⋅U ПЛ КЛ  
н ⋅  +  = 3 ⋅10,5 ⋅  +  =14,23 А.
 NПЛ NКЛ   350 10 

62
Таблиця 2.4
Значення струмів КЗ для ТП-13

2.3.5. Розрахунок струмів короткого замикання для
трансформаторної підстанції ТП-14

Підстанція ТП-14 є кінцевою, у цьому ланцюжку, а її точка КЗ
відповідає точці К6 (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Схема заміщення для розрахунку струму КЗ у точці К6
63
Опір кабельної лінії від ТП-13 до ТП-14 визначається за виразом (2.6)

x* Sб 1000
б.КЛ (ТП13−ТП14) = х0 ⋅ l ⋅ 2 = 0,4 ⋅1⋅ 2 = 3,62.
Uн 10,5

Загальний опір у точці К6 визначається як сума опорів у точці К6

x∑К 6 = x *
∑К 5 + xб.КЛ (ТП13−ТП14) = 33,05+ 3,62 = 36,67.

Базисне значення струму

I 1000
б = = 54,9 кА.
3 ⋅10,5

Початкове значення струму при трифазному короткому замиканні за
виразом (2.10)

I (3) 1
п.0 = ⋅54,9 =1,49 кА.
36,67

Початкове значення струму при двофазному короткому
визначатиметься за виразом (2.11)

I (2) т ⋅Еб′′ І 3 ⋅54,9
п.0 = (2) ⋅ б = =1,29 кА,
х∑К 6 + ∆х 36,67 + 36,67

Додатковий (додатковий) опір при двофазному КЗ визначається за
виразом

х∑К 6 = ∆х(2) = 36,67.
64
Коефіцієнт короткого замикання при двофазному КЗ дорівнює 3.
Початкове значення струму при двофазному замиканні на землю:

I (1,1) 1,63 ⋅1
п.0 = ⋅54,9 = 2,15 кА.
36,67 + 4,77

Додатковий опір при даному виді КЗ

∆х(1,1) х∑К 6 ⋅ х∑0 36,67 ⋅5,49
= = = 4,77,
х∑К 6 + х∑0 36,67 + 5,49

де опір нульової послідовності, який відповідно такий же як і для ТП-13

x = x* + x* + x* + x*
∑0 б.С б.ПЛ б.ТВ б.ТН = 0,33+ 0,24 + 0,33+ 4,59 = 5,49.

Коефіцієнт короткого замикання за двофазного КЗ на землю

т(1,1) х
3 1 ∑К 6 ⋅ х∑0 36,67 ⋅5,49
= ⋅ −
(х х )2 = 3 ⋅ 1− =1,63.
∑К 6 + ∑0 (36,67 + 5,49)2

Струм простого КЗ:

 
IК = 3 U lПЛ l
⋅ ⋅  + КЛ 3 10,5 8 5+ 0,9 + 0,9 + 0,8+1
н = ⋅ ⋅  +  =16,05 А.
 N N   350 10 
ПЛ КЛ   

65
Таблиця 2.5
Значення струмів КЗ для ТП-14

Наступні ланцюжки підстанцій розраховуються аналогічно.
Результати обчислень заносяться до таблиці 2.6.

Таблиця 2.6
Струми КЗ для підстанцій, що живляться від РП-1
Підстанція I (3) , кА I (2)
п.0 п.0 , кА I (1,1) (1)
п.0 , кА Iп.0 , кА
ТП-11 2,04 1,76 2,8 11,1
ТП-12 1,82 1,57 2,67 12,7
ТП-13 1,66 1,43 2,36 14,23
ТП-14 1,49 1,29 2,15 16,05
ТП-15 2,18 1,89 2,96 11,2
ТП-21 2,06 1,79 1,83 11,1
ТП-22 1,91 1,65 2,65 12,2
ТП-23 1,7 1,47 2,4 14,05
ТП-24 1,5 1,3 2,16 16,23
КТП-1 1,35 1,17 1,98 18,23

66
2.4. Висновки до розділу 2

У розділі 2, зроблено аналіз існуючих типів датчиків короткого
замикання, розглянуто їх принцип роботи та характеристики. Розглянуто
схему електропостачання житлового району м. Києва, виходячи з якої,
проводився подальший розрахунок струмів короткого замикання. Отримані
результати дають змогу зробити вибір датчиків короткого замикання,
спираючись з їхні параметри.
Визначено можливі варіанти встановлення датчиків КЗ в кабельних
мережах 10 кВ. Варто відзначити, що найвдалішим варіантом розміщення
ДКЗ є варіант, при якому датчик розміщується на вводі кабельної лінії
електроустановки.
Також, встановлена дослідним шляхом, залежність струмів КЗ, від
протяжності лінії, а також оптимальні точки установки датчиків.

67
РОЗДІЛ 3
ТЕЛЕМЕХАНІЗАЦІЯ СИГНАЛІВ ДАТЧИКІВ КОРОТКОГО
ЗАМИКАННЯ
3.1. Види телемеханічних систем

Телемеханічні пристрої – це цілий комплекс пристроїв, який здійснює
контроль, керування, кодування та розкодування інформації різними
каналами зв'язку. Завданнями телемеханіки в цілому є: централізація
управління, здійснення управління в режимі реального часу («онлайн»),
надійне та достовірне отримання інформації, ефективне використання
каналів зв'язку, забезпечення належного контролю над оперативним
управлінням, ремонтопридатність, розширюваність та сумісність [26]. В
даний час пристрої телемеханіки займають істотну частину
електроенергетичної галузі. Релейний захист та автомеханічні засоби є
єдиним комплексом з телемеханікою. Телемеханічні пристрої значно
збільшують ступінь оперативно-диспетчерського управління. Підвищується
надійність та якість обслуговування об'єктів енергетики. За допомогою
засобів телемеханіки можуть бути знижені експлуатаційні витрати. Якісна та
достовірна інформація про основні електричні параметри дозволяє зробити
більш правильний та своєчасний аналіз електроспоживання, що також
підвищує надійність електропостачання.
Важливою властивістю телемеханічних засобів є передача інформації
на великі відстані, це особливо актуально для залізничного транспорту,
великих промислових підприємств та звичайно ж електроенергетичної галузі
[27]. Якість інформації, що передається при цьому повинна бути на високому
рівні, а саме, мати високу точність, надійність та швидкість передачі. У
сучасних електроенергетичних системах це особливо актуально, тому що
оперативне управління на багатьох підстанціях вже здійснюється
дистанційно з пульта управління, який може керувати обладнанням, що
68
знаходиться на великих відстанях від ділянки, що обслуговується. Тому
основне призначення електромеханічних пристроїв в електроенергетиці – це
контроль та керування електроустановками, а також іншими допоміжними
системами. В електричних системах оперативне управління здійснюється з
центрального пункту управління, який називається диспетчерським пунктом.
Саме у ньому проводиться управління електроустановками, що
обслуговуються.
Залежно від функцій, що виконуються, телемеханічні пристрої
класифікуються на системи:
- телесигналізації;
- телевимірювання;
- телеуправління;
- телерегулювання.
Переваги та недоліки систем телемеханіки в енергетиці
Системи телемеханіки характеризуються перевагами, серед них:
1. Незалежність від розташування об'єктів, за якими здійснюється
контроль та управління енергетичними ділянками. Відстежувати процес
функціонування точок з будь-якого місця незалежно від їхнього
взаєморозташування стало можливим завдяки телемеханічним системам, а
також сучасним засобам зв'язку.
2. Можливість здійснення контролю за оперативно-технічним
персоналом за допомогою систем АСУ ТП, а саме SCADA. Уповноваженим
диспетчером може детально простежуватися процес проходження та
виконання озвучених команд в умовах аварійних ситуацій. Якщо
працівниками допускаються помилки, відповідальний, який спостерігає за
процесом, має можливість своєчасно виявити їх і тим самим виключити
ймовірність негативних наслідків.
3. Економічність. За допомогою впровадження на об'єктах систем
телемеханіки можна скоротити витрати на утримання персоналу.
69
4. Оперативність. Ручне керування установками може займати чимало
часу. Такі процеси, як виявлення збою та поломок, внесення позначки
відповідальним до журналу, доповідь вищим уповноваженим
співробітникам. Управління об'єктом через системи АСУ ТП, виконання всіх
процесів здійснюється значно швидше.
Телемеханіка в енергетиці представлена дієвою, але не менш
вразливою системою. Це один із головних її недоліків. У комплексі задіяної
техніки може статися збій будь-якого з елементів. Це може призвести до
несправностей у функціонуванні, збою процесу і виходу обладнання з ладу.
Саме тому повністю відмовитися від персоналу неможливо.

3.1.1. Засоби передачі інформації

Мета телекомунікацій – забезпечити високоякісну передачу даних між
будь-якою парою точок зв’язку, незалежно від їх відстані один від одного.
Відстань між двома точками визначає тип обладнання передачі, що
використовується для налаштування з'єднання. Як правило, зв'язок на
відстані близько декількох метрів, наприклад, усередині будівлі,
здійснюється з використанням проводів, оптичних волокон або дуже
маленьких радіоприймачів. Будь-яка маршрутизація інформації всередині
будівлі здійснюється за допомогою комутатора в приміщенні.
Коли відстань передачі необхідно збільшувати, наприклад для передачі
інформації в межах міста, зазвичай використовується місцева телефонна
мережа, це призводить до додаткового встановлення з'єднання з найближчою
комутаційною станцією за допомогою пари мідних проводів або
радіопередачі з маршрутизацію контактуючих сторін, здійснення з'єднання за
допомогою мідної пари проводів або радіостанції одержувача, які також
підключені до найближчої точки обміну . Комутаційна станція також відома
як центр зв'язку. З'єднання між центром зв'язку та клієнтом називається
локальною петлею. Якщо з'єднання знаходиться в тому самому районі, дві
70
точки з'єднуються через один і той же центр зв'язку, але якщо з'єднання
знаходиться на великій відстані, необхідна маршрутизація від одного центру
зв'язку до іншого. Саме на цьому етапі вибір технології зв'язку стає
визначальним для загальної вартості мережі. У перші роки розвитку
телекомунікацій весь обмінний трафік проходив з використанням численних
пар мідних проводів (по одній парі на кожне з'єднання). Ця система була
дуже громіздка, тому що були потрібні міжобмінні кабелі, а для таких
з'єднань були потрібні сотні або тисячі мідних пар. Згодом, було розроблено
методику, відому як мультиплексування передачі кількох одночасних
телефонних викликів (трафік) за однією парою мідних проводів. Нещодавно,
для виконання цієї ролі були введені оптичні волокна. На сьогоднішній день
у багатьох мережах зв'язок з Центром зв'язку з клієнтами, здійснюється за
допомогою оптичного волокна в локальній мережі. Мобільний зв'язок, також
відноситься до категорії обміну інформації в електричних мережах, він
використовується замість пари кабелів у приміщенні користувача, і
називається бездротовим локальним зв'язком (WLL).
Наступний етап взаємозв'язку – є міжміські з'єднання, до яких
відносяться мікрохвильове радіо, оптоволоконний та супутниковий зв’язок.
Мікрохвильовий та супутниковий зв'язок є перевіреними технологіями, але
оптоволоконна технологія останнім часом наздогнала і багато в чому
обігнала дві інші. Швидкий прогрес, досягнутий волоконно-оптичною
мережею за останні 10 років, свідчить про те, що вона може виграти гонку та
стати домінуючою технологією майбутнього. Багато хто вважає, що вплив
оптоволоконних ліній зв'язку на телекомунікації, а особливо факт
виникнення повністю оптичних систем, схожий на винахід транзистора і його
вплив на комп'ютерні технології.
У геостаціонарних супутникових лініях зв'язку є певний ряд переваг,
перед іншими системами. Інформація, що передається із супутника, може
бути отримана на дуже великій території, що дозволяє одночасно
обслуговувати цілий континент. Крім того, вартість супутникового зв'язку не
71
залежить від відстані між джерелом та пунктом призначення (наприклад,
вартість передачі понад 1 або 5000 км. однакова). Однак, супутникова
система стає конкурентоспроможною за вартістю тільки з мікрохвильовими
радіосистемами та оптоволоконними системами, коли відстань велика
(наприклад, більше 500 км).
Мобільні стільникові радіосистеми, знайшли своє призначення у
голосовому зв’язку та передачі великого обсягу даних. Оптичне волокно на
сьогоднішній день широко використовується для переважної більшості
домашніх послуг, але у сільській місцевості рівень розвиток оптоволоконної
мережі ще не зовсім досягнутий. Широкосмугові послуги передачі даних
можуть надаватися супутниковим і мікрохвильовим радіо, але вартість цього
ресурсу з обмеженою смугою пропускання є порівняно високою. Відмінним
позитивним моментом на користь супутникового та мікрохвильового
стільникового радіозв'язку є фактор мобільності. Основним недоліком
оптоволоконних мереж є те, що користувач прив'язаний до певної точки і не
може бути мобільним. Більша частина телефонного трафіку на великі та
середні відстані в даний час передається по наземному мікрохвильовому
радіо та оптоволоконному каналу, який в даний час є технологією цифрової
електроніки.

3.1.2. Методи оцифрування сигналу

Основним методом покращення якості передачі інформації у цифрових
системах є метод поліпшення сигналу приймача. В аналогових системах
передачі сигналу кожен ретранслятор повторно передає прийнятий сигнал, а
разом з ним багато шумів. Шум накопичується в кожному повторювачі, тому
після певної довжини передачі відношення сигнал/шум (S/N) настільки
погане, що зв'язок стає неможливим. У цифрових системах передачі кожен
ретранслятор «регенерує» вихідний прийнятий потік імпульсів (одиниць і
нулів) і ретранслює їх без перешкод. Тому теоретично цифрова передача не
72
має обмеження щодо довжини передачі. На практиці розглядають явище, яке
називається джитером, що характеризується як шум, що виникає в певному
положенні імпульсу, що спостерігається як невеликі відхилення точок
перетину нуля імпульсів цифрового бітового потоку від їх точних положень.
Джитер накопичується через вплив електронних схем у цифровій системі
передачі. Надмірний джитер спричиняє появі неприпустимих бітових
помилок і тому обмежує можливості максимальної довжини лінії цифрової
системи. Підсумовуючи переваги цифрових систем перед аналоговими є:
− усі абонентські послуги, такі як телефонія, високошвидкісна передача
даних, телебачення, факсимільний зв'язок тощо, можуть надсилатися
через одне й теж саме середовище передачі. Таким чином, можна
реалізувати концепцію цифрової мережі з інтеграцією послуг (ISDN);
− висока захищеність від завад робить цифрову передачу практично
незалежною від довжини шляху;
− використання інтегральних мікросхем робить цифрові системи
економічними, які не потребують налаштування;
− простота обслуговування, заснована на вимірюванні типу «так/ні»;
− синергетична інтеграція цифрових систем передачі, таких як
оптоволокно, цифровий супутник та цифрові мікрохвильові
радіосистеми з цифровими станціями обміну.
Цікавий той факт, що цифрове радіо є часто використовуваним
терміном, але багато хто рідко розуміє, що вся радіопередача є аналоговим
явищем. Іншими словами, цифровий радіо носій є аналоговою хвилею, і це
лише інформація, яка представлена аналоговими сигналами, а спосіб
представлення (модуляція) має цифровий формат. Таким чином, терміни S/N
або C/N (відношення модуляції/шум) все ще використовуються, тому що в
мережах використовуються цифрові сигнали у поєднанні з
мультиплексуванням з часовим поділом (TDM), комутації з часовим поділом
цифрового радіо- та волоконно-оптичних систем стають значно
економічнішими та технічно гнучкішими ніж відповідні аналогові мережі.
73
Такі критерії, як повнота, якість та швидкість передачі інформації, що
можна реалізувати за допомогою даних методів, повинні відповідати певним
стандартам та критеріям. Це зумовлено тим, що в електроенергетичних
системах із сучасним компонуванням, особливо важливо отримувати
актуальну та своєчасну інформацію про стан та режими обладнання, тому що
оперативне управління даними системами, найчастіше, здійснюється
віддалено. Таким чином, основне призначення систем телемеханізації в
сучасних системах електропостачання – це забезпечення контролю та
управління комутаційними апаратами, іншими пристроями електроустановок
та іншими допоміжними системами. Як правило, в системах
електропостачання оперативне управління проводиться з пункту ЦДУ.

3.1.3. Аналіз конфігурації цифрової мікрохвильової радіосистеми

На рис. 3.1 представлена спрощена лінія мікрохвильового зв'язку, що
включає в себе тільки один регенеративний ретранслятор і дві кінцеві станції.
На термінальних станціях розміщується комутаційне обладнання, яке з'єднує
клієнтів із міжміськими маршрутами. У цій конфігурації, велика кількість
сигналів користувача (близько 2000) мультиплексуються разом в один
сигнал, готовий для передачі по лінії НВЧ. Сигнал перетворюється на
мікрохвильову частоту (близько 6 ГГц) і передається трасою, зазвичай від 30
до 60 км від станції «А» до приймальної антени на станції ретранслятора.
Ретранслятор або просто підсилює сигнал і передає його далі,
використовуючи іншу мікрохвильову частоту, щоб мінімізувати перешкоди,
або повністю регенерує окремі імпульси бітового потоку, перш ніж
перетворити сигнал назад в мікрохвильовий промінь для подальшої передачі.
Станція «B» приймає мікрохвильовий сигнал, обробляє його та розподіляє
окремі канали, готові для розподілу відповідним клієнтам на цьому кінці
лінії.
74
Як в аналогових, так і у цифрових системах існує одна або дві варіації
на цю тему. Наприклад, цифрова інформація може безпосередньо
модулювати сигнал без проходження ступеня ПЧ. Це називається прямою
модуляцією. Інший метод полягає у використанні помножувача частоти для
перетворення сигналу ПЧ на сигнал.

Рис. 3.1. Спрощена лінія мікрохвильового зв'язку прямої видимості

Основні відмінності між аналоговими та цифровими мікрохвильовими
радіостанціями полягають у наступному:
1. склад основної смуги частот;
2. методи модуляції;
3. передача службового каналу.
Основна смуга частот – це об'єднана множинна передача даних та/або
відеоканалу, які повинні передаватися по телекомунікаційній системі
передачі. Приймачі відрізняються в основному технікою демодуляції та
демультиплексуванням основної смуги частот до мовних каналів, каналів
передачі даних або відео.
Для приймача AMR, вхідний RF сигнал перетворюється зі зниженням
частоти, демодулюються по частоті, а потім демультиплексуються з
частотним поділом для поділу в окремих мовних каналах, каналів даних або
відео.
75
Для приймача DMR вхідний RF сигнал, аналогічно перетворюється зі
зниженням частоти перед демодуляцією. Когерентна демодуляція є кращою.
Однак для когерентної демодуляції точна передача частоти і фази
модульованого сигналу повинні бути отримані на приймачі. Одним із
способів вирішення цієї проблеми є використання диференціального
кодування та декодування. Демодульований сигнал, згодом відновлюється у
вихідний бітовий потік імпульсів, що передається регенератором, а
демультиплексор з часовим розподілом розділяє окремі мовні канали, канали
передачі або відео для їхнього розподілу у відповідні розташування. У
системах телекомунікації DMR, використовуються регенеративні
повторювачі.

3.1.4. Аналіз конфігурації супутникової системи

Використання супутникової системи в телемеханіці є актуальною з
моменту її створення в 1962 році. У багатьох випадках супутникова лінія
зв'язку може розглядатися як надвисокочастотна (НВЧ) лінія, а існуючі
розрахунки для наземних ліній зв'язку можуть бути використані для
впровадження супутникових зв’язків. Як і у випадку наземних систем зв'язку,
галузь супутникового зв'язку поступово оцифровується та впроваджується..
У супутниковому зв’язку сигнали основної смуги частот, будь то аналогові
або цифрові, закодовані на аналоговому несучому радіозв'язку, і тільки
найсучасніші супутники включають демодуляцію або демультиплексування.
Деякі супутники вже мають вбудовані пристрої для обробки інформації, яка
передається на рівні окремого каналу (піддіапазону), але підвищений рівень
складності та економічної ефективності майбутньої бортової обробки все ще
обробляється. Незалежно від того, чи є супутниковий зв'язок міжнародним
або внутрішнім є декілька основних категорій супутникових користувачів:
1. індивідуальна мовна смуга;
2. корпоративні дані;
76
3. телерадіомовлення;
4. державні та військові.
Супутникові системи є чудовими інструментами телекомунікації, які
задовольняють потреби роботи у широкому діапазоні охоплення та
можливості багатоточкової передачі, необхідної для радіомовлення. Слід
відмітити надможливості супутникових систем, наприклад відеозйомка події,
в одному місці земної кулі, може передаватися на супутник і поширюватися
(транслюватись) на великих територіях світу у вигляді чітких телевізійних
зображень. Таким чином, супутникові системи так само можна
використовувати і передачі різної інформації, особливо у сфері
електропостачання.

3.1.5. Аналіз системи мобільного радіозв'язку

Системи мобільного радіозв'язку мають стаціонарний або двоточковий
характер, і з точки зору користувача, вибір системного обладнання, що
використовується для приєднання (чи мікрохвильові пристрої, оптоволокно
або супутник) значною мірою не мав значення. Однак останнім часом
користувачі активно використовують телекомунікаційне обладнання у
вигляді смартфону або навігатора. Це основні мобільні системи. Інші важливі
системи, включають телефони літаків і телефони на судах та поїздах. Всі ці
системи є прикладами використання телекомунікаційних технологій
безпосередньо в локальній мережі. Історично, мобільні телефони в
основному встановлювалися на транспортних засобах, які були досить
громіздкими пристроями. З розвитком мікроелектроніки та мініатюризацією
електронних схем за останні три десятиліття ринок портативних телефонів
стрімко виріс.
Радіохвилі мають велике загасання при проходженні через атмосферу,
тому щоб підтримувати необхідну потужність передавача користувача на
необхідному низькому рівні, відстань між клієнтом і найближчою базовою
77
станцією для з'єднання з телефонною мережею повинна бути мінімальною.
наскільки це можливо. Це призвело до необхідності численних базових
станцій, розміщених у вигляді стільникових осередків, які називаються
стільниковою структурою. У перших мобільних системах кожен клієнт
використовував певну частоту зв'язку для тривалості кожного виклику. Через
обмежений частотний спектр кількість абонентів, здатних використовувати
системи одночасно були невеликою. Однак, стільникова система придатна
для повторного використання частот, внаслідок чого абоненти в різних
областях можуть використовувати однакові частоти зв'язку, і завдяки
сучасному інтерфейсу не відчувати помітних перешкод під час сеансу
зв'язку.

3.1.6. Аналіз конфігурації оптоволоконної системи

В сучасному світі оперативна передача даних має принципове
значення. Цим зумовлений швидкий розвиток волоконно-оптичних ліній
зв'язку (ВОЛЗ) у різних галузях техніки - від телефонії до комп'ютерів та
систем автоматизації [1]. Розробка та впровадження ВОЛЗ є стратегічним
напрямом розвитку інфраструктури зв'язку. З розвитком мереж п'ятого
покоління та «розумних міст» ВОЛЗ відігравають ключову роль у
забезпеченні високошвидкісного інтернету та стабільного сигналу для
користувачів.
Найпростіше волоконно-оптичний кабель є круглим діелектричним
стержнем, показник заломлення n1 якого вище, ніж у навколишнього
середовища n0 (рис. 3 2).
Залежно від оптичних та геометричних параметрів кабелю по ньому
може поширюватися від одиниць до десятків тисяч мод. На окремих
довжинах хвиль (0,95, 1,25 і 1,39 мкм) виникають сплески згасання, які
обумовлені резонансними явищами в гідроксильних групах ОН. На довжині
хвилі більше 1,6 мкм загасання зростає за рахунок втрат на поглинання в
78
інфрачервоній області спектра (ІЧ). Між піками загасання знаходяться три
області з мінімальними оптичними втратами, які отримали назву вікон
прозорості (рис. 2.3).

Рис. 3.2. Зміна поля плоскої хвилі у часі
θ - кут падіння світлового променя на границі середовищ "повітря - діелектрик"; θ1 - кут
заломлення світлового променя при його переході з повітря в діелектрик (θ1 < θ); ϕ – кут
падіння світлового променя на межі середовищ «діелектрик — повітря» (ϕ ≥ ϕкр); θmax -
максимально допустимий кут падіння світлового променя на кордон середовищ «повітря -
діелектрик»; ϕкр - критичний кут падіння світлового променя на кордон середовищ
"діелектрик - повітря"

Поряд із традиційними рішеннями на основі оптичних модемів,
оптичного Ethernet, технології Microsdhc з'явилися нові рішення з
використанням архітектури пасивних оптичних мереж PON (Passive Optical
Network), яка реалізує архітектуру оптичного доступу та полегшує
широкосмугові комунікації (голос, дані та відео) між оптичним терміналом
OLT (Optical Line Terminal) та різними віддаленими оптичними мережевими
пристроями ONU (Optical Network Units) у межах пасивної оптичної мережі.
PON – це сімейства, які швидко розвиваються і є найбільш
перспективними технологіями широкосмугового мультисервісного
множинного доступу по оптоволокну.
До переваг архітектури PON належать:
− економія оптоволокна;
− відсутність проміжних активних вузлів;
− економія оптичних приймачів у центральному вузлі;
79
− легкість підключення нових абонентів;
− зручність обслуговування.
Стандартизацією технології PON займалися дві незалежні робочі групи
- ITU-T та IEEE, а пізніше до них приєдналася третя - CCSA (Certified in
Control Self-Assessment). Оскільки кожна з груп стандартизувала свій
протокол зв'язку, обладнання було несумісне між собою.
Волоконно-оптичний кабель повинен мати відповідну будову для
запобігання оптичним волоконам від несприятливих умов зовнішнього
середовища при його встановленні та в процесі експлуатації. Базова
структура ВОК показано на рис. 3.3.
Головними структурними компонентами, що використовуються в
кабелях, є:
− центральний компонент;
− компоненти підсилення;
− волоконний футляр;
− водовідштовхувальний компонент;
− зовнішня оболонка кабелю (кожух);
− захисна броня.

Рис. 3.3. Базова структура кабелю:1 - вільна буферна трубка; 2 - покриті
волокна; 3 - зовнішній кожух; 4 - стрічкова сталева броня; 5 - внутрішній кожух; 6 -
компонент підсилення міцності; 7 - центральний компонент; 8 - водовідштовхувальний
гель
80
ВОЛЗ, схожий з мікрохвильовим зв'язком. Обидві системи передають
дані на один і той же вихід цифрового мультиплексора (тобто основної смуги
частот). Потік бітів, у разі волоконно-оптичної системи, може
використовуватися безпосередньо для включення та вимкнення лазера, з
метою відправки світлових імпульсів оптоволоконним кабелем. Зрештою, у
волоконно-оптичних системах може використовуватися метод
гетеродинування або гомодинування для покращення загальної
продуктивності системи. Регенератори, що використовуються з інтервалами,
з метою підсилення сигналу, як і в мікрохвильовій радіосистемі. У міру
вдосконалення технології оптичних підсилювачів, відстань між
регенераторами у волоконно-оптичних системах поступово збільшується. І
навпаки, відстань між регенераторами НВЧ-радіосистеми, в межах прямої
видимості обмежена фізичним, а не технологічним обмеженням (тобто
викривленням землі). Збільшення відстані між регенераторами волоконно-
оптичних систем є важливим фактором, що дозволяє знизити загальні
витрати. Відстань між оптичними регенераторами обмежена дисперсійними
(імпульсними) характеристиками волокна. Як завжди, приймач включає
детектор, підсилювач і засіб відновлення вихідного бітового потоку основної
смуги частот, готового до демультиплексування в голосові, цифрові або
телевізійні сигнали. Крім того, продуктивність оптоволоконних систем
значно перевершує радіо. Широко поширена думка, що волоконна оптика не
тільки залишається тут, але й здатна змінити наш спосіб життя у наступні
десятиліття.

3.1.7. Техніко-економічний аналіз існуючих каналів зв'язку

Використання зв'язку між підстанціями та диспетчерським пунктом
провідними засобами зв'язку є найпростішим технічним рішенням. Вони, у
свою чергу, можуть бути використані в телефонних мережах і для передачі
виробничої інформації. Дротові телефонні засоби зв'язку найчастіше
81
виконуються проводом типу «вита пара», що має порівняно низьку вартість і
високу завадостійкість. Даний провід має вигляд двох скручених між собою
мідних провідників у захисній оболонці. Ці канали зв'язку мають низьку
швидкість обміну даними, зазвичай до 1 Мбіт/с. Прокладаються вони, як
правило з комутованими кабелями, що робить їх схильними до впливу
сторонніх завад. Зручність застосування витої пари полягає в тому, що вони
вже давно проведені в різних місцях і створення нового зв'язку не
вимагатиме значних вкладень. Монтаж, прокладання та підключення нової
лінії обійдеться в середньому близько 40 тис. грн. за канал зв'язку. Їхня
робота вимагатиме будівництва нових телефонних вводів, а може й
додаткових магістральних ліній. Тому якщо робити установку нового
телефонного зв'язку для телемеханіки, то простота установки буде відносно
невисока. Абонентська плата цього виду зв'язку становить приблизно 2
тис.грн на рік. Таким чином, виконання зв'язку провідними лініями
вимагатиме великих грошових вкладень і якість зв'язку при цьому буде
порівняно низькою. При використанні вже наявних ліній, які досить-таки
поширені в міських умовах, економічні недоліки повністю виключаються,
оскільки обслуговування та експлуатація даних каналів зв'язку має низьку
вартість.
Зв'язок за допомогою силових ліній здійснюється за вже існуючими
лініями. Так звані RLC канали використовують переважно для
електропостачальних підприємств. Відносно висока швидкість передачі та
якість зв'язку роблять дані мережі технічно вигідним рішенням. Швидкість
обміну даними може досягати високих, на сьогоднішній день, значень. Так
само, за наявним досвідом експлуатації минулих років, можна сказати що
RLC апаратура досить надійна. Для телемеханізованих енергооб'єктів це
особливо актуально. Вартість апаратури та її установка на один
телемеханізований пункт схожа з телефонним зв'язком (близько 27 тис. грн.).
Це визначається тим, що фізичний канал зв'язку вже існує і основні витрати
становлять високочастотна апаратура, необхідна для реалізації зв'язку.
82
Складність установки RLC каналів оцінюється як середня, оскільки
підключення та монтаж апаратури до високовольтних ліній потребують
спеціального виду робіт. Основною та вагомою перевагою перед провідним
телефонним зв'язком є повна відсутність абонентської плати. Основними
технічними недоліками є: необхідність ретрансляції сигналів і складність
застосування даних систем у розподільних мережах.
Радіозв'язок може бути використаний тільки на певних частотах,
замовлених у Центрі радіочастот України. Оскільки цей канал зв'язку
загального користування, він все одно, незалежно від використовуваної
частоти, піддається впливу сторонніх завад, тому якість радіозв'язку
визначається як низька. Більше того, зона покриття ретрансляційних станцій
відносно невисока і тим самим залежить від їх кількості і відстаней між
ними. Швидкість обміну даними також є відносно невисокою, але для
забезпечення роботи телесигналізації цих значень цілком вистачає. Так як
установка власних станцій недоцільна і вимагає спеціальних дозволів, то дані
частоти орендуються у компаній власників з певною абонентською платою (в
середньому 3 тис. грн. на рік). Тому виконання телелемеханіки радіозв'язком
є економічно вигідним рішенням, але при цьому має ряд технічних недоліків.
У супутниковому зв'язку також використовуються радіохвилі в
ультракороткому діапазоні. Відстань, на яку можлива передача
телемеханічних повідомлень залежить від топології місцевості та зони
покриття. Зв'язок здійснюється по вже наявних мережах, що належать
мобільним операторам. На сьогоднішній день GSM мережі мають попит у
всіх сферах діяльності. Але існують також проблеми такі, як завантаженість
ефіру, виділення спеціальних частот та інші актуальні для великих міст
частоти, що не супроводжують супутникові канали зв'язку. Мобільні
оператори забезпечують високі швидкості обміну даними, а масовість
стільникових станцій підвищує надійність зв'язку, що особливо актуально
для електропостачальних організацій. Завдяки цьому забезпечується
постійний моніторинг обладнання, відстань від об'єкта до консолі може
83
досягати величезних значень, та залежать від покриття ретрансляційних
станцій. Даний канал зв'язку є найактуальнішим рішенням, оскільки не
вимагає прокладання фізичних провідників, ступінь складності та час
розгортання досить низький, а також вартість обладнання відносно невисока.
Основним недоліком цього виду зв'язку є залежність від роботи організацій
стільникових мереж мобільного зв'язку. Також низька вартість створення
каналу може мати високу вартість місячної експлуатації. Основні
характеристики вищенаведених каналів зв'язку зведені таблицю 3.1.

Таблиця 3.1
Характеристика каналів зв'язку
Канал зв'язку Максимальна Швидкість Ступінь
відстань передачі Якість передачі Вартість складності
встановлення
Провідний
телефонний 1250 м До 1 Мбіт/с низька ≈ 36 тис.грн низька
зв'язок
Провідний
зв'язок
виконаний 100 км і більше До 80 Мбіт/с середня ≈ 27 тис. грн середня
ЛЕП
Радіозв'язок 50-100 км До 500
Кбіт/с низька ≈ 3 тис. грн висока
Супутниковий
зв'язок 50-100 км До 1 Гбіт/с середня ≈ 14 тис. грн висока

84
3.2. Телемеханічна система зв’язку з центральним диспетчерським
пунктом

На сьогоднішній день, у розподільчих мережах будь якого мегаполісу в
Україні, будь-яка інформація про оперативні перемикання, ремонтні роботи,
а також інформація про відключення та відхилення робочих параметрів від
номінальних значень, аналізується в центральному диспетчерському пункті
(ЦДП). У раніше розглянутому варіанті можливих аварійних ситуацій, а
саме, у ситуації виникнення коротких замикань у кабельних лініях, рішення
повинні прийматися негайно. Завдяки датчикам короткого замикання,
встановленим на кабельних лініях, можна суттєво спростити та прискорити
технічні заходи, пов'язані з пошуком пошкодженої ділянки та відновленням
електропостачання споживачів. Ділянка кабельної лінії, на якій виникло
коротке замикання, буде одразу ж визначено та позначено, на
диспетчерському пульті (рис. 3.5). Моніторинг може забезпечуватися як по
мнемонічному щиту, так і на комп'ютері диспетчера за допомогою
спеціального програмного забезпечення. Вигляд телемеханіки, який буде
достатній і доцільний - це телесигналізація, оскільки ДКЗ може бути або в
нормальному стані, або в стані аварійного сигналізації.
Чудовим варіантом модернізації, вже існуючої охоронної системи,
може бути розширення її функціоналу шляхом покладання на неї завдання,
передачі сигналу з датчиків короткого замикання на диспетчерський пульт.
Приклад блоку охоронної сигналізації представлений рис. 3.4.
Даний тип охоронної сигналізації отримує живлення від зовнішнього
джерела, яке в свою чергу дублюється (наприклад, 1 і 2 с.ш 0,4 кВ
трансформаторної підстанції), тому що робота сигналізації повинна
знаходитися в роботі постійно, не залежно від режиму роботи самої
електроустановки та приміщення, в якому вона знаходиться. Переведення
навантаження з однієї секції шин на іншу здійснюється за допомогою
перемикання пакетного вимикача.
85

Рис.3.4. Блок охоронної сигналізації

Каналом зв'язку у телекомунікаційній системі є GSM (система
глобального позиціонування) зв'язок. На сьогоднішній день, дана система
має широке поширення у різних сферах життя. Діапазон частот, на яких
працює цей зв'язок не впливає шкідливо на організм людини і дозволяє
використовувати малопотужні приймачі для передачі інформації. До складу
будь-якої мережі GSM входять дві системи, а саме: система базових станцій і
система комутацій. Система базових станцій забезпечує обмін інформації
між контролером базових станцій та рухомими пересувними пунктами.
Таким чином, дані пристрої є аналогією з ретрансляторами, що працюють в
іншому діапазоні частот. Контролер комутує зв'язок станції із системою. Цей
вид зв'язку має переваги над іншими каналами зв'язку:
- апаратура має менші розміри та вагу;
- гарна якість зв'язку та велика зона покриття;
- за допомогою засобів кодування встановлено підвищену захищеність
від нелегального використання мереж;
- відносно невисока вартість.
За договором з мобільним оператором, системи сигналізації є
найвигіднішими. Сигналізація, здійснюючи контакт з номером приймача,
здійснює комутаційні операції за час менше секунди, так що, згідно з
86
тарифами, дані дзвінки не фіксуються і, відповідно, не оплачуються. Таким
чином, дана система може бути використана для передачі сигналів з датчиків
короткого замикання.
У разі спрацьовування датчика короткого замикання, сигнал надходить
на оптрон, подібно до формату сигналу охоронної сигналізації. З технічної
точки зору, цю функцію можна легко реалізувати шляхом додаткового
підключення датчиків короткого замикання до цього ж блоку охоронної
сигналізації за допомогою вільних виводів блоку. Далі мікропроцесор
обробляє отриманий сигнал і передає його на передавач, де за допомогою
телефонної сім-карти відбувається встановлення зв'язку з серверною. Зв'язок,
а саме, телефонний контакт із сім-карти виконується через певні рівні
проміжки часу, щоб телемеханічне повідомлення не втрачало своєчасності та
актуальності. Після цього, за аналогією, аварійний сигнал надходить на
монітор диспетчера.
На рис. 3.5. представлена система телемеханіки, яка включає пристрої
циклічного опитування контрольованих об'єктів, порівняння вимірюваних
величин із заданими, контролю за режимом роботи обладнання, а також
передачі команд управління обладнанням і перевірки їх виконання. Це
дозволяє диспетчеру мати оперативну інформацію про режим мережі та за
необхідності активно втручатися у його зміну.
На кожному контрольованому пункті для зв'язку з контрольованим
об'єктом встановлюють блок охоронної сигналізації (рис. 3.4), який виконує
функції програмованого контролера (декодер або концентратор). Він передає
інформацію на об'єкт і збирає інформацію з об'єкта за допомогою датчиків
короткого замикання та перетворювачі.
Сучасні контролери можуть отримувати інформацію не тільки з ДКЗ та
перетворювачів, але і з різних мікропроцесорних пристроїв, наприклад,
приладів обліку та релейного захисту. Для цього у контролерах передбачені
спеціальні локальні інтерфейси.

87

Рис. 3.4. Дворівнева телемеханічна система

Передача повідомлення від контрольованого пункту до каналу
управління про стан датчиків на кабельній лінії називають телесигналом
(ТС). Контролер пульта управління, отримавши ТС, передає його на АРМ
диспетчера, який у разі потреби попереджає диспетчера звуковим сигналом
та відповідним чином змінює стан зображення контрольованого об'єкта на
екрані дисплея. Одночасно сигнал з контролера надходить на мнемощит, на
якому запалюється відповідний індикатор.
Для кількісної оцінки стану об'єкта (технологічного обладнання) на
контрольованому пункті (КП) застосовують перетворювачі, які
перетворюють значення струму у нормовані електричні сигнали. Контролер
контрольованого пункту вимірює значення цих сигналів і передає їх на пульт
управління (ПУ) в цифровому вигляді повідомлень телевимірювань (ТВ).
Сигнали ТВ також надходять на АРМ диспетчера, який відстежує рівні
88
вимірювань, що приходять, і сигналізує про перевищення критичного порога
— уставки. Одночасно результати надходять і на мнемощит. Введення
інформації по кожному вимірювальному каналу має здійснюватися з
дискретністю близько 0,5-1 с. в нормальному режимі і близько 1 мс при
аварійних режимах.
Якщо необхідно змінити хід контрольованого процесу на якомусь КП,
оператор на ПУ через АРМ диспетчера посилає в систему команду
телеуправління (ТУ). Контролер КП, отримавши команду, перевіряє її
достовірність і видає електричний сигнал для включення або вимкнення
обраного оператором об'єкта. На ПУ каналом ТС передається сигнал про
виконання отриманої команди.
Як було зазначено вище, сучасні контролери КП можуть отримувати
інформацію як з датчиків і перетворювачів, так і з приладів обліку
електричної енергії. При цьому автоматизовані системи контролю та обліку
електроенергії (АСКОЕ) можуть інтегруватися у систему телемеханіки.
Таким чином, до традиційних функцій телемеханіки (телеуправління,
телесигналізація та телевимірювання) додаються нові функції: енергооблік,
балансові розрахунки та технічна діагностика технологічного обладнання.
Контроль технічного стану та діагностика кабельних ліній 10 кВ за
допомогою телемеханічної системи, дає змогу своєчасно виявляти дефекти,
визначити їхнє місце пошкодження і не допустити раптових відмов та аварій.
Таким чином, це забезпечить підтримку необхідного ступеня надійності
електричних мереж в процесі експлуатації.
Періодичний контроль та діагностика з метою визначення витраченого
ресурсу обладнання необхідні і для обґрунтування вибору черговості заміни
устаткування, що знаходиться в експлуатації. Це особливо важливо на етапі
експлуатації вітчизняних енергетичних систем, оскільки понад 70%
основного устаткування вже виробило свій ресурс часу, регламентований
нормативними документами. Саме діагностика є тим основним
89
інструментом, за допомогою якого можна запобігти аваріям в
енергосистемах та знизити експлуатаційні витрати [36].

3.3. Висновки до розділу 3

У ході роботи, проведеної в цьому розділі, отримано інформацію про
можливі варіанти передачі сигналу з ДКЗ на диспетчерський пульт
центрального диспетчерського управління. Розглянуто різні варіанти зв'язку,
а також сформовано позитивні та негативні сторони кожного з варіантів.
Визначено основні аспекти, пов'язані з обробкою і способами передачі
сигналів з датчиків короткого замикання на центральний диспетчерський
пункт. Опрацьовані варіанти підключення та живлення обладнання для
передачі телемеханічних сигналів, а також можливість застосування
дворівневої телемеханічної системи в реальних умовах, що дає змогу
своєчасно виявляти дефекти в кабельних лініях 10 кВ, визначити їхнє місце
пошкодження і не допустити аварійних ситуацій. Даний підхід забезпечить
підтримку необхідного ступеня надійності електричних мереж в процесі їх
експлуатації.

90
ВИСНОВКИ

1. Проведено аналіз методів визначення місця пошкодження
кабельних розподільних мереж 10 кВ, які можуть бути легко адаптовані для
повсякденного використання в області моніторингу та діагностики їх стану.
2. Зроблено аналіз існуючих типів датчиків короткого замикання,
розглянуто їх принцип роботи та характеристики. Розглянуто схему
електропостачання житлового району м. Києва, виходячи з якої, проводився
подальший розрахунок струмів короткого замикання. Отримані результати
дають змогу зробити вибір датчиків короткого замикання, спираючись з їхні
параметри.
3. Проведено дослідження щодо можливих варіантів встановлення
датчиків КЗ в кабельних мережах 10 кВ. Обрано найвдаліший варіант
розміщення ДКЗ на вводі кабельної лінії електроустановки, що дає
можливість виявлення як міжфазних коротких замикань так і однофазних
коротких замикань, що особливо актуально для розподільних кабельних
мереж 10 кВ із ізольованою нейтраллю.
4. Визначено основні аспекти, пов'язані з обробкою та способами
передачі сигналів з датчиків короткого замикання на центральний
диспетчерський пункт. Для забезпечення зв'язку з диспетчерським пунктом
обрано GSM канал, оскільки із спільно наявними системами охоронної
сигналізації на підстанціях це рішення є найбільш економічно вигідним.
5. Опрацьовано варіанти підключення та живлення обладнання для
передачі телемеханічних сигналів, а також можливість застосування
дворівневої телемеханічної системи в реальних умовах, що дає змогу
своєчасно виявляти дефекти в кабельних лініях 10 кВ, визначити їхнє місце
пошкодження і не допустити аварійних ситуацій. Даний підхід забезпечить
підтримку необхідного ступеня надійності електричних кабельних мереж 10
кВ в процесі їх експлуатації.

91
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Правила улаштування електроустановок. ПУЕ 5-тє вид., перероб. та
доповнене. – Х.:, 2017. – 736 с.
2. Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів
[Текст]: Наказ Міністерства палива та енергетики 25.07.2006, № 258 (у
редакції наказу Міністерства енергетики та вугільної
промисловості13.02.2012 № 91).
3. НПАОП 0.00-1.58-12 Правила охорони праці під час експлуатації
електроустаткування та електромереж.
4. Системи електропостачання. Елементи теорії та приклади
розрахунків: навчальний посібник / М. Й. Бурбело, О. О. Бірюков, Л. М.
Мельничук – Вінниця: ВНТУ, 2011. – 204 с.
5. Snringfield T. Fault location methods for overhead lines / Snrіngfield T.,
Marihart D, Stevens R. // Power Apparatus and System . – 2004. – v. 31.
6. Єрмолаєв С.О., Мунтян В.О., Яковлєв В.Ф. Експлуатація
енергообладнання та засобів автоматизації у системі АПК: Підручник / За
ред. С.О. Єрмолаєва. - К.: Мета, 2003. - 543 с.
7. Ljubchik V.R. Розробка фазового методу вимірювання відзначається
у двох об'єктів. Висник Кхмельникского національного університету.
Technical sciences. 2004. Issue 2. P. 108-114.
8. Воропай Р. О. Аналіз методів визначення місць пошкоджень в
мережах напругою 6-10 кВ / Р.О. Воропай, С.Ю. Протасов / Збірник тез
доповідей студентської науково-практичної конференції ЧДТУ: 23–24 квіт.
2024 р. [Електронний ресурс] / [упоряд.: Єгорова О. В., Захарова О. В.,
Тичков В.В. та ін.]; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т.
– Черкаси: ЧДТУ, 2023.– С. 47-48.
9. Методи і засоби захисту від обриву проводу та пошук місця
пошкодження у розподільній мережі зі складною топологією напругою 6–35
кВ: монографія / П. Д. Лежнюк, М. В. Кутіна. - Вінниця : ВНТУ, 2014. - 152 с.
92
10. Проектування систем електропостачання: Навч. посібник / М. М.
Бабаєв, В. С. Бліндюк, О. Д. Супрун та ін.; за ред. М. М. Бабаєва. – Харків:
УкрДЗЗТ, 2019. – 291 с. ISBN 978-617-654-117-2.
11. Кутіна М. В. Діагностичні ознаки рефлектометрії повітряних
розподільних мереж напругою 6–35 кВ / М. В. Кутіна // VI Всеукраїнська
науково-технічна конференція молодих учених і спеціалістів : збірник
наукових праць – Кременчук, 2008. – С. 250–251.
12. Лежнюк П. Д. Математична модель для визначення перехідного
опору у місці обриву проводу повітряної ЛЄП / П. Д. Лежнюк, М. В. Кутіна //
Контроль та управління у складних системах (КУСС2010): матеріали X
Міжнародної конференції. Вінниця. - 2010. - С. 204.
13. Сегеда М.С. Електричні мережі та системи: Підручник – Львів:
Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2007.-488
с.
14. ГКД 34.20.507-2003 Технічна експлуатація електричних станцій і
мереж. Правила (у редакції наказу від 21.06.2019 № 271).
15. Танкевич С.Є. Адаптивні вимірювальні перетворювачі струму та
напруги для високовольтних електроенергетичних об’єктів : дис ... канд.
техн. наук: 05.14.02. Київ: Ін-т електродинаміки НАН України, 2011. 171 с.
16. Омельченко О.В., Цвірун Л.О., Перекрест В.В. Електрообладнання
енергетичних установок: навч. посіб. Кривий Ріг: ДонНУЕТ, 2022. 114 с.
17. Загальна електротехніка з основами автоматики: Навчальний
посібник / Т.В. Левченко. – К., 2010. – 358 с.
18. Електрична частина станцій та підстанцій: курс лекцій
[Електронний ресурс]: навчальний посібник для студ. спеціальності 141
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»/уклад.: О.В.
Остапчук, П.Л. Денисюк, Ю.П. Матеєнко/КПІ ім. Ігоря Сікорського, –
Електронні текстові дані (1 файл: 4,62 Мбайт). – Київ: КПІ ім Ігоря
Сікорського, 2022. – 183 с.
93
19. Перехідні процеси в системах електропостачання: підручник для
ВНЗ / Г.Г. Півняк, І.В. Жежеленко, Ю.А. Папаїка, Л.І. Несен, за ред. Г.Г.
Півняка ; М-во освіти і науки України, Нац. гірн. ун-т. – 5-те вид., доопрац.
та допов. – Дніпро : НГУ, 2016. – 600 с.
20. Ting W., Wennan S., Yao Z. A New Frequency Domain Method for
Harmonic Analysis of power system with Arc Furnace // 4th international
conference on advances in power system control.: University of Technology,
Department of Electrical Engineering, 2007. Р. 552-555.
21. Кутіна М. В. Оцінка ефективності автоматичного пошуку
несправностей в електроустановках / М. В. Кутіна // Четверта Всеукраїнська
науково-технічна конференція молодих вчених і спеціалістів: тези наукових
доповідей – Кременчук, 2006. – С. 100.
22. Jozef Kudelcik, Miroslav Gutten, Martin Brandt. Electrical Breakdown в
Transformer Oil. Czech Republic: VSB-Technical University of Ostrava, 2006. P.
277-280.
23. Current Transformer TG (72.5 – 800 kV) [Електронний ресурс] / URL:
http://new.abb.com/high-voltage/instrument-transformers/current/tg
24. Transient Stability Power System with Exact Long Transmission Line
Model [Електронний ресурс] / URL:
https://doaj.org/article/019f77211f6a4e03aab02108b0d52411
25. The Losses at Power Grid Caused by Small Nonlinear Loads
[Електронний ресурс] / URL: http://www.journal.ftn.kg.ac.rs/Vol_10-1/19-
Stevanovic-Petkovic.pdf (дата звернення 17.11 .2017).
26. Назаров А.В. Сучасна телеметрія в теорії та на практиці.
Навчальний посібник: Наука та техніка, 2007. – 627 с.
27. Монтаж енергообладнання та систем керування: навч. посіб. Для
студентів вищ. навч. закл. / М. П. Кунденко та ін. Ч. І. Харків : ХНТУСГ,
2017. 282 с.
94
28. Довгий С.О., Савченко О.Я., Воробієнко П.П. та ін. Сучасні
телекомунікації: мережі, технології, економіка, управління, регулювання / За
ред. С.О. Довгого. – К.: Український Видавничий центр, 2002. – 520 с.
29. Телемеханіка та автоматизовані системи управління в
електроенергетиці: навч. посіб. / [Плєшков П.Г., Серебренніков С.В., Петрова
К.Г.] ; М-во освіти і науки України, Кіров. нац. тех. ун-т. – Кіровоград :
КНТУ, 2016. – 163 с. ISBN 978-966-402-076-0
30. Телекомунікаційні та інформаційні мережі : Підручник [для вищих
навчальних закладів] / П.П. Воробієнко, Л.А. Нікітюк, П.І. Резніченко. – К.:
САММІТ-Книга, 2010. –708 с.
31. Software System for Finding the Incipient Faults in Power Transformers
[Електронний ресурс] / URL:
https://doaj.org/article/01633a9c5a2441cf90ec26c35df3e719
32. Wadhva C. L. Electrical power systems. - 7th ed - New Age
International Publishers, 2016. - 970 p.
33. Вілhelm Rojewski Marian Sobierajski Activity up to five rocks before
the battle on the viconn of minds separat 110 kV Grid Normally Operated with
Effectively Earthed Neutral, and Temporarily Supplied from Compensated 110 kV
Gri0. P. 114-117
34. Smart meters – foundation of the smart energy future [Електронний
ресурс] / URL: https://www.engerati.com/article/what-virtualsynchronous-
generation-means-distributed-generation
35. Кутін В. М. Оцінка ефективності системи діагностичного контролю
електротехнічних комплексів / В. М. Кутін, М. О. Ілюхін, М. В. Кутіна //
Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2005.- № 3 - С. 51-54.
36. Кутін В. М. Пошук пошкоджень у розподільчих електричних
мережах / В. М. Кутін, П. К. Піскляров. - К.: Техніка, 1994. - 186 с

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets