ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКАУНИВЕРСИТЕТИ ВА
«ИЛМИЙ-ТЕХНИКА МАРКАЗИ» МЧЖ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc 27.06.2017.Т.03.03 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ
ЭГАМНАЗАРОВ ГЕОРГИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
КЎП СИМЛИ ЭЛЕКТР УЗАТИШ ЛИНИЯЛАРИДА СИММЕТРИК
БЎЛМАГАН ҚИСҚА ТУТАШУВ ТОКЛАРИНИ
ҲИСОБЛАШ УЧУН ТАКОМИЛЛАШТИРИЛГАН
АЛГОРИТМЛАРНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ
05.05.02 – Электротехника. Электр энергия станциялари, тизимлари.
Электротехник мажмуалар ва қурилмалар.
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
УДК: 621.315.1:621.45.01
Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси
автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD)
по техническим наукам
Content of the dissertation abstract of doctor of philosophy (PhD)
on technical sciences
Эгамназаров Георгий Анатольевич
Кўп симли электр узатиш линияларида симметрик бўлмаган қисқа
туташув токларини ҳисоблаш учун такомиллаштирилган алгоритмларни
ишлаб чиқиш .....................................................................................................
3
Эгамназаров Георгий Анатольевич
Разработка усовершенствованных алгоритмов для расчета токов
несимметричных коротких замыканий в многопроводных воздушных
линиях электропередачи ..................................................................................
19
Georgiy Egamnazarov Anatolevich
Design of sophisticated algorithms for calculation of asymmetrical fault
currents in multi-wire Overhead Power Transmission Lines ...............………..
35
Эълон қилинган ишлар рўйҳати
Список опубликованных работ
List of published works .......................................................................................
40
ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКАУНИВЕРСИТЕТИ ВА
«ИЛМИЙ-ТЕХНИКА МАРКАЗИ» МЧЖ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc 27.06.2017.Т.03.03 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ
ЭГАМНАЗАРОВ ГЕОРГИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
КЎП СИМЛИ ЭЛЕКТР УЗАТИШ ЛИНИЯЛАРИДА СИММЕТРИК
БЎЛМАГАН ҚИСҚА ТУТАШУВ ТОКЛАРИНИ
ҲИСОБЛАШ УЧУН ТАКОМИЛЛАШТИРИЛГАН
АЛГОРИТМЛАРНИ ИШЛАБ ЧИҚИШ
05.05.02 – Электротехника. Электр энергия станциялари, тизимлари.
Электротехник мажмуалар ва қурилмалар.
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) диссертациясининг мавзуси
Ўзбекистон Республикаси Вазирлар Маҳкамаси қошидаги Олий аттестациялаш
комиссиясида B 2017.1.PhD/T94 рақами билан рўйхатга олинган.
Диссертация Тошкент давлат техника институтида бажарилган.
Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш веб-
саҳифасида (www.tdtu.uz) ва “ZiyoNet” Ахборот таълим порталида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.
Илмий раҳбар:
Ситдиков Рашид Абдурахманович
техника фанлари доктори, профессор
Расмий оппонентлар:
Гайибов Тўлқин Шерназарович
техника фанлари доктори, профессор
Мирзабаев Акром Маҳкамович
техника фанлари доктори
Етакчи ташкилот: Тошкент темир йўл муҳандислари институти
Диссертация ҳимояси Тошкент давлат техника университети ва «Илмий-техника
маркази» МЧЖ ҳузуридаги DSc.27.06.2017.Т.03.03 рақамли Илмий кенгашнинг 2017 йил
“___”
________ соат ____ даги мажлисида бўлиб ўтади. Манзил: 100095, Тошкент, Университет кўча, 2.
Тел./ факс: (99871) 227-10-32, e-mail: tstu_info@tdtu.uz.
Диссертацияси билан Тошкент давлат техника университетининг Ахборот-ресурс марказида
танишиш мумкин ( ___ рақами билан рўйхатга олинган). Манзил: 100095, Тошкент, Университет
кўча, 2. Тел./ факс: (99871) 227-03-41
Диссертация автореферати 2017 йил “____”____________ куни тарқатилди.
(2017 йил “___”___________даги _____ рақамли реестр баённомаси).
Қ.Р. Аллаев
Илмий даражалар берувчи
илмий кенгаш раиси т.ф.д., профессор
О.Х. Ишназаров
Илмий даражалар берувчи
илмий кенгаш илмий котиби, т.ф.д., к.и.х.
И.М. Ибадуллаев
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш қошидаги илмий семинар раиси,
т.ф.д., профессор
5
КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Жаҳонда электр
энергетика тизимларидаги ҳаво узатиш линияларини оптик толали алоқа
жихозлари билан таъминлаш, ички оптик кабелга эга, яшиндан ҳимояловчи
трослар қўллаш воситаларини ишлаб чиқишга қаратилган тадқиқотлар муҳим
аҳамият касб этмоқда. Шу жиҳатдан, энергетика соҳасида электр энергетика
тизимларини узлуксиз ва сифатли ишлашини таъминлаш ҳамда
самадорлигини оширишга қаратилган тадқиқотлар етакчи ўринни
эгалламоқда.
Ривожланган
мамлакатларнинг
«электр
энергетика
тизимларида, ички оптик кабелга эга, яшиндан ҳимояловчи трослар, юқори
кучланишли ҳаво линияларига чақмоқнинг тўғридан-тўғри келиб
урилишидан ҳимоялаш ва катта хажмли маълумотларни масофага юбориш
вазифаларини сезиларли даражада сифатини оширишга алоҳида эътибор
қаратилмоқда»
1
.
Жаҳонда электр энергетика тизимларини лойиҳалаштириш учун янги ва
такомилаштирилган математик моделлар, усул ва алгоритмларини ишлаб
чиқишга алоҳида эътибор қаратилмоқда. Ушбу соҳада, жумладан,
трослардаги носимметрик қисқа туташув токларини ҳисоблаш усулини
ишлаб чиқиш, тросларнинг эквивалентларини аниқлаш усулларини яратиш,
ички оптик кабелга эга, яшиндан ҳимояловчи трослардаги ток қийматларини
пасайтириш алгоритмларини ишлаб чиқиш йўналишларида амалга
оширилаётган илмий-тадқиқот ишлари муҳим вазифалардан бири
ҳисобланади.
Республикамиз мустақилликка эришгач, иқтисодиётнинг муҳим тармоғи
бўлган энергетика соҳасини сифат жиҳатидан ривожлантириш ва замонавий
талаблар асосида соҳанинг техник-технологик даражасини юксалтиришга
алоҳида эътибор қаратилди. Бу борада, электр энергетика тизимида ҳаво
электр узатиш линияларида носимметрик бўлган ҳолатларини ҳисоблаш
алгоритмларни ишлаб чиқиш бўйича сезиларли натижаларга эришилди. Шу
билан бир қаторда, жумладан, кўп симли ҳаво линия тизимларида симметрик
бўлмаган ҳолатларидаги токларини аниқлаш алгоритмларини ишлаб чиқиш
талаб этилмоқда. 2017-2021 йилларда Ўзбекистон Республикасини янада
ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясида « … иқтисодиётда энергия
ва ресурслар сарфини камайтириш, ишлаб чиқаришга энергия тежайдиган
технологияларни кенг жорий этиш, ...»
2
бўйича вазифалари белгиланган.
Мазкур вазифани амалга ошириш, жумладан, ҳаво электр узатиш
линияларида симметрик бўлмаган қисқа туташув токларини ҳисоблаш,
эквивалент параметрларини аниқлаш, ички оптик кабелга эга, яшиндан
ҳимояловчи трослардаги ток қийматларини пасайтириш алгоритмларини
ишлаб чиқиш муҳим масалалардан бири ҳисобланади.
1
www.ieee.org/publications_standarts/
2
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сон “Ўзбекистон
Республикасини янада ривожлантириш бўйича харакатлар стратегияси тўғрисида”ги Фармони
6
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги
ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича
Ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармони, Ўзбекистон Республикаси
Президентининг 2015 йил 5 майдаги ПҚ-2343-сон «2015-2019 йилларда
иқтисодиёт тармоқлари ва ижтимоий соҳада энергия сарфи ҳажмини қисқар-
тириш, энергияни тежайдиган технологияларни жорий этиш чора-тадбирлари
дастури тўғрисида», 2017 йил 26 майдаги ПҚ-3012-сон «2017-2021 йилларда
қайта тикланувчи энергетикани янада ривожлантириш, иқтисодиёт тармоқ-
лари ва ижтимоий соҳада энергия самарадорлигини ошириш чора-тадбир-
лари дастури тўғрисида»ги Қарорлари ҳамда мазкур фаолиятга тегишли
бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга
оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши-
нинг устувор йўналишларига мослиги
. Мазкур тадқиқот республика фан
ва технологиялар ривожланишининг II. «Энергетика, энергия ва ресурс
тежамкорлик» устувор йўналиши доирасида бажарилган.
Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.
Электр узатиш линияларида
носимметрик қисқа туташув ҳолатларидаги токларнинг яшиндан ҳимояловчи
тросларда тарқалишини аниқлаш усулларини ишлаб чиқишга йўналтирилган
илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий марказлари ва олий таълим
муассасалари, жумладан, «Ягона энергетика тизими федерал тармоқ
компанияси» (Россия), Indian Institute of Technology (Ҳиндистон), Wuhan
University (Хитой), North China Electric Power University (Хитой), Shandong
University (Хитой), ChiangMai University (Таиланд), «Integral Energy» ва
«Transgrid» илмий текширув институтлари (Австралия), CYME International
T&D (Канада), Иркутск давлат университетети (Россия), Москова Энергетика
университети (Россия), «Илмий-техника маркази» МЧЖ ва «Энергомарказ»
МЧЖ да (Ўзбекистон) кенг қамровли илмий-тадқиқот ишлари олиб
борилмоқда.
Электр
узатиш
линияларида
носимметрик
қисқа
туташув
ҳолатларидаги токларнинг яшиндан ҳимояловчи тросларда тарқалишини
аниқлаш усулларини ишлаб чиқишга қаратилган назарий ва илмий
муаммоларни ҳал қилишда машҳур олимлар Фарид Давалиби (F. Dawalibi) ва
Жорж Б. Нилис (George B. Niles), Любивоже М.Поповиц (Ljubivoje
M.Popoviс), М.Винтан ва Адриан Бута (Maria Vintan and Adrian Buta), Джун
Жоу (Jun Zou), Джай Бок Ли (Jae-bok Lee), Джун Джи Ли (Jun Jie Li), Сагхун
Чанг (Sughun Chang), Барабанов Ю.А., Богданова О.И., Дементьев Ю.А.,
Механошин Б.И., Сиденков Д.В., Орешкин А.В., Шкалов А.А. ва бошқалар ўз
ҳиссаларини қўшганлар. Электр энергетика тизимидаги кўп симли ҳаво
электр узатиш линияларида симметрик бўлмаган қисқа туташув токларини
ҳисоблаш учун усул ва алгоритмларни ишлаб чиқиш ва ҳаво электр узатиш
линияларнинг самарадорлигини ошириш борасида илмий изланишлар
қуйидаги ўзбек олимлари «Средазэнергосетьпроект» АЖ муҳандислари
Шарипов У.Б., Дробов Е.А. ва бошқалар томонидан ҳам бажарилган.
7
Сезиларли муваффақиятларга қарамай, кўп симли тизимларнинг турли
даражада симметрик бўлмаганлига сабаб бўлиб, ноаниқликларни келтирувчи
яшиндан ҳимояловчи трослар осилишларининг таъсир этиш муаммоси
етарли даражада ўрганилмаган. Мазкур ишда кўп симли ҳаво электр узатиш
линияларнинг симларидаги носимметрик қисқа туташув токларини аниқлаш
учун электр занжирларни ҳисоблаш усули ва назариясини ривожлантиришга
қаратилган изланишлар муҳим аҳамиятга эга масалалардан бири
ҳисобланади.
Диссертация тадқиқотининг диссертация бажарилган олий таълим
муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан боғлиқлиги.
Диссертация тадқиқоти Тошкент давлат техника университетининг илмий-
тадқиқот ишлари режасининг А-3-96. «Ўзбекистон республикаси энергетика
тизимининг
электр
истеъмолчиларини
оптимал
бошқариш»
(2015-2017) мавзусидаги лойиҳаси доирасида бажарилган.
Тадқиқотнинг мақсади
кўп симли ҳаво электр узатиш линиялардаги
яшиндан ҳимояловчи тросларни танлаш учун трассанинг бутун узунлиги
бўйича
параметрларини
инобатга
олиш
имконини
берадиган
такомиллаштирилган алгоритмларни ишлаб чиқишдан иборат.
Тадқиқотнинг вазифалари:
қисқа туташув ҳолатларини ҳисоблаш учун симлардаги токларнинг
қийматларига таъсир этадиган омилларни инобатга олувчи кўп симли ҳаво
электр узатиш линияларининг математик моделларини ишлаб чиқиш;
носимметрик кўп симли ҳаво электр узатиш линияларининг симларида
носимметрик қиска туташув ҳолатларидаги токларни ҳисоблаш учун
алгоритмлар ишлаб чиқиш;
кўп симли ҳаво электр узатиш линияларидаги яшиндан ҳимояловчи
трослари ҳамда ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларининг
эквивалентларини ҳисоблаш учун алгоритмлар ишлаб чиқиш;
носимметрик қиска туташув токларига яшиндан ҳимояловчи
тросларининг термик турғунлигини ҳисоблаш алгоритмини ишлаб чиқиш;
ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларидаги қисқа
туташув токларининг қийматларини пасайтириш учун алгоритмлар ишлаб
чиқиш.
Тадқиқотнинг объекти
сифатида юқори кучланишли кўп симли ҳаво
электр узатиш линиялари олинган.
Тадқиқотнинг предмети э
лектр энергетика тизимидаги кўп симли
ҳаво электр узатиш линияларидаги носимметрик қисқа туташув токларини
аниқлаш алгоритмларини ташкил этади.
Тадқиқотнинг усуллари.
Тадқиқот жараёнида электр энергетика
тизимини ҳисоблаш назарияси ва усуллари, электр энергетика тизимининг
ҳолатларини математик моделлаштириш ва сийрак матрицали тугун
тенгламалар системасини ечиш тадқиқот усули қўлланилган.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
носимметрик қисқа туташув ҳолатларда симлардаги токларнинг ҳисоб
қийматларини кўп симли ҳаво электр узатиш линияларнинг параметрларига
8
(таянч ўлчамлари, таянчлараро масофалар узунлиги, фаза симлари ва
яшиндан ҳимояловчи трослари) боғлиқлиги сийрак матрицаларни қўллаш
асосида аниқланган;
ҳаво электр узатиш линияларида яшиндан ҳимояловчи тросларнинг
эквивалент қаршиликлари таянчларнинг заминлаш умумий қаршиликлари
асосида такомиллаштирилган;
яшиндан ҳимояловчи тросларнинг носимметрик қисқа туташув
токларига нисбатан термик турғунлигини ҳисоблаш алгоритми ҳаво электр
узатиш линияларини кўп симли тизимда келтирилганлиги асосида
такомиллаштирилган;
ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларда носимметрик
қисқа туташув ҳолатларидаги токлар қийматларини камайтириш, нимстанция
таянчларида
заминлаш
қаршиликларини
изоляциялаш
асосида
такомиллаштирилган.
Тадқиқотнинг амалий натижаси
қуйидагилардан иборат:
фаза симлари ва яшиндан ҳимояловчи трослар параметрларининг бутун
трасса бўйлаб ҳисобга олиш имконини берувчи ҳаво электр узатиш
линияларининг ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларини
танлаш такомиллаштирилган алгоритмлари ишлаб чиқилган;
ҳаво электр узатиш линияларида лойхалаштириш самарадорлигини
ошириш учун яшиндан ҳимояловчи тросларининг
эквивалентларини
хисоблаш
алгоритмлари ишлаб чиқилган;
ҳаво электр узатиш линияларида таянч қаршиликларини заминлаш
орқали ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларнинг энергия ва
ресурс тежамкор иш режимилари ишлаб чиқилган.
Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.
Тадқиқот натижаларининг
ишончлилиги электр занжирларида кўп симли ҳаво электр узатиш
линияларида носимметрик қисқа туташув токларини
ҳисоблашнинг асосий
қонунлари, назария ва усулларини қўлланилиши ҳамда таққослаш билан
изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.
Тадқиқот
натижаларининг илмий аҳамияти ишлаб чиқилган алгоритмлар, симлар
тизимининг бошланғич носимметриклигини, ҳаво электр узатиш линия
трассасининг барча қисмлари учун параметрларни ҳисобга олиш
имкониятини беради (таянч ўлчамлари, таянчлараро масофалар узунлиги,
фаза симлари ва яшиндан ҳимояловчи трослари) шунингдек бу носимметрик
ҳолатлардаги токларнинг ҳисоб аниқлигини ошириш имконини бериш билан
изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг амалий ахамияти ишлаб чиқилган
алгоритмлар ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларига ҳаво
электр узатиш линиялардаги носимметрик қисқа туташув токларининг
термик таъсирини аниқлашда кенг кўламда қўлланилиши билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.
Кўп симли ҳаво электр
узатиш линияларида симметрик бўлмаган қисқа туташув токларини
9
ҳисоблаш учун такомиллаштирилган алгоритмларни ишлаб чиқиш бўйича
олинган илмий натижалар асосида:
ҳаво электр узатиш линияларининг яшиндан ҳимояловчи тросларини
танлаш учун такомиллаштирилган алгоритмлари 500 кВли «Сирдарё» ИЭС –
«Ново Ангрен» ИЭС ҳаво линиясини лойиҳалаштиришда жорий қилинган
(«Ўзбекэнерго» АКнинг 2017 йил 4 сентябрдаги РМ-01-21/6928-сон
маълумотномаси). Илмий тадқиқот натижаларининг қўлланилиши ҳаво
электр узатиш линиянинг барча қисмлари учун параметрларини инобатга
олган ҳолда носимметрик ҳолатлардаги токларнинг ҳисоб аниқлигини
кўтариш имконини берган;
яшиндан ҳимояловчи тросларнинг эквивалентларини ҳисоблаш
алгоритмлари 500 кВли «Сирдарё» ИЭС – «Ново Ангрен» ИЭС ҳаво
линиясини лойиҳалаштиришда жорий қилинган («Ўзбекэнерго» АКнинг 2017
йил 4 сентябрдаги РМ-01-21/6928-сон маълумотномаси). Илмий тадқиқот
натижаларининг қўлланилиши ҳаво электр узатиш линиясининг узунлиги
бўйлаб таянчларнинг заминлаш қаршиликларини инобатга олган ҳолда
умумий ҳисоблашлар сонини камайтириш имконини берган;
ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи тросларнинг энергия ва
ресурстежамкор иш режимилари 500 кВли «Сирдарё» ИЭС – «Ново Ангрен»
ИЭС ҳаво линиясини лойиҳалаштиришда жорий қилинган («Ўзбекэнерго»
АКнинг 2017 йил 4 сентябрдаги РМ-01-21/6928-сон маълумотномаси). Илмий
натижанинг қўлланилиши лойиҳалаш жараёнида ички оптик кабелга эга
яшиндан ҳимояловчи тросларнинг юзасини кичиклаштириш ва лойиҳа
маблағларини 27%га камайтириш имконини берган.
Тадқиқот натижаларининг апробацияси.
Тадқиқот натижалари 9 та
халқаро илмий-амалий анжуманларда апробациядан ўтди.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.
Диссертация мавзуси
бўйича жами 22 та илмий иш, шу жумладан, хорижий журналларда 4 мақола,
республика журналларда 9 та мақола чоп этилган.
Диссертациянинг ҳажми ва тузилиши.
Диссертация таркиби кириш,
бешта боб, хулоса, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 121 бетни ташкил этади.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ
Кириш
қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурияти
асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.
Диссертациянинг «
Яшиндан химояловчи трослар. Замонавий ички
оптик кабелга эга яшиндан химояловчи трослари ва уларни танлаш
10
шартлари»
деб номланган биринчи бобида анъанавий яшиндан ҳимояловчи
трослари (ЯТ) ва замонавий ички оптик кабелга эга яшиндан ҳимояловчи
тросларининг (ОКЯТ) хусусиятларига тегишли назарий маълумотлар
келтирилган. Ҳаво электр узатиш линияларини (ҲЛ) солиштирма, ўз ва
ўзаро, қаршилик ва сиғим ўтказувчанликларини аниқлаш учун
тизимлаштирилган усулни ишлаб чиқиш мақсадида механик ва электрик
хусусиятлари билан фарқ қилувчи ОКЯТ турли хил конструкциялари таҳлил
қилинган.
Диссертациянинг «
Ҳаво электр узатиш линияларида қисқа туташув
токларига яшиндан ҳимояловчи тросларининг термик турғунлиги»
деб
номланган иккинчи бобида энергетика тизимларнинг электр тармоқларида
ҲЛ носимметрик қисқа туташув (ҚТ) ҳолатларида ЯТ токларни ҳисоблаш
усулларининг таҳлили келтирилган. ҲЛ симларида носимметрик ҚТ
токларининг ҳисоб натижаларига таъсир кўрсатувчи турли хил омилларни
инобатга олган ҳолда, усулларни баҳолаш ўтказилган.
Охирги йилларда дунёнинг ривожланган электр энергетика тизимларида
(ЭЭТ), шу билан бирга Ўзбекистон ЭЭТ ҳам, маълумотларни узатиш учун
ОКЯТ шаклида ясалган оптик толали алоқа линиялари (ОТАЛ) кенг жорий
этилмоқда. ЯТларни термик турғунлиги (ТТур) асосида танлаш вазифаси
анъанавий равишда линияларни модернизациялаштиришда вужудга келади
ва қиммат ОКЯТларни жорий қилганда алоҳида аҳамият касб қилади.
ОКЯТлари лойиҳалаштирилганда мажбурий бажарилиши керак бўлган
шартлардан бири бу - трослар юзасини ҲЛларда носимметрик қисқа туташув
токларининг термик таъсири (ТТас) асосида танлашдир. ОКЯТда ТТур
йўқолиши, яшин муҳофазаси ишончлилигини пасайиши ва алоқа
каналларининг узилиши каби зарарларга олиб келади. ЭУЛнинг бутун
узунлиги бўйлаб, нисбатан катта юзали ОКЯТ осилганда, лойиҳа тросларни
юзасига тенг пропорционал равишда асоссиз қимматлашишига олиб келади.
Шу билан бирга таянчларда механик юкламалар ошишига сабаб бўлади ва
уларнинг конструкцияларини мустаҳкамлаш учун қўшимча ҳаражатларга
олиб келади.
ЯТларга ТТас барча ўтказувчилар каби қўйидагича аниқланади:
dt
i
B
GW
therm
2
,
(1)
бу ерда,
therm
B
- ўтказувчига ТТас коэффициенти (кА
2
с);
GW
i
- ҲЛда ҚТ ҳолатининг ЯТдаги ток қиймати (кА);
t
- реле ҳимоя ва ҲЛнинг автоматика воситаси иши билан боғлиқ ҚТ
таъсир этувчи вақт (сек).
(1) ифодадан кўриниб турганидек, ТТас баҳолаш учун ҲЛ трасса
қисмларида фаза симларининг таянч изоляцияси тўсилиши натижасида ва ҚТ
токлари оқиш контур қисмида кузатиладиган, ЯТдаги максимал мумкин
бўлган токларнинг қийматларини аниқлаш - муҳим аҳамиятга эгадир.
Мавжуд бўлган носимметрик қисқа туташув пайтидаги ЯТ/ОКЯТда
токларни ҳисоблаш усуллари, ушбу токни ҚТ нуқтасидан бир турли
11
занжирда тарқалиш тамойилига асосланган. Шу билан бирга, ҲЛдаги
носимметрик ҚТ токларини аниқлашда симметрик ташкил этувчилар (СТУ)
усули қўлланилади ва бир қатор соддалаштиришлар қабул қилинади. Шу
жумладан:
― бошланғич уч фазали тизимнинг симметриклиги ва бир турлиги;
― ҲЛ трассасининг бутун узунлиги бўйлаб таянчларнинг заминлаш
қаршиликлари, таянчлараро масофалар ва тросларнинг заминлаш ҳолатлари
бир хил деб қабул қилинади.
Шу билан бирга юқори кучланишли ҲЛлари геометрияси, фазаларда
ҳар хил хил симларни қўллаш ва нисбатан катта кесимли ЯТнинг
мавжудлиги бошланғич уч фазали тизимнинг носимметриклигига олиб
келади. Шунинг учун бундай ҚТ токларини ҳисоблашда СТУни қўллаш
ноаниқликлар келтириб чиқаради. Линиянинг қўшни ер қисмларидаги
таянчларнинг заминлаш қаршиликлари ва таянчлараро масофаларнинг ҳар
хиллиги ЯТдаги токларни ҳисоблашда катта хатоларга сабаб бўлиши
мумкин.
Мавжуд ҚТ токларининг ТТас ва ҲЛда осиладиган ЯТ/ОКЯТнинг ТТур
ҳисоблаш стандарти
3
, ЯТ/ОКЯТда ҚТ токларининг ТТас ҳисоблаш учун
етарлича батафсил усуллар келтирилган. Бироқ, ЯТ/ОКЯТдаги ҚТ токларини
ҳисоблаш қисмида, ушбу стандартда, шу билан бирга бошқа хорижий
тадқиқот
ва
ҳужжатларда
тавсия
этилган
усуллар
бир
қатор
соддалаштиришларга асосланган бўлиб, кўп вариантлик ҳисоблар учун катта
ҳажмдаги ишлар бажариш, шу билан бирга махсус компьютер дастурларидан
фойдаланиш талаб қилинади.
Шу жихатдан диссертация ишиниг асосий мақсади бу турли даражадаги
кучланишга
эга
ҲЛ
таянчларида
носимметрик
ҚТ
ҳолатида
ЯТ/ОКЯТларидаги токларни ҳисоблаш учун фаза симлари ва ЯТ/ОКЯТ
характеристикаларини
инобатга
олиш
имконини
берувчи
такомиллаштирилган ва янада аниқроқ алгоритмларни, шунингдек, ҲЛ
трассаси қисмлари учун носимметрик ҚТ ҳолатларида ОКЯТларидаги токлар
миқдорини пасайтириш тавсияларини ишлаб чиқишдир.
Диссертациянинг «
Носимметрик ҚТ ҳолатларида симлардаги
токларни ҳисоблаш учун кўп симлик ҲЛ моделларини ишлаб чиқиш»
деб номланган учинчи бобда
ҲЛлари учун ишлаб чиқилган математик
моделлар кўп симлик тизим асосида ифодаланган. ҲЛларининг характерли
қисмларини матрица моделлари орқали ифодалаш учун уларнинг
параметрлари аниқлаштирилган ҳисоб усуллари, дастур ишлаб чиқилган ва
амалга оширилган. ҲЛ таянчларида ЯТнинг заминлаш параметрларини
инобатга олувчи носимметрик ҚТ ҳолатларини моделлашитириш усули
ишлаб чиқилди. Кўп симлик ҲЛларида носимметрик ҚТ ҳолатларини
ҳисоблаш учуш ишлаб чиқилган алгоритм тақдим этилди. Ишлаб чиқилган
3
СТО 56947007-33.180.10.173-2014. «Методические указания по расчету термического воздействия токов
короткого замыкания и термической устойчивости грозозащитных тросов и оптических кабелей,
встроенных в грозозащитные тросы, подвешиваемые на воздушных линиях электропередачи»
12
усул асосида ҲЛларида носимметрик ҚТ учун фаза симлари ва ЯТда
токларни ҳисоблаш мисоллари келтирилган.
Юқори кучланишли ҲЛ, электр ва магнит жиҳатдан боғланган
ўтказгичлар тизимини ташкил қилади. Ушбу тизимдаги ўтказгичлар сони,
таянчларга осилган симлар йиғиндиси билан аниқланади. Икки занжирли
таянчларда битта ЯТ осилган ҲЛ учун умумий симлар сони еттитани ташкил
этади (етти симлик тизим). Мустақил таянчларда, ҳар бирида иккита ЯТлари
билан, икки занжирли ҲЛ учун умумий симлар сони ўнни ташкил этади (ўн
симлик тизим). Мос равишда ЯТларисиз, бир занжирли ҲЛ учун
уч
симлик, битта ЯТ билан, бир занжирли ҲЛ учун
тўрт симлик, иккита ЯТ
билан
беш симлик, ва ҳоказо. Шу билан бирга, тизимнинг хусусиятлари
нафақат алоҳида симларнинг параметрларига, балки, таянчлардаги ўзаро
жойлашув геометриялари, ер қаршиликлари, ҲЛ трассасининг алоҳида
қисмларида таянчларнинг заминлаш ҳолатларига боғлиқ ва бошқалар.
Келтириб ўтилган асосий омилларни ҳисобга олувчи, ҳар бир симдаги
токларни аниқлаш нуқтаи назаридан келиб чиққан ҳолда ва шу билан бирга
бундай тизимларда носимметрик ҚТ ҳолатларини ҳисоблашга оид
соддалаштирилган усулларни баҳолаш учун методика ишлаб чиқиш долзарб
масаладир.
ҲЛнинг ҳисоб модели, ҳар бир
таянчлараро масофани 1-расмда
келтирилган
П-шаклида
алмаштириш
схемаси
асосида
тузилади.
Ҳар бир
j
i
таянчлараро
масофа учун ўз ва ўзаро бўйлама ва
)
j
(
i
тугунлар учун кўндаланг
сиғим
блок
матрица
ўтказувчанликлари, (2) ва (3)
асосида ҳисобланади:
1
0
)
Z
L
(
Y
sec
span
ij
,
(2)
sec
C
span
Cij
B
L
B
0
2
1
,
(3)
бу ерда,
span
L
- қўшни таянчлар орасидаги масофанинг узунлиги;
sec
Z
0
- ўз ва ўзаро бўйлама солиштирма қаршиликлар матрицаси;
sec
C
B
0
- ўз ва ўзаро кўндаланг сиғим солиштирма ўтказувчанликлар
матрицаси.
ҲЛнинг эквивалент алмаштирув схемаси, таянчлараро масофаларнинг
занжирли кетма-кетлик алмаштирув схемалари асосида, ҲЛнинг бутун
узунлиги бўйлаб келтирилади (2-расм). Таянчларнинг заминлаш актив
1-расм. Таянчлараро масофасининг
П-шаклида алмаштириш схемаси
13
қаршиликлари
R
i
(
i=1, …, m+1
) билан ифодаланади, бу ерда
R
1
ва
R
m+1
мувофиқ нимстанцияларнинг заминлаш эквивалент қаршиликлари.
Тармоқ
схемаси,
ҲЛнинг
учларида
келтирилган
эквивалент
қаршиликлар орқали ифодаланади (3-расм).
Ҳолатларни ҳисоблаш учун тугунлар тенгламаси (ТТенг) усули
қўлланилган, бунга асосан ҳолат тенгламаси қўйидагича ифодаланади:
I
YU
,
(4)
бу ерда,
Y
–
Y
ij
ва
B
Cij
блок матрицалари асосида шаклланган тармоқнинг ўз ва
ўзаро ўтказувчанликлари матрицаси;
U
– тугун кучланишлар устун вектори, унинг ҳар бир элементи
i-
тугунда
(таянчда)
симларнинг
кучланиш
матрицасидан
ташкил
топган:
T
w
ik
w
),
k
(
i
w
i
w
i
w
i
i
]
U
U
,...,
U
,
U
,
U
[
U
1
3
2
1
,
бу
ерда,
w
ik
U
-
i
-тугуннинг
k
-симидаги
кучланишнинг қиймати (
k=1,…, n; i=1,…, m+1
);
I
– тугунга берилган токларнинг устун вектори, тугуннинг ҳар бир блок
матрицаси устун вектор шаклида ифодаланади:
T
w
ik
w
),
k
(
i
w
i
w
i
w
i
i
]
I
I
,...,
I
,
I
,
I
[
I
1
3
2
1
, бу
ерда,
w
ik
I
-
i-
тугуннинг
k-
симга
кирувчи ток қиймати
(
k=1,…, n; i=1,…, m+1
).
ҲЛни электр тармоққа уланиш нуқталарига нисбатан тизим
параметрлари, уч фазали электр юрутувчи куч (ЭЮК) ва қаршилик
матрицалари билан ифодаланади. Тажрибада тизим ҳолатларини ҳисоблаш
учун бошланғич параметр қийматлари сифатида бир фазали тизим
эквивалент ЭЮКлари
E
S
ва тизим эквивалент қаршиликлари ҳар бир
нимстанцияга нисбатан келтирилган ва улар орасидаги ўзаро мувофиқ - нол,
тўғри ва тескари кетма-кетлик билан берилади
]
Z
,
Z
,
Z
[
Z
)
(
S
)
(
S
)
(
S
S
2
1
0
(3-расм).
Тугун 2
Тугун m
НИМСТАНЦИЯ 2
Тугун (m+1)
R1=Rпс1
Bc12/2
Y12
Bc12/2
R2
Rm+1=Rпс2
Bcm(m+1)/2
Rm
Bcm(m+1)/2
НИМСТАНЦИЯ 1
Тугун 1
2-расм. ҲЛнинг эквивалент алмаштирув схемаси
Es1
Нимстанция 1
Нимстанция 2
Z
s1
Z
s2
Es2
Z
s12
ҲЛ модели кўп симлик тизим
куринишида
(0), (1),(2)
(0), (1),(2)
Ўзаро алоқа
(0), (1),(2)
(
)
(
),
(
),
(
s
)
(
),
(
),
(
s
)
(
),
(
),
(
s
Z
,
Z
,
Z
2
1
0
12
2
1
0
2
2
1
0
1
- ҳар бир нимстанцияга нисбатан келтирилган
ва улар орасидаги ўзаро мувофиқ- нол, тўғри ва тескари, тизим эквивалент
қаршиликлари;
2
1
s
s
E
,
E
- тизимнинг электр юритувчи кучлари).
3-расм. Тармоқнинг эквивалент алмаштирув схемаси
14
Ҳолатларни ҳисоблаш учун қаршиликлар бошланғич қийматларнинг
симметрик ташкил этувчиларини фаза қийматларига
phase
S
Z
ўтказиш керак ва
тизимларнинг эквивалент ЭЮКларини ҳар бир тизим учун фаза ЭЮК
қийматлари
phase
S
E
билан ифодалаш зарур.
Симметрик ташкил этувчиларни фаза қийматларига ўтказиш ҳар бир
энерготизим учун координаталарни алмаштириш оператори
)
j
exp(
a
0
2
120
билан амалга оширилади.
Тугун ўтказувчанлик матрицаси
Y
(4)да қўйидагича шаклланади:
― барча нодиагонал элементлар
Y
ij
(блок матрица)
i
ва
j
тугунлар
орасидаги тескари ишора билан олинган ўтказувчанлигига тенг, яъни,
Y
ij
=-Y
r
бу ерда,
r=1,…,m
ва
i
≠
j.
Тугунлар уланмаган ҳолда
ij
Y
блок матрицаси
нолга тенг бўлади;
― барча диагонал элементлар
ii
Y
(блок матрица),
i
тугуни билан боғлиқ
бўлган бўйлама ва кўндаланг сиғим ўтказувчанликлар йиғиндисига тенг.
Тугун топширма токлар матрицасида, фаза симлар элементларининг
қийматлари барча тугунлар учун тизимлар эквивалентларига боғланган
тугунлардан ташқари нолга тенг деб олинади. Трослар учун эса улар барча
тугунларда нолга тенг деб олинади.
Тугун топширма токлар матрицасидаги фаза симлари учун ток
қийматлари ҳар бир нимстанция учун тизим эквивалент параметрлари (5)
тенглама асосида аниқланади:
phase
S
phase
S
SS
E
)
Z
(
I
1
(5)
ҲЛнинг тугунларида тросларнинг заминлашини моделлаштириш
1
gi
gi
R
Y
(
i=1,…,m+2
) бўлиб, ҳисобланган таянч ва унинг заминлаш
ўтказувчанликлар йиғиндисини (2-расм), (4)даги
Y
матрицасининг диагонал
блок матрицалари трос мувофиқ элементининг ўз ўтказувчанлигига
қўшилиши билан амалга оширилади.
ҚТ моделлаш, тугундаги қисқа туташтирилган симлар орасига
Y
inf
-
ўткинчи ўтказувчанлик электр алоқасини қўшиш билан амалга оширилади.
ҲЛнинг тугунларида тросларнинг заминлаш ва носимметрик ҚТ турини
инобатга олган ҳолда тугун ўтказувчанлик матрицаларини шакллантириб
бўлгандан сўнг, (4) тизим тенгламаси ечилади ва схема тугунларида
кучланиш қийматлари аниқланади. Ҳисобланган кучланишлар ҳар бир
симдаги кисқа туташув нуқтасидан иккала томонга тарқалган токларни
аниқлаш имконини беради.
Ушбу бобда, ишлаб чиқилган усул ва унинг қўлланилиши, Ўзбекистон
ЭЭТда беш ва саккиз симлик ҲЛ симларининг носимметрик ҚТ
ҳолатларидаги токларни ҳисоблаш мисолларида келтирилган.
Диссертациянинг «
ҲЛларда ЯТ/ОКЯТнинг эквивалентларини
ҳисоблаш алгоритмларини ишлаб чиқиш»
деб номланган тўртинчи
бобида ЯТ/ОКЯТнинг эквивалентларини аниқлаш муаммолари кўриб
чиқилган. ЯТ/ОКЯТнинг эквивалент қаршиликларини аниқлаш алгоритми ва
тасвирий ҳисобларнинг қиёсий мисоллари келтирилган.
15
ЯТ/ОКЯТнинг эквивалентларини ҳисоблаш зарурати қўйидагича
вужудга келади:
― бош ҲЛнинг учларидан қандайдир масофада кавшарланган ЯТ/ОКЯТ
тортиш лойиҳалаштирилганда (4-расм);
― ҲЛларда ОКЯТни регенерация пунктига кириши кўзда тутилганлиги
лойиҳалаштирилганда;
― махсус алоқа линиялари лойиҳалаштирилганда – оптик толали алоқа
линияси ҲЛ трассасининг йўналиши бир неча турли синф кучланишли
ҲЛларнинг йўналишига тўғри келганда.
ҲЛларда ЯТ/ОКЯТни ҚТ токларига нисбатан ТТурғ ҳисоблаш
қўлланмасида ҲЛларда осилган ЯТнинг эквивалент қаршиликларини кириш
қаршиликлари билан ифодалаш тавсия этилган ва улар занжирли
алмаштириш схемаси ёрдамида таянчлараро масофада ўртача трос-ер ҳалқа
қаршилиги ва ҲЛ қисмларининг таянч заминлаш қаршиликлари гиперболик
функциялар қўллаш асосида аниқланади. Аммо, ҲЛнинг параметрлари бир
турли бўлмаганда ёки иккита ҳар хил ЯТ осилганида, бажарилиши зарур
бўлган ҳисоблар миқдори кўпаяди ва кўп сонли соддалаштиришлар
киритилади, шу туфайли ҳисобларда ноаниқликлар вужудга келади.
ҲЛларда ЯТ/ОКЯТнинг эквивалентларини ҳисоблаш учун 3-бобда
келтирилган - ҳолатларни ҳисоблаш алгоритмига асосланиб, тросларни
заминлаш ҳолатлари ва қийматларини инобатга олган ҳолда НС-1 – НС-2
ҲЛдаги (4-расм) эквивалентларни ҳисоблаш зарур бўлган таянчга нисбатан
(кавшар таянчи) қисмлари учун, ушбу таянчда носимметрик ҚТ ҳолати (фаза
симларининг таянчга туташган) ҳисобланади. Ҳолатни ҳисоблаш учун зарур
бўлган бошланғич қийматлар ҳажми носимметрик ҚТ холатларда
ЯТ/ОКЯТдаги токларни ҳисоблаш учун зарур бўлган қийматлар миқдорига
тенг деб берилади.
(4) га асосланиб, ҲЛнинг тугунларида (таянчларда) ЯТдаги
кучланишлар аниқланади. Кавшар таянчига нисбатан таянчлараро масофалар
учун ЯТлардаги токлар (ҚТ нуқтасидан чапга ва ўнга йўналтирилган)
ҳисобланади. ЯТларнинг қўшни таянчларда ва нимстанцияларнинг заминлаш
контурларида ерланганлиги сабабли, ЯТнинг кавшар таянчига нисбатан
эквивалент қаршиликлари қўйидагича аниқланади:
GW
GW
GW
I
U
Z
,
(6)
бу ерда,
GW
Z
– кўп симлик ҲЛ қисми учун симларнинг эквивалент матрицасидан
ташкил топган (тизимда «n» сонли трослар кўрилганда) ЯТнинг ҳисоб
эквивалент қаршиликлар устун вектори
T
n
GW
GW
GW
]
Z
...,
,
Z
[
Z
1
;
GW
U
– ҲЛнинг кавшар тугунда (таянчда) ЯТдаги кучланишлар устун
вектори
T
w
n
GW
w
GW
GW
]
U
...,
,
U
[
U
1
;
GW
I
– кўп симлик ҲЛ қисми учун, ЯТнинг кавшар ва қўшни тугунлар
орасидаги таянчлараро масофаларда токлар устун вектори (ҚТ нуқтасидан
чап ва ўнг томонларга йўналтирилган)
T
w
n
GW
w
GW
GW
]
I
...,
,
I
[
I
1
.
16
Ўзбекистон ЭЭТнинг тўрт симлик 220 кВ ҲЛ мисолида (4-расм) турли
хил усуллар билан аниқланган трос эквивалентларининг қиёсий ҳисоблари
келтирилган.
Кўрилган тармоқ схемасининг ҲЛ ҳолатини ҳисоблаш учун бошланғич
қийматлари қўйидагича олинган эди: НС-1 – НС-2 асосий линиянинг бутун
трассаси бўйича ПБ 220-3 маркали таянчлар ўрнатилган; фаза симлари
АС-300/67 маркали осилган; ОКЯТнинг маркаси 12E9/125AA/ACS092/44;
трасса бўйлаб таянчлараро масофаларнинг ўртача узунлиги 300 м; трасса
бўйлаб таянчларнинг заминлаш қаршиликлари 10 Ом; ернинг ўртача
қаршилиги 150 Ом×м; кавшар таянчдан НС-1 ва НС-2 линия қисмларининг
узунликлари мос равишда 14,75 км (51 таянчлараро масофа) ва 9,25 км
(31 таянчлараро масофа).
Электр қурилмаларни ўрнатиш қоидаларига мувофиқ ОКЯТ ҲЛнинг
барча таянчларига ерланади. НС-1 ва НС-2 порталларидаги заминлаш
қийматлари 0,5 Омга тенг деб берилган.
1-жадвалда турли усуллар билан ҳисобланган ЯТ эквивалент
қаршиликлари келтирилган. Шу билан бирга ҲЛнинг қисмлари (кавшар
таянчнинг ўнг ва чап томонларидан) бир турли деб берилган эди, аммо,
алгоритмларнинг имкониятлари трасса асосида характерли қисмларга
бўлинган ҳолда ҳисобларни бажаришга мослашган.
ҲЛ
қисмларидаги
тросларнинг
эквивалент
қаршилик
ҳисоб
қийматларининг таҳлили - тавсия этилган алгоритм билан ва ҲЛларда
ЯТ/ОКЯТни ҚТ токларига нисбатан ТТурғ ҳисоблаш қўлланмаси асосида
ҳисоблашдан фарқ қилади (1-жадвал
).
Бу фарқлар қўлланилган ҳисоблаш
усулининг мукаммал бўлмаганини, яъни, ўз ичига соддалаштиришларни
олгани ва навбатдаги ҳисобларда хатоликларга йўл қўйилишини англатади.
Es1
НС-1
Z
s1
Z
s2
Es2
(0), (1),(2)
(0), (1),(2)
ОКЯТ
Фаза
симлари
A
B
C
A
B
C
НС-2
Кавшар таянч
Rg
Rg Rg
Rg
Rg
Rg
Z
s3
Es3
Rg
(0), (1),(2)
{
{
Пўлат ЯТ
A
B
C
НС-3
Нимстанциянинг
заминлаш
қаршилиги
ОКЯТ
Нимстанциянинг
заминлаш
қаршилиги
Нимстанциянинг
заминлаш
қаршилиги
(
,
Z
)
(
s
0
1
,
Z
)
(
s
1
1
,
Z
)
(
s
2
1
,
Z
)
(
s
0
2
,
Z
)
(
s
1
2
,
Z
)
(
s
2
2
,
Z
)
(
s
0
3
,
Z
)
(
s
1
3
)
(
s
Z
2
3
- ҳар бир нимстанцияга нисбатан
келтирилган ва улар орасидаги ўзаро мувофиқ- нол, тўғри ва тескари кетма-
кетлик, тизим эквивалент қаршиликлари;
3
2
1
s
s
s
E
,
E
,
E
- тизимнинг электр
юрутувчи кучлари,
g
R
- таянчнинг заминлаш қаршилиги)
4-расм. Электр тармоқнинг ҳисоб модели
17
1-жадвал
ЯТ/ОКЯТнинг эквивалент ҳисоб қаршиликлари
ҲЛ қисмлари
ЯТ/ОКЯТларнинг эквивалент қаршиликлари
Ишлаб чиқилган усул
қўлланиши натижасида
ҳисобланган
Қўлланмада тавсия этилган
усул билан ҳисобланганда
НС-1 -дан кавшар таянчигача
бўлган ҲЛ қисми, ОКЯТ (қисм
узунлиги 14,75 км)
GW
Z
=1,15684+j0,67575
GW
Z
=1,36462+j0,85607
НС-2 -дан кавшар таянчигача
бўлган ҲЛ қисми, ТК-70 (қисм
узунлиги 9,25 км)
GW
Z
=2,76108+j0,09850
GW
Z
=2,73248+j0,43264
Диссертациянинг
«Термик таъсирни аниқлаш ҲЛда носимметрик
ҚТ
ҳолатларидаги
ОКЯТда
токлар
миқдорини
камайтириш
фаолиятларини ишлаб чиқиш ва баҳолаш»
деб номланган бешинчи
бобида ЯТ ва ОКЯТнинг термик турғунлигини ҳисоблаш алгоритми
келтирилган. ҲЛда реле ҳимояси ва автоматикасининг ишлаш вақт
характеристикалари ва тросларнинг ТТурғ ҳисоблаш учун моделлаштириш
бўйича қисқача маълумотлар келтирилган. Лойиҳалаштирилаётган 500 кВли
ҲЛ мисолида ОКЯТдаги токлар миқдорини камайтириш тавсиялари ва
уларнинг ҳисоб таҳлили келтирилган.
ЯТ/ОКЯТдаги термик таъсирини трослардаги максимал қийматларга
эга бўлган токлар қийматини пасайтириш орқали камайтирган маъқулроқ.
Чунки
трослардаги
максимал
қийматли
токлар
асосан
ҲЛнинг
нимстанцияларга яқинлашган қисмларида кузатилади. Носимметрик ҚТ
токларининг юқори термик таъсирга эга бўлган ҲЛнинг қисмлари учун
таянчлардан ОКЯТлари тушурилиб, оптик кабелларга ўтувчи қилиб
ясалганда ва шу оптик кабелларни ер остидаги кабель зовурларида
жойлаштириш туфайли токларнинг максимал қийматларини пасайтириш
имкониятига эришилади. Ушбу ишлаб чиқилган ва тавсия этилган
алгоритмларда трослардаги токларни энг катта даражада пасайтирувчи
таянчларга заминлаш ҳолатларини аниқлаш учун моделлаштириш имкони
ҳам кўзда тутилган.
ХУЛОСА
«Кўп симли ҳаво электр узатиш линияларида носимметрик қисқа туташув
токларини ҳисоблаш учун такомиллаштирилган алгоритмларни ишлаб
чиқиш» мавзусидаги докторлик диссертация бўйича олиб борилган
тадқиқотлар натижалари қуйидагилардан иборат:
1. ҲЛларида ЯТ/ОКЯТни носимметрик ҚТ токларига нисбатан ТТурғ
асосида танлаш учун мавжуд бўлган усулларнинг таҳлили, ЯТ/ОКЯТдаги
носимметрик ҚТ ток қийматларини ҳисоблаш методикаси, аниқликни
пасайтирувчи ва кўп вариантли ҳисоблар учун катта ҳажмдаги ишлар олиб
боришни талаб қилувчи кўп сонли соддалаштиришларга асосланганлигини
кўрсатди. Шунинг учун турли хил кучланишли ҲЛларда носимметрик ҚТ
18
токларини ҳисоблаш учун ҲЛнинг бутун узунлиги бўйлаб турли параметр
характеристикаларини инобатга олиш имконини берувчи аниқлаштирилган
алгоритмлари такомиллаштирилган. Натижада турли хил кучланишли
ҲЛларда носимметрик ҚТ токларини ҳисоблаш учун аниқлик даражаси
юқори бўлган алгоритмлардан фойдаланиш имкони яратилган.
2. Биринчи маротаба ҲЛини кўп симли тизимда шаклланиши асосида
унинг аниқлаштирилган модели ишлаб чиқилган. Ушбу модель уч фазали
тизимнинг носимметриклик сабабларини фаза симлари ва ЯТ/ОКЯТларнинг
параметрлари, таянчлараро масофалар узунликлари, геометрик ўлчамларнинг
турли хиллигини ҳамда ҲЛ трассасидаги ер қаршиликлари ҳар хиллигини
инобатга олишни имконини беради. Ушбу хусусият мавжуд бўлган ва
қўлланилаётган ҲЛда носимметрик ҚТ ток қийматларини ҳисоблаш
моделларида йўқ ёки чегараланган. Натижада ушбу модель ҲЛда
носимметрик ҚТ ток қийматларини ҳисоблаш имконини берган.
3. Кўп симли ҲЛ трассаларининг бутун узунлиги бўйлаб ЯТ/ОКЯТлар
заминлаш ҳолатлар ва заминлаш қаршилик қийматларини шу билан бирга
нимстанция контурларининг заминлаш қаршиликларини инобатга олиш
имконини
берувчи
ЯТ/ОКЯТларни
таянчларда
заминлашини
моделлаштириш алгоритмлари ишлаб чиқилган. Ушбу алгоритмларнинг
қўлланилиши ҲЛларни лойиҳалашда таянчлардан оқийдиган ҚТ токларнинг
ҳисоб аниқлигини кўтариш имконини берган.
4. Кўп симли ҲЛларда фаза симларининг носимметрик ҚТ ҳолатларини
моделлаштириш алгоритмлари ишлаб чиқилган. Ушбу алгоритм симметрик
ташкил этувчилар усулини қўллашни талаб қилмасдан носимметрик ҚТ
кучланишларини хисоблаш имконини берган.
5. ҲЛнинг ҳар қандай таянчлараро масофада ва тизимдаги симлар сони
нечта бўлишидан қатъий назар ҲЛларининг ЯТларини танлаш
такомиллаштирилган
алгоритмлари
ишлаб
чиқилган.
Ушбу
такомиллаштирилган алгоритмлар 500 кВли «Сирдарё» ИЭС – «Ново
Ангрен» ИЭС ҲЛсининг ОКЯТни лойиҳалаштиришда жорий қилинган ва
ҲЛсининг барча қисмлари учун параметрларини инобатга олиб носимметрик
ҳолатлардаги токларнинг ҳисоб аниқлигини кўтариш имконини берган.
6. ЯТларининг эквивалентларини хисоблаш алгоритмлари ишлаб
чиқилган. Ушбу алгоритмлар 500 кВли «Сирдарё» ИЭС – «Ново Ангрен»
ИЭС ҲЛсини лойиҳалаштиришда жорий қилинган ва ҲЛсининг узунлиги
бўйлаб таянчларнинг заминлаш қаршиликларини инобатга олиб умумий
хисоблашлар сонини камайтириш имконини берган.
7. ҲЛларида таянч қаршиликларини заминлаш орқали ОКЯТларнинг
энергия ва ресурс тежамкор иш режимилари ишлаб чиқилган. Ушбу
тежамкор иш режимилари 500 кВли «Сирдарё» ИЭС – «Ново Ангрен» ИЭС
ҲЛсини лойиҳалаштиришда жорий қилинган. ОКЯТларнинг энергия ва
ресурс тежамкор иш режимларининг қўлланилиши лойиҳалаш жараёнида
ОКЯТнинг юзасини кичиклаштириш ва лойиҳа маблағларини 27% га
камайтириш имконини берган.
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ
DSC.27.06.2017.T.03.03 ПРИ ТАШКЕНТСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ
ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
И ОБЩЕСТВЕ С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ
«НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР»
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
ЭГАМНАЗАРОВ ГЕОРГИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ
РАСЧЕТА ТОКОВ НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
В МНОГОПРОВОДНЫХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
05.05.02 – Электротехника. Электроэнергетические станции, системы.
Электротехнические комплексы и установки.
АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)
ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ
Ташкент – 2017
Тема диссертации доктора философии (Doctor of Philosophy) технических наук
зарегистрирована в Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики
Узбекистан B2017.1.PhD/T94.
Диссертация выполнена в Ташкентском государственном техническом университете.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский (резюме))
размещен на веб-странице научного совета (
www.tdtu.uz
) и Информационно-образовательном
портале « ZiyoNet » (
www.ziyonet.uz
).
Научный руководитель:
Ситдиков Рашид Абдурахманович
доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты: Гайибов Тулкин Шерназарович
доктор технических наук, профессор
Мирзабаев Акром Махкамович
доктор технических наук
Ведущая организация:
Ташкентский институт инженеров
железнодорожного транспорта
Защита диссертации состоится «____» ____________ в ____ часов на заседании научного
совета DSc.27.06.2017.T.03.03 при Ташкентском государственном техническом университете и
обществе с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр». Адрес: 100095, г.
Ташкент, ул. Талабалар, 2. Тел./ факс: (99871) 227-10-32, e-mail:
tstu_info@tdtu.uz
.
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Ташкентского
государственного технического университета (регистрационный номер ___). Адрес: 100095,
Ташкент, ул. Талабалар, 2. Тел./ факс: (99871) 227-03-41
Автореферат диссертации разослан «___» ___________ 2017 года.
(протокол рассылки № ____ от «____» __________ 2017 г.)
К.Р. Аллаев
Председатель Научного совета по присуждению
ученых степеней,
д.т.н., профессор.
О.Х. Ишназаров
Ученый секретарь Научного совета по присуждению
ученых степеней,
д.т.н., старший научный сотрудник.
М.И. Ибадуллаев
Председатель научного семинара при Научном совете
по присуждению ученых степеней,
д.т.н., профессор.
21
ВВЕДЕНИЕ (аннотация на диссертацию доктора философии (PhD))
Актуальность и востребованность темы диссертации
. В мире научные
исследования,
направленные
на
обеспечение
воздушных
линий
электропередачи электроэнергетических систем волоконно-оптическими
приборами связи, а также на разработку средств применения грозозащитных
тросов со встроенными оптическими кабелями, имеют важное значение. В
этой связи научные разработки, направленные на обеспечение непрерывной и
качественной работы электроэнергетических систем, а также на повышение их
эффективности, занимают лидирующее положение. В развитых странах, «в
электроэнергетических системах особое внимание уделяется грозозащитным
тросам со встроенными оптическими кабелями, позволяющими защищать
высоковольтные воздушные линии электропередачи от прямых ударов
молний, а также в значительной степени улучшить качество передачи
большого объема информации на расстояние»
1
.
В мире при проектировании электроэнергетических систем особое
внимание придаётся разработке новых и улучшенных методов
математических моделей и алгоритмов. В этой сфере реализуемые работы по
проведению научных исследований, в том числе по разработке метода расчета
токов несимметричных коротких замыканий, определению эквивалентных
параметров грозозащитных тросов, разработке алгоритмов снижения токов в
грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями являются
одними из важных задач.
С обретением независимости республики особое внимание уделяется
качественному развитию энергетики, являющейся одной из важнейших
отраслей экономики и способствующей повышению её технико-
технологического уровня на основе современных требований. В этом
отношении значительные результаты достигнуты при разработке алгоритмов
расчетов токов при несимметричных режимах на воздушных линиях
электропередачи в электроэнергетических системах. В то же время разработка
алгоритмов расчетов токов при несимметричных режимах в системах
многопроводных
воздушных
линий
электропередачи,
остается
востребованным. В Стратегии действий по дальнейшему развитию
Республики Узбекистан на 2017-2021 годы определены задачи, направленные
на «...сокращение энергоемкости и ресурсоемкости экономики, широкое
внедрение в производство энергосберегающих технологий...»
2
Выполнение
поставленного задания, в том числе разработка алгоритмов для расчетов токов
несимметричных
коротких
замыканий
на
воздушных
линиях
электропередачи, определение эквивалентов грозозащитных тросов, снижение
токов в грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями
считаются одними из важнейших задач.
1
www.ieee.org/publications_standarts/
2
Указ Президента Республики Узбекистан №УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан»
22
Данное диссертационное исследование служит выполнению задач,
предусмотренных в Указе Президента Республики Узбекистан №УП-4947 от
7 февраля 2017 года «О Стратегии действий по дальнейшему развитию
Республики
Узбекистан»,
Постановлениях
Президента
Республики
Узбекистан №ПП-2343 от 5 мая 2015 года «О Программе мер по сокращению
энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях
экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы» и №ПП-3012 от 26 мая
2017 года «О программе мер по дальнейшему развитию возобновляемой
энергетики, повышению энергоэффективности в отраслях экономики и
социальной сфере на 2017-2021 годы», а также в других нормативно-правовых
документах, принятых в данной области.
Соответствие исследования с приоритетными направлениями
развития науки и технологий республики.
Данное исследование выполнено
в соответствии с приоритетными направлениями развития науки и технологий
республики - II. «Энергетика, энерго- ресурсосбережение».
Степень изученности проблемы
. Научные исследования, направленные
на разработку методов расчетов распределения токов в грозозащитных тросах
при несимметричных коротких замыканиях на воздушных линиях
электропередачи, осуществляются в ведущих научных центрах и высших
образовательных учреждениях мира, в том числе: в
«
Федеральной сетевой
компании единой энергетической системы» (Россия), Indian Institute of
Technology (Индия), Wuhan University (Китай), North China Electric Power
University (Китай), Shandong University (Китай), ChiangMai University
(Таиланд), в научных институтах Австралии «Integral Energy» и «Transgrid»,
CYME International T&D (Канада), в Иркутском государственном
университете, в Московском энергетическом университете (Россия), ООО
«Научно-технический центр» и ООО «Энергоцентр» (Узбекистан).
В решение теоретических и практических задач по разработке методов
расчета распределения токов в грозозащитных тросах при несимметричных
коротких замыканиях на воздушных линиях электропередачи большой вклад
внесли великие ученые: Фарид Давалиби (F. Dawalibi) и Жорж Б. Нилис
(George B. Niles), Любивоже М.Поповиц (Ljubivoje M.Popoviс), М.Винтан и
Адриан Бута (Maria Vintan and Adrian Buta), Джун Жоу (Jun Zou), Джай Бок
Ли (Jae-bok Lee), Джун Джи Ли (Jun Jie Li), Сагхун Чанг (Sughun Chang);
Барабанов Ю.А., Богданова О.И., Дементьев Ю.А., Механошин Б.И., Сиденков
Д.В., Орешкин А.В., Шкалов А.А. и другие. Научные исследования по
разработке методов и алгоритмов расчетов токов несимметричных коротких
замыканий в многопроводных воздушных линиях электропередачи в
элетроэнергетических системах, а также повышение эфективности воздушных
линий
электропередачи
проведены
узбекскими
учеными
научно-
исследовательского
и
проектно-изыскательского
института
«Средазэнергосетьпроект» Шариповым У.Б., Дробовым Е.А. и другими.
Несмотря на значительные достижения в этой сфере, до сих пор в
недостаточной мере рассмотрены вопросы влияния подвески грозозащитных
тросов, приводящие к неточностям в расчетах из-за различной степени
23
несимметрии таких многопроводных систем. В данной работе необходимость
проведения дальнейших исследований в развитии теории и методов расчетов
электрических цепей по определению токов в многопроводных воздушных
линиях электропередачи при несимметричных режимах является одной из
задач, имеющих приоритетное значение.
Связь диссертационного исследования с планами научно-
исследовательских работ высшего образовательного учреждения, где
выполнена диссертация.
Диссертационное исследование выполнено в
рамках плана научно-исследовательской работы прикладного проекта
Ташкентского государственного технического университета: А-3-96
«Оптимальное управление нагрузкой электропотребителей энергосистемы
Республики Узбекистан» (2015-2017 гг.).
Целью исследования
является разработка усовершенствованых
алгоритмов по выбору грозозащитных тросов в многопроводных воздушных
линиях электропередачи, позволяющих учитывать параметры по всей длине
трассы.
Задачи исследования:
разработать математические модели многопроводных воздушных линий
электропередачи для расчетов режимов несимметричных коротких
замыканий, позволяющих учитывать факторы, влияющие на величины токов
в проводах;
разработать алгоритмы для расчетов токов при режимах несимметричных
коротких замыканий в проводах несимметричных многопроводных
воздушных линий электропередачи;
разработать
алгоритмы
расчетов
эквивалентных
параметров
грозозащитных тросов, в том числе грозозащитных тросов со встроенными
оптическими кабелями многопроводных воздушных линий электропередачи;
разработать алгоритм расчета термической устойчивости грозозащитных
тросов токам при несимметричных коротких замыканиях;
разработать алгоритмы для снижения уровня токов короткого замыкания
в грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями.
Объектом исследования
являются
многопроводные воздушные линии
электропередачи высокого напряжения.
Предметом исследования
являются алгоритмы расчетов токов в
многопроводных воздушных линиях электропередачи электроэнергетических
систем при несимметричных коротких замыканиях.
Методы исследования.
В процессе исследований использованы теория
и методы расчётов электрических цепей, математическое моделирование
режимов электроэнергетических систем, методы решения систем уравнений с
учетом разрежённости матриц узловых уравнений.
Научная новизна исследования
заключается в следующем:
определена зависимость расчетных значений токов в проводах при
режимах несимметричных коротких замыканий от параметров
многопроводных воздушных линий электропередачи (геометрия опор, длина
24
пролетов, типы проводов фаз и грозозащитных тросов) на основе применения
разряженных матриц;
усовершенствованы эквивалентные сопротивления грозозащитных
тросов на воздушных линиях электропередачи с учетом суммарных
сопротивлений заземлений опор;
усовершенствован алгоритм расчетов термической устойчивости
грозозащитных тросов токам при несимметричных коротких замыканиях, на
основе представления воздушных линий электропередачи многопроводной
системой;
усовершенствована
возможность
снижения
уровня
токов
в
грозозащитных тросах со встроенными оптическими кабелями при режимах
несимметричных
коротких
замыканий,
на
основе
изолирования
сопротивлений опор на подстанциях.
Практические результаты исследования
заключаются в следующем:
разработаны усовершенствованные алгоритмы выбора грозозащитных
тросов со встроенными оптическими кабелями позволяющие учитывать
параметры фазных проводов и грозозащитных тросов по всей длине трассы
воздушной линии электропередачи;
разработаны алгоритмы расчетов эквивалентов грозозащитных тросов
для увеличения эффективности проектирования воздушных линий
электропередачи;
разработаны энерго- и ресурсосберегающие режимы работы
грозозащитных тросов со встроенными оптическими кабелями посредством
выполнения заземлений сопротивлений опор на воздушных линиях
электропередачи.
Достоверность
результатов
исследования
обосновывается
применением основных законов, теорий и методов расчетов электрических
цепей в многопроводных воздушных линиях электропередачи при
несимметричных коротких замыканиях и соответствующими сравнительными
расчетами.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Научная
значимость
полученных
результатов
характеризуется
разработанными алгоритмами, позволяющими учитывать несимметрию
исходной системы проводов, разнородность параметров всех участков трассы
воздушной линии (грунты, геометрию опор, длину пролетов, типы проводов
фаз и грозозащитных тросов), что дает возможность существенно увеличить
точность расчетов токов при несимметричных коротких замыканиях.
Практическая значимость полученных результатов исследования состоит
в широком применении разработанных алгоритмов для определения
термического воздействия токов на грозозащитные тросы со встроенными
оптическими кабелями при несимметричных коротких замыканиях на
воздушных линиях электропередачи.
Внедрение результатов исследования.
На основе полученных научных
результатов по разработке усовершенствованных алгоритмов для расчета
25
токов несимметричных коротких замыканий в многопроводных воздушных
линиях электропередачи:
усовершенствованные алгоритмы по выбору грозозащитных тросов на
воздушных линиях электропередачи внедрены при проектировании
воздушной линии 500 кВ «Сырдарья» ТЭС – «Ново-Ангрен» ТЭС (справка АО
«Узбекэнерго» от 4 сентября 2017 года РМ-01-21/6928). Применение
результатов научного исследования позволило учитывать параметры всех
участков трассы воздушной линии, что дало возможность увеличить точность
результатов расчетов токов при режимах несимметричных коротких
замыканий;
разработанные алгоритмы расчетов эквивалентов грозозащитных тросов
внедрены при проектировании воздушной линии электропередачи 500 кВ
«Сырдарья» ТЭС – «Ново-Ангрен» ТЭС (справка АО «Узбекэнерго» от 4
сентября 2017 года РМ-01-21/6928). Применение результатов научного
исследования позволило учитывать сопротивление заземлений опор по всей
длине трассы воздушной линии электропередачи и сократить общее
количество проводимых расчетов;
разработаные энерго- и ресурсосберегающие режимы работы
грозозащитных тросов со встроенными оптическими кабелями внедрены при
проектировании воздушной линии электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС
– «Ново-Ангрен» ТЭС (справка АО «Узбекэнерго» от 4 сентября 2017 года
РМ-01-21/6928). Применение результатов научного исследования в процессе
проектирования позволило выбрать грозозащитный трос со встроенным
оптическим кабелем меньшего сечения и сократить затраты проекта на 27 %.
Апробация результатов исследования.
Результаты диссертационного
исследования апробированы на 9 международных научно-практических
конференциях.
Опубликованность результатов исследования.
По теме диссертации
опубликовано 22 научных труда, из них 4 статьи в иностранных и 9 статей в
республиканских журналах.
Структура и объем диссертации
. Диссертация изложена на 121
страницах печатного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения,
списка литературы и приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обосновываются актуальность и востребованность
проведенного исследования, представляются цель и задачи, характеризуются
его объект и предмет, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, внедрение в практику
результатов исследования, а также сведения по опубликованным работам,
апробациям и структуре диссертации.
26
В первой главе диссертации «
Грозозащитные тросы. Современные
грозозащитные тросы со встроенными оптическими кабелями и условия
их выбора
» приводятся теоретические сведения о свойствах традиционных и
современных грозозащитных тросов (ГТ) со встроенными оптическими
кабелями (ОКГТ). Проведен анализ различных конструкций ОКГТ,
отличающихся как механическими, так и электрическими свойствами с целью
разработки систематизированной методики определения собственных и
взаимных сопротивлений, а также емкостных проводимостей воздушных
линий (ВЛ) электропередачи.
Во
второй
главе
диссертации
«Термическая
устойчивость
грозозащитных тросов токам при КЗ на ВЛ»
приводится обзор методов
расчетов токов в ГТ при несимметричных коротких замыканиях (КЗ) на ВЛ в
электрических сетях энергосистем. Проведена оценка методов, с учетом
различных факторов, оказывающих влияние на результаты расчетов токов в
проводах при несимметричных КЗ на ВЛ.
В последние годы в развитых электроэнергетических системах (ЭЭС), в
том числе и в ЭЭС Республики Узбекистан, для передачи информации
осуществляется широкое внедрение волоконно-оптических линий связи
(ВОЛС) выполненных в виде ОКГТ. Задача выбора ГТ с учетом его
термической
устойчивости
(ТУ),
традиционно
возникающая
при
модернизации сетей, приобретает особое значение при внедрении
дорогостоящих ОКГТ. Одним из обязательных условий выбора ОКГТ
является проверка условиям термического воздействия (ТВ) токов при
несимметричных КЗ на ВЛ. Потеря ТУ ОКГТ приводит к снижению
надежности грозозащиты и к ущербу от нарушения канала связи.
Использование ОКГТ увеличенного сечения с повышенной ТУ по всей длине
ВЛ приводит к неоправданному повышению стоимости проекта в силу прямой
зависимости стоимости ОКГТ от его сечения, увеличению механических
нагрузок на опоры и дополнительных затрат на их укрепление.
Степень ТВ на ГТ, так же, как и на другие проводники, определяется
согласно:
dt
i
B
GW
therm
2
,
(1)
где
therm
B
- коэффициент ТВ на проводник (кА
2
с);
GW
i
- значения тока в ГТ при КЗ на ВЛ (кА);
t
- время воздействия тока КЗ, зависящее от функционирования устройств
релейной защиты и автоматики ВЛ (сек).
Как видно из (1), для оценки ТВ имеет важное значение определение
максимально возможных величин токов в ГТ на участках трассы, в которых
наблюдаются перекрытия изоляции фазных проводов ВЛ на опору, и они
входят в контуры протекания тока КЗ.
Существующие методики расчета токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных
КЗ основаны на принципе распределения тока КЗ в однородно-
распределенной цепи. При этом значение тока КЗ определяется с
27
использованием метода симметричных составляющих (МСС) и принимается
ряд допущений, в том числе:
― симметрия и однородность исходной трехфазной системы проводов;
― по всей трассе ВЛ сопротивления заземлений опор, длины пролётов
между опорами и режимы заземления тросов принимаются одинаковыми.
Вместе с тем геометрия опор ВЛ высоких напряжений, применение
различных проводов в фазах и наличие ГТ повышенного сечения
обусловливают несимметрию исходной трехфазной системы, поэтому
применение МСС для таких расчетов токов КЗ вносит неточности. Еще
большие ошибки в расчеты токов в ГТ могут вносить разнородность
сопротивлений заземлений опор смежных участков и разная длина пролетов
между смежными опорами.
Существующий стандарт по расчету ТВ токов КЗ и ТУ ГТ/ОКГТ,
подвешиваемых на ВЛ
3
, содержит методику проведения расчетов ТВ токов КЗ
на ГТ и ОКГТ. Однако для расчетов токов в ГТ и ОКГТ в этом стандарте, а
также в других зарубежных исследованиях и документах, предлагаются
методики, основанные на ряде допущений, требующих большого объема
многовариантных расчетов, в том числе использование специального
программного обеспечения.
В связи с этим основной целью диссертационной работы является
разработка усовершенствованных, более точных алгоритмов расчетов токов в
ГТ и ОКГТ при несимметричных КЗ на опорах ВЛ различного класса
напряжений, позволяющих учитывать характеристики фазных проводов и
ГТ/ОКГТ, а также разработка рекомендаций по снижению уровня токов в
ГТ/ОКГТ на участках трассы ВЛ при несимметричных КЗ на опорах.
В третьей главе диссертации
«Разработка моделей многопроводных ВЛ
для расчетов токов в проводах при несимметричных КЗ»
приведены
разработанные математические модели ВЛ при представлении их
многопроводной системой. Для представления характерных участков ВЛ
матричными моделями разработана и программно реализована уточненная
методика расчета их параметров. Разработана методика моделирования
режимов несимметричных КЗ с учетом параметров заземления ГТ на опорах
ВЛ. Представлен разработанный алгоритм расчета режимов несимметричных
КЗ в многопроводных ВЛ. По разработанной методике приведены примеры
расчета токов в фазных проводах и ГТ при несимметричных КЗ на ВЛ.
ВЛ высокого напряжения представляет собой систему проводников,
электрически и магнитно связанных между собой. Количество проводников в
системе определяется суммой подвешенных на опорах проводов. Для
двухцепной ВЛ на общих опорах с подвеской одного троса общее число
проводов составляет семь (семипроводная система). Для двухцепной ВЛ на
раздельных опорах, при подвеске на каждой из них двух тросов, система
представляется как десятипроводная. Соответственно, для одноцепной ВЛ без
3
СТО 56947007-33.180.10.173-2014. «Методические указания по расчету термического воздействия токов
короткого замыкания и термической устойчивости грозозащитных тросов и оптических кабелей, встроенных
в грозозащитные тросы, подвешиваемые на воздушных линиях электропередачи»
28
троса
трехпроводная, с одним тросом
четырёхпроводная, с двумя
тросами
пятипроводная и т.д. При этом характеристики системы
определяются не только параметрами отдельных проводов, но и геометрией
взаимного расположения на опорах, сопротивлениями грунтов, режимами
заземления опор на отдельных участках трассы ВЛ и др.
Разработка методики расчета режимов при несимметричных КЗ в таких
системах, с учетом основных перечисленных факторов является актуальной,
как с точки зрения определения значений токов по каждому проводу, так и с
точки зрения применимости допущений, используемых в упрощенных
методах.
Расчетная
модель
ВЛ
формируется
на
основе
представления
каждого
из
пролетов П-образной схемой
замещения, представленной на
рис. 1.
Блочные
матрицы
собственных
и
взаимных
продольных проводимостей для
каждого из пролетов
j
i
и
поперечных проводимостей для
узлов
)
j
(
i
рассчитываются
согласно (2) и (3):
1
0
)
Z
L
(
Y
sec
span
ij
,
(2)
sec
C
span
Cij
B
L
B
0
2
1
,
(3)
где,
span
L
- длина пролета между смежными опорами;
sec
Z
0
- матрица удельных собственных и взаимных продольных
сопротивлений;
sec
C
B
0
- матрица удельных собственных и взаимных поперечных
емкостных проводимостей.
Эквивалентная схема замещения ВЛ представляется цепочной
последовательностью схем замещения пролетов по всей длине ВЛ (рис.2).
Заземления опор представляются активными сопротивлениями
R
i
(
i=1, …,
m+1
), где
R
1
и
R
m+1
эквивалентные сопротивления заземления
соответствующих подстанций.
Схема сети представляется ВЛ с эквивалентными параметрами системы,
приведенными по ее концам (рис.3)
Рис.1. П-образная схема замещения
пролета ВЛ
29
Для расчетов режимов реализован метод узловых уравнений (УУ), в
соответствии с которым уравнение состояния записывается в виде:
I
YU
,
(4)
где,
Y
– матрица узловых собственных и взаимных проводимостей (СВП)
сети, формируемая на основе блочных матриц
Y
ij
и
B
Cij
;
U
– вектор-столбец узловых напряжений, каждый элемент которого
состоит из матрицы напряжений на проводах, в
i
-м узле (опоре):
T
w
ik
w
),
k
(
i
w
i
w
i
w
i
i
]
U
U
,...,
U
,
U
,
U
[
U
1
3
2
1
,
где
w
ik
U
– значение напряжения на
k
-м проводе в
i
-м узле (
k=1,…, n; i=1,…, m+1
);
I
– вектор-столбец узловых задающих токов, где каждая блочная матрица
узлов представляется в виде вектора-столбца
T
w
ik
w
),
k
(
i
w
i
w
i
w
i
i
]
I
I
,...,
I
,
I
,
I
[
I
1
3
2
1
,
где
w
ik
I
– значение тока входящего в
k
–й провод в
i-
м узле (
k=1,…, n; i=1,…, m+1
).
Параметры системы относительно узлов присоединения ВЛ к
электрической сети учитываются трехфазными эквивалентными ЭДС и
матрицами сопротивлений. На практике для расчетов режимов в качестве
исходных данных параметров систем обычно задаются однофазные
эквивалентные ЭДС систем
E
S
,
а также эквивалентные сопротивления систем
прямой, обратной и нулевой последовательностей
]
Z
,
Z
,
Z
[
Z
)
(,
S
),
(,
S
)
(
S
S
2
1
0
,
представленные по концам ВЛ
относительно каждой из подстанций, и
взаимные сопротивления между подстанциями (рис. 3).
Es1
Подстанция 1
Подстанция 2
Z
s1
Z
s2
Es2
Z
s12
Модель ВЛ представленная
как многопроводная система
(0), (1),(2)
(0), (1),(2)
Взаимная связь
(0), (1),(2)
(
)
(
),
(
),
(
s
)
(
),
(
),
(
s
)
(
),
(
),
(
s
Z
,
Z
,
Z
2
1
0
12
2
1
0
2
2
1
0
1
- эквивалентные сопротивления систем
нулевой, прямой и обратной последовательностей, приведенные
относительно каждой из подстанций и взаимные между ними,
соответственно;
2
1
s
s
E
,
E
- эквивалентные ЭДС систем)
Рис. 3. Эквивалентная схема сети
Рис.2. Эквивалентная схема замещения ВЛ
30
Для расчета режимов необходимо преобразование симметричных
составляющих исходных данных сопротивлений в фазные значения
phase
S
Z
, а
эквивалентные ЭДС систем необходимо представить фазными ЭДС для
каждой из
phase
S
E
.
Преобразование симметричных значений сопротивлений в фазные для
каждой
из
энергосистем
выполняется
использованием
оператора
преобразования координат
)
j
exp(
a
0
2
120
.
Матрица узловых проводимостей
Y
в (4) формируется следующим
образом:
– любой недиагональный элемент (блочная матрица)
Y
ij
равен
проводимости ветви между узлами
i
и
j,
взятый с обратным знаком, т.е.
Y
ij
=-
Y
r
где
r=1,…,m
и
i
≠
j.
Если узлы не соединены, то блочная матрица
ij
Y
представляется нулевой;
– любой диагональный элемент (блочная матрица)
ii
Y
определяется
суммой продольных проводимостей ветвей, связанных с узлом
i
и поперечных
емкостных проводимостей узла
i
.
Значения элементов матриц узловых задающих токов для всех фазных
проводов в узлах, за исключением примыкающих к эквивалентам
энергосистемы, принимаются равными нулю, тогда как в тросах они
принимаются равными нулю для всех узлов.
Значения ненулевых элементов для фазных проводов в матрицах
задающих токов для каждой подстанции определяются на основе параметров
эквивалентов систем по (5):
phase
S
phase
S
SS
E
)
Z
(
I
1
.
(5)
Моделирование заземлений тросов в узлах на ВЛ выполняется
добавлением суммарной проводимости опоры и её заземления, рассчитанных
как
1
gi
gi
R
Y
(
i=1,…,m+2
) (рис.2), к соответствующему элементу собственной
проводимости троса в блочных матрицах диагональных элементов матрицы
Y
в (4).
Моделирование КЗ выполняется добавлением электрической связи,
представляемой переходной проводимостью
Y
inf
между замыкаемыми
проводами в узле.
После формирования матрицы узловых проводимостей с учетом
заземлений тросов на участках ВЛ и вида несимметричного КЗ в
рассматриваемом узле решается система уравнений (4), где определяются
значения напряжений в узлах схемы. Полученные напряжения позволяют
рассчитать токи в каждом проводе ВЛ по обе стороны от точки КЗ.
В данной главе показана разработанная методика и ее применение на
примерах расчетов токов в проводах при несимметричных КЗ на пяти- и
восьми-проводных ВЛ в Узбекской ЭЭС.
В четвертой главе диссертации
«Разработка алгоритмов расчетов
эквивалентов ГТ/ОКГТ на ВЛ»
рассмотрены вопросы определения
эквивалентов ВЛ ГТ/ОКГТ. Приводятся алгоритм определения эквивалентных
31
сопротивлений ГТ/ОКГТ и иллюстративные примеры сопоставительных
расчетов.
Необходимость определения эквивалентов ГТ/ОКГТ возникает:
―при проектировании ГТ/ОКГТ на ВЛ, отходящих отпайкой на
некотором промежутке от концов основной ВЛ (рис.4);
―при проектировании ОКГТ на ВЛ, предусматривающих заводку ОКГТ
на регенерационные пункты;
―при проектировании конкретной линии связи – выполнение ВЛ ВОЛС
использованием
нескольких
ВЛ
различных
классов
напряжений,
совпадающих по направлению с трассой связи.
В руководстве по расчету ТВ токов КЗ и ТУ ГТ/ОКГТ эквивалентные
сопротивления ГТ, подвешиваемые на ВЛ, рекомендуется представлять
входными сопротивлениями, которые рассчитываются по цепочечной схеме
замещения
гиперболическими
функциями
от
средних
значений
сопротивлений петли трос-земля на пролете между опорами, а также
сопротивлений заземлений опор на участке ВЛ. Однако при неоднородности
параметров ВЛ, либо при подвеске двух разных ГТ, объем необходимых
расчетов увеличивается и вводится большое количество допущений, что
добавляет погрешности в расчеты.
Для расчета эквивалентов ГТ/ОКГТ на ВЛ аналогично приведенному
алгоритму расчетов режимов в главе 3, для ВЛ ПС-1 – ПС-2 (рис.4) с учетом
режимов и значений заземлений тросов, рассчитывается режим
несимметричного КЗ на опору (с замыканием фазных проводов на опору),
относительно которой надо рассчитать эквиваленты (опора отпайки).
Исходные данные для расчета режима задаются в том же объеме с данными,
необходимыми для расчета токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных КЗ.
При помощи (4) определяются напряжения на ГТ в узлах (опорах) ВЛ.
Рассчитываются токи в ГТ для пролетов, отходящих от опоры отпайки (вправо
и влево от КЗ). Так как ГТ заземлен на смежных опорах и в контурах
заземлений подстанций, то эквивалентные сопротивления ГТ относительно
опоры отпайки будут определяться как:
GW
GW
GW
I
U
Z
,
(6)
где,
GW
Z
– вектор-столбец расчетных эквивалентных сопротивлений ГТ
участка многопроводной ВЛ, который состоит из матрицы эквивалентов
проводов ГТ
T
n
GW
GW
GW
]
Z
...,
,
Z
[
Z
1
(если в системе рассматриваются
несколько «
n
» ГТ);
GW
U
– вектор-столбец напряжений на ГТ в узле (опоре) отпайки ВЛ,
который состоит из матрицы напряжений на ГТ
T
w
n
GW
w
GW
GW
]
U
...,
,
U
[
U
1
;
GW
I
– вектор-столбец токов в ГТ пролете между опорой отпайки и
смежной опорой (справа или слева от КЗ) на рассматриваемой ВЛ, который
состоит из матрицы токов в ГТ пролета
T
w
n
GW
w
GW
GW
]
I
...,
,
I
[
I
1
.
32
На примере схемы (рис. 4.) в Узбекской ЭЭС для четырехпроводной ВЛ
220 кВ проведены сопоставительные расчеты по определению эквивалентов
тросов различными методами.
Исходные данные для расчета режима ВЛ рассматриваемой схемы сети
были приняты: по всей трассе основной ВЛ ПС-1 – ПС-2 установлены опоры
типа ПБ220-3; провода фаз подвешены марки АС-300/67; ОКГТ - марки
12E9/125AA/ACS092/44; средняя длина пролета по трассе ВЛ 300 (м);
сопротивления заземлений опор по трассе 10 (Ом); среднее значение
сопротивления грунта 150 (Ом×м); длины участков от опоры отпайки до ПС-
1 и ПС-2 составляют 14,75 км (51 пролетов) и 9,25 км (31 пролетов),
соответственно.
Согласно ПУЭ трос ОКГТ заземляется на всех опорах ВЛ. Сопротивления
заземлений на порталах ПС-1 и ПС-2 заданы равными по 0,5 Ом.
В табл. 1 приводятся результаты расчетов эквивалентных сопротивлений
проводов ГТ, полученные различными способами. При этом участки ВЛ
(справа и слева от опоры отпайки) задавались однородными, однако
алгоритмы имеют возможность проведения расчетов разделением ВЛ на
характерные участки согласно типу грунтов, опор и пролетов по трассе.
Анализ расчетных значений эквивалентных сопротивлений тросов для
участков ВЛ (табл. 1) показывает, что значения, рассчитанные применением
предлагаемого алгоритма, отличаются от известных по методике,
рекомендованной в руководстве по расчету ТВ токов КЗ и ТУ ГТ/ОКГТ,
подвешиваемых на ВЛ. Это объясняется несовершенством существующей
методики, включающей в себя допущения и вносящие погрешности в
последующие расчеты.
Es1
ПС-1
Z
s1
Z
s2
Es2
(0), (1),(2)
(0), (1),(2)
ОКГТ
Фазные
провода
A
B
C
A
B
C
ПС-2
Сопротивление
заземления ПС
Опора
Отпайки
Rg
Rg
Rg
Rg
Rg
Rg
Z
s3
Es3
Rg
(0), (1),(2)
{
{
Стальной
ГТ
Сопротивление
заземления ПС
Сопротивление
заземления ПС
A
B
C
ПС-3
ОКГТ
(
,
Z
)
(
s
0
1
,
Z
)
(
s
1
1
,
Z
)
(
s
2
1
,
Z
)
(
s
0
2
,
Z
)
(
s
1
2
,
Z
)
(
s
2
2
,
Z
)
(
s
0
3
,
Z
)
(
s
1
3
)
(
s
Z
2
3
- эквивалентные сопротивления
систем соответственно нулевой, прямой и обратной последовательностей,
приведенные относительно каждой из подстанций,
3
2
1
s
s
s
E
,
E
,
E
-
эквивалентные ЭДС систем,
g
R
- сопротивления заземлений опор)
Рис.4. Расчетная модель электрической сети
33
Таблица 1
Расчетные эквивалентные сопротивления ГТ/ОКГТ
Участки ВЛ
Эквивалентные сопротивления ГТ
Рассчитанные применением
разработанной методики
Рассчитанные по методике,
рекомендованной в РД
участок ВЛ от ПС-1 до опоры
отпайки, ОКГТ (длина участка
14,75 км)
GW
Z
=1,15684+j0,67575
GW
Z
=1,36462+j0,85607
участок ВЛ от ПС-2 до опоры
отпайки, ТК-70 (длина участка
9,25 км)
GW
Z
=2,76108+j0,09850
GW
Z
=2,73248+j0,43264
В пятой главе диссертации
«Определение термического воздействия,
разработка и оценка мероприятий для снижения уровня токов в ОКГТ
при несимметричных КЗ на ВЛ»
описывается алгоритм расчетов ТУ ГТ и
ОКГТ. Приводятся краткое описание временных характеристик срабатывания
устройств релейной защиты и автоматики (РЗА) на ВЛ и их моделирование
при расчёте ТУ тросов. Даются рекомендации по снижению уровня токов в
ОКГТ, приводится их расчетный анализ на примере проектируемой ВЛ 500 кВ.
Уменьшение ТВ токов на ГТ/ОКГТ целесообразно осуществлять
снижением максимальных значений токов в тросах. Так как наибольшие
значения максимальных токов в тросах наблюдаются в основном на участках
ВЛ, примыкающих к подстанциям, во многих случаях изолированные спуски
тросов с концевых опор ВЛ позволяют снизить величины максимальных
значений токов в тросах концевых пролетов. Для участков ВЛ с повышенными
токами при несимметричных КЗ при выполнении спусков ОКГТ с переходом
в оптические кабели (ОК) на опорах и прокладкой ОК в кабельных траншеях
под землей достигается существенное снижение максимальных значений
токов КЗ. Возможность моделирования таких режимов с определением
вариантов заземлений тросов на опорах, приводящих к наибольшему
снижению уровня токов в них, предусмотрена в предлагаемых алгоритмах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования по теме диссертации “Разработка
усовершенствованных алгоритмов для расчета токов несимметричных
коротких замыканий в многопроводных воздушных линиях электропередачи”
позволяют сделать следующие выводы:
1. Проведенный анализ существующих методов по выбору ГТ/ОКГТ из
условий ТУ токам при несимметричных КЗ на ВЛ показал, что применяемые
алгоритмы для расчетов токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных КЗ основаны
на большом количестве допущений, снижающих точность результатов, а
также требующих проведения большого объема работ при многовариантных
расчетах. В связи с этим усовершенствованы уточненные алгоритмы расчетов
токов в ГТ/ОКГТ при несимметричных КЗ на опорах ВЛ различного класса
напряжений, позволяющих учитывать различные характеристики параметров
34
по всей длине трассы ВЛ. В результате появилась возможность применения
алгоритмов повышенной точности для расчетов несимметричных КЗ
различного класса напряжений.
2. Впервые разработана уточненная модель ВЛ на основе представления
ее многопроводной системой, дающая возможность учитывать разнородность
параметров проводов фаз и ГТ/ОКГТ, разную длину пролетов, разнородность
геометрии опор, различие сопротивлений грунтов по трассе ВЛ, являющихся
причинами несимметрии трехфазной системы проводов. Такой учет
невозможен или ограничен в моделях, используемых в существующих
методах расчетов токов в проводах ВЛ при несимметричных КЗ. В результате,
разработанная модель дала возможность определять значения токов,
несимметричных КЗ на ВЛ.
3. Разработаны алгоритмы моделирования заземления ГТ/ОКГТ на
опорах многопроводных ВЛ, позволяющие учитывать режимы заземления ГТ,
величины сопротивления заземлений опор по всей протяженности трассы ВЛ,
а также сопротивления контуров заземления подстанций. Применение
разработанных алгоритмов для проектирования ВЛ дало возможность
увеличить точность результатов при расчетах токов КЗ в тросах.
4. Разработаны алгоритмы моделирования несимметричных КЗ фазных
проводов в многопроводных ВЛ. При этом разработанный алгоритм не
требует применения МСС и позволяет рассчитывать напряжения
несимметричных КЗ.
5. Разработаны усовершенствованные алгоритмы выбора ГТ в
многопроводных ВЛ, позволяющие проводить расчеты в независимости от
количества проводов в рассматриваемой системе и различий длин между
пролетами. Указанные алгоритмы внедрены при проектировании ОКГТ на ВЛ
электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС – «Ново-Ангрен» ТЭС и позволили
учитывать разнородность параметров всех участков трассы ВЛ
электропередачи, что дало возможность увеличить точность расчетов токов
несимметричных КЗ.
6. Разработаны алгоритмы расчетов эквивалентных параметров ГТ/ОКГТ
ВЛ. Указанные алгоритмы внедрены при проектировании ВЛ электропередачи
500 кВ «Сырдарья» ТЭС – «Ново-Ангрен» ТЭС, это дало возможность
учитывать сопротивления заземлений опор по всей трассе ВЛ и увеличить
точность результатов расчетов.
7. Разработаны энерго- и ресурсосберегающие режимы работы ОКГТ
посредством выполнения заземлений сопротивлений опор ВЛ. Данные энерго-
и ресурсосберегающие режимы внедрены при проектировании воздушной
линии электропередачи 500 кВ «Сырдарья» ТЭС – «Ново-Ангрен» ТЭС
(справка АО «Узбекэнерго» от 4 сентября 2017 года РМ-01-21/6928).
Применение энерго- и ресурсосберегающих режимов в процессе
проектирования позволило выбрать ОКГТ меньшего сечения и сократить
затраты проекта на 27 %.
SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARDING DEGREE OF DOCTOR
OF SCIENCES No: 27.06.2017.T.03.03 AT TASHKENT STATE
TECHNICAL UNIVERSITY AND LLC
«
SCIENTIFIC-TECHNICAL CENTRE
»
TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY
EGAMNAZAROV GEORGIY ANATOLEVICH
DESIGN OF SOPHISTICATED ALGORITHMS FOR
CALCULATION OF ASYMMETRICAL FAULT
CURRENTS IN MULTI-WIRE OVERHEAD
POWER TRANSMISSION LINES
05.05.02
-
Electrical engineering. Electrical Power plants, systems. Electro technical
complexes and installations.
DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
ON TECHNICAL SCIENCES
Tashkent – 2017
The theme of the dissertation of doctor of philosophy (PhD) in technical sciences was registered
at the Supreme Attestation Commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan
under number B2017.1.PhD/T94.
The dissertation has been done at the Tashkent State Technical University.
The abstract of the dissertation is posted in three languages (Uzbek, Russian and English
(resume)) on the website www.tdtu.uz and on the website of «ZIYONET» Information and education portal
www.ziyonet.uz
Scientific supervisor:
Sitdikov Rashid Abdurakhmanovich
Doctor of Technical Sciences, professor
Official opponents:
Gayibov Tulkin Shernazarovich
Doctor of Technical Sciences, professor
Mirzabaev Akrom Mahkamovich
Doctor of Technical Sciences
Leading organization:
Tashkent Institute of Engineers of a Railway Transportation
The defense will take place «___» __________2017 _____ at the meeting of Scientific Council at
the Scientific Council DSс.27.06.2017.T.03.03 at the Tashkent State Technical University and LLC
“Scientific-Technical Center”. Address: 2, Talabalar str. Tashkent 100095, Uzbekistan. Phone/ Fax: (+998
71) 227-10-32, e-mail:
tstu_info@tdtu.uz
The doctoral (PhD) dissertation can be reviewed at the Information Resource Centre of the Tashkent
State Technical University (Registration number____) (Address: 2, Talabalar str., Tashkent 100095,
Uzbekistan. Phone/ Fax: (+99871) 227-03-41
Abstract of the dissertation was distributed on «____» _______________2017 year.
(mailing record № _______ on «____» _______________2017 year).
K.R. Allaev
Chairman of scientific council
for
awarding of scientific degrees,
Doctor of Technical Sciences, Professor
O.H. Ishnazarov
Scientific secretary of scientific council
for
award of scientific degrees,
Doctor of Technical Sciences, Senior Scientific Researcher
М.I. Ibadullaev
Chairman of the scientific Seminar under the Scientific
Council
for
awarding of scientific degrees,
Doctor of Technical Sciences, Professor
37
INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)
The aim of the research
is design of sophisticated algorithms for choosing
Ground Wires on multi-wire Overhead Power Transmission Lines, which allow to
take into account parameters along the whole length of the line
Tasks of research:
to develop mathematical models of multi-wire Overhead Power Transmission
lines for calculation of asymmetrical short circuit modes, which allow to take into
account different factors influencing on current values in wires;
to develop algorithms for calculation of currents in asymmetrical multiwire
overhead Power Transmission Lines at asymmetrical short circuit modes;
to develop algorithms for calculation of equivalent parameters for Ground
Wires as well as for Ground Wires with embedded Optical Cables for multiwire
Overhead Power Transmission Line;
to develop algorithms for calculation of thermal stability of Ground Wires to
currents at asymmetrical short circuits;
to develop algorithms for decreasing the level of short circuit currents in
Ground Wires with embedded Optical Cables.
The object of the research
is multi-wire High Voltage Overhead Power
Transmission Lines.
The subject of the research
is algorithms for current calculations in multi-
wire Overhead Power Transmission Lines of Power Networks at asymmetrical short
circuits.
Scientific novelty of the research is
consisted of the following:
dependence of calculated values of currents in wires at asymmetrical short
circuit modes on parameters of multi-wire Overhead Power Transmission Lines
(tower geometry, span length, types of phase and ground wires) on the basis of the
use of sparse matrices was determined;
equivalent resistances of Ground Wires on Overhead Power Transmission
Lines with taking into account tower total grounding resistances were improved;
algorithm for thermal stability calculations of Ground Wires to asymmetrical
short circuit currents on the base of presenting Overhead Power Transmission Lines
as multi-wire system was improved;
possibility of reducing current levels in Ground Wires with embedded Optical
Cables at asymmetrical faults on the base of tower grounding resistance insulations
made on substations was developed.
The structure and volume of the thesis.
The dissertation consists of
introduction, five chapters, conclusion, a list of references and appendices. The text
of the thesis is presented on 121 pages.
THE OUTLINE OF THE THESIS
In the introduction ―
the urgency and relevance of the study has been proved,
the aim and tasks of the study are presented, the object and the subject are formed,
the correspondence of the research to the priority trends of the Republic’s science
38
and technology development is showed, the scientific novelty and practical results
of the research as well as scientific and practical significance are discussed, the
information about published works, approvals and dissertation’s structure are
presented as well.
In the first chapter of the thesis «
Ground wires. Modern optical Ground
wires with embedded Optical Cables and conditions for their selection»
The
theoretical information about features of traditional and modern Ground Wires with
embedded Optical Cables have been presented. In order to develop systematized
methodic for defining specific self and mutual impedances and capacitive
susceptances of Overhead Lines the analyses of different constructions of Ground
Wires with embedded Optical Cables that differ by mechanical as well as electrical
features were performed.
In the second chapter of the thesis «
Thermal stability of Ground Wires to
currents at faults on Overhead Power Transmission Lines»
the review of
methods for current calculations in Ground Wires at asymmetrical faults on
Overhead Lines in electrical power grids is presented. The estimation of methods,
with taking into account different factors which influence on results of current
calculations in wires at asymmetrical faults on Overhead Lines was made.
In the third chapter of the thesis «
Development of multi-wire Overhead
Power Transmission Line models for calculation of currents in wires at
asymmetrical faults»
the designed mathematical models of Overhead Lines when
presenting them as multi-wire system are showed. For presenting typical sections of
Overhead Lines by matrix models the specified methodic for calculation their
parameters were designed and implemented in a computer program. Asymmetrical
fault modes modeling methodic which takes into account Ground Wire grounding
parameters on towers of Overhead Line was designed. The designed algorithm for
calculating asymmetrical modes in multi-wire Overhead Lines is presented. The
examples of current calculations in phase wires and Ground Wires at asymmetrical
faults on Overhead Lines by using designed methodic are presented.
In the fourth chapter of the thesis «
Development of algorithms for
calculations of equivalents of Ground Wires and Ground Wires with embedded
Optical Cables on Overhead Power Transmission Lines»
the problems of
defining equivalents of Ground Wires and Ground Wires with embedded Optical
Cables on Overhead Lines are discussed. The algorithm for defining equivalents of
Ground Wires with illustrative examples of comparative calculations is presented.
In the fifth chapter of the thesis «
Defining thermal effect, development and
estimation of actions for decreasing level of currents in Ground Wires with
embedded Optical Cables at asymmetrical faults on Overhead Power
Transmission Lines»
the algorithm for calculation of thermal stability of Ground
Wires and Ground Wires with embedded Optical Wires is described. The short
description of time characteristics for relay protection and automation on Overhead
Lines and their modeling when calculating thermal stability of Ground wires is
given. The recommendations on decreasing the level of currents in Ground Wires
with embedded Optical Wires are given, the calculated analyses on the example of
designed 500 kV Overhead Line are presented as well.
39
ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙҲАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LIST OF PUBLISHED WORKS
I Бўлим (I часть; part I)
1.
Шарипов. У.Б., Эгамназаров Г.А. О моделях расчетов токов в проводах
воздушных линий электропередачи при несимметричных коротких
замыканиях// Проблемы энерго и ресурсосбережения. – Ташкент, 2012. -№ 3-
4. –С. 29-33. (05.00.00, № 21)
2.
Sharipov U.B., Egamnazarov G.A. Calculations of the currents in shield wires
at asymmetrical modes taking into account the asymmetry of the system// Вестник
ТашГТУ. – Ташкент, 2013. -№ 2. –С. 77-81. (05.00.00, № 16)
3.
Sharipov U.B., Egamnazarov. Estimation of currents in shield wires of 500
kV overhead power transmission line// Вестник Ташгту. – Ташкент, 2013. -№ 3.
–С. 83-89. (05.00.00, № 16)
4.
Шарипов. У.Б., Эгамназаров Г.А. К расчету удельных параметров
воздушных линий электропередачи// Проблемы информатики и энергетики. –
Ташкент, 2014. -№ 3-4. –С. 96-103. (05.00.00, № 5)
5.
Эгамназаров Г.А., Сытдиков Р.А. Алгоритм расчета токов
несимметричных коротких замыканий в многопроводных воздушных линиях
электропередачи// Проблемы информатики и энергетики. – Ташкент, 2014. -№
5. –С. 81-87. (05.00.00, № 5)
6.
Сытдиков Р.А., Эгамназаров Г.А. Программа GWTSCal для выбора
грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи из условий
устойчивости токам коротких замыканий// Проблемы энерго и
ресурсосбережения. – Ташкент, 2015 -№ 3. –С. 23-28. (05.00.00, № 21)
7.
Сытдиков Р.А., Эгамназаров Г.А. Выбор грозозащитных тросов из
условий устойчивости токам коротких замыканий по программе GWTSCal//
Проблемы энерго и ресурсосбережения. – Ташкент, 2015. -№ 4. –С. 114-119.
(05.00.00, № 21)
8.
Эгамназаров Г.А. Влияния видов несимметричных коротких замыканий
на воздушных линиях электропередачи на распределение токов в оптических
кабелях, встроенных в грозозащитные тросы// Проблемы энерго и
ресурсосбережения. – Ташкент, 2016. -№ 1-2. –С. 43-47. (05.00.00, № 21)
9.
Эгамназаров Г.А. Применение теоремы тевенина для определения
эквивалентов проводов воздушных линий электропередачи// Проблемы энерго
и ресурсосбережения. – Ташкент, 2016. -№ 3-4. –С. 101-106. (05.00.00, № 21)
10.
Шарипов. У.Б., Эгамназаров Г.А. О расчете токов в грозозащитных
тросах и встроенных в трос оптических кабелях при несимметричных
коротких замыканиях на ВЛ// Электрические станции. – Москва, 2016. -№ 10.
–С. 26-30. (05.00.00, № 93)
40
II Бўлим (II часть; part II)
11.
Шарипов. У.Б., Эгамназаров Г.А. Оценка погрешности при
использовании метода симметричных составляющих в расчетах трехфазных
воздушных линий электропередач 500 кВ// Сборник научных статей
Международной научной конференции «Innovation-2012». 16-18 октября 2012.
– Ташкент, 2012. –С. 148-149.
12.
Шарипов. У.Б., Эгамназаров Г.А. Применение модальных координат для
расчета токов в грозозащитных тросах при несимметричных коротких
замыканиях на воздушных линиях электропередачи// Международный
сборник научных трудов «Электротехнические системы и комплексы». –
Магнитогорск, Россия, 2012. -№ 20, –С. 188-191.
13.
Эгамназаров Г.А. Расчеты режимов несимметричных коротких
замыканий в многопроводных воздушных линиях электропередачи// Научные
труды
IV
международной
научно-технической
конференции
«Электроэнергетика глазами молодёжи». 14-18 октября 2013. –Новочеркаск,
Россия, 2013, –С. 267-271.
14.
Egamnazarov G.A. Calculating the currents in shield wires at short circuits in
overhead power transmission lines// Proceedings of the 7th International Scientific
Symposium on Electrical Power Engineering «Electroenergetica 2013» September
18–20, 2013. – Stara Lesna (Slovak Republic), 2013. –P. 474-475.
15.
Sitdikov R.A., Egamnazarov G.A. Calculation of the currents distributions in
OPGW on the base of refined method in phase coordinates// Сборник научных
статей Международной научной конференции «Innovation-2013». 16-18
октября 2013. – Ташкент, 2013. –С. 148-149.
16.
Sharipov U.B., Egamnazarov G.A. Calculations of the currents in OPGW on
the base of refined model in phase coordinates// International Conference in Central
Asia on Internet (ICI 2013) IEEE. October 8–10, 2013. – Tashkent, 2013. (IEEE
Catalog Number: CFP13610-CDR/ ISBN: 978-1-4799-0556-0)
17.
Egamnazarov G.A. The approach for calculation of asymmetrical modes in
multi-wire Overhead Power Transmission Lines// Proceedings of the International
Scientific Conference «UNITECH- 13». November 22–23, 2013. – Gabrovo, 2013.
–P. 59-62.
18.
Эгамназаров Г.А., Барков И.А. Об актуальности применения
интервального анализа при решении задач проектирования в условиях
неопределённости
исходных
данных//
Сборник
научных
статей
Международной научной конференции «Innovation-2016». 16-18 октября,
2016. – Ташкент, 2016. –С. 261-262.
19.
Эгамназаров Г.А., Мухитдинов Ф.М. К повышению точности расчетов
при проектировании современных оптических кабелей, встроенных в
грозозащитные тросы на линиях электропередачи// Сборник научных статей
Международной научной конференции «Innovation-2016». 16-18 октября,
2016. – Ташкент, 2016. –С. 262-263.
20.
R.А. Sitdikov., G.А. Egamnazarov. The etalon model for solving currents in
ground wires at asymmetrical short circuits on overhead power transmission lines//
41
Scientific and professional journal on electrical power engineering of the Technical
University of Kosice «Elektroenergetika». – Kosice, Slovakia, 2016. – Vol. 9, № 1,
P. 9-14. (http://jeen.fei.tuke.sk/index.php/jeen/article/view/366)
21.
G.A. Egamnazarov., The way of reducing current values in Optical Ground
Wires at Asymmetrical Faults on Overhead Transmission Lines// The Scientific
Journal of Riga Technical University on Electrical, Control and Communication
Engineering (RTU-ECCE). – Riga, Latvia, 2016. –Vol. 11, P. 13-20. (DOI:
doi.org/10.1515/ecce-2016-0007)
22.
U. B. Sharipov., G. A. Egamnazarov. Calculating Currents in Lightning
Protection Cables and in Optical Cables built into them during asymmetric short
circuits in Overhead Transmission Lines// Power Technology and Engineering. –
New York, USA, 2016. –Vol. 50, No. 6, P. 673-678. (DOI: doi.org/10.1515/ecce-
2016-0007)
Муалиф ушбу диссертация ишини муфаққиятли бажарилишида узоқ
йиллар давомида ўз илмий ғоялари ва маслаҳатлари билан қўллаб қувватлаб,
ҳисса қўшганлиги учун т.ф.н доцент У.Б. Шариповга ўз миннатдорчилигини
билдиради.
Автореферат «ТошДТУ хабарлари» журнали таҳририятида таҳрирдан
ўтказилди.
________________________________________
Бичими 60x84
1
16
. Ризограф босма усули. Times гарнитураси.
Шартли босма табоғи: 2.75. Адади 100. Буюртма № 31.
Баҳоси келишилган нархда.
«ЎзР Фанлар Академияси Асосий кутубхонаси» босмахонасида чоп этилган.
Босмахона манзили: 100170, Тошкент ш., Зиёлилар кўчаси, 13-уй.
