Запропоновано загальний підхід до моделювання інформаційного об'єкта та принципи побудови системи прийняття рішень у випадку прогнозування спрацювання захистів на електростанціях. Побудовано алгоритми попереднього аналізу потоків інформації з метою конструювання нейромережі для прийняття рішень.

Представлены две численные модели, позволяющие определить частоты непосредственных ударов молний в воздушные энергетические объекты, защищаемые перед ударами этого рода - а именно: в линии и подстанции высоких и самых высоких напряжений. Рассмотрены общие предположения этих моделей. На основании метода статистических попыток при использовании электрогеометрической теории селективности молний рассчитаны значения коэффициентов, детерминирующих горизонтальные дистанции, с которых предметные объекты разных высот собирают атмосферные разряды. Функциональности упомянутых моделей доказаны путем презентации примеров их использований.

В существующей на сегодняшний день нормативной документации отсутствуют методики, позволяющие обоснованно выбрать основные характеристики защитных аппаратов. Поэтому часто выбирают ОПН с необоснованно завышенными током пропускной способности и удельной поглощающей энергией. Правильный выбор характеристик ОПН в сочетании с обобщенным анализом статистических данных, полученных в процессе эксплуатации ОПН, является очень важной задачей защиты оборудования подстанций от перенапряжений.

Проаналізовано наявні математичні моделі для визначення надійності схем грозозахисту, та запропоновано узагальнену математичну модель, яку реалізовано за допомогою програмного методу.

Розглянуто електричні мережі з ізольованою нейтраллю та досліджено проблему виникнення в них ферорезонансних процесів. Проаналізовано величини струмів, які протікають в нейтралях трансформаторів напруги під час виникнення ферорезонансного процесу, та запропоновано модернізацію пристроїв захисту від нього з використанням струмових захистів.

Проведено аналіз впливу зміни опорів заземлення на надійність та ефективність грозозахисту повітряних ліній електропересилання (ЛЕП). Виконано серію математичних симуляцій для опор ЛЕП з різними значеннями опорів заземлення, в результаті чого побудовані криві небезпечних параметрів, а також розраховані числові характеристики надійності грозозахисту. Розраховано ймовірності появи небезпечних атмосферних перенапруг від величини опорів заземлення опор під час удару блискавки в опору чи трос ЛЕП.

Purpose - development of a mathematical and digital model for estimating the reliability of lightning protection of overhead transmission lines, taking into account random factors. The conducted research on reliability of lightning protection of overhead transmission lines of a voltage class 110 - 750 kV involved intermediate towers of various types. The results are given in the form of curves of dangerous parameters, in absolute and relative units, as well as in the form of numerical characteristics. Methods of analytical and statistical data processing and mathematical modelling were used. The developed mathematical and digital models allow evaluating the reliability of lightning protection of overhead transmission lines taking into account the influence of random factors. The models allow taking into account the geometric dimensions of the elements of the investigated object, the characteristics of protective devices, the operational and experimental characteristics of insulation and corona. They allow calculating curves of dangerous parameters during lightning strikes in the tower or cable in various coordinates, as well as indicators of lightning protection reliability. Mathematical and digital models for estimating the reliability of lightning protection of overhead transmission lines have been developed, which allow taking into account a greater number of random factors and operational characteristics of the object. The model will allow analysis and systematization of random factors affecting the reliability and efficiency of lightning protection of overhead transmission lines, which will allow determining the level of influence of each of them. Increase in reliability and efficiency of lightning protection of overhead transmission lines due to taking into account more random factors and performance characteristics.

Запропоновано маловитратний метод зменшення втрат активної потужності в грозозахисних тросах двоколових повітряних ЛЕП традиційної конструкції, суть якого полягає у зміні просторового розташування фаз різних кіл двоколової ЛЕП. На прикладі двоколової ЛЕП напругою 330 кВ показано, що запропонований метод дає змогу досягти значного зменшення втрат у тросі та підвищення ефективності передачі електричної енергії. Розглянута проблема є актуальною як у разі спорудження нових повітряних ЛЕП, так і у разі модернізації існуючих.

Експериментальним шляхом визначено на фізичній моделі ймовірності прямого удару блискавки у повітряні лінії із захищеними та неізольованими проводами за різних умов виникнення блискавки.

Мета роботи - розробка математичної моделі комплексної оцінки ймовірності відмови апарату захисту від перенапруг з використанням апарату нечітких множин, яка грунтується на експертних знаннях та діагностичних даних отриманих в експлуатаційний період. Дослідження проведено з використанням методу експертного опитування, методу вагових коефіцієнтів, методу матриць попарного порівняння Сааті, методів нечіткої логіки, теорії нечітких множин, теорії техніки високих напруг, теорії теплового випромінювання. Розроблено нечітку модель за якою визначається ймовірність відмови вентильного розрядника і обмежувача перенапруг з врахуванням впливу сукупності таких факторів, як стан ізоляції, стан струмопровідних нелінійних елементів, температурного стану об'єкту дослідження, кількості спрацювань апарату. На базі моделі розроблено автоматизований програмний комплекс, з використанням якого діагностувався стан обмежувача перенапруги типу 3ЕР2 276-2PF32-1NA1 фірми "SIEMENS" який експлуатується на Дніпровській ГЕС-1, ВРП і 330 кВ, комірки ОПН АТ-331, та вентильний розрядник типу РВМК і 750М комірки РВ 750 2АТ. Набула подальшого розвитку теорія технічного діагностування високовольтних апаратів захисту від перенапруг без відключення апаратів від мережі (онлайн) на базі нечіткої моделі визначення ймовірності відмови апарату. Від відомих модель відрізняється тим, що враховує стан ізоляції, стан струмопровідних частин, кількість спрацювань апарату, тепловий стан апарату та контактних з'єднань, та дозволяє рахувати ймовірність відмови апарату під час його експлуатації. Розроблена математична модель може застосувуватися в автоматизованих програмних та програмно-апаратних комплексах для: діагностування, планування обслуговування та ремонтів, розподілу фінансових активів електроенергетичних підприємств. Результати діагностування різних захисних апаратів підтвердили адекватність u1088 розробленої моделі. Розроблена модель може бути застосована для всіх типів апаратів захисту розподільчих пристроїв високої напруги. Модель дозволяє комплексно оцінити технічний стан досліджуваного об'єкта, проінтегрував різні за своєю природою вхідні параметри (струм, опір, температура і т. п.) які впливають на технічний стан та ймовірність його відмови. Побудована модель дозволяє виводити апарат в ремонт по факту поточного стану об'єкта, а не за календарним графіком ремонтів, що дозволить заощадити матеріальний та людський ресурс, та з врахуванням державного курсу на оцінку ресурсу обладнання за фактичним станом та створення розподільчих пристроїв без постійного обслуговуючого персоналу дуже актуальна.

Мета роботи - аналіз основних принципів побудови зони захисту складної системи блискавковідводів за методом сфери, що котиться, який, наразі, є основним у галузі блискавко захисту та відповідає вимогам сучасних європейських норм. Вирішено задачу визначення мінімальної кількості блискавковідводів, необхідних для розрахунку складної поверхні зони захисту, за їх довільної висоти та розташуванні. Вперше в Україні розроблено математичну модель для побудови такої зони захисту з використанням законів стереометрії. Перевірено роботу цієї моделі на прикладі електричної підстанції напругою 110 кВ із застосуванням розробленої комп'ютерної програми з реальним розташуванням блискавковідводів різної висоти. Результатом роботи цієї програми є тривимірне відображення зони захисту з можливістю візуального аналізу захищеності об'єктів від прямого удару блискавки із заданою імовірністю. Цінність роботи полягає у можливості практичної реалізації методу сфери, що котиться, для захисту енергооб'єктів України від прямого удару блискавки відповідно до сучасного стандарту EN 62305.

Мета роботи - аналіз основних принципів побудови зони захисту складної системи блискавковідводів за методом сфери, що котиться, який, наразі, є основним у галузі блискавко захисту та відповідає вимогам сучасних європейських норм. Вирішено задачу визначення мінімальної кількості блискавковідводів, необхідних для розрахунку складної поверхні зони захисту, за їх довільної висоти та розташуванні. Вперше в Україні розроблено математичну модель для побудови такої зони захисту з використанням законів стереометрії. Перевірено роботу цієї моделі на прикладі електричної підстанції напругою 110 кВ із застосуванням розробленої комп'ютерної програми з реальним розташуванням блискавковідводів різної висоти. Результатом роботи цієї програми є тривимірне відображення зони захисту з можливістю візуального аналізу захищеності об'єктів від прямого удару блискавки із заданою імовірністю. Цінність роботи полягає у можливості практичної реалізації методу сфери, що котиться, для захисту енергооб'єктів України від прямого удару блискавки відповідно до сучасного стандарту EN 62305.

Електричні мережі напругою 6 - 35 кВ в Україні працюють в режимі з ізольованою нейтраллю, що дозволяє їм зберігати працездатність у разі утворення однофазних замикань на землю. Однак наявність таких замикань збільшує ймовірність утворення міжфазних коротких замикань. Тому їх намагаються усунути якнайшвидше. Існуючі пристрої дозволяють лише звузити зону пошуку до виявленого відгалуження від магістралі повітряної лінії, а пошкодження повинно бути знайдене під час обходу персоналом траси лінії та візуального її контролю. Запропоновано інноваційний пристрій ідентифікації однофазних замикань на землю, який дозволяє визначити місце замикання з точністю до опори повітряної лінії за умови наявності такого пристрою на кожній опорі. Такий прилад після ідентифікації наявності однофазного замикання на землю на опорі відправляє повідомлення через GSM мережу стільникового зв'язку до диспетчерського пункту. Проведено аналіз можливих джерел живлення такого пристрою. Запропоновано живити пристрій безпосередньо від струму замикання. Відбір потужності від струму через металевий спуск заземлення опори запропоновано виконувати за допомогою спеціального трансформатора, що забезпечить максимізацію відбору потужності та збереже цілісність контуру заземлення траверси опори. Запропонована математична модель, що дозволяє розрахувати параметри режиму роботи такого трансформатора за різних значень струму замикання та його габаритних характеристик. Встановлено, що запропонований підхід до побудови джерела живлення дозволяє відбирати достатньо енергії, яка може акумулюватися у ємнісному накопичувачі та використовуватися для живлення приладу під час надсилання повідомлення про місце пошкодження на повітряній лінії. Встановлено, що максимальний час накопичення енергії та, як наслідок, відправки повідомлення про пошкодження, може сягати 10 хвилин, за які персонал оперативно-виїзної бригади повинен підготуватися для виїзду до місця пошкодження.

Предложен алгоритм анализа состояния системы молниезащиты (СМЗ) действующих энергообъектов, состоящий из трех этапов: экспериментального (на основании топографического и электромагнитного метода определения конфигурации объекта и компонентов СМЗ), расчетного (определение зоны защиты стандартным электрогеометрическим методом) и этапа анализа и разработки рекомендаций. К существующим СМЗ сформулированы типовые замечания и меры их устранения в соответствии с требованиями ДСТУ EN 62305. Результаты работы могут быть использованы для проверки и модернизации СМЗ сложных промышленных и энергетических объектов, а также зданий и сооружений общественного назначения.

Розв'язано актуальні науково-прикладні задачі у галузі блискавкозахисту повітряних ліній електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від прямих ударів блискавки. Експериментально доведено, що захищені проводи рідше вражаються прямими ударами блискавки, ніж неізольовані проводи. Це пов'язано з захисною оболонкою захищених проводів, оскільки умови виникнення зустрічного лідеру значно ускладняються, то і зона захоплення блискавки значно зменшується. Діючі методики розрахунку кількості прямих ударів блискавки не враховують тип проводу на ПЛ, що призводить до некоректних розрахунків кількості прямих ударів блискавки, і, як наслідок, кількості вимкнень лінії. Отримані результати дозволили створити новий підхід до блискавкозахисту ГШ з захищеними проводами, створити комбіновану лінію електропередавання. Ця лінія містить в своїй конструкції захищені проводи і неізольований провід, який виконує роль блискавкозахисного дроту. Створено модель комбінованої лінії, що пройшла експериментальну перевірку, жодного удару блискавки в захищені проводи зафіксовано не було.

Наведено розв'язання науково-технічної задачі оцінки надійності систем грозозахисту повітряних ліній електропересилання з урахуванням впливу випадкових факторів, що має важливе значення для підвищення надійності функціонування електричних систем. Запропоновано розраховувати ймовірність грозового ураження повітряної лінії електропересилання, враховуючи сукупність поєднань випадкових факторів, що дозволить адекватніше оцінити надійність грозозахисту та підвищити його ефективність. Визначено закони розподілу випадкових факторів і способи їх урахування під час розрахунку надійності грозозахисту. Розроблено спосіб визначення області небезпечних параметрів з урахуванням сукупності випадкових факторів, які впливають на надійність грозозахисту. Запропоновано математичну модель розрахунку надійності грозозахисту, в якій ураховано всі, наявні на сьогоднішній день, випадкові фактори, що визначають грозостійкість повітряних ліній електропересилання, а розроблені принципи розрахунку забезпечують адекватність одержаних результатів відповідним природнім процесам. Із застосуванням чисельного інтегрування одержано вираз для розрахунку ймовірності перекриття ізоляції з урахуванням впливу випадкових факторів. Розроблено ефективний цифровий комплекс для розрахунку й оцінки надійності систем грозозахисту повітряних ліній електропересилання з урахуванням впливу випадкових факторів. Запропонованим цифровим комплексом розраховано надійність грозозахисту повітряних ліній електропересилання Західного регіону України класу напруг 110 - 330 кВ. На прикладі лінії 220 кВ виконано розрахунки надійності грозозахисту з урахуванням впливу випадкових факторів за застосування різних засобів грозозахисту. За результатами розрахунків визначено найефективніші поєднання цих засобів.

Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-прикладної задачі у галузі блискавкозахисту повітряних ліній (ПЛ) електропередавання із захищеними проводами середніх класів напруги від наведених блискавкою перенапруг, що виникають при ударах блискавки поблизу лінії електропередавння. Експериментально доведено, що лінії електропередавання з захищеними проводами при ударах блискавки поблизу лінії наводять на своїх фазних проводах перенапруги значно менші, ніж лінії такого ж класу напруг тільки з неізольованими проводами. Це пов'язано з захисною оболонкою захищених проводів, оскільки умови виникнення перенапруги, котра може пробити гірлянду ізоляторів, значно менш вірогідні. Діючі методики розрахунку кількості грозових відключень ліній класом напруги 6 - 35 кВ не враховують тип проводу на ПЛ, що призводить до некоректних розрахунків кількості грозових відключень, і, як наслідок, кількості вимкнень лінії взагалі. Отримані результати дозволили створити новий підхід до блискавкозахисту ПЛ з захищеними проводами, створити пристрій захисту ліній електропередавння без витрат на його виробництво та монтаж. Створену модель захисного пристрою експериментально перевірено, індуковані перенапруги не пробили ізоляцію проводу.