Висвітлено напрямки розвитку в галузі проектування ліній електропередачі (ЛЕП) 330 кВ і вище, техніко-економічне обгрунтування їх конструктивного виконання та основи розрахунку й аналізу нормальних та особливих усталених режимів. Викладено методи підвищення пропускної спроможності. Наведено варіанти визначення площі перерізу проводів і кількості ланцюгів електропередачі, витрат для електропередачі, коефіцієнта корисної дії ЛЕП, приклади вибору техніко-економічих показників, розрахунку нормального усталеного режиму ЛЕП, схему заміщення перетворювачів. Проведено розрахунки витрат для електропередачі, усталеного режиму ЛЕП за параметрами початку, параметрами кінця, нормального усталеного режиму ЛЕП за параметрами.

Наведено методику розрахунку несиметрії, спричиненої пофазними відмінностями параметрів повітряних ліній електропередачі (ПЛ). Запропоновано нові способи симетрування параметрів ПЛ. Описано математичну модель симетрування ПЛ шляхом оптимального розташування фаз у просторі і розглянуто приклади виконання ліній з пониженою несиметрією параметрів.

Изучен характер нагрева в аварийном режиме высоковольтной кабельной линии на основе одножильных кабелей с полиэтиленовой изоляцией. Рассмотрены различные конфигурации расположения кабелей - в одной горизонтальной плоскости и треугольником. Учтены два источника нагрева - ток, протекающий в жилах, и высокотемпературная окружающая среда.

Приведена методика расчета волновых процессов в высоковольтной кабельной линии с неоднородными параметрами применительно к задачам диагностики состояния силового кабеля. Методика базируется на численном решении методом конечных элементов (МКЭ) системы телеграфных уравнений для многопроводной линии, эквивалентные параметры которой изменяются по длине, например, из-за возникновения зоны с поврежденной изоляцией. Для определения значений частотно-зависимых эквивалентных параметров линии в широком диапазоне изменения частоты в работе предложено использовать как теорию электромагнитного поля (на ее основании сформулирована полевая задача в поперечном сечении линии, которая решена численно с помощью МКЭ), так и аналитические выражения. В качестве примера проанализировано распространение короткого импульса напряжения вдоль кабеля на 110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, содержащего зону неоднородности, и показаны особенности отражения и преломления импульса при прохождении этой зоны.

Рассмотрена трехмерная модель расчета стационарного теплового поля в двух подземных трехфазных кабельных линиях (КЛ) бестраншейной прокладки и окружающей их среде - засыпочном материале и природном грунте. Путем численных расчетов методом конечных элементов показано, что нагрев кабелей в значительной степени определяется теплопроводностью окружающего грунта. Рассчитано распределение температуры в КЛ и на поверхности земли над ними в случае неоднородности засыпочного грунта вдоль трассы прокладки кабелей. Разработанную методику можно использовать при определении нагрузочной способности проектируемых КЛ подземного исполнения с учетом неоднородных характеристик грунта.

Розглянуто проблему передачі електричної енергії на далекі та наддалекі відстані з використанням потужних асинхронних турбогенераторів і статичних джерел реактивної потужності.

Розглянуто актуальні теоретичні та практичні проблеми експлуатації магістральних електричних мереж, вивчення яких виконувались в межах науково-дослідної роботи "Розробка методів та засобів режимної безпеки електроенергетичних систем та мереж". Наведено одержані результати, показано шляхи подальших досліджень.

Дисертація присвячена дослідженню ступеня впливу факторів експлуатації на довговічність великих переходів повітряних ліній електропередачі з урахуванням їх конструктивних особливостей і умов роботи. Запропоновані регресійні моделі для прогнозування геометричних і міцнісних характеристик болтів фланцевих і однозрізних з'єднань опор у залежності від рівня їх напруженого стану та агресивності середовища експлуатації. Виконані чисельні дослідження напружено-деформованого стану проводів, тросів і конструкцій опор великих переходів ПЛ дозволили обгрунтувати необхідність урахування динамічного характеру навантажень, пов'язаних з явищами скидання ожеледі та обривів проводів, при проектуванні, обстеженні та реконструкції переходів.

Обгрунтовано можливість застосування імпульсного дистанційного методу визначення місця пошкодження у діючій розподільчій кабельній мережі високої напруги (з ізольованою або з резонансною заземленою нейтралями) у початковій стадії одноразового однофазового замикання на землю (ОЗЗ), що виникає природно. Доведено можливість визначення відстані від джерела зондуючого імпульсу до місця ОЗЗ у мережі з одним вузлом (точкою галуження) і кількома радикальними відхідними лініями. З'ясовано відповідні обмеження на випадок ідентичності хвильових характеристик окремих радикальних ліній і збігу часових діаграм внаслідок ОЗЗ в окремих радіусах. Встановлено можливість використання спрощеної схеми заміщення мережі (без урахування місцеположення ОЗЗ) для оцінення перехідного струму ОЗЗ і вибору моменту імпульсного зондування. Висвітлено питання аналізу та синтезу розрядного контуру генератора імпульсних напруг з метою використання фронтового резистора як еквівалента корисного навантаження. Підкреслено, що шляхом попарного віднімання скоригованих імпульсних відбитків, отриманих за допомогою посилання зондуючої хвилі одночасно у три фази мережі, можна знайти пошкоджену фазу. Ефективне виділення інформації саме від місця дефекту досягається внаслідок компенсації відбитків від місця дискретної зміни хвильових параметрів неушкоджених ділянок мережі.

Досліджено проблему підвищення ефективності гасіння пожеж у кабельних тунелях завдяки застосуванню технології рециркулювання летких продуктів згоряння в їх замкнених об'ємах. Теоретично встановлено й експериментально підтверджено можливість ефективного гасіння пожеж у даних тунелях шляхом циркулювання у замкненому об'ємі через зону горіння та спеціально прокладеному над тунелем трубопроводі постійно охолоджуваних продуктів горіння з вмістом кисню від 10 % до 16 %, що призводить до припинення горіння й охолодження тунелю. Побудовано математичну модель конвективно-дифузійного переносу тепла та летких продуктів згоряння у повітряних потоках кабельного тунелю під час пожежі, яка враховує аеродинамічні характеристики тунелю та його розміри, динаміку теплового джерела, співвідношення між інтенсивністю конвективного та дифузійного переносу тепла. Розкрито механізм дестабілізації руху газових потоків у кабельному тунелі під час пожежі, який полягає у зміні режиму провітрювання, спричиненого впливом локальної та глобальної теплової депресії.

Дисертацію присвячено питанням створення й розробки методик розрахунку та елементів конструкції ферогідродинамічного покажчика струму короткого замикання (ФПСКЗ) для повітряних ліній розподільних мереж. Даний покажчик має підвищену надійність, зумовлену відсутністю схильних до зносу рухомих і контактних деталей та механізмів. Опрацьовано методики й алгоритми розрахунку електромагнітної системи, у тому числі математичні моделі на основі схем заміщення у вигляді багатоконтурного розгалуженого нелінійного магнітного кола, а також із використанням числових засобів (метод кінцевих елементів). Виконано аналіз динамічних характеристик ФПСКЗ з урахуванням перехідного процесу в лінії та топографії електромагнітних сил у робочому зазорі. Визначено конструктивні фактори, що сприяють підвищенню ефективності функціонування приладу за умов зниження кратності струму КЗ. Запропоновано нові технічні рішення: вдосконалену магнітну систему ФПСКЗ і геометрію його полюсних наконечників. Розглянуто і рекомендовано найкращі типи феропорошків. Розроблено безконтактну малоспоживаючу оптоелектронну схему дистанційної індикації. Проаналізовано варіанти кріплення і встановлення покажчика на існуючі опори ПЛ. Наведено методику проектування приладу, характеристики якого обумовлені температурою навколишнього середовища, а також заходи щодо розширення робочого температурного діапазону.

Досліджено режими нейтралі розподільних електричних мереж (ЕМ) 3 - 35 кВ та засоби захисту їх від однофазних замикань на землю. Встановлено нові особливості способів заземлення нейтралі електричних мереж 3 - 35 кВ щодо впливу: режиму нейтралі на величину внутрішніх перенапруг, залежності характеристик нелінійних обмежувачів перенапруг від виду заземлення нейтралі та засобів автоматики, які використовуються в мережі; компенсації ємнісних струмів однофазних замикань на землю на характер та розвиток ферорезонансних процесів. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження природної несиметрії трифазних мереж з метою корекції установки захисту та сигналізації за напругою нульової послідовності. Запропоновано вітчизняний комплект захисту від замикань на землю на базі нових перетворювачів струму та напруги для розподільних мереж напругою 3 - 35 кВ з резистивним заземленням нейтралі. Виявлено негативний вплив режимів однофазних замикань в розподільних мережах на результати обліку електроенергії. Проведено та узагальнено результати досліджень рівнів ізоляції обладнання мереж з резистивним заземленням нейтралі, обмежувачами перенапруг та пристроями автоматичної локалізації ділянки мережі з замиканням на землю. Обгрунтовано можливість зменшення матеріалоємності електрообладнання мереж 3 - 35 кВ на 10 - 15 % та вартості на 5 - 10 % шляхом оптимізації рівнів його ізоляції.

Розроблено схему пристрою вибору ушкодженої фази на базі реле, що випускаються серійно. Експериментально перевірено на фізичній моделі 6 кВ працездатність цієї схеми. Встановлено залежності кратностей перенапруг від параметрів мережі, приєднувального трансформатора та величини резистора у його нейтралі. Досліджено вплив струму резистора на характер протікання дугового замикання. Виявлено закономірність протікання процесів під час автоматичного шунтування ушкодженої фази на землю та доведено доцільність його вживання для скорочення тривалості дугових замикань. Встановлено можливість зниження теплового нагрівання обмежувачів перенапруг у режимах замикання фази на землю за рахунок їх автоматичного перемикання з лінійної на більш низьку напругу після створення штучного глухого замикання. З метою розв'язання системи диференційних рівнянь 18-го порядку використано неявний метод Ейлера.

Вибрано оптимальну модель нейромережі для розрахунку втрат електроенергії в повітряних лініях електропередач напругою 35 кВ з врахуванням температурного фактора і графіків навантаження. Досліджено вплив наборів вхідних змінних на структуру моделі розрахунку втрат електроенергії. Моделювання виконано в Statistica Neural Networks.

Показано, що як ознаку обриву проводу повітряної лінії електропередачі доцільно використовувати значення струмів зворотної послідовності на початку лінії до моменту падіння проводу на землю та значення струму нульової послідовності після падіння проводу на землю. Для повітряних ліній діючих систем електропередачі досліджено значення струму зворотної послідовності залежно від місця обриву та місця виникнення двофазного короткого замикання.

Розглянуто питання розміщення джерел розподіленої генерації в електричних мережах сільських регіонів. Показано, що збільшення величини генерації без врахування режиму системи призводить до збільшення нерівномірності добового графіка навантаження і, як наслідок, до зростання технологічних витрат електроенергії на її транспортування з енергосистеми. Вказано, що можливими шляхами попередження цього негативного явища є запровадження динамічного тарифу на розподілену генерацію або перекладання функцій управління генерацією енергії з власника генеруючих потужностей на єдину централізовану систему управління "розумною" розподільною електричною мережею (смарт-грід).

Рассчитано температурное поле подземной кабельной линии на напряжение 330 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенной для электроснабжения производственного процесса на металлургическом заводе "Днепросталь" (г. Днепропетровск). Проанализировано влияние тепловых характеристик грунта вокруг траншеи на нагрев кабелей. Найдено предельное значение теплопроводности грунта, больше которого не происходит перегрев токопроводящих жил кабелей и гарантируется их тепловая устойчивость.

Розглянуто питання дослідження ізоляційних проміжків "провід - стійка опори" проміжних опор портального типу напругою 220 - 750 кВ з метою визначення безпечного виконання робіт під напругою для крайньої фази.

Запропоновано процес керування технічним станом відображати моделлю у вигляді структурного інформаційного графа системи зі стохастичними зворотними зв'язками. Методологія його побудови базується на узгодженні взаємопов'язаних детермінованого і стохастичних аналізу, коли основним є детермінований підхід, а стохастичний - його розвитком.

Теоретично обгрунтовано оптимізовану функціональну характеристику пристрою захисного вимикання в двопровідних мережах постійного струму, яка забезпечує підвищений рівень безпеки та надійність електропостачання споживачів шляхом зменшення кількості невиправданих вимикань.