Документ описывает разработку новой защиты от однофазных замыканий на землю для распределительных сетей 6-35 кВ, основанной на контроле пульсирующей мощности. Работа обосновывает актуальность проблемы, приводит существующие недостатки традиционных защит и описывает преимущества нового подхода, включая высокую быстродействие и отсутствие ложных срабатываний. Также представлены результаты лабораторных испытаний, информация о команде и необходимом финансировании для завершения проекта.

1. Пермский национальный исследовательский политехнический
университет
Кафедра электрификации и автоматизации горных предприятий
Разработка защиты
от однофазных замыканий на землю,
основанной на контроле пульсирующей
мощности
Худяков А.А, Худякова И.А, Костарев И.А, Елкин А.В.
Научный руководитель: Сапунков М.Л.
Пермь, 2012

2. Актуальность работы
Повреждения в распределительных сетях 6-35 кВ
Негативные последствия:
• Переход в более тяжелое по последствиям
аварийное повреждение: междуфазное
замыкание, двойное замыкание на землю
• Большие кратности перенапряжений
• Возникновение электрических дуг
• Опасность поражения людей и животных
электрическим током
2

3. Существующие типы защит основаны на контроле:
• Напряжения нулевой последовательности
• Тока нулевой последовательности промышленной
частоты
• Направления тока нулевой последовательности
• Переходных процессов
• Высших гармонических составляющих
• Наложенного постороннего тока
По результатам анализа существующих защит было выявлено, что
ни одно из них не удовлетворяет в полной мере эксплуатационным
требованиям. Объяснить это можно, по крайней мере, двумя
причинами:
• сложностью и нестабильностью процессов при замыканиях на
землю
• изменением конфигурации сетей, режимов и нагрузок в процессе
эксплуатации
3

4. Принцип работы защиты
1 – измерительно-вычислительный модуль
2 – пороговый орган защиты
3 – управляемый блок памяти
4 – элемент сравнения (сумматор)
5 – исполнительный орган защиты
4

5. Результаты лабораторных испытаний
5

6. Преимущества новой защиты
• Высокая селективность
• Отсутствие ложных срабатываний
• Высокое быстродействие
• Простота в интеграции в существующие электрические схемы
• Данная защита централизованная, а значит достаточно установки
одного комплекта на каждый центр питания
6

7. Наши достижения
• Получены патенты на
способ и устройство
защиты трехфазной сети
от однофазных замыканий
на землю
• Результаты работы
экспонировались на
выставках
• Участники команды
имеют более 20
публикаций в научных
журналах
• Представлена к защите
кандидатская диссертация
Худякова А.А.
7

8. Рынок проекта
• Доля промышленности в экономике
России составляет 26% (тогда как доля
промышленности в США составляет
порядка 6%).
• По прогнозам потребление
электрической энергии к 2030 году в
России вырастет в два раза с 900 млрд
кВт*ч/год до 2070 млрд кВт*ч/год.
Рис.1. Структура экономики России
Целевые потребители: электросетевые
организации, генерирующие предприятия,
предприятия нефтегазового комплекса,
горнодобывающие и другие предприятия,
эксплуатирующие сети 6-35 кВ.
Технология продаж: прямые продажи,
поставка с проведением монтажных, пуско-
наладочных и сервисных работ.
8

9. Основные процессы
• Обследование предприятия;
Команда Потребитель
• Изготовление устройства;
• Программирование устройства;
• Монтаж на подстанции;
Поставщик
• Пуско-наладочные работы;
9

10. Ресурсы
Существующие Необходимые
• Исследовательская лаборатория; • Дополнительные инвестиции в
• Компании-партнеры; (ООО дальнейшие исследования и
«ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», National продвижение продукта на рынке;
Instruments); • Привлечение специалистов в
• Поддержка кафедры ЭАГП, ПНИПУ области права, маркетинга;
10

11. Необходимые инвестиции
Наименование этапа Сумма инвестиций, руб.
Создание промышленного образца 320 000
Приобретение программного 94 500
обеспечения
Проведение промышленных 200 000
испытаний
Модернизация устройства 100 000
Создание конечного продукта 200 000
Итого 914 500
11

12. План работ до конца 2012 года
• Создание промышленного образца;
(до 10. 2012);
• Проведение промышленных испытаний;
(начиная с 11. 2012)
• Разработка бизнес-плана, стратегии развития проекта;
12

13. Состав команды
На фото (слева-направо): Костарев И.А., Сапунков М.Л., Худякова
И.А., Худяков А.А., Елкин А.В.
13

14. Спасибо за внимание
Елкин Антон Викторович
E-mail: ilya_kost@mail.ru, eagp@mail.ru
+79824717176, +79028071997, +79024799919
Пермский национальный исследовательский политехнический
университет
Кафедра электрификации и автоматизации горных предприятий
14