The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования – альтернативные ресурсосберегающие защиты систем электроснабжения

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объекты – электрмен қамтамасыздандыру жүйелерінің альтернативтік ресурс үнемдейтін қорғаулары

Aim of work (in Russian) : Целью исследования является разработка альтернативных ресурсосберегающих защит, без использования распространенных в электроэнергетике для традиционных защит измерительных трансформаторов тока и токовых реле с металлическими сердечниками.

Aim of work (in Kazakh) : Зерттеудің мақсаты дәстүрлі қорғаныс үшін электр энергетикасында кең таралған металл өзектері бар өлшеуш ток трансформаторларын және ток релесін қолданбай, альтернативтік ресурстарды үнемдейтін қорғаныстарды жасау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования базировались на теоретических основах электротехники, релейной защиты, электрических машин, конструирования машин и на лабораторном эксперименте

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері электротехниканың теориялық негіздеріне, релелік қорғаныста, электр машиналарына, машина конструкциясына және зертханалық эксперименте негізделген.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научной новизной проекта является создание альтернативных устройств защиты для электроустановок от коротких замыканий без применения дорогих по стоимости и обладающих большим весом и габаритами металлоемких трансформаторов тока (ТТ) с металлическими сердечниками. Ресурсосберегаемость разработанных защит заключается в использовании катушек индуктивностей, которые по ценовой стоимости на порядок дешевле и меньше по размерам нежели, чем вышесказанные ТТ. Представленные защиты выполняются в виде устройств и устанавливаются внутри отсеков ячеек КРУ. В научном проекте раскрыты вопросы построения альтернативных защит на катушках индуктивности для защиты электроустановок: а) проводя измерения значений ЭДС с дальнейшим пересчётом их в значения индукции магнитных полей в разных режимах и точках внутри ячейки КРУ стало ясным, что их величины достаточны для выявления междуфазных коротких замыканий в линиях электропередач и электродвигателях, питающихся от этих ячеек с определением зависимости значений индукций от положения катушки индуктивности внутри ячейки КРУ-10кВ; – Определены коэффициенты, позволяющие пользоваться ими для расчетов индукций магнитного поля внутри ячейки КРУ-10кВ, с целью расчёта уставок срабатывания защиты с учётом значения индукции (ЭДС) магнитного поля законом Био-Савара-Лапласа.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның ғылыми жаңалығы – металл өзегі бар қымбат, ауыр және ауыр металдарды көп қажет ететін ток трансформаторларын (ТТ) қолданбай электр қондырғыларын қысқа тұйықталудан қорғаудың альтернативтік құрылғыларын жасау. Әзірленген қорғаныстардың ресурс үнемдеу сипаты жоғарыда аталған ТТ-ға қарағанда бағасы жағынан арзанырақ және өлшемі бойынша кішірек индуктивті катушкаларды пайдалануда жатыр. Ғылыми жобада электр қондырғыларын қорғау үшін индуктивтіқ катушкаларда альтернативтік қорғаныстарды құру мәселелері ашылды: а) комплектңк тарату құрылғысының ұяшығының ішіндегі ЭҚК мәндерін өлшеу кезінде магнит өрісінің индукциялық мәндеріне одан әрі оларды түрлендіру, КТҚ-10кВ ұяшық ішіндегі индукцияның жағдайына тәуелділігін анықтай отырып, электр желілеріндегі және осы элементтермен қоректенетін электр қозғалтқыштарындағы фазалық қысқа тұйықталуларды анықтау үшін жеткілікті екенін арқылы анық болды: – КРУ-2 ұяшығының ішіндегі индуктивтіқ катушкалармен зертханалық тәжірибелер жүргізу үшін оның тізбегі бар қондырғы әзірленді, құрастырылды, реттелді және индуктивтік катушкаларды орналасуына токтың мәніне байланысты ЭҚК мәндері алынды; – 10кВ комплектік тарату құрылғысының ұяшығы ішіндегі магнит өрісінің индукциясын есептеу үшін магниттік өріс индукциясының (ЭҚҚ) мәнін ескере отырып, қорғаныс уставканың параметрлерін есептеу үшін Био-Савар-Лаплас заңы қолдануға мүмкіндік беретін коэффициенттер анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны и созданы: – опытный образец устройства максимальной токовой защиты на катушках индуктивности. По научным результатам работы: – разработана, собрана и налажена установка с её схемой для проведения лабораторных экспериментов с катушками индуктивности внутри ячейки КРУ-2 и получены значения ЭДС в зависимости от места расположения катушки индуктивности и значения подаваемого тока на токоведущие шины ячейки; – разработаны: 1) устройство МТЗ линий электропередач на катушках индуктивности; 2) устройство дифференциальной защиты электродвигателя на катушках индуктивности. На оба устройства получены патенты на изобретение в Казахстане № 36630 и 36568; – создана конструкция для крепления устройства МТЗ на катушках индуктивности; – разработана методика расчета экономической эффективности устройства МТЗ линий электропередач и дифференциальной защиты электродвигателей, выполненных на катушках индуктивности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген және жасалған: – индуктивтіқ катушкалардағы максималды ток қорғауға арналған құрылғының үлгі. Жұмыстың ғылыми нәтижелері бойынша: – КРУ-2 ұяшығының ішіндегі индуктивтіқ катушкалармен зертханалық тәжірибелер жүргізу үшін оның тізбегі бар қондырғы әзірленді, құрастырылды және реттелді және индуктивтік катушкаларды орналасуына ұяшықтың ток өткізетін шиналары берілетін токтың мәніне байланысты ЭҚК мәндері алынды; – әзірленген: 1) индуктивті катушкалардағы электр желілерін максималды ток қорғау құрылғысы; 2) индуктивтіқ катушкалардағы электр қозғалтқышын дифференциалды қорғауға арналған құрылғы. Екі құрылғы да Қазақстандағы өнертабыс №36630 және 36568 патенттер алынды; – индуктивтіқ катушкаларда МТҚ құрылғысын орнату конструкциясы жасалды; –индуктивтіқ катушкаларда жасалған электр қозғалтқыштарының дифференциалды қорғанысы мен электр желілерінің максималды ток қорғау құрылғыларының экономикалық тиімділігін есептеу әдістемесі әзірленді.

Level of implementation (in Russian) : Внедрены результаты научно-исследовательской работы – опытный образец устройства МТЗ на катушках индуктивности в ячейке №5 КРУ–10кВ. серии КВЭ-27 на подстанции «Центральная» 220/10кВ. в филиале АО «KEGOC», расположенного на территории г. Экибастуз, Павлодарская область, Республика Казахстан. 1. Опытный образец осуществляет защиту высоковольтной линии электропередачи, подключенных к данной ячейке, используя в качестве воспринимающего органа защиты катушки индуктивности. Приближая или отдаляя катушки индуктивности от токоведущих шин ячейки КРУ, осуществляется регулирование параметров срабатывания максимальной токовой защиты, то есть тем самым изменяются её уставки срабатывания; 2. Опытный образец полностью отвечает актуальному вопросу релейной защиты –ресурсосбережению используемых материалов. Позволяет отказаться от использования дорогостоящих по стоимости и громоздких по весогабаритным параметрам традиционных измерительных трансформаторов тока и токовых реле с металлическими сердечниками. Представляет из себя инновационное решение в релейной защите; 3. Использование опытного образца облегчает вес и габаритные размеры ячейки. Вышеуказанные научные результаты используются в качестве альтернативной ресурсосберегающей максимальной токовой защиты высоковольтной линии электропередачи, отходящей от ячейки №5, что позволило в отличии от традиционных токовых защит существенно сократить материальные затраты на компоновку и на время необходимое для настройки уставок её срабатывания.

Level of implementation (in Kazakh) : Қазақстан Республикасы, Павлодар облысы, Екібастұз қаласында «KEGOC» АҚ, зерттеу жұмысының нәтижелері–10 кВ тарату құрылғысының, 220/10 кВ Центральная қосалқы станциясындағы, КВЭ-27 сериясы орналасқан, № 5 ұяшығында индуктивті катушкалардағы максималды ток қорғау құрылғысының үлгі енгізілді. 1. Тәжірибелік үлгі қабылдағыш қорғаныс құрылғысы ретінде индуктивтіқ катушкаларды пайдалана отырып, № 5 ұяшыққа қосылған жоғары вольтты электр желісін қорғайды. Индуктивтіқ катушка мен КТҚ ұяшығының тогы бар шинасына жақындату немесе алшақтау арқылы максималды ток қорғанысының жұмыс параметрлері реттеледі, яғни оның жұмыс параметрлері осылайша өзгертіледі; 2. Тәжірибелік үлгі релелік қорғаныстың өзекті мәселесіне толық жауап береді– пайдаланылатын материалдардың ресурстарын үнемдеу. Бұл релелік қорғаныстағы индуктивтіқ катушкалардағы альтернативтіқ максималды ток қорғанысын жүзеге асыратын инновациялық шешімі болып табылады; 3. Тәжірибелік үлгіні пайдалану ұяшықтың салмағын және жалпы өлшемдерін жеңілдетеді, өйткені дәстүрлі өлшеуіш ток трансформаторларын пайдаланудың қажеті жоқ, бұл сайып келгенде 10 кВ комплектік тарату құрылғысының өлшемін азайтады. Жоғарыда келтірілген ғылыми нәтижелер №5 ұяшықа қосылған жоғары вольтты электр желісі үшін альтернативтік ресурсты үнемдейтін максималды ток қорғанысы ретінде пайдаланылады, бұл дәстүрлі ток қорғанысына қарағанда материалдық шығындарын және оның жұмысы үшін параметрлерді реттеуге қажетті уақыт азайтуға мүмкіндікті беріді.

Efficiency (in Russian) : Влияние научного проекта на сегодняшний уровень научно-исследовательских работ и научно-технического потенциала очень велико, так как решается одна из важнейших составляющих экономической части электроэнергетики, это её минимальные изначальные капитальные затраты и минимальные ежегодные эксплуатационные расходы, то есть по сути это эффект ресурсосбережения используемых материалов, который в электроэнергетике имеет значимые приоритеты. Данные научные результаты, в виде устройств МТЗ линий электропередач и дифференциальной защиты электродвигателей на катушках индуктивности, не уступают традиционным защитам по своим техническим характеристикам. Экономический эффект заключается в том, что альтернативные защиты одновременно могут выполнять функции аналого-дискретного и измерительного преобразователя, а также измерительного органа защиты, обладают эффектом ресурсосбережения материальных затрат изначально и в процессе эксплуатации защит. Экологическая составляющая при этом является не менее важной, заключающаяся в экономии добычи цветных и черных металлов и соответственно их дальнейшую их переработку, и как результат цепная реакция: снижение нагрузки на выработку электроэнергии станциями и на производство традиционных трансформаторов тока и токовых реле. В результате значительно снижается выброс вредных веществ в атмосферу земной поверхности и как результат уменьшение различных заболеваний, увеличение здорового населения, что является социальным эффектом.

Efficiency (in Kazakh) : Ғылыми жобаның ғылыми-зерттеу жұмыстарының қазіргі деңгейіне және ғылыми-техникалық әлеуетке әсері өте үлкен, өйткені электр энергетикасының экономикалық бөлігінің маңызды құрамдас бөліктерінің бірі шешілуде, бұл оның ең төменгі бастапқы капиталдық шығындары және ең аз жылдық пайдалану шығындары, яғни бұл шын мәнінде электр энергетикасында маңызды басымдықтарға ие пайдаланылатын материалдардың ресурстарын үнемдеудің әсері. Бұл ғылыми нәтижелер электр желілері үшін максималды ток қорғау құрылғылары және индуктивті катушкалардағы электр қозғалтқыштарын дифференциалды қорғау түрінде техникалық сипаттамалары бойынша дәстүрлі қорғаныстан кем түспейді. Экономикалық тиімділік мынада: альтернативті қорғаныс бір уақытта аналогты-дискретті және өлшегіш түрлендіргіштің, сондай-ақ өлшеуіш қорғаныс элементінің функцияларын орындай алады және бастапқыда және пайдалану кезінде ресурсты үнемдейтін материалдық шығындарға әсер етеді. қорғаныстар. Экологиялық құрамдас маңыздылығы кем емес, ол түсті және қара металдарды өндіруді үнемдеуден және тиісінше оларды одан әрі өңдеуден және нәтижесінде тізбекті реакциядан тұрады: станциялардың электр энергиясын өндіруге және өндіріске жүктемені азайту. дәстүрлі ток трансформаторлары мен ток релесі. Осының нәтижесінде жер бетінің атмосферасына зиянды заттардың шығарылуы айтарлықтай азайып, нәтижесінде әртүрлі аурулардың азаюы және дені сау халықтың көбеюі әлеуметтік нәтиже болып табылады.

Field of application (in Russian) : Областью применения результатов научного проекта являются электрические установки, напряжением 10-35 кВ (линии электропередач, электродвигатели), подключенные к ячейкам КРУ подстанций промышленных предприятий и электрических станций, а также научные сообщества.

Field of application (in Kazakh) : Ғылыми жобаның нәтижелерін қолдану көлемі өнеркәсіптік кәсіпорындар мен электр станцияларының қосалқы станцияларының тарату құрылғыларының ұяшықтарына 10-35 кВ кернеудегі электр қондырғылары (электр желілері, электр қозғалтқыштары) болады, және ғылыми қауымдастықтары.