Федеральная таможенная служба России

Государственное казенное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российская таможенная академия»

Владивостокский филиал

Г.Е. Кувшинов

Д.Б. Соловьёв

Современные направления развития

измерительных преобразователей тока

для релейной защиты и автоматики

Монография

Владивосток 2012 ББК 32.96-04 УДК 621.31 К 88 Рецензенты:

Б.Е. Дынькин, д-р тех. наук, проф.

Дальневосточный государственный университет путей сообщения Н.В. Савина, д-р тех. наук, проф., Амурский государственный университет Кувшинов, Г.Е.

К 88 Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики: монография / Г.Е. Кувшинов, Д.Б. Соловьев ; Российская таможенная академия, Владивостокский филиал. — Владивосток : РИО Владивостокского филиала Российской таможенной академии, 2012. — 316 с.

ISBN 978-5-9590-0581- Рассмотрены особенности конструкции, передаточные функции и частотные характеристики трансформаторов тока и дифференцирующих измерительных преобразователей тока: катушек Роговского и трансреакторов, применение которых в устройствах для измерения переменных токов, а также для защиты и управления электротехническими комплексами, обеспечивает значительное сокращение массы, повышение точности и быстродействия. Основное внимание уделено инженерным методам расчёта параметров как предлагаемых конструкций катушек Роговского и трансреакторов, так и разработанных авторами устройств для восстановления формы тока (аналоговых и цифровых интегрирующих фильтров), для дифференциальной защиты и защиты электрооборудования от работы в несимметричных режимах. Приводятся примеры таких расчётов и результаты моделирования устройств защиты с помощью программы Micro-Cap.

Для научных и инженерно-технических работников, занятых разработкой, проектированием и наладкой устройств релейной защиты и автоматики, а также информационно-измерительных приборов для получения, измерения и исследования информации о токах в электротехнических комплексах и системах, а также студентов и магистрантов, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», аспирантов по специальностям, соответствующим этому направлению.

ББК 32.96- УДК 621. © Владивостокский филиал ISBN 978-5-9590-0581- Российской таможенной академии, © Г.Е. Кувшинов, Д.Б. Соловьев, текст,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список основных обозначений ……………………………….……………….. Введение 1. Современное развитие измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики …………………….....…………………. 2. Программы для анализа и моделирования измерительных преобразователей тока …………………………………..….....……………… 3. О книге «Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики» …………….. Литература ……………………………………………………….................. Часть 1. Измерительные преобразователи тока для токовой защиты и автоматики Глава 1. Трансформаторы тока 1.1. Передаточные функции, частотные характеристики и статические погрешности измерения …………………………………………………….….. 1.2. Измерение переходных токов с помощью трансформатора тока с немагнитными зазорами в магнитопроводе ……………………………….. 1.3. Моделирование нелинейного магнитного сердечника ………………… 1.4. Моделирование измерения переходных токов с помощью трансформатора тока с учётом насыщения и гистерезиса его магнитного сердечника …………………………………………………

1.5. Недостатки трансформаторов тока …………………………………......... Литература ……………………………………………………………..……... Глава 2. Дифференцирующие индукционные преобразователи тока — катушки Роговского 2.1. Принцип действия и разновидности дифференцирующих индукционных преобразователей тока ………………………………..…..…. 2.2. Взаимная индуктивность несекционированной тороидальной катушки Роговского и проводника с измеряемым током ……………..…... 2.3. Зависимость длины обмоточного провода от размеров тороидальной катушки Роговского …………………………………………... 2.4. Взаимная индуктивность секционированной тороидальной катушки Роговского и проводника с измеряемым током …………………………...... 2.5. Взаимная индуктивность секционированной тороидальной катушки Роговского и мешающего прямолинейного проводника ……………..……. 2.6. Индуктивность секционированной тороидальной катушки Роговского… 2.7. Расчёт секционированной катушки Роговского ……………………….. 2.8. Катушки Роговского для защиты и автоматики электрооборудования низкого напряжения 2.8.1. Катушки Роговского для измерения больших токов ………….. 2.8.2. Трансреакторы для измерения малых токов ……………………. 2.9. Влияние внутреннего сопротивления дифференцирующего индукционного преобразователя тока на точность измерения производной Часть 2. Интегрирующие фильтры для восстановления формы тока, измеряемого катушками Роговского Глава 3. Аналоговые интегрирующие фильтры 3.1. Передаточные функции вторичного измерительного преобразователя и установившиеся ошибки измерения синусоидальных токов………………. 3.2. Расчётный ток переходного режима ……………………………..……… 3.3. Функции аналогового интегрирующего фильтра первого порядка…… 3.4. Функции аналогового интегрирующего фильтра второго порядка 3.5. Функции аналогового интегрирующего фильтра второго порядка с комплексно сопряжёнными и разными действительными полюсами…… 3.6. Функции аналоговых интегрирующих фильтров третьего и четвёртого 3.7. Экспериментальное исследование дифференцирующего индукционного преобразователя тока с интегрирующим фильтром 3.8. Переходный процесс в линии с измеряемым током при ненулевых Глава 4. Цифровые интегрирующие фильтры и системы микропроцессорной токовой защиты 4.1. Синтез цифровых интегрирующих фильтров ……………….………….. 4.2. Параметры и функции цифровых интегрирующих фильтров второго 4.3. Применение микропроцессорных защитных терминалов …………….. Часть 3. Применение дифференцирующих индукционных преобразователей тока в устройствах токовой защиты и автоматики без восстановления формы измеряемого тока Глава 5. Устройства дифференциальной защиты 5.1. Недостатки применения трансформаторов тока в дифференциальной 5.2. Дифференциальная защита шин с уравновешенными напряжениями… 5.3. Особенности дифференциальной защиты шин, выполненной на основе 5.4. Моделирование дифференциальной защиты шин с катушками 5.5. Запаздывание срабатывания дифференциальной защиты шин при однофазном коротком замыкании ………………………………………. Глава 6. Назначение и разновидности устройств защиты от неполнофазных режимов работы 6.1. Анормальные режимы асинхронных двигателей ……………………… 6.2. Защитные устройства с фильтрами напряжения и тока обратной 6.3. Разновидности измерительных преобразователей тока обратной последовательности, выполненных на основе дифференцирующих индукционных преобразователей тока …………………………….…………. Глава 7. Параметры и характеристики измерительных преобразователей тока обратной последовательности 7.1. Особенности выбора параметров измерительных преобразователей тока, выполненных с применением катушек Роговского ……………….… 7.2. Анализ измерительных преобразователей тока обратной последовательности при действии токов прямой, обратной и нулевой последовательностей …………………………………….……….. 7.3. Расчётные мощности элементов измерительных преобразователей тока обратной последовательности ………………………………………….. 7.4. Сравнение суммарных расчётных мощностей элементов измерительных преобразователей тока обратной последовательности с двух- и пятиэлементными фильтрами напряжения обратной Глава 8. Работа измерительных преобразователей тока обратной последовательности в переходных режимах и при измерении несинусоидальных токов 8.1. Переходные процессы в электротехнических комплексах ………..…… 8.2. Переходные процессы в электрических цепях измерительного преобразователя обратного тока …………………………………………….… 8.3. Моделирование работы измерительного преобразователя тока обратной последовательности при несинусоидальных токах в защищаемой линии 8.3.1. Форма токов тиристорных преобразователей и электродвижущая сила дифференцирующих индукционных преобразователей тока, измеряющих эти токи…………………………. 8.3.2. Параметры моделирования работы выпрямителя 8.3.3. Результаты моделирования измерительного преобразователя тока обратной последовательности, который защищает выпрямитель, работающий на противоЭДС ………………………..…. 8.4. Фильтр для подавления высших гармоник в выходном напряжении фильтра напряжения обратной последовательности ……………………….. 8.5. Результаты моделирования работы измерительного преобразователя тока обратной последовательности, снабжённого индуктивно-ёмкостным

ВВЕДЕНИЕ

1. Современное развитие измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики Трансформаторы тока, их недостатки В состав разнообразных устройств токовой защиты, а также устройств автоматического распределения активных и реактивных нагрузок между включёнными на параллельную работу синхронными генераторами должны входить измерительные преобразователи тока (ИПТ). Более ста лет с этой целью используют трансформаторы тока (ТТ) [1–3]. Но в последние годы в электротехнике происходит развивающийся процесс замены ТТ другими ИПТ. Такая тенденция объясняется следующими недостатками ТТ [3, 4].

Во-первых, это большие размеры и масса ТТ: при напряжении выше 35 кВ ТТ становятся неоправданно дорогими и громоздкими. Даже встраиваемые в выключатели и силовые трансформаторы ТТ, обладающие наименьшей массой, по сравнению с другими разновидностями ТТ, при напряжении 220 кВ имеют массу около 150 кг [3]. Такая масса непомерно велика для ТТ, у которого номинальная мощность вторичной обмотки составляет всего 40 ВА. Вовторых, при измерении больших токов, из-за нелинейности характеристики намагничивания сердечника ТТ, негативно проявляются такие эффекты, как насыщение этой характеристики, влияние остаточной намагниченности и апериодической составляющей измеряемого тока. При этом резко падает точность измерения, искажается форма тока вторичной обмотки ТТ.

Кроме того, если по первичной обмотке ТТ прошёл ток, содержащий апериодическую составляющую, превосходящую допустимый для ТТ ток предельной кратности, то в результате сильного насыщения сердечника возникает эффект его остаточного намагничивания. Последствие этого эффекта — многократное возрастание погрешности измерения, которая входит в норму более восьми часов при последующем токе до 20% от номинального значения (встречаются сведения о том, что это время может составлять сутки и более).

В-третьих, при размыкании вторичных цепей ТТ возникает опасное перенапряжение на зажимах вторичных обмоток.

В-четвёртых, из-за наличия трансформаторного масла или элегаза, ТТ обладают пониженной сейсмостойкостью.

В итоге, теперь, когда происходит переход от электромеханических реле к миниатюрным микропроцессорным, входная мощность которых значительно меньше указанного значения выходной мощности ТТ, и которые могут потреблять входной ток меньше одного миллиампера, применение ТТ становится всё более нежелательным. Сфера применения ТТ будет неуклонно сокращаться за счёт вытеснения их другими ИПТ.

Измерительные преобразователи тока на основе эффекта Холла Достоинства: высокая точность, возможность измерять постоянную составляющую, миниатюрность — присущ ИПТ на основе эффекта Холла. Такие ИПТ находят широкое применение в силовой электронике и в системах управления электроприводами. Но применительно к высоковольтным цепям их основное достоинство — миниатюрность — исчезает: магнитный концентратор, в воздушный зазор которого помещается измерительный преобразователь напряжённости магнитного поля, созданного измеряемым током, должен иметь большой диаметр, чтобы обеспечивать необходимое расстояние концентратора от высоковольтного проводника с измеряемым током. Второй недостаток ИПТ на основе эффекта Холла — это необходимость подключения указанного измерительного преобразователя к стабильному источнику постоянного тока [5–8].

Сейчас наблюдается развитие двух перспективных ИПТ: оптических трансформаторов тока и катушек Роговского.

Оптические трансформаторы тока В высоковольтных оптических измерительных трансформаторах тока (ОТТ) и преобразователях тока (ОПТ) используется эффект Фарадея. Они стали использоваться для учета электроэнергии несколько лет назад. ОТТ/ОПТ имеют чувствительный элемент — токовую головку, состоящую из одного или нескольких витков оптического волокна, по которому проходит лазерный луч.

Через окно токовой головки проходит проводник с измеряемым током i. Под действием магнитного поля тока i плоскость поляризации лазерного луча поворачивается на угол, пропорциональный произведению длины пути светового луча в среде оптического волокна вдоль силовой линии магнитного поля на напряжённость магнитного поля. Среднее по длине оптического волокна токовой головки значение напряжённости H определяется током i. Оптическое волокно токовой головки соединяется с электронно-оптическим блоком, электрический сигнал на выходе которого пропорционален измеряемому току i [9, 10].

ОПТ используют при измерении больших переменных или постоянных токов в электрометаллургической или электрохимической промышленности.

Токовая головка ОТТ устанавливается на вершине изоляционной колонны, выполняющей функцию опоры шины с головкой. Внутри колонны проходит оптическое волокно. Все показатели ОТТ выше, чем у традиционных ТТ. В частности, ОТТ обеспечивают класс точности не хуже 0,25, с возможностью измерения до 100 гармоник. При напряжении 220 кВ масса ОТТ, выпускаемых канадской компанией NхtPhase Corporation, составляет 65 кг, а масса ТТ других производителей лежит в пределах от 900 до 1100 кг.

Недостаток ОТТ — повышенная сложность по сравнению с ТТ. Высока и стоимость ОТТ. В настоящее время затраты на организацию точки учёта электроэнергии с использованием ОТТ ниже, чем с применением ТТ, только при напряжениях, превышающих 110 кВ. При таких показателях следует ожидать неуклонное расширение применения ОТТ в системах учёта электроэнергии в сетях с напряжением не менее 110 кВ. Другой недостаток ОТТ — это большие значения размеров, массы и потребляемой мощности у электроннооптического блока: масса более 40 кг, мощность более 100 Вт.

Учитывая указанные недостатки ОТТ, можно утверждать, что в настоящее время развивать релейную защиту и автоматику на основе ОТТ, без одновременного использования получаемой от ОТТ информации в системах учёта электроэнергии, нецелесообразно.

Катушки Роговского Любую выполненную из проводящего материала катушку можно рассматривать как дифференцирующий преобразователь магнитного потока, сцепленного с ней. В соответствии с законом электромагнитной индукции, сформулированным М. Фарадеем, ЭДС e, наводимая в катушке изменяющимся во времени t магнитным потокосцеплением, определяется выражением:

e d dt. Знак минус означает, что принятые положительные направления отсчёта для ЭДС и для магнитного потока при его возрастании связаны правилом правого винта. Катушкой Роговского называют такую катушку, которая расположена вблизи проводника (проводников) с током i, который и создаёт указанное потокосцепление. ЭДС катушки Роговского связана с током i выражением: e M di dt, где M — взаимная индуктивность катушки и проводника (проводников) с током i. Таким образом, катушка Роговского является дифференцирующим индукционным преобразователем тока (ДИПТ) в проводнике, расположенном возле катушки. Некоторые разновидности ДИПТ известны также под названием трансреакторы [1, 3].

Преимущества катушек Роговского Как ТТ, так и ДИПТ относятся к классу индукционных измерительных преобразователей трансформаторного типа. При измерении синусоидального тока ЭДС катушки также имеет синусоидальную форму, как и ток вторичной обмотки ТТ. Но по режиму работы и по конструкции эти ИПТ существенно отличаются друг от друга. Благодаря этим отличиям ДИПТ лишён всех перечисленных выше недостатков ТТ [3, 4, 10].

ТТ работает в режиме, близком к идеальному короткому замыканию:

действующее значение его выходного напряжения много меньше действующего значения ЭДС вторичной обмотки. ДИПТ, напротив, работает в режиме, близком к идеальному холостому ходу, так как его катушка подключается к имеющему высокое сопротивление входу операционного усилителя или аналого-цифрового преобразователя. Поэтому действующее значение выходного напряжения ДИПТ практически равно действующему значению его ЭДС (при одинаковом выходном напряжении она в несколько раз меньше ЭДС ТТ). При размыкании цепи нагрузки катушки ДИПТ её выходное напряжение почти не изменяется — катушка ДИПТ при такой коммутации не может быть повреждена.

Так как ток катушки ДИПТ в сотни и более раз меньше тока вторичной обмотки ТТ, то масса катушки Роговского, которая определяется произведением расчётной ЭДС на расчётный ток катушки, в сравнении с массой вторичной обмотки ТТ, является ничтожной, даже для ДИПТ, не имеющих ферромагнитного сердечника.

Замена магнитного сердечника каркасом из полимерного изоляционного материала обеспечивает дополнительные преимущества ДИПТ перед ТТ: характеристики ДИПТ становятся линейными, а его погрешности измерения снижаются. Причина последнего преимущества заключается в отсутствии погрешностей, обусловленных гистерезисом и вихревыми токами в ферромагнитном сердечнике, а также огромной погрешности, возникающей при насыщении такого сердечника.

Если внутри катушки ДИПТ имеется магнитный сердечник с воздушными зазорами, то и в этом случае насыщение сердечника практически не проявляется ни при каком значении измеряемого тока: у таких ДИПТ суммарное магнитное сопротивление участков сердечника, выполненных из ферромагнитного материала, ничтожно мало по сравнению с магнитным сопротивлением воздушного зазора (зазоров).

ДИПТ, предназначенные для включения в состав устройств релейной защиты и автоматики, практически всегда можно размещать так, что катушка ДИПТ будет иметь электрический потенциал, близкий к потенциалу земли.

Следовательно, надобность в применении элегаза или трансформаторного масла отпадает. Поэтому сейсмостойкость катушек Роговского значительно выше, чем у ТТ.

Начальная стадия применения катушек Роговского в дифференциальной защите Ещё в 40-е годы прошлого века успешно прошла опытную эксплуатацию дифференциальная защита шин (ДЗШ) с уравновешенными напряжениями, в которой в качестве измерительных преобразователей тока использовались катушки, не имеющие сердечников из трансформаторной стали [11–13]. Эти устройства, названные авторами такой защиты «linear couplers» (линейные соединители), в соответствии с принятой теперь классификацией измерительных преобразователей тока, можно причислить к ДИПТ. Для всех токопроводов всех линий, присоединённых к шинам, взаимные индуктивности между катушками ДИПТ и этими токопроводами должны быть одинаковы. Эти особенности объясняют, почему катушки ДИПТ каждой фазы соединялись в цепь с уравновешенными напряжениями. При нормальной работе сумма вторичных напряжений равна нулю, за исключением очень малой погрешности, обусловленной производственными отклонениями размеров катушек ДИПТ и их расположения по отношению к проводникам с измеряемыми токами.

Незначительное, до настоящего времени, применение ранее известных конструкций ДИПТ в дифференциальной защите объясняется их низкой помехозащищённостью, по сравнению с ТТ [13]. В тороидальной катушке, охватывающей токопровод с измеряемым током, наводились помехи от мешающих токопроводов других фаз, расположенных параллельно токопроводу с измеряемым током. Для полного исключения этих помех обмотка катушки по всей её длине должна быть намотана с абсолютно постоянным шагом. Так как у катушки есть начало и конец, то точное выполнение этого условия невозможно.

Кроме того, в линейных соединителях наводились ЭДС, индуцированные магнитными полями, которые проходили сквозь окно катушки. При этом в катушке, как в одном витке, сцепленном с мешающими магнитными полями от токопроводов, расположенных не параллельно токопроводу с измеряемым током, наводилась ЭДС ошибки. Большая площадь окна катушки обуславливала высокие значения ошибок измерения. Возникали ложные срабатывания релейной защиты.

В дальнейшем от линейных соединителей перешли к магнитным трансформаторам тока (МТТ), имеющим сердечник из трансформаторной стали [2, 3]. Их помещают на допустимом расстоянии от высоковольтного провода с измеряемым током, под этим проводом. Наиболее совершенные из МТТ, дифференциальные, имеют разомкнутый магнитный сердечник, имеющий U– образный вид. Две катушки, насаженные на ножки сердечника, включены последовательно. При этом ЭДС, наводимые измеряемым током, складываются, а те, что наводятся токами проводов других фаз, вычитаются, снижая тем самым погрешность измерения. МТТ не получили широкого распространения в устройствах релейной защиты из-за недостаточной точности.

Во-первых, взаимная индуктивность обмотки МТТ и провода с измеряемым током зависит от значения измеряемого тока. Во-вторых, в катушках МТТ наводят ЭДС и токи других проводов, расположенных по отношению к МТТ так, что наводимые ими ЭДС в разных катушках не компенсируют одна другую. Такими, мешающими, токами могут быть, например, те, что проходят по заземлителю подстанции.

Применение катушек Роговского для оперативного измерения токов ДИПТ, снабжённые магнитными сердечниками с воздушным зазором, применялись в токоизмерительных клещах старого образца. Недостаток таких клещей заключался в их низкой точности: они измеряли напряжение, пропорциональное производной тока, а на их шкале проставлены значения измеряемого тока. При измерении тока с идеальной синусоидальной формой, ошибка измерения определяется отклонением частоты тока от номинального, для клещей, значения. Последнее обстоятельство имеет существенное значение при измерениях в автономных электроэнергетических системах, например судовых, в которых допустимое длительное отклонение частоты от номинального значения составляет 5%, а кратковременное 10%. Результат же измерения тока пропорционален его частоте.

Особенно большие погрешности измерения имеют место в случае, когда форма тока искажена, например, как у входного тока выпрямителя, питающего индуктивную или ёмкостную нагрузку. При этом в выходном напряжении катушки ДИПТ будут содержаться высшие гармоники. Относительное значение каждой из них, по отношению к напряжению первой гармоники, равно относительному значению тока этой гармоники, умноженному на её номер.

В современных токоизмерительных клещах или в подобных им измерительных приборах, снабжённых гибкой катушкой с большой площадью окна, эти погрешности измерения удалось устранить благодаря следующим мерам.

Во-первых, в них используются катушки Роговского без магнитного сердечника, а, во-вторых, выходное напряжение катушки пропускают через интегрирующий фильтр, который восстанавливает форму измеряемого тока, интегрируя сигнал, пропорциональный производной этого тока. Гибкие катушки охватывают проводник (проводники) с измеряемым током, а затем конец катушки закрепляют возле её начала.

Для устранения постоянной ошибки измерения, зависящей от времени начала измерительного процесса, ведущие фирмы, выпускающие такие ИПТ, используют интегрирующие фильтры, которые имеют передаточную функцию не идеального интегратора, а апериодического звена первого порядка [14–16].

Для исключения указанных ранее погрешностей измерения, вызванных влиянием близко расположенных проводников с мешающими токами, катушки токоизмерительных клещей и упомянутые выше гибкие катушки, длина которых достигает 1,5 м и более, обматываются проводом со строго постоянными параметрами обмотки: сечением витка и шагом винтовой линии. Обратный провод катушки проходит внутри неё, образуя второй контур, сцепленный с магнитными полями от проводников с мешающими токами. Напомним, что первым таким контуром является сама катушка. При этом ЭДС, индуцированные мешающими токами в этих двух контурах, практически полностью компенсируют одна другую.

Погрешность измерения с использованием гибких катушек Роговского зависит от расположения проводника по отношению к центру окна замкнутой катушки. В непосредственной близости от него погрешность измерения тока в установившемся режиме составляет 0,5% и растёт по мере приближения проводника к границе окна катушки до 2%. При попадании же тонкого проводника в угол стыка начала и конца катушки эта погрешность увеличивается до 4% [16].

В переходных процессах в выходном напряжении интегрирующего фильтра имеются апериодические составляющие, обусловленные как наличием их в измеряемом токе, так и генерируемые фильтром. Последние образуют дополнительные погрешности измерения. Они зависят от начальных значений периодических и апериодических составляющих в измеряемом токе, а также от соотношения между постоянными времени апериодических составляющих измеряемого тока и постоянной времени интегрирующего фильтра. Чем меньше эта постоянная времени, тем меньше и дополнительные погрешности измерения, но тем дольше они затухают. Так, если максимум дополнительной погрешности ограничить на уровне 2,5 %, то этот максимум наступит после начала измерения через 10 и более периодов переменного тока. Эта погрешность войдёт в зону 0,5 % за время, которое в 10–20 раз превосходит время достижения максимума погрешности, что для частоты 50 Гц может составить 5 с и более.

Современная стадия применения катушек Роговского в релейной защите и автоматике Применение современных, защищённых от мешающих магнитных полей, катушек Роговского в релейной защите и автоматике получило новый импульс развития в последние годы.

Для распределительных устройств с элегазовой изоляцией были разработаны жёсткие катушки Роговского с отпечатанными обмотками. При этом витки катушки образуют прямоугольные петли, у которых участки дорожек, расположенных с разных сторон печатной платы, соединяются через сквозные отверстия в плате. Такая катушка, образующая замкнутый тороид вокруг первичного проводника, выполняется неразборной, расположенной на одной печатной плате, или разборной, которая составляется из двух половин или четырёх секторов [4, 10].

Для защиты от магнитных полей, которые, создаваемые сторонними токами, проходят сквозь окно катушки, вместо внутреннего обратного проводника, как у гибких катушек Роговского, используют две отпечатанные на одной печатной плате обмотки. Эти обмотки включаются так, что ЭДС, индуцированные в этих обмотках током первичного проводника, расположенного внутри окна катушек, арифметически складываются, а токами посторонних проводников, расположенных вне окна катушек, арифметически вычитаются. При этом помехи от посторонних токов, которые возникают в каждой из двух обмоток, взаимно компенсируются. Применяют и другое решение: каждая из двух обмоток печатается на отдельной печатной плате, а эти платы располагают рядом.

Катушки Роговского подключают к микропроцессорным многофункциональным реле с помощью экранированных витых пар. Реле связывают друг с другом и с исполнительными органами защиты волоконно-оптическими кабелями с Ethernet-коммутаторами. Микропроцессорные реле, помимо выполнения алгоритмов защиты, одинаковых для защит как с ТТ, так и с катушками ДИПТ, играют также роль цифровых интегрирующих фильтров, восстанавливающих форму токов по измеренным катушками Роговского производным этих токов.

Имеют применение и микропроцессорные реле, которые осуществляют основную защиту на основании сигналов, получаемых от ТТ, и резервную защиту, работающую под действием сигналов от катушек Роговского [4, 10].

Доказательством несомненного преимущества катушек Роговского перед ТТ является тот факт, что в 2004 г. удалось создать дифференциальную защиту трансформатора электродуговой печи, у которого номинальный ток вторичной обмотки превышает 100 кА. Такие трансформаторы ранее не защищались дифференциальной защитой из-за отсутствия ТТ токов нагрузки 60 кА и более. Для каждой фазы токи с нескольких вторичных обмоток собираются в два шинопровода диаметром 23 см с водяным охлаждением. Каждая пара из шести таких шинопроводов проходит через окно своей разборной катушки Роговского с отпечатанными обмотками [17].

На протяжении пяти лет, прошедших от создания этой дифференциальной защиты до опубликования доклада [17], были исключены ложные срабатывания при подключении трансформаторов к питающей их электроэнергетической системе благодаря использованию волнового алгоритма распознавания пусковых токов трансформатора [4]. Была установлена надежность работы защиты и её высокое быстродействие при внутренних коротких замыканиях в указанных трансформаторах электродуговых печей.

Последствиями таких коротких замыканий являлись минимальные повреждения, которые для восстановления работы печей требовали некоторой очистки места короткого замыкания. При этом удалось сохранить предприятию миллионы долларов, которые компания должна была бы потратить как на ремонт трансформатора и коммутационной аппаратуры, так и на возмещение ущерба от перерыва процесса производства стали [17].

Результаты научных исследований в Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) С применением интегрирующих фильтров Научные исследования, направленные на разработку и применение катушек Роговского, в Дальневосточном государственном техническом университете (ДВГТУ), который теперь вошёл в состав Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), начались в 1990 г.

В результате этих исследований удалось создать переносные устройства для испытания автоматических выключателей судовых электростанций с испытательным током до 10 кА и стационарные устройства с током до 20 кА. Разработка переносных испытательных устройств оказалась успешной благодаря тому, что в системе автоматического управления испытательным током сигнал обратной связи получался не от громоздкого ТТ, а от миниатюрной катушки Роговского. Форма испытательного тока восстанавливалась с помощью оригинальных интегрирующих фильтров. Наши исследования показали, что меньшую погрешность измерения при меньшей же продолжительности переходного процесса в фильтре обеспечивают фильтры не первого, а более высокого порядка [18–23].

В кандидатской диссертации И.А. Богодайко (научный руководитель — Г.Е. Кувшинов) приведены результаты научных исследований, продолживших разработку и исследование новых конструкций катушек Роговского, а также аналоговых и цифровых интегрирующих фильтров второго, третьего и четвёртого порядка.

Предложена помехозащищённая секционированная катушка Роговского, выполненная с чётным числом слоёв обмотки. Последняя особенность конструкции катушки обеспечивает взаимную компенсацию ЭДС помех, которые наводятся мешающими токами в нечётных и чётных слоях обмотки. Секции катушки представляют собой короткие соленоиды, которые надеваются, с небольшими промежутками между секциями, на гибкую трубку из изоляционного материала, образуя замкнутый тороид катушки Роговского. Такие катушки помещаются на изоляторы электрических вводов в электрооборудование: трансформаторы, выключатели, реакторы и т.п., — в непосредственной близости от заземлённых корпусов этого электрооборудования [24].

Теоретические и экспериментальные исследования подтвердили высокий уровень помехозащищённости такой конструкции катушки, а также тот факт, что погрешности измерения этой катушки практически не зависят от расположения первичного проводника по отношению к центру продольной осевой линии катушки.

Совершенствование интегрирующих фильтров продолжается и теперь. Соответствующие исследования, которые выполняются с участием аспиранта О.С. Михайленко (научный руководитель — Г.Е. Кувшинов), позволили снизить чрезмерные погрешности измерения, которые возникают во время переходного процесса, сопровождающего переход измеряемого тока от больших амплитуд принуждённой составляющей измеряемого тока к намного меньшим [25].

Без применения интегрирующих фильтров Выполненные исследования показали, что существует ряд электротехнических устройств различного назначения, в которых можно заменять ТТ на ДИПТ без использования интегрирующих фильтров, достигая при этом существенного улучшения показателей таких устройств: снижения массы, повышения точности, упрощения схемы. Такая возможность существует, прежде всего, в тех электротехнических комплексах, где для получения нужной информации складывают (или вычитают) синусоидальные напряжения источника и падения напряжения, пропорциональные токам этого источника. В таких случаях громоздкий ТТ с подключённым к его вторичной обмотке резистором заменяется катушкой ДИПТ, которая индуктивно связана с токопроводом источника.

В частности, известные трёхфазные устройства для автоматического равномерного распределения реактивной мощности параллельно включённых синхронных генераторов (СГ), которые называются устройствами токовой стабилизации (УТС), состоящие из трёх ТТ, нагруженных на громоздкие же резисторы, одного изменяющего фазу источника напряжения трансформатора (с обмотками, включёнными в звезду и в треугольник) и суммирующего трансформатора, можно предельно упростить, заменив все перечисленные элементы тремя ДИПТ. Один из зажимов каждого ДИПТ подключается к выводу соответствующей фазы статора СГ, а другой — к одному из входов регулятора напряжения того же СГ [26]. Эксперименты, выполненные в ходе подготовки диссертации [27], подтвердили актуальность, новизну и практическую ценность этого направления исследований.

Так как УТС обладают тем недостатком, что внешние характеристики СГ имеют статизм по реактивному току, одинаковый у всех параллельно работающих СГ, то есть происходит снижение напряжения на сборных шинах электростанции при увеличении потребляемой реактивной мощности, то был предпринят поиск новых решений, устраняющих указанный недостаток. Был найден и проанализирован целый ряд УТС, выполненных на основе ДИПТ и обеспечивающих так называемую мнимо астатическую внешнюю характеристику: при одном значении коэффициента мощности нагрузки, например номинальном, статизм отсутствует. При значениях коэффициента мощности, меньших номинального, статизм положителен — напряжение СГ снижается с ростом тока нагрузки, а при больших значениях этого коэффициента напряжение СГ возрастает с увеличением тока. Был получен патент на вариант подобного УТС, имеющий наименьшую суммарную мощность ДИПТ и трансформаторов, осуществляющих фазовый сдвиг напряжений ДИПТ [28].

В результате дополнительных теоретических и экспериментальных исследований был установлен существенный недостаток УТС с мнимо астатической внешней характеристикой: реактивный ток СГ, работающего параллельно с другими на общие шины, становится зависимым от доли активной нагрузки, приходящейся на этот СГ. Причём, чем большую активную нагрузку имеет СГ, тем сильнее он нагружается и реактивным током.

От указанного недостатка оказались свободны два других устройства для равномерного распределения реактивных мощностей (УРРМ). В этих устройствах применён способ, аналогичный реализованному в известных судовых автоматических устройствах распределения активных нагрузок и поддержания частоты. Только в предложенных УРРМ автоматически распределяются не активные, а реактивные нагрузки, и поддерживается неизменным не частота, а напряжение на общих шинах. Для этого один из СГ — ведущий — своим автоматическим регулятором напряжения стабилизирует напряжение на шинах электростанции, а регуляторы напряжения других СГ — ведомых — минимизируют отклонения значений реактивных токов ведомых СГ от реактивного тока ведущего СГ. Для обеспечения такого способа в УРРМ вводится трансформатор параллельной работы, к первичной обмотке которого подключается катушка ДИПТ ведущего СГ. В цепи, соединяющие выводы статоров ведомых СГ с входными зажимами их регуляторов напряжения, последовательно с вторичными обмотками такого трансформатора, число которых равно числу ведомых СГ, включаются катушки ДИПТ ведомых СГ [29, 30].

Недостаток первого устройства [29] — это необходимость отключения СГ от шин на время переложения функции ведущего с одного СГ на другой.

В другом устройстве [30] от этого недостатка удалось избавиться тем, что в каждую фазу каждого СГ включался не один ДИПТ, а два. Катушки первых из них, для ведущего генератора, подключаются к первичной обмотке трансформатора параллельной работы, а катушки вторых ДИПТ — в цепи, соединяющие выводы статоров СГ с входными зажимами их регуляторов напряжения. Но и у этого устройства остался один, не столь существенный, недостаток: во время, в течение которого заменяют катушки первых ДИПТ одного СГ на аналогичные катушки другого СГ, такое устройство работает как УТС. То есть, в течение этого времени напряжение на общих шинах понижено, и тем сильнее, чем больше суммарный реактивный ток всех СГ.

Наиболее совершенным и универсальным вариантом УРРМ оказался последний [31]. Распределение реактивной мощности осуществляется путем регулирования ЭДС всех одновременно работающих СГ в функции отклонения относительного, по отношению к номинальным токам, значения их реактивных токов от среднего относительного, по отношению к сумме номинальных токов, значения суммы реактивных токов этих СГ.

Напряжение на общих шинах СГ поддерживается постоянным, не зависящим от нагрузки СГ. Этот результат удалось достичь введением в УРРМ уравнительных соединений, к которым подключаются катушки первых ДИПТ всех параллельно работающих СГ. Поэтому напряжения на уравнительных соединениях пропорциональны средним значениям фазных токов СГ. Каждый СГ снабжается своим трансформатором параллельной работы с одной первичной обмоткой, подключаемой к уравнительным соединениям, и с одной вторичной обмоткой. Эти обмотки, совместно с катушками вторых ДИПТ, образуют цепи, соединяющие выводы статоров СГ с входными зажимами их регуляторов напряжения, как и УРРМ предыдущих разработок [29, 30].

Результаты экспериментальных исследований параллельной работы СГ с УРРМ последнего варианта [31] полностью подтвердили работоспособность этого устройства, отсутствие проблем при осуществлении синхронизации СГ, а также высокую точность как поддержания постоянства напряжения на общих шинах, так и равномерного распределения относительных, в долях от номинальных токов СГ, значений реактивных токов. Эти УРРМ обеспечивают одинаковые относительные значения реактивных токов СГ разной мощности, которые, к тому же, могут иметь различные относительные значения их активных токов.

Пути решения, найденные при разработке УРРМ, используются и при создании измерительных преобразователей активного тока. Эта работа выполняется с участием аспиранта А.В. Комлева (научный руководитель — Г.Е. Кувшинов). Экспериментальное исследование макетов нескольких вариантов таких преобразователей подтвердило достижение намеченных для них параметров и характеристик.

Разработка устройств дифференциальной защиты выполняется с участием преподавателей и аспирантов Амурского государственного университета (АмГУ). Так, соавторами изобретения [24] являются заведующий кафедрой электроэнергетики Ю.В. Мясоедов и аспирант А.С. Зинкеева (научный руководитель — Г.Е. Кувшинов). Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин, выполненное на основе катушек Роговского, значительно проще устройств, применяемых в настоящее время, и позволяет избавиться от громоздких ТТ с присущими им существенными недостатками. В отличие от устройств с ТТ, разработанное устройство исключает ложные срабатывания защиты при коротких замыканиях за пределами зоны защиты без использования быстронасыщающихся трансформаторов и тормозных реле. Простота предлагаемого устройства достигается также тем, что в нём имеется всего одно реле, которое реагирует на любые виды коротких замыканий: однофазных на землю, трёхфазных и других. Этот результат достигается следующим образом. Все фазные цепи, составленные из последовательно соединённых катушек Роговского всех линий, подключаются к входам мостового четырёхплечного выпрямителя, выход которого замкнут на реле, воздействующее на отключение автоматического выключателя питающей линии.

Ю.В. Мясоедов и А.С. Зинкеева исследуют возможность использования катушек Роговского без интегрирующих фильтров, для дифференциальной защиты силовых трансформаторов. Для решения этой задачи, в первую очередь, нужно найти способ выявления пусковых токов трансформатора при измерении производных этих токов, чтобы исключить срабатывание дифференциальной защиты от этих токов.

Результатом совместных с АмГУ исследований явились два патента на изобретения измерительных преобразователей тока обратной последовательности (ИПТОП) [32, 33]. Первое из них, содержащее две катушки Роговского, предназначено для трёхпроводных линий, а второе, с четырьмя катушками Роговского, — для четырёхпроводных линий. В оба устройства входит фильтр напряжения обратной последовательности, близкий к известному фильтру, состоящему из двух резисторов и двух конденсаторов [1, 13]. Малые размеры и масса предложенных ИПТОП достигаются не только благодаря замене ТТ на ДИПТ, но также в результате снижения расчётной мощности ДИПТ и элементов фильтра. Проводимости элементов фильтра не на порядок, как в ранее известных фильтрах, а всего в два раза превосходят проводимость реле, подключаемого к выходу фильтра. Необходимая точность работы ИПТОП достигается благодаря учёту индуктивностей катушек ДИПТ. Для этого пришлось найти новые соотношения между параметрами элементов фильтра, и ввести в него дополнительный элемент — третий резистор.

Соавторы указанных изобретений ИПТОП, доцент АмГУ А.Н. Козлов и аспирант АмГУ (научный руководитель — Г.Е. Кувшинов) исследуют основанные на этих ИПТОП устройства для зашиты от несимметричных коротких замыканий. А соавтор настоящей книги, Д.Б. Соловьёв, под руководством Г.Е. Кувшинова подготовил и защитил кандидатскую диссертацию, посвящённую защите асинхронных двигателей от работы в неполнофазном режиме [34].

Из-за недостаточной чувствительности измерительных преобразователей напряжения обратной последовательности к несимметрии режима работы электроэнергетической системы и чрезмерно больших размеров и массы, выполненных на базе ТТ, измерительных преобразователей тока обратной последовательности, двигатели малой и средней мощности ранее не защищали от такого режима, и по этой причине множество таких двигателей выходило из строя.

Миниатюрные катушки Роговского и малогабаритные фильтры напряжения обратной последовательности, входящие в состав ИПТОТ, позволяют избавиться от чрезмерного числа тех повреждений асинхронных двигателей, которые обусловлены их недопустимым нагревом при работе в неполнофазном режиме.

Декан энергетического факультета АмГУ д.т.н. Н.В. Савина и её аспирант, вместе с Кувшиновым Г.Е., разрабатывают на основе указанных ИПТОП устройства для определения коэффициента несимметрии трёхфазного тока. Этот же коллектив работает над созданием устройства для определения искажения формы переменного тока, основу которого также составляют катушки Роговского.

2. Программы для анализа и моделирования измерительных преобразователей тока Для анализа линейных электрических цепей, в том числе индукционных измерительных преобразователей тока (ТТ и катушки Роговского), нагруженных на различные фильтры и реле, наилучшим образом подходят программы компьютерной математики семейства Maple компании Waterloo Maple Software [35]. Такая оценка основана на следующих отличительных свойствах последних версий этих программ:

— простой, однооконный, интерфейс;

— простейший, наиболее наглядный, способ задания команд — в виде математических формул;

— нацеленность программ на получение решения в символьном виде:

с помощью математических формул;

— программы Maple решают разнообразные задачи с применением матриц и функций комплексных чисел; в ядре этих программ сохраняется наибольшее, по сравнению с другими программами компьютерной математики, количество формул для прямого и обратного преобразований Лапласа и других интегральных преобразований; имеется множество сложных специальных функций (Бесселя, эллиптических, Чебышёва, цилиндрических, ошибок и других) и интегралов (Лагерра, Лежандра, Якоби и других);

— программы Maple позволяют выполнять различные операции над математическими выражениями (найти производную и интеграл, разложить в многочлен или в ряд, свернуть в виде произведения простых сомножителей, сгруппировать подобные члены и т.п.); замечательное свойство программ — это их способность преобразовывать одни функции в другие, например тригонометрические в показательные; все эти возможности позволяют получить окончательное математическое выражение в компактном виде, с учётом предпочтений пользователя программ;

— простой язык программирования облегчает численное решение задач в случаях, когда решение не может быть выражено в символьном виде; списки, соответствующие найденным численным методом решениям, легко преобразуются в другой вид, компактный и удобный как для сохранения результата, так и для последующих расчётов;

— высокое качество графиков рассчитываемых зависимостей в форматах 2–D и 3–D; широкая палитра выразительных средств для быстрого распознавания различных линий на одном графике; возможность редактирования надписей осей графиков и т.д.; простой экспорт графиков в Word и в другие программы;

— наличие пакетов, предназначенных для обработки результатов аналитических и экспериментальных результатов (для их аппроксимации, определения формул регрессионных зависимостей и т.д.).

При подготовке книги «Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики» использована программа Maple 14.

У этой программы имеется приложение — MapleSim 4, которое позволяет выполнять анализ работы электрических, и не только, систем, и моделировать исследуемые процессы, без необходимости задания формул, описывающих эти процессы. Используемая в MapleSim 4 методика представления исходной задачи и процесса её решения близка к тем, которые применяются в ранее известных программах и приложениях; Simulink, PSpice, Micro–Cap и других.

Для выполнения анализа электрической цепи, с помощью библиотеки компонентов собирается схема цепи, содержащая неуправляемые и управляемые источники тока и напряжения, электрические элементы, в том числе электрические машины, и электронные приборы, и производится запуск работы этой цепи. В результате получаются временные графики исследуемых процессов. Исследуемую цепь можно также представить в виде структурной схемы системы управления. При этом в неё можно вводить блоки нелинейностей, регуляторы, блоки алгебры логики и другие.

Недостаток приложения MapleSim 4, по отношению к задачам, рассматриваемым в книге, — это отсутствие готовых рекомендаций для введения нелинейного контура намагничивания в трансформатор, что исключает выполнение адекватного моделирования пусковых токов силового трансформатора при его подключении к источнику. Нельзя исследовать и недостатки дифференциальной токовой защиты, обусловленные различным насыщением сердечников ТТ при коротких замыканиях вне защищаемой области.

Приложение Simulink системы MATLAB недостаточно приспособлено для анализа электрических цепей, содержащих катушки Роговского или ТТ, даже без учёта нелинейных свойств магнитных сердечников. Приложение не работает, пока в исследуемую электрическую цепь не будут введены дополнительные ветви из демпфирующих RC-цепочек и резисторов, подключённых к выводам обмоток ТТ или катушек Роговского или соединяющих зажимы их первичных и вторичных обмоток. В приложении отсутствуют рекомендации по выбору параметров элементов этих дополнительных ветвей. Наличие таких ветвей вносит в расчёт добавочные погрешности, а также усложняет анализируемые цепи, что приводит к чрезмерному увеличению времени расчёта.

Вошедшие в книгу результаты исследования переходных процессов в электрических цепях, содержащих катушки Роговского и ТТ, получены с помощью программы Micro-Cap 10.0.3.0 Evaluation Version фирмы Spectrum Software (www.spectrum-soft.com). Программа успешно справляется с анализом таких цепей при выполнении единственной рекомендации: первичная и вторичная обмотки каждого индукционного преобразователя тока должны быть соединены через резистор, имеющий минимальную проводимость GMIN, которая равна 10–12 См [36].

Большим достоинством этой программы является возможность моделирования трансформаторов с учётом нелинейной характеристики намагничивания. Причём моделируется не только насыщение этой характеристики, но и её гистерезис. Моделирование производится значительно быстрее, чем при использовании приложения Simulink. При этом для решения указанных задач достаточно использовать демонстрационную версию программы. Недостаток этой версии программы Micro-Cap 10 заключается в том, что она позволяет моделировать цепи, в которых число элементов не превышает 50. Расчеты проходят несколько медленнее, чем в полнофункциональной версии. В демонстрационной версии ограничена библиотека компонентов, в ней нет встроенной программы подготовки собственных моделей и ряда других дополнительных функций [36].

Для решения большинства задач эти недостатки не являются существенными: главные закономерности можно найти при моделировании упрощённых электрических цепей с сокращённым числом индукционных преобразователей тока и других компонентов. Расчеты же режимов работы сложных устройств, да ещё и с переменной конфигурацией, можно производить с достаточно высокой степенью точности, применяя полнофункциональную версию программы.

При этом целесообразно создавать собственные упрощённые макромодели функциональных узлов.

Программы семейства Micro-Cap обладают ещё одним положительным свойством — полной совместимостью с программой PSpice. При моделировании устройств в программе Micro-Cap можно использовать обширные библиотеки SPICE-моделей и SPICE-схем, По возможностям схемотехнического моделирования программа Micro-Cap приближается к интегрированным пакетам DESIGNLAB, ORCAD, PCAD. Эти пакеты, предназначенные, в первую очередь, для профессионального применения, являются значительно более сложными для изучения и первоначального освоения, по сравнению с Micro-Cap, средствами анализа и проектирования электронных устройств [36].

3. О книге «Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики»

В настоящей книге содержатся материалы по всем перечисленным аспектам применения катушек Роговского в релейной защите и автоматике, за исключением тех, которые составляют новизну ещё незавершённых диссертаций участников совместных научных исследований.

Кроме того, в книге отсутствуют результаты исследований, которые были направлены на разработку устройств для автоматического равномерного распределения реактивной мощности параллельно включённых синхронных генераторов. Эти результаты вошли в книгу: Г.Е. Кувшинов, Н.Н. Мазалёва «Автоматическое распределение реактивных нагрузок судовых синхронных генераторов: применение катушек Роговского, подробный анализ, экспериментальное исследование», изданную в Германии (Lambert, в 2011) [37].

Содержание книги «Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики» посвящёно новому, весьма актуальному направлению развития электроэнергетики, которое обеспечивает энергосбережение, снижение материалоёмкости и стоимости, повышение качества и безотказности работы самого разнообразного электротехнического оборудования, а также электротехнических комплексов и систем.

Авторы выражают надежду, что книга поможет приобрести необходимые знания в этой области инженерно-техническим работникам электроэнергетической отрасли и студентам, обучающимся по направлению «Электроэнергетика и электротехника», вооружить их методами исследования устройств, содержащих катушки Роговского, алгоритмами и близкими прототипами для разработки новых подобных устройств.

Литература Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.:

Высшая школа, 1991. — 496 с.

2. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 712 с.

3. Казанский В.Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите.

М.: Энергоатомиздат, 1988. — 240 с.

4. Л.А. Кожович, М.Т. Бишоп (Cooper Power Systems, США). Современная релейная защита с датчиками тока на базе катушки Роговского // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: Сб. докладов Международной науч.-техн. конф. (Москва, 7– 10 сентября 2009). М.: Научно-инженерное информационное агентство. — С. 39–48.

5. Модули LEM для измерения токов: Рекламный проспект // Радио. — 6. Датчики измерения тока ДИТ-500, 750 и ДТХ-1000, 1500. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 46.ПИГН.411521.003 ТО. Истра:

НИИЭМ, 2000. — 4 с.

7. Press Informations: L129 eng, L135 eng, L137 eng, L142 eng, L143 eng. LEM, 8. www.siemens.com.

9. Гуртовцев А.Л. Оптические трансформаторы и преобразователи тока.

Принципы работы, устройство, характеристики // Новости электротехники. — 2009. — № 5. 2010.

10. С. Ричардс (AREVA T&D, Великобритания), Д. Шатрефу (AREVA T&D, Франция), Д. Толомье (AREVA T&D, Канада), Ф. Жиль (AREVA T&D, Франция). Нетрадиционные решения по измерительным трансформаторам — практика применения шин обработки данных IEC 61850-9.2 // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: Сб. докладов Международной науч.-техн. конф. (Москва, 7сентября 2009). — С. 282–291.

11. «Linear Couplers for Bus Protection» by E. L. Harder, E. H. Klemmer, W. K. Sonnemann, and E. C. Wentz, AIEE Trans., 61 (1942), pp. 241–248. Discussions, p. 463.

12. «A New Single-Phase-to-Ground Fault-Detecting Relay» by W. K. Sonnemann, AIEE Trans., 61 (1942), pp. 677–680. Discussions, pp. 995–996.

13. Атабеков Г.И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей. — М. — Л.: Госэнергоиздат, 1957. — 344 с.

14. D. W. Shepard, D. W. Yuach. An overview of Rogowski coil current sensing technology. — Grove City, Ohio: LEM DynAmp Inc, 1999. — 13 p.

15. W. F. Ray, C. R. Hewson. Practical Aspects of Rogowski Current Transducer Performance. PEM_paper_PCIM 2001. — 6 p.

16. Application Notes. Power Electronic Measurements Ltd. Sept. 2002.

Р. 1-17. www.pemuk.com.

17. Л.А. Кожович, М.Т. Бишоп (Cooper Power Systems, США). Опыт эксплуатации дифференцильной защиты силовых трансформаторов с использованием катушки Роговского // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: Сб. докладов Международной науч.-техн. конф. (Москва, 7-10 сентября 2009). — М.: Научноинженерное информационное агентство. — С. 49-59.

18. А.с. 1762244 РФ. Измерительный преобразователь переменного тока. // Кац М.А., Кувшинов Г.Е. — БИ. 1992. № 34.

19. Морозов Б.А. Разработка и исследование индуктивно-ёмкостного устройства для проверки токовой защиты: дис. канд. техн. наук. — Владивосток:

ДВГТУ, 1994.

20. Патент RU 2093847. Устройство для испытания токовой защиты. // Кувшинов Г.Е., Морозов Б.А. — Бюл. — 1997, — № 29.

21. Патент RU 2139500. Устройство для измерения переменной величины. // Белов А.Г., Кувшинов Г.Е. — Бюл. — 1999, — № 28.

22. Белов А.Г. Синтез измерительных преобразователей переменного тока для силовых преобразовательных устройств: дис. канд. техн. наук. — Владивосток: ДВГТУ, 2000.

23. Патент RU 2240622. Устройство для испытания токовой защиты. // Кувшинов Г.Е., Морозов Б.А. — Бюл. 2004. — № 6.

24. Патент RU 2396661. Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин. // Г.Е. Кувшинов, Ю.В. Мясоедов, А.С. Нагорных (Зинкеева), И.А. Богодайко — Бюл. 2010. — № 22.

25. Устройство и способ измерения переменной величины // Г.Е. Кувшинов, О.С. Михайленко. Заявлено 08.04.2010 № 2010113880/28. Положительное решение Роспатента от 18.05.2011.

26. Патент РФ № 2239224. Устройство токовой стабилизации источника напряжения // Г.Е. Кувшинов, Н.Н. Мазалева — Бюл. 2004. — № 30.

27. Мазалёва Н.Н. Усовершенствование устройств распределения реактивных нагрузок судовых синхронных генераторов: дис. канд. техн. наук. — Владивосток: ДВГТУ, 2006. — 275 с.

28. Полезная модель к патенту RU 46116 U1. Устройство токовой стабилизации трёхфазного источника напряжения // Ю.М. Горбенко, В.В. Кирюха, Г.Е. Кувшинов, Н.Н. Мазалева — Бюл. 2005. — № 16.

29. Патент РФ № 2281543. Устройство для равномерного распределения реактивной мощности // Г.Е. Кувшинов, Н.Н. Мазалева — Бюл. 2006. — № 22.

30. Патент РФ № 2359310. Устройство для равномерного распределения реактивной мощности // Г.Е. Кувшинов, Ю.М. Горбенко, Н.Н. Мазалева — Бюл. 2009. — № 17.

31. Патент РФ № 2402134. Устройство для равномерного распределения реактивной мощности // Ю.А. Андреенко, А.В. Коршунов, Г.Е. Кувшинов, Н.Н. Мазалева — Бюл. 2010. — № 29.

32. Патент РФ № 2426138. Измерительный преобразователь тока обратной последовательности // А.Н. Козлов, Г.Е. Кувшинов, А.М. Ханнанов — Бюл.

33. Патент РФ № 2428705. Измерительный преобразователь тока обратной последовательности // А.Н. Козлов, Г.Е. Кувшинов, А.М. Ханнанов — Бюл.

34. Соловьёв Д.Б. Применение дифференцирующих индукционных преобразователей тока в защите горного электрооборудования от токов обратной последовательности: дис. канд. техн. наук. — Владивосток: ДВГТУ, 2011 — 35. Дьяконов В.П. Maple 9,5/10 в математике, физике и образовании. — М.:

Солон, 2006. — 720 с.

36. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8. — М.: Горячая линия-Телеком, 2007. — 464 с.

37. Мазалёва Н, Кувшинов Г. Автоматическое распределение реактивных нагрузок судовых синхронных генераторов. Применение катушек Роговского, подробный анализ, экспериментальное исследование. — Saarbrcken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. — 277 p.

Современные направления развития измерительных преобразователей тока для релейной защиты и автоматики Подписано в печать 14.06.2012. Формат 70х100/16.

Усл. печ. л. 25,47. Уч.-изд. л. 15,75. Тираж 100 экз. Изд. № 585. Заказ № 120.

Владивостокский филиал Российской таможенной академии.

690034, г. Владивосток, ул. Стрелковая, 16в.