probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-6-29-41probener-2053Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGСтруктура времени определения источника искажений показателей качества электрической энергии и программно-аппаратный комплекс для его сокращенияTime structure of the distortion source identification of the electric power quality indicators and hardware and software system for its reductionБородинМ. В.BorodinM. V.

 канд. тех. наук, доцент, заведующий кафедры «Электроснабжение» 

 Орел 

 Orel 

schkolamolen@gmail.comВиноградовА. В.VinogradovA. V.

 д-р техн. наук, доцент, заведующий лабораторией электроснабжения и теплообеспечения 

 Москва 

 Moscow

БукреевА. В.BukreevA. V.

 младший научный сотрудник 

 Москва 

Moscow

ПанфиловА. А.PanfilovA. A.

 начальник отдела эксплуатации АСДУ службыэксплуатации СДТУиИТ; аспирант 

 Орел 

Orel

panfilov.aa@mrsk-1.ruОрловский государственный аграрный университет имени Н.В. ПарахинаРоссияOrel State Agrarian University namend after N.V. ParakhinaRussian FederationФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationОрловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина; Филиал ПАО «Россети Центр»-«Орелэнерго»РоссияOrel State Agrarian University namend after N.V. Parakhina; Branch of PJSC «Rosseti Center»–«Orelenergo»Russian Federation2021300320222362941Copyright © Бородин М.В., Виноградов А.В., Букреев А.В., Панфилов А.А., 20222022Бородин М.В., Виноградов А.В., Букреев А.В., Панфилов А.А.Borodin M.V., Vinogradov A.V., Bukreev A.V., Panfilov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2053ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Исследование структуры времени определения источника искажения качества электроэнергии и способа его сокращения за счёт применения мобильного программно-аппаратного измерительного комплекса.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Выполнен анализ количества обращений по поводу некачественной электроэнергии, структуры и значений времени, затрачиваемого на определение источников искажения показателей качества электроэнергии (ПКЭ) за нормативные значения с учётом всех его составляющих.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Определено, что количество обращений, поступающих в электросетевую компанию по поводу некачественной электроэнергии остается достаточно большим. При этом выявление источника искажений, необходимое для разработки мероприятий по устранению искажений занимает продолжительное время. Исходя из проанализированных данных, оно может составлять до 21-го дня. Количество случаев, когда источник искажения ПКЭ не выявлялся более двух дней составило 117 случаев из 419 проанализированных. Предложены решения по сокращению указанного времени.

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Представленные в статье решения позволяют сократить время, затрачиваемое на определение источника искажения ПКЭ за счёт применения мобильного программно-аппаратного измерительного комплекса (ПАИК). Предложен вариант структуры ПАИК, в которую входят датчики и центральный блок ПАИК. Предлагаемый ПАИК может использоваться при отсутствии внешних каналов связи за счёт применения передачи данных от датчиков комплекса на центральный блок с помощью технологий Long Range (LORA), или Wireless Fidelity (Wi-Fi). Кроме этого, ПАИК предусматривает синхронизацию всех датчиков по времени.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Investigation of the time structure forthedistortion source identification of the electric power quality and a method for its reduction using of a mobile software and hardware instrumentation system.

METHODS

METHODS. The analysis of the number of complaints regarding low-quality electric power, the structure and values of the time spent on the identification of the distortion sources of the electric power quality indicators (PQI) for the standard values, taking into account all its components, was carried out.

RESULTS

RESULTS. It is determined that the number of complaints received by the power grid company regarding lowquality electric powerremains high. At the same time, it takes a long time to identify the distortionsource before putting in place the necessary remedial measures. According to the analyzed data, it can take up to 21 days. The number of cases when the distortion source of the PQI couldn’t be detected within two days was 117 cases of 419 analyzed. The solutions to reduce this time are proposed.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. The solutions presented in the article make it possible to reduce the time spent on the source distortion identificationofthe PQI due to the use of a mobile hardware and software instrumentation system (HSIS). A variant of the HSIS structure is proposed, which includes sensors and the HSIS central unit. The proposed HSIS can be used in the absence of external communication channels through the use of data transmitted from the sensors of the system to the central unit using Long Range (LORA) or Wireless Fidelity (Wi-Fi) technologies. In addition, the HSIS provides time synchronization of all the sensors.

времямониторингэлектрические сетипоказатели качества электроэнергииизмеренияtimemonitoringelectricpower networkspower quality indicatorsmeasurementsReferencesНаумов А.А. Обеспечение требуемого качества электрической энергии // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 1. С. 85-92.Naumov AA. Obespechenie trebuemogo kachestva elektricheskoj energii. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Problemy energetiki. 2020;22(1):85-92.Амерханов Р.А., Савенко А.В. Мониторинг показателей качества электрической энергии для сельскохозяйственных объектов // Энергосбережение и водоподготовка. 2018. № 5 (115). С. 32-36.Amerhanov RA, Savenko AV. Monitoring pokazatelej kachestva elektricheskoj energii dlya sel'skohozyajstvennyh obektov. Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2018;5(115):32-36.Беликов Р.П. Организационно-технические и технические мероприятия повышения качества электроэнергии // В сборнике: Физика и современные технологии в АПК. Материалы Х Международной молодежной конференции молодых ученых, студентов и школьников. 2019. С. 38-41.Belikov R.P. Organizacionno-tekhnicheskie i tekhnicheskie meropriyatiya povysheniya kachestva elektroenergii. V sbornike: Fizika i sovremennye tekhnologii v APK. Materialy H Mezhdunarodnoj molodezhnoj konferencii molodyh uchenyh, studentov i shkol'nikov. 2019. pp. 38-41.Лошкарев В.И., Шкрыль А.М., Машанов Е.В. Качество электрической энергии в Чебоксарских городских электрических сетях // В сборнике: Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения. Сборник научных трудов. А.Ю. Александров (гл. редактор). Чебоксары, 2015. С. 178-185.Loshkarev VI, SHkryl' AM, Mashanov EV. Kachestvo elektricheskoj energii v CHeboksarskih gorodskih elektricheskih setyah. V sbornike: Regional'naya energetika i elektrotekhnika: problemy i resheniya. sbornik nauchnyh trudov. A.YU. Aleksandrov (gl. redaktor). CHeboksary, 2015. pp. 178-185.Грачева Е.И., Наумов О.В., Федотов Е.А. Влияние нагрузочной способности силовых трансформаторов на их эксплуатационные характеристики // Известия высших учебных заведений. Проблемыэнергетики. 2017. Т. 19. № 7-8. С. 71-77.Gracheva EI, Naumov OV, Fedotov EA. Vliyanie nagruzochnoj sposobnosti silovyh transformatorov na ih ekspluatacionnye harakteristiki. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Problemy energetiki. 2017;19(7-8):71-77.Borodin M., Psarev A., Kudinova T., Mukhametzhanov R. Improving power quality by calculating voltage losses // In the collection: E3S Web of Conferences. 2019. С. 1041.Borodin M, Psarev A, Kudinova T, Mukhametzhanov R. Improving power quality by calculating voltage losses. In the collection: E3S Web of Conferences. 2019. pp. 1041.Нелюбов В.М., Жиляев Н.Ю. Повышение качества электроэнергии с помощью фильтросимметрирующих устройств // В сборнике: Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). 2020. С. 2793-2796.Nelyubov VM, ZHilyaev NYU. Povyshenie kachestva elektroenergii s pomoshch'yu fil'trosimmetriruyushchih ustrojstv. V sbornike: Universitetskij kompleks kak regional'nyj centr obrazovaniya, nauki i kul'tury. Materialy Vserossijskoj nauchno-metodicheskoj konferencii (s mezhdunarodnym uchastiem). 2020. pp. 2793-2796.Горелов Ю.И., Кузнецова А.Д., Лыпырева П.С., Шашаева В.А. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях с резкопеременными нелинейными нагрузками // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 12. С. 209-214.Gorelov YUI, Kuznecova AD., Lypyreva PS, et al. Povyshenie kachestva elektroenergii v elektricheskih setyah s rezkoperemennymi nelinejnymi nagruzkami. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2018;12:209-214.Komada P., Trunova I., Miroshnyk O., Savchenko O., Shchur T. The incentive scheme for maintaining or improving power supply quality // Przeglad Elektrotechniczny. 2019. Т. 95. № 5. С. 79-82.Komada P, Trunova I, Miroshnyk O, et al. The incentive scheme for maintaining or improving power supply quality. Przeglad Elektrotechniczny. 2019;95(5):79-82.Aleksandar Stanimirović, Miloš Bogdanović, Milena Frtunić, Milena Frtunić. Lowvoltage electricity network monitoring system: Design and production experience. International Journal of Distributed Sensor Networks, 2020. V. 16(1).Aleksandar Stanimirović, Miloš Bogdanović, Milena Frtunić, Milena Frtunić. Lowvoltage electricity network monitoring system: Design and production experience. International Journal of Distributed Sensor Networks, 2020;16(1). doi: 10.1177/1550147720903629.Большев В.Е., Виноградов А.В. Разработка технических средств мониторинга отключений и отклонения напряжения на вводах сельских потребителей : монография // Саратов: Вузовское образование, 2021. 205 c.Bol'shev VE, Vinogradov AV. Razrabotka tekhnicheskih sredstv monitoringa otklyuchenij i otkloneniya napryazheniya na vvodah sel'skih potrebitelej : monografiya. Saratov: Vuzovskoe obrazovanie, 2021. 205 pp.Vadim Bolshev, Alexander Vinogradov, Michał Jasiński, Tomasz Sikorski, Zbigniew Leonowicz, and Radomir Gono. Monitoring the Number and Duration of Power Outages and Voltage Deviations at Both Sides of Switching Devices. In Journal IEEE Access. August, 2020.Vadim Bolshev, Alexander Vinogradov, Michał Jasiński, et al. Monitoring the Number and Duration of Power Outages and Voltage Deviations at Both Sides of Switching Devices. In Journal IEEE Access. August, 2020. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3011836.Зеленкова Л.И. Сквозной мониторинг качества электроэнергии // Электрика. 2009. № 4. С. 30-33.Zelenkova LI. Skvoznoj monitoring kachestva elektroenergii. Elektrika. 2009;4:30-33.Бородин М.В., Беликов Р.П., Махиянова Н.В. Повышение качества электроэнергии посредством расчета потерь напряжения // Вестник аграрной науки Дона. 2019. № 3 (47). С. 35-40.Borodin MV, Belikov RP, Mahiyanova NV. Povyshenie kachestva elektroenergii posredstvom rascheta poter' napryazheniya. Vestnik agrarnoj nauki Dona. 2019;3(47):35-40.Корнилов Г.П.,Боков А.И., Романов Д.В., Мигранов М.Ф., и др. Мониторинг качества электроэнергии Вестник // Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2005. № 4 (12). С. 44-48.Kornilov GP, Bokov AI, Romanov DV, et al. Monitoring kachestva elektroenergii Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova. 2005;4 (12):44-48.Vinogradov A., Bolshev V., Vinogradova A., et al. Analysis of the Power Supply Restoration Time after Failures in Power Transmission Lines // Energies 2020, 13, 2736.Vinogradov A, Bolshev V, Vinogradova A, et al. Analysis of the Power Supply Restoration Time after Failures in Power Transmission Lines. Energies. 2020;13:2736.Виноградов А.В., Виноградова А.В., Большев В.Е. Устройства и система мониторинга надежности электроснабжения и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 КВ // Вестник НГИЭИ. 2017. № 11 (78). С. 69-81.Vinogradov AV, Vinogradova AV, Bol'shev VE. Ustrojstva i sistema monitoringa nadezhnosti elektrosnabzheniya i otkloneniya napryazheniya v elektricheskih setyah 0,38 KV. Vestnik NGIEI. 2017;11 (78):69-81.Кобозев В.А., Лыгин И.В. Мониторинг качества электроэнергии на базе многофункциональных счетчиков // Сельский механизатор. 2017. № 1. С. 44-45. 19. Popescu M., Bitoleanu A., Linca M. Improving power quality by a four-wire shunt active power filter: a case study // Energies. 2021. Т. 14. № 7.17.Kobozev VA, Lygin IV. Monitoring kachestva elektroenergii na baze mnogofunkcional'nyh schetchikov. Sel'skij mekhanizator. 2017;1:44-45.Виноградов А.В., Букреев А.В., Виноградова А.В. Таймер – электросчётчик мобильный портативный трёхфазный с радиоканалом передачи данных. Патент № 2739717 Российская Федерация, МПК G01R 11/42, G01R 11/46. // Заявитель и патентообладатель ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. – Заявка 2020124569, заявлено 23.07.2020; опубл. 28.12.2020, Бюл. № 1.Popescu M, Bitoleanu A, Linca M, Suru CV. Improving power quality by a four-wire shunt active power filter: a case study. Energies. 2021;14:7.17.Vinogradov AV, Bukreev AV, Vinogradova AV. Patent № 2739717 Rossijskaya Federaciya, MPK G01R 11/42, G01R 11/46. Tajmer – elektroschyotchik mobil'nyj portativnyj tryohfaznyj s radiokanalom peredachi dannyh. Zayavitel' i patentoobladatel' FGBNU FNAC VIM. – Zayavka 2020124569, zayavleno 23.07.2020; opubl. 28.12.2020, Byul. № 1Vinogradov AV, Bukreev AV, Vinogradova AV. Patent № 2739717 Rossijskaya Federaciya, MPK G01R 11/42, G01R 11/46. Tajmer – elektroschyotchik mobil'nyj portativnyj tryohfaznyj s radiokanalom peredachi dannyh. Zayavitel' i patentoobladatel' FGBNU FNAC VIM. – Zayavka 2020124569, zayavleno 23.07.2020; opubl. 28.12.2020, Byul. № 1

The authors declare that there are no conflicts of interest present.