УДК 621.311.4

ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ АНАЛІЗУ ФЕРОРЕЗОНАНСНИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ З ЗАЗЕМЛЕНОЮ НЕЙТРАЛЛЮ

        Аналіз ферорезонансних схем методами математичного моделювання є основним засобом виявлення небезпечних анормальних режимів у магістральних електричних мережах високої та надвисокої напруг, що працюють з заземленою нейтраллю, оскільки, із зрозумілих причин, експериментальні дослідження в цих мережах мають вкрай обмежене застосування. Але цей шлях вимагає створення відповідного програмного забезпечення, що має поєднувати адекватність відтворення процесів виникнення та розвитку ферорезонансу в реальних схемах мереж з відносною простотою підготовки вихідної інформації та гарантуванням отримання результатів.
        Зазвичай ферорезонансні схеми аналізують на основі розв’язку системи нелінійних диференціальних рівнянь стану електричних і магнітних кіл, що описують перехідні та усталені процеси в мережі [1]. При рішенні рівнянь використовують методи чисельного інтегрування з застосуванням аналітичної апроксимації нелінійних характеристик сталі магнітопроводів трансформаторів. Однак цей підхід вимагає від дослідника наявності високої кваліфікації та достатнього досвіду, оскільки перехідні процеси в ферорезонансних колах, порівняно зі звичайними, є тривалими: замість 2–3 періодів може бути 50–100. Це викликає не тільки накопичення похибки чисельного інтегрування, але виникають труднощі з виявленням кінця перехідного та початку усталеного режимів.
        Для вивчення особливості поводження окремих розв’язків при зміні параметрів системи більш ефективним є використання теорії якісного дослідження диференціальних рівнянь [2]. Одним з основних питань цієї теорії є питання про стійкість рішення або руху системи, якщо рівняння трактувати як модель фізичної системи. Метод континуацій передбачає аналіз стійкості окремого розв’язку при відхиленнях досліджуваного параметра, без необхідності виконання обчислень у часовому просторі. В результаті отримуємо інтервали зміни параметра, в яких можливе виникнення та існування ферорезонансного процесу певного типу. Границі інтервалів є точками біфуркацій. Однак безпосереднє використання континуацій при аналізі режимів діючої електричної мережі також натрапляє на труднощі, пов’язані зі складністю методу. Тому при розробці програмного забезпечення він був використаний на підготовчому етапі, коли визначались небезпечні варіанти схем в реальних мережах. А для аналізу процесів у вже виявлених схемах був реалізований метод Гальоркіна, який передбачає заміну простору часу на простір частот. При цьому робиться припущення про існування певного типу ферорезонансу, й це рішення підставляють в досліджувану систему диференціальних рівнянь. Як наслідок, розроблене програмне забезпечення дає однозначну й чітку відповідь про наявність необхідних умов існування усталеного ферорезонансного процесу в схемі досліджуваної електричної мережі, а тому може бути рекомендоване для використання при вирішенні проектних та експлуатаційних задач у відповідності до нормативних документів.
        У подальшому передбачається створити програмне забезпечення для визначення ймовірності появи достатніх умов виникнення ферорезонансу в конкретній електричній мережі. Це дає змогу на практиці дещо скоротити перелік небезпечних схем за рахунок тих, де існування ферорезонансу принципово можливе, але його виникнення малоймовірне.


        1. Тугай Ю. І. Выявление мест развития феррорезонансных процессов в электрических сетях // Problemy Electroenеrgetyki. Materialy V Miedzynarodowego Seminarium (Lodz 11–12 czerwca 2007) – Lodz: Instytut Electroenergetyki. – S. 159–164.
        2. Тугай Ю. І. Аналіз умов виникнення ферорезонансних процесів в електричних мережах // Вісн. Нац. ун-ту «Львівська політехніка». Електроенергетичні та електромеханічні системи. – Львів: НУ «Львівська політехніка», 2007. – Вип. 596. – С.132–136.