<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">energy</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1029-7448</issn><issn pub-type="epub">2414-0341</issn><publisher><publisher-name>BNTU</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/1029-7448-2023-66-4-333-343</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">energy-2289</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRICAL POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Ввод дополнительного выключателя в блок генератор-трансформатор для энергосбережения в схемах открытых распределительных устройств электростанций</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Introduction of an Auxiliary Breaker into the Generator-Transformer Block for Energy Saving in Open Switchgear Circuits of Power Plants</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Барукин</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Barukin</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Адрес для переписки:Барукин Александр Сергеевич –Торайгыров университет,ул. Ломова, 64,140008, г. Павлодар, Республика Казахстан.Тел.: +7 778 288-79-15alexbarukin@mail.ru</p></bio><email xlink:type="simple">alexbarukin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Клецель</surname><given-names>М. Я.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kletsel</surname><given-names>M. Ya.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Павлодар</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavlodar</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Динмуханбетова</surname><given-names>А. Ж.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dinmukhanbetova</surname><given-names>A. Zh.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Павлодар</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavlodar</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Амирбек</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Amirbek</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Павлодар</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavlodar</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Торайгыров университет</institution><country>Казахстан</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Toraighyrov University</institution><country>Kazakhstan</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>08</day><month>08</month><year>2023</year></pub-date><volume>66</volume><issue>4</issue><fpage>333</fpage><lpage>343</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Барукин А.С., Клецель М.Я., Динмуханбетова А.Ж., Амирбек Д.А., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Барукин А.С., Клецель М.Я., Динмуханбетова А.Ж., Амирбек Д.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Barukin A.S., Kletsel M.Y., Dinmukhanbetova A.Z., Amirbek D.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://energy.bntu.by/jour/article/view/2289">https://energy.bntu.by/jour/article/view/2289</self-uri><abstract><p>Обосновывается необходимость отыскания новых путей энергосбережения на открытых распределительных устройствах электростанций. Предлагается для повышения эффективности энергосбережения вводить дополнительный выключатель между трансформатором блока и его двумя выключателями со стороны высшего напряжения. Целесообразность такого ввода доказывается на основе сравнения результатов расчетов недоотпуска электроэнергии (НЭ) по таблично-логическому методу (Ю. Б. Гук) полученных схем и традиционных. Для расчетов исследуются режимы, возникшие в связи с изменившейся главной схемой электростанции. При этом даются формулы, по которым рассчитываются уменьшения НЭ, ущерба от него при реконструкции и затрат при сооружении электростанции (считается, что издержки во всех вариантах одинаковы). Используются статистические данные России и спрогнозированная нами частота lэв отказов элегазового выключателя напряжением 750 кВ. Рассматривается использование в качестве вводимого выключателя элегазового с заменой и без замены остальных выключателей на элегазовые. Представляется таблица с результатами расчетов НЭ, ущерба и затрат при предлагаемом вводе, где определяется, насколько ввод выключателя изменяет их для 18 кольцевых схем и 17 схем «3/2» и «4/3» открытых распределительных устройств напряжением 330–750 кВ на КЭС, АЭС и ГЭС. Показывается, что наличие генераторного выключателя в блоках позволяет в несколько раз уменьшить эти показатели эффективности энергосбережения. Предлагается способ определения частоты отказов гипотетического выключателя, способного при традиционной замене принести такой же эффект, как вводимый элегазовый выключатель. Дается пример определения этой частоты. Приводятся результаты расчетного уменьшения НЭ, ущерба и затрат при замене воздушного выключателя на элегазовый.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A need in finding of new ways of energy saving at open switchgears of power plants is substantiated. In order to increase energy saving efficiency, an auxiliary breaker is suggested to be inserted between a transformer of a block and its two high-voltage circuit breakers. The reasonability of such an insertion is proved on the basis of comparing of calculations resultsof under-discharge of electricity (UE) by the tabular-logical method (Yu. B. Guk) of the obtained schemes and of the traditional ones. For the calculations, the conditions that arose due to the change in the main circuit of a power plant are studied. Also, equations are given for calculation of a decrease in UE, damage due to it during reconstruction, and costs for the construction of a power plant (the costs are assumed to be the same in all options). Russian statistical data and the predicted failure rate λEV of a 750 kV SF6 circuit breaker are used. An option of the introduction of an SF6 circuit breaker with and without replacement of other circuit breakers with SF6 circuit breakers is considered. The results of calculations of UE, damage, and costs for the introduction suggested are tabulated, where changes in them due to the introduction of the circuit breaker are estimated for 18 ring circuits and 17 “3/2” and “4/3” circuits of 330–750 kV switchgears at condensation, nuclear, and hydroelectric power plants. It is demonstrated that the presence of a generator breaker in the blocks makes it possible to reduce these energy-saving efficiency indicators several times. A technique for determining the failure rate of a hypothetical circuit breaker, which, in the case of traditional replacement, is capable of producing the same effect as an SF6 circuit breaker inserted is proposed. An example of determining this frequency is given. Results of the calculated reduction of UE, damage and costs for the case of an air circuit breaker having been substituted to an SF6 circuit breaker are presented.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>трансформатор блока</kwd><kwd>дополнительный выключатель</kwd><kwd>генераторный выключатель</kwd><kwd>частота отказов</kwd><kwd>формулы</kwd><kwd>энергосбережение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>block transformer</kwd><kwd>auxiliary breaker</kwd><kwd>generator circuit breaker</kwd><kwd>failure rate</kwd><kwd>equations</kwd><kwd>energy saving</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование финансируется Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (грант №АР09058249).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Анализ структурной надежности главных схем электрических соединений атомных электростанций / М. А. Короткевич, А. Л. Старжинский // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2017. Т. 60, № 3. С. 191–197. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-3-191-197.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Korotkevich M. A., Starzhinskij A. L. (2017) The Analysis of Structural Reliability of the Main Electric Connection Circuits of Nuclear Power Plants. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 60 (3), 191–197. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-3-191-197 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Reliability Evaluation for Different Power Plant Busbar Layouts by Using Sequential Monte Carlo Simulation / M. Moazzami [et al.] // International Journal of Electrical Power &amp; Energy Systems. 2013. Vol. 53. P. 987–993. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2013.06.019.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Moazzami M., Hemmati R., Fesharaki F. H., Rad S. R. (2013) Reliability Evaluation for Different Power Plant Busbar Layouts by Using Sequential Monte Carlo Simulation. International Journal of Electrical Power &amp; Energy Systems. 53, 987–993. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2013.06.019.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гук, Ю. Б. Теория надежности в электроэнергетике / Ю. Б. Гук. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 208 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guk Yu. B. (1990) Reliability Theory in Electric-Power Engineering. Leningrad, Energoatomizdat Publ. 208 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гук, Ю. Б. Теория надежности. Введение / Ю. Б. Гук, В. В. Карпов, А. А. Лапидус. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2009. 171 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guk Yu. B., Karpov V. V., Lapidus A. A. (2009) Theory of Reliability. Introduction. Saint Petersburg, Polytechnic University Publ. 171 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Околович, М. Н. Проектирование электрических станций: учеб. / М. Н. Околович. М.: Энергоиздат, 1982. 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Okolovich M. N. (1982) Power Plant Design. Moscow, Energoizdat Publ. 400 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оценка эффективности применения элегазовых выключателей при реконструкции и новом строительстве электросетевых объектов / В. А. Непомнящий, П. В. Илюшин // Надежность и безопасность энергетики. 2012. № 4 (19). С. 13–21.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nepomnyashchy V. A., Ilyushin P. V. (2012) Evaluating the Effectiveness of the Use of Gas Insulated Circuit Breakers in the Reconstruction and New Construction of Power Supply Facilities. Safety and Reliability of Power Industry, (4), 13–21 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методические указания по технико-экономическому обоснованию электросетевых объектов. Эталоны обоснований: СТО 56947007-29.240.01.271-2019. Введ. 2019-07-24. М.: ПАО «ФСК ЕЭС», 2019. 33 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">STO (Organization Standard) 56947007-29.240.01.271-2019. Guidelines for the Feasibility Study of Electric Grid Facilities. Justification Standards. Moscow, UES FGC Publ. 2019. 33 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">The Reliability of the Gas-Filled 110–750 kv Circuit Breaker Units of Substations / Yu. A. Dementyev [et al.] // Power Technology and Engineering. 2011. Vol. 45, Iss. 2. P. 151–154. https://doi.org/10.1007/s10749-011-0240-6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dementyev Yu. A., Misrikhanov M. Sh., Stolyarov E. I., Abdurakhmanov A. M., Fedorov V. E., Shuntov A. V. (2011) The Reliability of the Gas-Filled 110–750 kv Circuit Breaker Units of Substations. Power Technology and Engineering, 45 (2), 151–154. https://doi.org/10.1007/s10749-011-0240-6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Балаков, Ю. Н. Проектирование схем электроустановок / Ю. Н. Балаков, М. Ш. Мисриханов, А. В. Шунтов. М.: Издательский дом МЭИ. 2016. 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Balakov Yu. N., Misrikhanov M. Sh., Shuntov A. V. (2016) Design of Electrical Installation Circuits. Moscow, MEI Publ. 288 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">International Surveys on Circuit-Breaker Reliability Data for Substation and System Studies / A. Janssen, D. Makareinis, C. E. Sölver // IEEE Transactions on Power Delivery. 2013. Vol. 29. Iss. 2. P. 808–814. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2013.2274750.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Janssen A., Makareinis D., Sölver C. E. (2013) International Surveys on Circuit-Breaker Reliability Data for Substation and System Studies. IEEE Transactions on Power Delivery, 29 (2), 808–814. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2013.2274750.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Электротехнический справочник: в 4 т. / под общ. ред. В. Г. Герасимова [и др.]; гл. ред.А. И. Попов. М.: Издательство МЭИ. 2004. Т. 3: Производство, передача и распределение электрической энергии. 964 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerasimov V. G., D'yakov A. F., Il'inskii N. F., Labuntsov V. A., Morozkin V. P., Orlov I. N., Popov A. I., Stroev V. A. (eds.) (2004) Reference Book in Electrical Engineering. V. 3. Electrical Power Production, Transmission, and Distribution. Moscow, MEI Publishing House Publ. 964 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Электрическая часть станций и подстанций / А. А. Васильев [и др.]. М.: Энергоатомиздат. 1990. 576 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasil’ev A. A., Kryuchkov I. P., Nayashkova E. F., Okolovich M. N. (1990) Electrical Section of Stations and Substations. Moscow, Energoatomizdat Publ. 576 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старшинов, В. А. Электрическая часть электростанций и подстанций / В. А. Старшинов,М. В. Пираторов, М. А. Козинова. М.: Издательский дом МЭИ. 2015. 296 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Starshinov V. A., Piratorov M. V., Kozinova M. A. (2015) Electrical Section of Power Plants and Substations. Moscow, MEI Publ. 296 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Revision of TRV requirements for the application of generator circuit-breakers / M. Palazzo [et al.] // Electric Power Systems Research. 2016. Vol. 138. P. 66–71. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2016.03.030.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Palazzo M., Popov M., Marmolejo A., Delfanti, M. (2016) Revision of TRV Requirements for the Application of Generator Circuit-Breakers. Electric Power Systems Research, 138, 66–71. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2016.03.030.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Укрупненные стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35–750 кВ: утв. Приказом ОАО «ФСК ЕЭС». М., 2013. 74 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aggregated Cost Indicators of Power Lines and 35–750 kV Substations. Moscow, UES FGC Publ. 2013. 74 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Открытое распределительное устройство электрической станции с двумя блоками генератор-трансформатор и двумя линиями: пат. № 35969 Республики Казахстан / А. С. Барукин, А. Ж. Динмуханбетова, А. Г. Калтаев, М. Я. Клецель. Опубл. 02.12.2022, бюл. № 48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Barukin A. S., Dinmukhanbetova A. Zh., Kataev A.G., M. Ya. Kletsel’ M. Ya. (2022) An Open Switchgear of an Electric Station with Two Generator-Transformer Units and Two Lines. Patent of the Republic of Kazakhstan No 35969 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
