Метою дисертаційної роботи є удосконалення захисних характеристик спрацьовування та схемотехнічних рішень однофазних реле контролю напруги (РКН) побутових споживачів для зменшення споживаної РКН електроенергії, які на відміну від існуючих матимуть можливість вибору стандарту якості електричної енергії і згідно з ними номінальної напруги; разом з тим можливість вибору типу захисних характеристик спрацьовування згідно IEC 60255-127:2010 (залежна та незалежна характеристики часу) та можливості розширення їх функціоналу. Об’єкт дослідження – аварійні режими роботи в трифазних електричних мережах низької напруги з глухоуземленою нейтраллю, що пов’язані з появою недопустимих відхилень напруги в однофазних споживачів (появи перенапруг або недостатніх напруг).Предмет дослідження – захисні характеристики часу спрацьовування РКН, схемотехніка мікропроцесорних РКН, алгоритми роботи РКН.У вступі обґрунтовано актуальність захисту однофазних побутових споживачів від недопустимих відхилень напруги в трифазних мережах живлення з глухоуземленою нейтраллю та системою уземлення TN-C, представлено зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами, наведено наукову новизну, представлено практичне значення отриманих результатів, апробацію результатів та публікації, надано інформацію щодо особистого внеску здобувача. У першому розділі проведено аналіз проблематики захисту однофазних побутових споживачів від недопустимих відхилень напруги живлення. Розглянуті і проаналізовані аварійні ситуації в трифазних електричних мережах з глухоуземленою нейтраллю, що призводять до появи недопустимих відхилень напруги у однофазних споживачів. Оцінено чутливість електропобутової техніки до недопустимих відхилень напруги; проведено огляд та аналіз засобів, що використовуються для захисту від недопустимих відхилень напруги у однофазних споживачів. Обґрунтована актуальність і доцільність застосування саме однофазних РКН побутових споживачів напротивагу іншим електричним апаратам. Проведений огляд однофазних РКН і, на основі вивчення особливостей розглянутих реле, зроблено класифікацію реле за рядом ознак. Проаналізовані конструктивні, схемотехнічні та функціональні особливості однофазних РКН. Розглянуті вимоги стандартів якості електричної енергії в області недопустимих відхилень напруг у однофазних побутових споживачів.Обрано напрями досліджень, поставлені основні задачі дисертаційної роботи.У другому розділі запропоновані концепція та функціональна схема удосконаленого однофазного РКН, в якому передбачений вибір номінального значення напруги 220 або 230 В згідно одночасно діючих в Україні стандартів якості електричної енергії ГОСТ 13109-97 або ДСТУ EN 50160:2014 відповідно, а також можливість вибору залежної або незалежної захисних характеристик спрацьовування згідно стандарту IEC 60255-127:2010.Запропонований алгоритм вимірювання напруги, що полягає в оцифруванні вхідної напруги з датчика і подальшої фільтрації сигналу за допомогою синтезованого з використанням з перетворенням Фур'є фільтра, що дозволяє позбутись постійних, перехідних та високочастотних складових мережевої напруги, які можуть призвести до хибних спрацьовувань реле. Розраховані коефіцієнти цифрового фільтру.У третьому розділі розроблено імітаційну Simulink-модель трифазної електричної мережі низької напруги з глухоуземленою нейтраллю та системою уземлення TN-C для симуляції аварійних режимів, що пов’язані з появою недопустимих відхилень напруги в електричній мережі живлення кінцевого однофазного споживача. Розроблено імітаційну Simulink-модель РКН із залежними та незалежними захисними характеристиками спрацьовування. Проаналізовані результати імітаційного моделювання. Розроблено схемотехніку удосконаленого РКН зі зниженим споживанням електричної енергії, розраховані параметри елементів електричної удосконаленої схеми та здійснено їх вибір. У четвертому розділі зроблено опис розробленого макетного зразка РКН, опис структури програми "прошивки" реле, структури меню налаштувань реле.Розроблено стенд для дослідження часу спрацювання РКН. Проведено аналіз результатів експериментальних досліджень часу спрацьовування макетного зразка РКН.Розроблені рекомендації щодо практичного впровадження, технічної реалізації та розширення функціоналу удосконаленого РКН.У висновках наведено основні результати наукової роботи щодо вирішення поставлених наукових задач дослідження.^UThe purpose of the dissertation is to improve the protective characteristics of operation and circuit design solutions of single-phase voltage control relays (VCR) for household consumers to reduce the consumed electricity by VCR, unlike the existing ones, will have the opportunity to choose the standard of the electric energy quality and, according to them, the nominal voltage; at the same time, the possibility of choosing the type of protection characteristics of operation according to IEC 60255-127:2010 (time dependent and time independent characteristics) and the possibility of expanding their functionality.The object of the study is operation fault modes in the three-phase low-voltage electrical power grids with a solidly earthed neutral, which are associated with the appearance of unacceptable voltage deviations in single-phase consumers (the appearance of overvoltages or undervoltages).The subject of the study is the protective characteristics of the VCR tripping time, the circuitry of microprocessor VCRs, the VCR’s operation algorithms.The introduction substantiates the relevance of protecting single-phase household consumers from unacceptable voltage deviations in three-phase power networks with a dead-grounded neutral and the TN-C grounding system, presents the connection of the work with scientific programs, plans and topics, presents scientific novelty, presents the practical significance of the obtained results, approbation results and publication, information is provided regarding the personal contribution of the applicant.In the first chapter, the problem of protection of single-phase household consumers from unacceptable deviations of the supply voltage is analyzed. Considered and analyzed fault cases in three-phase electrical networks with the solidly earthed neutral, which lead to the appearance of unacceptable voltage deviations in single-phase consumers. The sensitivity of electrical household appliances to unacceptable voltage deviations was evaluated; a review and analysis of the means used to protect against unacceptable voltage deviations in single-phase consumers was carried out. The relevance and expediency of the use of single-phase VCR household consumers against other electrical devices is well-founded. An overview of single-phase VCRs was carried out and, based on the study of the features of the considered relays, a classification of relays was made according to a number of features. The structural, circuit-technical and functional features of single-phase VCRs are analyzed. Considered requirements of electrical energy quality standards in the area of unacceptable voltage deviations in single-phase household consumers.The scientific objectives of the dissertation research are formulated.In the second chapter, the concept and functional scheme of the improved single-phase VCR are proposed, in which the choice of the nominal voltage value of 220 or 230 V is provided in accordance with the simultaneously valid in Ukraine electricity quality standards GOST 13109-97 or DSTU EN 50160:2014, respectively, as well as the possibility of choosing a dependent or independent protective characteristics of operation according to standard IEC 60255-127:2010.The voltage measurement algorithm is proposed, which consists in digitalizing the input voltage from the sensor and subsequent filtering of the signal using a filter synthesized using the Fourier transform, which allows to obtain rid of constant, transient and high-frequency components of the network voltage, which can lead to false tripping of the relay. The digital filter coefficients have been calculated.In the third chapter, an imitation Simulink model of a low-voltage three-phase electrical power grid with a solidly earthed neutral and a TN-C grounding system is developed for the simulation of emergency modes associated with the appearance of unacceptable voltage deviations in the electrical power supply network of the final single-phase consumer.The imitation Simulink model of VCR with time dependent and time independent protection characteristics of tripping has been developed. The results of simulation modeling have been analyzed.The circuit design of the improved VCR with reduced consumption of electrical energy was developed, the parameters of the elements of the electrical of improved circuit were calculated and their selection was carried out.In the fourth chapter, a description of the developed mock-up sample of the VCR, a description of the structure of the relay "firmware" program, and the structure of the relay settings menu are made.A stand has been developed for the study of the operation time of the RCN.Recommendations for practical implementation, technical implementation and expansion of the functionality of the improved VCR have been developed.In the conclusions, the main results of the scientific work regarding the solution of the set scientific problems of the research are given.