Исследование коммутационных перенапряжений и их воздействия на полупроводниковые диоды в цепях оперативного постоянного тока электрических странций и подстанций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Федоров, Юрий Константинович

• Федоров, Юрий Константинович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Федоров, Юрий Константинович

ВВЕДЕНИЕ

Глава I.

§ 1-1.

§ 1-2.

§ 1-3.

Глава П.

§ 2-1.

§ 2-2.

§ 2-3.

§ 2-4.

Глава Ш.

§ 3-Х.

ШЕЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА БЕЗ ИСКРЕНИЯ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ

Обоснование расчетной схемы для анализа переходных процессов при коммутации индуктивных цепей постоянного тока.

Определение величины коммутационных перенапряжений.

Определение параметров обмоток реле и экспериментальная проверка методики расчета коммутационных пере напр яжений . . . 26 ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ШЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИСКРЕНИЕМ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ

Механизм возникновения перенапряжений высокой частоты.

Коммутационные перенапряжения в сети оперативного постоянного тока

Резонансные перенапряжения.

Коммутационные перенапряжения при отключении с дугой.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА ПСШУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ Установление критерия, определяющего необходимость применения защиты полупроводниковых диодов.

§ 3-2. Характер изменения вентильных свойств диодов в результате прохождения через них импульсов обратного тока

§ 3-3. Методика определения критического значения импульсов обратного тока

Глава 1У. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯГШИ

§ 4-1. Схемы защит от коммутационных перенапряжений

§ 4-2. Изменение токов в обмотке реле и в защитной цепочке при отключении

§ 4-3. Определение параметров защитных цепочек.

§ 4-4. Оценка влияния защитных цепочек на работу схемы релейного устройства.

§ 4-5. Величина максимального тока через защитную цепочку.

§ 4-6. Работоспособность релейного устройства при повреждении защитной цепочки.

§ 4-7. Рекомендация по ограничению коммутационных перенапряжении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование коммутационных перенапряжений и их воздействия на полупроводниковые диоды в цепях оперативного постоянного тока электрических странций и подстанций»

С развитием энергосистем возрастает необходимость оснащения их сложными системами и устройствами управления, обеспечивающими функционирование энергосистем в нормальных и аварийных режимах. К ним относятся:

- системы противоаварийной автоматики (СПА),

- устройства релейной защиты и системной автоматики (РЗА),

- системы технологической автоматики на электростанциях (СТА!

- сети и системы сбора и передачи оперативной информации (СПИ),

- информационные системы оперативно-диспетчерского управления в сетях и на подстанциях (ИС),

- автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ. и т.д.

Реализация этих систем на традиционной электромагнитной и электромеханической основе становится все более затруднительной. Поэтому в энергетику началось внедрение электронной и вычислительной техники, что связано с переводом указанных систем на новую аппаратурную основу с малой мощностью информационных сигналов. Усложнение управления, защиты и автоматики энергосистем, а также удаление источников информационных сигналов от объектов, принимающих и перерабатывающих эти сигналы обусловливает значительное разветвление и удлинение цепей вторичной коммутации. Указанное обстоятельство, а также значительный рост мощности цепей первичной коммутации и уменьшение мощности информационных сигналов привели к существенному росту помех в цепях управления, защиты и автоматики электрических станций и подстанций. Многочисленные исследования, проводимые как у нас в стране, так и за рубежом [х,2,3,4,5] показывают, что возникающие помехи могут приводить к пробою изоляции цепей вторичной коммутации и к повреждению полупроводниковых схем и отдельных полупроводниковых приборов [а]. Это, в свою очередь, может привести к неправильному действию или отказу автоматического устройства и в итоге послужить причиной аварии в энергосистеме Поэтому в настоящее время весьма остро встал вопрос о помехозащищенности полупроводниковой и вычислительной техники при размещении ее на территории энергообъектов.

Основными источниками помех на электрических станциях и подстанциях могут быть[1]:

- коммутации разъединителями участка шин,

- короткие замыкания на землю, вызывающие токи, протекающие через контур заземления подстанций,

- протекание по шинам подстанций волн коммутационных перенапряжений, набегающих с линий,

- коронирование проводов,

- повторные зажигания в выключателях,

- неплотные контактные соединения,

- частичные разряды в изоляции,

- атмосферные перенапряжения, проявляющиеся в виде волн, набегающих с линий, а также прямых ударов в территорию подстанции,

- коммутации тиристоров, используемых в высоковольтных передачах постоянного тока,

- резонансные явления при переключениях высоковольтных; конденсаторов ,

- взаимоиндукция на промышленной частоте,

- переключение контактами различных индуктивных цепей постоянного тока (реле, контакторы, соленоиды, электродвигатели и т.п.

Практика эксплуатации и специально проведенные эксперименты показывают, что полупроводниковые приборы в основном выходят из строя в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, вследствие воздействия на них таких помех, как пере напряжения, возникающие при коммутации обмоток реле и других катушек индуктивности. Однако до настоящего времени коммутационные перенапряжения в указанных цепях были недостаточно изучены и их исследованиям не уделялось должного внимания.

Для защиты от коммутационных перенапряжений транзисторов, работающих в режиме переключения, стали применяться защитные цепочки [б^ (рис.В-1), которые присоединяются параллельно обмотке коммутируемого реле (рис.В-2) и снижают перенапряжения, возникающие между зажитми обмотки (1-2). Однако отсутствие достаточно надежного критерия, определяющего опасность воздействия коммутационных перенапряжений на полупроводниковые приборы, приводит во многих случаях к необоснованным техническим решениям по их применению. При этом возможны случаи, когда схемы вторичной коммутации существенно усложняются без достаточных на то оснований или оказываются недостаточно защищенными от воздействия коммутационных перенапряжений.

В отличие от схем с транзисторами, работающими в режиме переключения в индуктивных цепях, при разработке и проектировании схем оперативного постоянного тока с полупроводниковыми диодами, также подверженными воздействию коммутационных перенапряжений, защита диодов, как правило, не предусматривается. Это приводит к тому, что среди полупроводниковых приборов, выходящих из строя, подавляющее количество составляют диоды.

Характерным примером цепей, где на диод могут воздействовать коммутационные перенапряжения, служит схема, изображенная на рис. В-3. Здесь разделяющий диод I) оказывается под воздействием коммутационного перенапряжения при размыкании контактов К1 и замкнутом положении контактов К2 .

Однако, наряду с повреждениями диодов, в эксплуатации отмечались случаи, когда диоды не выходили из строя при воздействии обратных напряжений, значительно превосходящих максимально допустимые напряжения. В связи с этим оставалось неясным каким образом

Di

Kl—И l ъ

I—Kh

Ц> i 2 D ъ я

Puc.ß* I ЗАщитные цепочш, применяемые для снижения коммутационных перенапряшений.

Здщитная цепочна Г i

Puc.fcl.3amuma транзистора Т с помощью за щитной цепот.

Мз

Н2. Л

РисМСта, Ь которой .разделяющий диод D мошет подвергаться ёоздеиетпию шмутационных перенапряжений. зависят повреждения диодов от их параметров и характеристик коммутационных перенапряжений? Какова природа возникновения коммутационных перенапряжений? Как изменяются вентильные; свойства диодов в зависимости от воздействия обратных напряжений, превосходящих максимально допустимые?

Данные литературных источников, посвященные использованию полупроводниковых приборов в цепях вторичной коммутации электростанций и подстанций [б-27] , а также специальная литература по полупроводниковым приборам [28-45] не дают достаточно полных ответов на поставленные вопросы.

Поэтому целью данной работы является исследование коммутационных перенапряжений в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, установление степени опасности их воздействия на полупроводниковые диоды и разработка мероприятий по их ограничению.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментальное изучение характера коммутационных перенапряжений в цепях оперативного постоянного тока с целью выяснения механизма их возникновения.

2. Разработка инженерной методики исследования коммутационных перенапряжений в цепях оперативного постоянного тока.

3. Разработка методики оценки опасности воздействия коммутационных перенапряжений на полупроводниковые диоды.

Выбор средств и способов защиты полупроводниковых приборов от коммутационных перенапряжений.

Теоретические и экспериментальные исследования процессов при коммутации индуктивных цепей постоянного тока позволили выяснить механизм протекания этих процессов, дать их аналитическое описание и разработать соответствующие инженерные методики расчета.

Показано, что в качестве критерия, определяющего необходимость применения защиты полупроводниковых диодов, следует использовать максимально допустимое значение импульсов обратного тока, возникающих при воздействии на диоды коммутационных перенапряжений.

Разработана методика определения параметров защитных цепочек. Предложен способ ограничения коммутационных перенапряжений, возникающих при переключениях с помощью транзистора.

Материалы исследования представлены в диссертации в следующей пос ле д ов ате льн о сти.

В первой главе дан анализ переходных процессов, возникающих при коммутации индуктивных цепей постоянного тока без искрения на контактах. Показано, что процесс имеет колебательный характер. Поэтому для его исследования необходимо учитывать более полно параметры схемы замещения коммутируемой катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником. Кроме того, в расчетной схеме необходимо учитывать зависимость изменения во времени сопротивления коммутирующего элемента. Учет этого времени и параметров катушки индуктивности, взятых при частоте переходного процесса, позволили разработать методику определения коммутационных перенапряжений, которая обеспечивает высокую точность расчетов.

Для нахождения параметров коммутируемой катушки индуктивности разработана методика их экспериментального определения.

Во второй главе исследован механизм возникновения коммутационных перенапряжений при многократных искровых пробоях меж контакта о го промежутка и показано, что кривая коммутационных перенапряжений в этом случае имеет зубчатую форму. Амплитуда перенапряжений в зависимости от времени возрастает, а частота снижается. Установлено, что колебания кривой коммутационных перенапряжений имеют частоту от нескольких единиц до нескольких десятков килогерц. Аналитическое исследование коммутационных перенапряжений позволило разработать инженерную методику анализа переходного процесса с помощью вычислительной машины М6000.

На основании изучения коммутации обмоток рвлез и других катушек швдуктивности в реальных условиях их работы в сети оперативного постоянной» тока сделан вявод о том, что. коммутационное перенапряжения возникают не только, между зажимами абмо.тки коммутируемого реле, но. также между коммутируемым полюсом обмотки и землей.

Показа&о, что при коммутации линий в сети оперативная^ шютаь янного тока имеется возможность возникновения резонансных перенапряжений и предложены меры шх> их предотвращению),

В результате проведениях исследований коммутации индуктивных цепей постоянного тока с дугой была порчена формула расчета коммутационных перенапряжений, которые возникают в этих случаях.

В третьей главе на основании полученных вольт-амперных харак«* теристик диодов был сделан вывод о том, что выделяющаяся в вентильном слое полупроводникового диода энергия при лавинном пробое манжет характеризоваться током и его длительностью* Именно эти величины предложено рассматривать в качестве действительного критерия допустимых воздействий при перенапряжениях.

Для установления опасных значений импульсов обратного тока диодов, возникающих рри воздействии на них коммутационных перенапря* жений, проведены исследования изменения вентильных свойств диодов, [[оказано, что, максимально допустимое значение импульсов обратного тока определяется, исходя из среднекритического их значения, представляющего среднеарифметическое всех критических значений импульсов обратного, тока, при которых р-П переход (вентильный слой) диода нагревается до критической температуры, соответствующей переходу лавинного пробоя в лавинно-тепловой.

На основании ¡проведенных исследований изменения вентильных свойств диодов разработана методика расчета критического значения импульсов обратного тока.

В четвертой главе проведены аналитические исследования переходных процессов, возникающих при коммутации индуктивных цепей постоянного толса с подсоединенной защитной цепочкой. Разработана методика определения параметров защитных цепояек, которая учипа-ваетг то., что- значения таких параметров обмотки реле с ферромагнитным сердечником, как активное сопротивление и индуктивность суще-* ственно зависят от частоты, благодаря чему обеспечивается высокая точность расчетов.

Г лава первая

ПЕ ЕЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЦЕН ЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА БЕЗ ИСКРЕНИЯ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ

§ 1-Х. Обоснование расчетной схемы для анализа переходных процессов при коммутации индуктивных цепей постоянного тока.

Исследование переходных процессов при отключении индуктивных цепей постоянного тока с шмощью контактоз показывает, что возникающие при этом коммутационные перенапряжения по форме кривой могут быть в виде:

I. колебаний зубчатой формы (рис. 1-1а); ¿v гармонических затухающих колвбаний (рис. I-I6); 3. затухающих колзбаний, которым предшествует монотолно ниспадающая кривая (рис. 1-Хв).

Первой кривой соответствует переходный процесс с многократными искровыми пробоями межконтактного промежутка, второй кривой «. отключение без искрения на коммутирующих контактах, третьей - отключение с дугой, пак правило, коммутация обмоток релз, наиболее распространенных в настоящее время в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, происходит с многократными искровыми пробоями межконтактного промежутка. Отключение же таких катушек индуктивности, как контакторы включения масляных выключателей, происходит с дугой, и лишь при коммутации малых токов, которые обычно протекают по обмоткам магнитоэлектрических, поляризованных реле или герконов и низких уровнях питающих напряжений, происходит безыскровой процесс. исследование коммутационных перенапряжений при отключении цепей постоянного тока целесообразно начать с анализа перенапряжений, возникающих при безыскровой коммутации, когда отключаемые токи имеют значения до сотен микроампер при напряжении на обмота/ щ

Рис. /-/. коммутационные перенапряжения, 5озни~ хающие 6 цепях оперативного постоянного тона эшюричешх станций и подстанций.

I-а ш. ч> о ис V

Рис. /-<?. Расчетная схема для анализа переходных процесса5 при коммутации индуктиЗных целей постоянного тона ( - коммутирующий элемент, £ - источник напряжения постоянного тона). ке до нескольких десятков вольт. Снижение тока в цепи контактов в этом случае происходит в виде срезах^. При безыскровой коммутации можно не учитывать процессы, происходящие на коммутирующих контактах, что существенно упрощает рассмотрение перенапряжений, давая возможность выявить основные закономерности их возникновения. В связи с этим переходный процесс, возникающий при безыскровой коммутации, является самым простым из рассмотренных выше и знание механизма его протекания может оыть полезным при исследовании боже сложных процессов, возникающих при отключении с многократными искровыми пробоями межконтактного промежутка и с дугой.

Процессы, происходящие при коммутации цепей постоянного тока, рассматривались в литературе и ранее [б,4б] . Но при этом не учитывался ряд факторов, что приводило к недостаточно полному их представлению.

Для изучения переходных процессов, возникающих при коммутации в цепях постоянного тока, необходимо разработать достаточно надежную расчетную схему. Как показывают эксперименты (рис. 1-1) переходный процесс при отключении индуктивных цепей носит колебательный характер. Это свидетельствует о том, что обмотка реле (катушка индуктивности) в общем случае должна быть представлзна в виде цепи с распредедюнными параметрами, состоящей из соединенных между собою колебательных контуров [47,48,4у] . Между тем, из анализа осциллограмм (рис. 1-1) следует, что с достаточной для практики точностью схема замещения обмотки реле может быть принята одночастотная, т.е. в виде ЯЮ колзбательного контура, цце ЯД иС~ соответственно активное сопротивление, индуктивность и результирующая межвитковая емкость обмотки реле (рис. 1-2).

Для создания условия коммутации без искрения в экспериментах были использованы реле постоянного тока на номинальное напряжение 220 вольт, отключение обмоток которых происходило при пониженном напряжении источника питания (порядка 5-Ю в).

Обмотки реле, применяемые в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, как правило, имеют ферромагнитный сердечник. Поэтому важным является вопрос о линейности таких параметров обмотки реле, как активное сопротивление R и индуктивность L . Нике Сем.§ 1-3) показано, что применяемые в цепях постоянного тока электрических станций и подстанций обмотки реле с ферромагнитными сердечниками при тех уровнях коммутационных перенапряжений, которые имеют место в реальных условиях работы реле, можно рассматривать как линейные элементы.

Для выяснения вопроса о характере влияния на переходный процесс при отключении индуктивной цепи увеличивающегося во времени сопротивления коммутирующего элемента (когда, например, в качестве последнего используется транзистор, работающий в ключевом режиме) этот элемент введен в расчетную схему (рис.1-2) сопротивлением

При срезе тока в цепи коммутирующего элемента напряжение на зажимах обмотки реле(катушки индуктивности) определяется по известной формуле: где с=1Гсое sLn(wt+y>) R

1-1)

IL

- коэффициент затухания,

Vco = £

1+/l±SR£r ,.\П

U)

RC т.е. времени, за которое происходит увеличение переходного сопротивления контактов при их размыкании или сопротивления коллекторного перехода транзистора, работающего в режиме переключения, при его запирании), а также соответствия значений активного сопротивления и индуктивности обмотки реле с ферромагнитным сердечником частоте гармонических затухающих колебаний напряжения и тока при переходном процессе. Принимая во внимание это обстоятельство и то, что для обеспечения надежности работы устройств управления, защиты и автоматики, выполненных с использованием полупроводников при их разработке и проектировании необходимо учитывать перенапряжения, возникающие при коммутации обмоток реле (катушек индуктивности), появилась необходимость в подробном анализе происходящих при коммутациях явлениях и в получении формул для их количественных и качественных оценок.

§ 1-2. Определение величины коммутационных перенапряжений.

Известно, что отключение электрической цепи без искрения можно представить как включение монотонно увеличивающегося сося от относительно малой величины до бесконечности.

Для вывода более точной зависимости, с помощью которой можно определять коммутационные пере напрже ния, представим коммутипротивления которое за время отключения изменяетрующий элемент в виде сопротивления мы рис.1-2 следующую систему уравнений: и составим для схе

I = I,. + Ц

О-з)

Приведем эту систему к зависимости, в которой в качестве неизвестных будет величина тока i'L и ее производные. Для этого продифференцируем третье уравнение системы и найдем из него выражение для тока Iс ♦ 1

После подстановки во второе уравнение вместо тока Ь его значения из первого уравнения с заменой тока на его выражение и подстановки вместо интеграла во втором уравнении его значения из третьего уравнения системы, получим: х^ Здесь

IV /я \ и Л я ,.

Эта зависимость представляет неоднородное уравнение второго порядка с переменными коэффициентами. Как известно, его решение не выражается через элементарные функции и может быть представлено в виде степенного ряда. Однако з подобном виде оно не позволяет сделать качественных оценок. Кроме того, членами ряда являются экспоненциальные функции с высокими показателями степени, вследствие чего ряд имеет чрезвычайно медленную сходимость.

Поэтому для решения поставленной задачи воспользуемся следующим приемом. Ток в коллекторной цепи транзистора, работающего в режиме переключения, при его запирании с достаточной точностью аппроксимируется экспонентом [¿8^ , т.е. может быть выражен как

-Л

1=10е (1-5) где оС = т=г , т.к. здесь под временем отключения ¿С подиазу-мевается время, за которое начальное значение тока ( Ь0 ), проходящего в обмотке реле, уменьшается в в раз, т.е.

Л А Я

ЧТ; = —- > откуда оI = - , сГ . .

Допустим, что ток в цегш источника питания (рис. 1-2) изменяется в соответствии с выражением (1-5).

С учетом этого система уравнении (1-3) может быть приведена к виду: в = Сс 4- ¿.^ с Л (1-б)

После несложных преобразований получим: о. А ¿к + —ь = -к/** с^1 I 'сЦ 1С ь " 1С м

При соблюдении неравенства и ' 2, и которое, как. правило, выполняется для рела и начальных условиях к и =

Н, ь и

9.,-Я I

И) где Ро сопротивление обмотки реле постоянному току, выражение для тока а г асозьЛ + ё&пиЖ) + ¿о

О-«) где а

X % 4- \х)

8 =

Л8-. ¿1 ^ ь £1.

1 л, и~ь и соответственно, активное сопротивление: и индуктивность

- 201 Й обмотки реле при переходном процессе. Известно, что при - >

ЯЖо и I- < и - {^оССо г где ^д « постоянная времени разряда индуктивности обмотки реле на сопротивление Я0 .

Подставив это выражение во второе уравнение системы (1-6), после рща преобразований, приведенных в приложении П1Д,' получим следующую зависимость для напряжения на емкости: с = Е я».

1Н0) где

ОДаЯ + шЫ ^ -0,6ВЯ + ьи1а

Иа ~ Ко к + Хы'ь а =

6 = л + &) г. г + а» и-А ш - \/—^— с4

1 1кс ь У

0 = - агс " 1

Я- оИ или в отнсительных единицах с Е а р1 ^ . е мл и>£ +

И . а и)

-Л е I

Ко.

Как следует из формулы (1~1о) напряжение состоит из двух экспоненциально затухающих слагаемых: первое ~ гармони*-ческое напряжение, обусловленное колебательным процессом в обмотке реле, второе - напряжение, имеющее место из-за отличия от нуля времени отключения ^ .

При > 0 , оЬ —> оо (что соответствует мгновенному отключению) выражение (1-10) становится более простым

11с -Е + ^ип + у

1 -11) где Л у о = ал-с уУ+й о или в относительных единицах о

V; = -у - = г1!«, (и + (1-13)

Максимум перенапряжения

С=Е е1V, (а. + у.') (1 -1 А)

1ли в относительных единицах

-О

-1 г°* и СМ пТ . I о \ , х оотигается при т -0 ' и

Для практического применения, формул: (1-10) и (1-12) следует установить критериЦ, определяющий, в каких случаях расчет можно проводить, используя более простую зависимость (1-12). Для этого найдем такое значение , при котором перенапряжения, рассчитанные по формуле (1-10) для любых значений имели бы величины, не отличающиеся, более, чем на от рассчитанных по формуле (1-12).

Для. определения с^ъс используем, максимальные, значения перенапряжении, т.е. ТГс „ 1к» » где

-^«ЧиМ*. К-1

1-1С)

Определение.; Учитывая, что для обмоток релв постоянного тока, используемых в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, спрведливы соотношения: и) > £

Я Ж. О"«) и принимая оС > си , разложим величину в рядх^, который ограничим первыми двумя членами и в котором в качестве общего множите)ЛЯ для всех членов выделим величину Т/см • 3 результате получим:

VCM=C(l + i) (148)

В соответствии с условием: погрешности в 5% запишем следующее равенство: i = 005 (1-19) откуда oíoslos

При подстановке в эту формулу значений параметров: ряда релэ (из таблицы 1~1)хх) получим, что величина имеет порядок (0,9 - 2,5)хЮ5 1/с. Принимаем Зх10б I/с.

Все преобразования, связанные с определением cLk , приведены в приложении П1,2. хх^ Методика определения параметров обмоток реле приведена ниже.

Таблица 1-Х па^. рамет^ ры Реле РП23 РП252 РП255 РП222 РП251 ЭВХ23 РУ21 МЮГ48

Гц) 4170 2380 6250 1660 6250 1930 6250 1720 3X30 мс) 0,24 0,42 ОДб 0,6 ОДб 0,52 0Д6 0,58 0,32 с пф) 33 100 165 160 44 170 120 34 62

1о Гн) ' 180 155 3,3 Х56 14,7 52 19,2 260 114

Ко Ом) 16300 9300 7200 7650 9500 7 650 1750 28000 Х8500

1 Гн) 20,9 30 2,92 37,5 9,35 27,3 3,34 104 26 я Ом) 520000 360000 30600 344300 186000 350000 68300 1470000 465000

1/с) -12450 -6000 »5250 -4600 -9950 -6400 -10200 -7070 -8950 ш 1/с) 36000 17300 45000 Х2Х00 48300 13200 48800 15300 23200

- 26

8 итоге максимальное время отключения, при котором можно пользоваться упрощенной формулой (1-Х2), имэет порядок Ю~6с.

При использовании в качестве переключающего э ж мента транзистора было установлено, что с постепенным уменьшением времени отключения величина коммутационных перенапряжений увеличивается и при ~ 1(Г^с (а точнее, при собственном времени переключения низкочастотного транзистора из открытого состояния в запертое, составляющем (1,2-1,5)х10~6с[50] становится равной перенапряжению, возникающему при коммутации в той же цепи контактами без искрения. Следовательно, при отключении тока в обмотке реле контактами (без искрения)^^ Ю~6с и перенапряжения могут рассчитываться по упрощенной формуле (1-12).

§ 1-3. Определение параметров обмоток реле и экспериментальная проверка методики расчета коммутационных перенапряжений

Для расчета коммутационных перенапряжений по формулам (1-Х0) или (1-12) слздует определить численные значения следующих параметров обмотки реле:

1. - частоты собственных колебаний И1-С контура, представляющего схему замещения обмотки реле;

2. С - результирующей межвитковой емкости обмотки;

3. - сопротивления обмотки реле постоянному току;

4. К - активной составляющей сопротивления обмотки при переходном процессе;

5. 1 - индуктивности обмотки при переходном процессе.3^

Так как индуктивность ! , а, следовательно, и частота собственных колебаний , зависят от положения якоря реле, опре деление этих параметров производилось при подтянутом якоре.

Дополнительно определим начальное значение индуктивности обмотки ( 1о), которое используется в ряде формул, приведенных в главе 4.

Частота собственных колебаниц. гр Тс

Iс — период собственных колебаний, который определяется при помощи осциллограмм (рис. 1-2 а).

Результирующая межвитковая емкость с находилась при помощи схемы, изображенной на рис. Х-3. Перекидной рубильник Р устанавливался в I положение,-.Затем включался высокочастотный генератор (ПВ.Ц.) типа ГИВЧ-6, на выходе которого устанавливалось стабилизированное напряжение 5-10вольт с частотою ^ = 500 Ш'ц. С помощью лампового вольтметра (ЛВ) типа ВЗ-ХЗ измерялось напряжение на калиброванном сопротивлении 4 кОм . Затем рубильник переключался во<П положение и с помощью эталонных конденсаторов С|м на сопротивлении Чи устанавливалось напряжение такой же величины, какое было в предыдущем случае. Полученное таким образом значение емкости Си равняется результирующей межвит-ковой емкости обмотки реле РП.

Значение сопротивления обмотки реле постоянному току Я о можно найти в справочниках [ 51] или путем измерения (методом вольтметра-амперметра или с помощью мостовой схемы).

Начальное значение индуктивности обмотки 1-о определяется по кривой затухания тока в обмотке реле (в схеме рис. 1-4) при его отключении

Ц = КД"о 0-м)

I— з

0,2 мс.

0,2мс, РП255у|с20, Е = 6,5 В. со о

0,1Мо,ЭВ123/220,Е=7В. 0,2мс, РП251/220, Е = 10 В.

II ну^^^щ^^ц ешкшшш ¿и о/ыс,рп чг/гго^чоь о,1мс^рпггг/гго, енов уцрщц ШЩЩ

0(1мс;МК4^8/22О?£ = ЮВ 0,2мс? РУ21^220, Е-100.

Ри с 1" 2 а.Осуилл огромны пер&на прядения межЭу ^ожима -ми обмотки репе при отключении тока г проходя -Iце?о 6 обмотке, 5еэ искрения но коммутирующих контактах.

Рп о о

-О О

Рас. /-я Схема для определения результирующей межВитноВой емкоети обмотки реле. к

Осциллограф

-hr I 4 w

РП t й

Рис. Схема djç определения начального значения индуитиёности (¿0J.

- 31,—' где Ьо ~ постоянная времени обмотки.

Дополнительное сопротивление предназначено для осциллографирования тока в обмотке реле. Выбирается оно из условия

Для регистрации кривой тока был использован осциллограф типа С1-19Б, экран которого обладает тем свойством, что след луча кратковременно светится.

Активная составляющая сопротивления С Я ) и индуктивность обмотки реле С. Ь ) определялись при частоте собственных колебаний ^с с помощью схемы, изображенной на рис. 1-5.

На обмотку проверяемого реле Ш от звукового генератора (ЗГ) типа Г3-34 через повышающий трансформатор С Тр ) подавалось напряжение 1/ = 200 вольт с частотою собственных колебаний ^с . Так как в диапазоне частот от ^ = 50 Гц до полное сопротивление обмотки реле 5>> , падением напряжения на сопротивлении Я^ можно пренебречь и напряжение "V практически оказывается полностью приложенным к обмотке реле. При помощи лампового вольтметра (ЛВ) типа В3-13, а также миллиамперметра ( тЙ , для контроля величины тока) типа Ц4312 измерялся ток X , а по двухлучевому осциллографу типа 01-18 определялась его фаза С ^ ) относительно вектора напряжения 11 . На вертикальной прямой (рис.1-5 8) от нулевой точки " 0 " откладывался вектор тока I и под углом к нему строился вектор ~\[ . Затем определялось сопротивление емкостной ветви при частоте х„= 4

Осциллограф ( Л^Л д&ухлуче&ой а—I ш: и

-9—Ч в I ь Г

-1с Ь

-[

•Я и

5)

Рис. 4-5. а) схема для определения параметров одмотиа реле;

5] схема замещения одмотни с дополнительным сопротивлением;

5) Ёеторная диаграмма напряжений и тоиоВ. со г\> I и находилось значение тока

1с=^с О-аз)

•

Ток откладывался на прямой, проходящей через нулевую точку, перпендикулярно": к вектору V , в сторону его опережения. Ток Хц соответствует (в том же масштабе), отрезку прямой, заключенному между началами векторов I и 1с (между точками " О " и " " на рис. 1-58). Далее измерялся угол между векторами 1/ и 11в

Полное сопротивление индуктивной ветви

О-ал)

Индуктивная составляющая этого сопротивления

Х^ = (1-115) откуда индуктивность обмотки реле

1=2^ П-3,6) си и активная составляющая сопротивления

1-2 7)

Особенности осциллографирования коммутационных перенапряжений

Многочисленные эксперименты, а также данные литературных источников I б,521 показывают, что на величину и форму кривой комму тац ионных перенапряжений существенное влияние оказывают входные параметры осциллографов - сопротивление и емкость. Экспериментально было установлено, что искажения, вносимые осциллографом, практически полностью можно исключить, если наряду с внешним делителем (I : 10, 500 В, R вх = I МОм), входящим в комплект осциллографа, применять дополнительный омический делитель напряжения, имеющий сопротивление порядка 10 МОм. В соответствии с этим в экспериментах был использован подобный делитель с соотношением плеч 7,5 : 2,4 : 0,43 : 0,082 МОм (рис. 1-6). Напряжение с этого делителя подавалось на вход внешнего делителя осциллографа. Дополнительный делитель применялся не только для уменьшения искажения регистрируемого сигнала, но также и по своему прямому назначению, т.е. для снижения уровня напряжения, поступающего в канал измерения, с нескольких киловольт, имеющих место при коммутации обмоток реле при номинальном напряжении 220 вольт, до значений, не превосходящих допустимого уровня (500 В) внешнего делителя осциллографа. Для регистрации коммутационных перенапряжений был использован импульсный запоминающий осциллограф типа С8-9А.

Параметры обмоток реле

В таблице 1-Х приведены значения параметров обмоток ряда реле, используемых при расчетах коммутационных перенапряжений.

Как известно, такие параметры обмоток реле, как индуктивность и активное сопротивление, изменяются с изменением частоты. Указанные зависимости для ряда реле представлены таблицам (приложение 111,3), где частота изменялась в пределах от 50 Гц до частоты собственных колебаний (тс ) . Параметры обмоток

Рис. J-6. Схема для осцилшрафироёания коммутационных перенапряжений. реле были определены в соответствии с приведенной выше методикой.

Примечателен тот факт, что параметры обмоток реле ( Я и 1) незначительно изменяются с изменением уровня напряжения, при котором они определились: от пятидесяти вольт и выше, вплоть до нескольких киловольт (таблица Х-2)х^. Это обстоятельство позволило определять параметры обмоток реле при сравнительно низком уровне напряжения (200 вольт) .

Параметры обмоток, приведенные в таблице 1-2, были определены при частоте собственных колебаний ( ) с помощью схемы (рис. 1-5а), в которой между трансформатором напряжения (типа НОМ-Ю) и звуковым генератором был включен мощный низкочастотный усилитель. Кроме того, параллельно обмотке проверяемого реле был присоединен высокоомный делитель напряжения (по схеме рис.1-6), част! напряжения с которого через внешний делитель (1:10, 500 В) подавалась на вход двухлучевого осциллографа.

Из таблицы 1-2 также следует, что применяемые в цепях оперативного постоянного тока обмотки реле с ферромагнитными сердечниками при указанных величинах напряжения и частоты можно рассматривать как линейные элементы.

Проверка методики расчета коммутационных перенапряжений

Результаты расчета коммутационных перенапряжений, полученные по формуле (1-15), были сопоставлены с опытными данными (таблица 1-3). Совпадение расчетных результатов с экспериментальными следует считать вполне удовлетворительным.

Так как перенапряжения, возникающие при коммутации обмоток реле в цепях постоянного тока 220 вольт, достигают значений до цескольких киловольт (таблица 2-1).

Таблица 1-2

Реле электромагниты Piff -2 РП23 РП252 РП255 РП222 РП251 3BI23 E72Í МК5Г48

JI ар аме т- r - l r • L r L 7? l r L r L R l r п l R L

В) ^^^ры (кОм) (Гн) (кОм) (Гн) (кОм) (Гн) (кОм) (Гн) (Юм) (Гн) (кОм) (Гн) (кОм) (Гн) (кОм) (Гн) (кОм) (Гн)

50 517 20,4 355 28,5 30,5 2,9 339 37 ¿О Í84 J 9,33 337 27,0 67,0 "3,28 1458 100 457 21,0

100 519 ] 20,7 358 29,5 i 30,6 ^ 2,91 342 37,2 185 Г 9,34 343 27,1 68,2 3,31 1466 1 Í02 i 461 21,1

200 520 20,9 360 30,0 30,6 2,92 344 37,5 186 1 9,35 346 27,3 68,3 3,34 1470 104 463 2Í,2

500 521 2Х ,0 360 30,5 30,6 2 ¿92 1 344 37,5 £86 9,35| 350 27,3 68,3 г 3,35 1482 ] 104 465 21,2

1000 520 1 21,2 361 30,5 30,6 I 2 ¿91 П 345 37,5 Г86 j 9,35 350 27,2 68,4 3,35 1479 1 104 1 465 21,2

1500 520 21,0 360 29,5 30,6 2,91 "" 344 37,5 185 9,35 350 27,1 68,2 j 3,35 1468 102 464 21. ¿I .

2000 5X9 20,8 Í 358 29,5 - - 344 Г 37,4 185 1 [ 9,34 349 27,0 68,0 3,3 1459 1 101 461 2X^0 .

2500 519 20,7 357 29,5 - - 343 Г 37,3 - . 348 [ 26,9 68,0 , 3,3 1446 100 463 20,9

3000 517 Г 20,7 356 29,0 - - 342 37,1 - - 348 26,8 - , Х443 100 458 20,8

3500 - - ■ 356 29,0 1 - - 340 Г 37 Д - - - - - - - - - -

Продолжение таблицы 1-2

Реле и Контактор Катушка отключе- электромагниты KMB52I ния выключателя

R L R L

В) (Ом) (Гн) (Ом) (Гн)

50 4520 0,41 8250 ОД 68

100 4530 . 0,4X2 8280 0Д7

200 4550 0,4X4 8300 0Д74

500 4570 0,416 8320 0,178

ХООО 4580 0,4X8 8350 0,178

Х500 4600 0,4X8 8350 0,Х78

2000 4600 0,4X6 8330 0Л76

2500 4580 0,414 , . .

3000 455о] 0,4X2 -

3500 - . -

Таблица £-3

Тип реле РШ"2 РП23 РП252 РП255 РП222 РП251; ЭВ123 РУ2Х MKSF48

Опыт (Vom) 28 35 Х4 36 32 25 63 27 2Х

Расчет(~Ц~См) 33 37,8 Х5,4 39,6 36,4 30 72 36,8 21,5 выводы

X. проведенные исследования переходных процессов при коммутациях в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций показали, что отключение этих цепей может происходить без искрения, с искровыми пробоями межконтактного промежутка или с дугой, возникающие при этом коммутационные перенапряжения имеют весьма существенное различие по форме кривой и длительности.

2. Показано, что при анализе коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении цепей постоянного тока, схема замещения коммутируемой обмотки реле должна отражать колебательный характер переходного процесса. При этом необходимо учитывать, что такие ее параметры, как активное сопротивление и индуктивность существенно зависят от частоты. Обмотки релв, применяемых в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, при тех уровнях коммутационных перенапряжений, которые имеют место в этих цепях, мог'ут рассматриваться как линейные элементы.

3. На основании аналитического исследования переходных процессов при безыскровой коммутации цепей постоянного тока разработана инженерная методика расчета коммутационных перенапряжений. Сопоставление экспериментальных результатов определения коммутационных перенапряжений с расчетными, полученными с помощью разработанной методики, показало их хорошее совпадение.

Глава вторая

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИСКРЕНИЕМ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ

§ 2-1. Механизм возникновения перенапряжении высокой частоты. ,

Как было отмечено выше, отключение тока в обмотках подавляющего большинства реле сопровождается искрением на коммутирующих контактах (рис. 2-1).

При этом, если отключаемые токи имеют значения от сотен микроампер до нескольких десятков миллиампер, а напряжение на обмотке коммутируемого реле находится в пределах от нескольких десятков до сотен вольт, то в процессе отключения напряжение на контактах и токи изменяются в соответствии со стилизованными осциллограммами, показанными на рис. 2-2. Перенапряжения имеют характер колебаний с постепенно возрастающей амплитудой и понижающейся частотой. Каждому срезу напряжения соответствует всплеск тока через коммутирующие контакты.

Рассмотрим процесс возникновения перенапряжений более подробно, используя для этого схему замещения обмотки реле (рис. 2-3). В момент размыкания контактов (точка "О" на рис. 2-4) в контуре Л1-С (рис. 2-3) начинается переходный процесс. Было установлено, что при значении отключаемого тока до нескольких десятков миллиампер и напряжении на обмотке коммутируемого реле до нескольких сотен вольт снижение тока в цепи контактов от первоначального значения 10 до нуля происходит практически мгновенно (рис. 2-4). Напряжение на емкости

-м

Ф1хлс рпггг, Е-220 в е=22о в со

5) р!ш,е=220в

Л и

8) ^мсрп23,е=220в г)0^мьРП252,Е=220В

МО рп255, е = 220в ж) °^меРПУг, е=220 В

3) 2£?МКСРЛ23^30В

И) <0""РУ21,Е=50 в к) Юмкс Р921,Е=80В Рис2~1. Осциллограммы перенапряжении, возникающих между зажимами о&мотки реле- и токо (к)1 проходящего через коммутирующие контакта1 при отключении с искровыми пробоями межконтактного промежутки.

V V ■ V V 1 V

Рис. 2-2. Характер коммутационных леренапряшении на контактах и проходящего через них тот при исироВых проЬоях мвшнтитного промешутиа (стилизобанные осциллограммы}. 2

Рис.2-3. Схема замещения о5мотни реме, присоединенной к источнику напряжения £ с помощью коммутирующих контактов (I -индуктивность одмотии, К-аитибное сопротивление, С~результирующая межВитноВая емкость).

Рис. Графин изменения напряжения ¿/¿>й (или потенциала ¿Ъ ) Во Времени. t коммутационных перенапряжениях.

М^ при переходном процессе изменяется в соответствии с выра-кением 1-Х2 предыдущей главы. Т ЧТ —аде Ил 1

8=

2-1

На рис. 2-5 показан график изменения напряжения VI (или ютенциала точки " й " рис. 2-3) во времени. Ток в контуре юсле размыкания контактов определяется из уравнения: то уравнение при начальных условиях 1и(о)=Ь0 10 ^0 ^ / у выполнении неравенства ГП^Г?

АI *-С оторое справедливо для применяемых на практике реле имеет следую

8 решение: к = ^ 1 + ((и+(ц .¿) и уо г ОДС м Е

Ь0= — —ток в обмотке реле до отключения. Вследствие перезаряда змкости с током в контуре (рис. 2-4, кривая 4) напря-кение на коммутирующих контактах 1/^'1/с-Н начинает увеличиваться (рис. 2-4, кривая I). При этом напряжение Ус на емкости ^ (величиною до нескольких сотен пикофарад), изменяясь в зоответствии с выражением 1-12 может во много раз првзойти первоначальное, а напряжение на контактах Уи достичь значения напря-кения пробоя межконтактного промежутка. Когда происходит пробой 1рис. 2-4, точка 11 а, " кривых 1,2 и 5), емкость С разряжается 1а источник питания и напряжение на ней (и между контактами) резко падаег. В цепи контактов возникает всплеск тока,максимум которого Сточка " ? " кривой 5 на рис. 2-4) во много раз больше тока в контуре КЬ . Ток через контакты достигает наибольшего значения, когда скорость снижения напряжения на контактах (и на емкости с ) становится максимальной.

-мвкс • макс /¿VC] (2,-3)

Напряжение на кантактах достигает минимального значения (точка " кривой I на рис. 2-4), когда

Шк ¿и * > cLt dt 0 ' (14) откуда 1С=0 и и = к (2,-5) т.е. ток, проходящий через контакты, становится равным току в контуре ЯЬ »а ток через емкость С - нулю. Между моментами времени, соответствующими точкам " б и и "О", происходит заряд емкости С до напряжения пробоя на контактах , причем ток заряда на участке оси времени, ограниченном моментами, соответствующими тачкам "2 м и ио и, равен то.ку в контуре КЬ (кривая 4 на рис. 2-4 )хх\ В момент времени, соответствующий точке "2 " искра на контактах гаснет, и электрическая прочность межконтактного промежутка быстро восстанавливается. В моI мент времени, соответствующий точке "а " , происходит новый пробой меж контактно го промежутка и весь цикл повторяется.

Имеется в виду, что при переходном процесое хх^ Интервал времени, заключенный между моментами, соответствующими точкам "в" и "2" , порядка I мкс, т.е. в рассматриваемом случав (см. главу первую) расчет перенапряжений можно вести по формуле (I-I2).

Пробои будут продолжаться до момента времени, соответствующего точке пересечения кривых 2 (характеризующей моменты наступления пробоев) и 3 (огибающей возможных максимумов перенапряжения, если бы они не ограничивались пробоями), причем максимально; возможное перенапряжение равно значению напряжения в этой точке.

В таблице 2-1 приведены расчетные значения максимальных перенапряжений для ряда реле при размыкании их обмоток нормально разомкнутыми контактами реле РП23. Эти данные были получены с помощью ЭВМ типа М6000. В этой таблице для сопоставления привех) дены результаты опыта*'.

Таблица 2-1

Тип реле

РПУ2

РП23

РП255 ! Н1222

РП251

РП252

РУ21

МКУ48

Расчет Т/км

2987

3139 I

2979 ! 1774 I

2435

898

2844

3133 2900

Опыт ¥км (В)!

I;

2900 | 3250 | 3200 | 1600 | 2600 1 970 | 2900

Таким образом, при размыкании контактов возникает серия следующих одна за другой искр, образующихся вследствие пробоев межконтактного промежутка, чем обусловливается зубчатая форма кривой коммутационных перенапряжений. Вследствие того, что частота собственных колебаний рассматриваемых Я1С контуров составляет 1-10 кГц, возрастание напряжения при размыкании контактов присходит за время в несколько десятков микросекунд, а спад напряжения длится доли микросекунды, колебания напряжения зубчатой формы имеют частоту до: нескольких десятков килогерц и

См. методику расчета коммутационных перенапряжений, возникающих при искровых пробоях межконтактного промежутка: Приложение П2,1. их можно рассматривать как высокочастотные. Диапазон этих высокочастотных колебаний зависит от напряжения источника питания, параметров обмотки коммутируемого ре да и скорости расхождения коммутирующих контактов. Причем, при уменьшении скорости расхождения коммутирующих контактов частота высокочастотных колебаний увеличивается, а их амплитуда уменьшается (рис. 2-6).

§ 2*>2. Коммутационные перенапряжения в сети оперативного постоянного тока

В реальных условиях работы реле в сети оперативного постоянного тока коммутационные перенапряжения возникают не только на обмотке коммутируемого реле и коммутирующих контактах, но также между отключаемым полюсом обмотки и землей [53] . Это объясняется некоторыми особенностями рассматриваемых сетей. Применяемые на современных электростанциях и крупных подстанциях сети оперативного постоянного тока представляют ряд отходящих от сборных шин линий с большим количеством параллельных ветвей между разноименными полюсами, что обусловливает значительную емкость сети относительно земли. Источником питания такой сети, как правило, служит аккумуляторная батарея, присоединенная к сборным шинам.

На рис. 2-7 представлена приведенная схема сети оперативного постоянного тока, на которой показана коммутируемая катушка индуктивности, присоединенная к остальной части сети с помощью контактов кА & кБ На схеме показаны емкости соответх^См. сноску на стр. 52

0,2 мс; РГ)255"? Е-220 В скорость

5)

0,5мс,РЛ23, Е = 2206 им

0;2мс? РП255, Е=2г0£ меньшая скорости

И. м.

0,2мс; РП23; Е = 308 со о

О) 1 пр рв

1 11 ИЯ

У ш б)

0;2мс,МКУ4$7Е = 220В

0,2ме, РЧП} Е-220В

Рис 2-6. Осциллограммы) характеризующие изменение частоты б.ч. колебании 6 кривой коммутационных перенапряжении 6 зависимости от: скорости расхождения коммутирующих контактов величины напряжения источника питания (5), порометроВ о&мотки коммутируемого реле 1,

1А

6Г 6

-о

Vb и hl

Irct ил

V«J

Vu

T> i ff—I Uc

Vei M kB

Рис.2-1. P¿¿счетная1 схема для определения коммутационных лерендпряхемй ß отдельных томах сети о/?е-ратибного постоянного тока относительно земли. MU - к ату та икдукти£ности ■ //о- нагрузка сета. ственно положительного и отрицательного полюсов сети относительно земли Сд и С б . Сложение емкостей Сд и С б , значения которых, как правило, неодинаковы, но одного порядка, дает значение емкости сети относительно земли С с . Измерения показывают, что емкости сетей оперативного постоянного тока современных электростанций и крупных подстанций находятся в пределах от единиц до нескольких десятков микрофарад. Сопро-тивлзние изоляции сетей, имея значения от сотен килоом до нескольких мегаом, не оказывает заметного влияния на коммутационные перенапряжения, вследствие чего оно не учитывается. К полюсам присоединена нагрузка сети ( Не ), которая, наряду с цепями, обладающими омическим сопротивлением, включает в себя ряд параллельно соединенных обмоток реле, благодаря чему она имеет индуктивный характер. На схеме показаны также емкости относительно земли проводов, присоединенных к положительному и отрицательному полюсам коммутируемой катушки С^й и Значения этих емкостей находятся в пределах от единиц до нескольких тысяч пикофарад, т.е. на несколько порядков ниже значений емкостей полюсов сети ( Сд } Св )хх^.

Рассмотрим поочередно оба вида коммутации: однополюсную (обмотки реле) и двухполюсную (обмотки включения масляных х) (сноска со стр. 49): В качестве индуктивности могут быть обмотки реле, контакторов, соленоидов включения масляных выключателей, катушки отключения выключателей.

ХХу Если коммутирующий элемент соединен с обмоткой реле (катушкой индуктивности) с помощью контрольного кабеля, то при расчете коммутационных перенапряжений (см. § 1-1, рис. 1-2) вместо емкости с , входящей в расчетную схему, должна использоваться эквивалентная емкость, учитывающая емкость С и емкость контрольного кабеля относительно земли. выключателей).

Учитывая, что С6 У^С^й, перенапряжение, возникающее между зажимами I и 2 обмотки реле (рис. 2-7) при отключении тока в обмотке контактом кА , практически полностью прикладывается к емкости С^д , т.е. между отключаемым полюсом (I) обмотки реле и землей возникает перенапряжение приблизительно такой же величины, как между зажимами обмотки.

При двухполюсном отключении обмотки соленоида (рис. тот же) перенапряжение Т/с распределяется между емкостями С^й и С^Б обратно пропорционально их значениям. Следует заметить, что цепи обмоток соленоидов, как правило, симметричны и емкости С^й и С36 приблизительно одинаковы. Поэтому перенапряжения на них примерно равны ^ •

§ 2-3. Резонансные перенапряжения

Возникновение резонансных перенапряжений удобно рассмотреть на примере коммутации в сети оперативного постошного тока линии с односторонним питанием, принципиальная схема которой изображена на рис. 2-8. Нагрузка линии состоит из ряда параллельных цепей, две из которых (контакты 10 - обмотка реле 2, транзистор 8 - обмотка реле 5) на схеме показаны, а остальные представ®ны в виде приведенной цепи 9. Отдельно от емкостей полюсов сети относительно замли С д и Св показаны емкости полюсов коммутируемой линии С^й и С^Б . К зажимам обмотки реле 2 присоединена цепочка диод-резистор (для устранения искрения на контактах), а к обмотке реле 5 - диод 7 (для защиты транзистора 8 от коммутационных пе

Рис. 2-8. Принципиальная схема шнии S сети оперативного постоянного тома. ренапряжений, возникающих при запирании транзистора ). На рис. 2-8 показаны также емкости относительно земли (3 и 6) проводов, присоединенным к положительным зажимам обмоток реле 2 и 5. К полюсам линии присоединена цепочка диод-резистор (о ее назначении будет сказано ниже).

При отключении автомата I между полюсами линии, как правило, возникает коммутационное перенапряжение, которое (аналогично рассмотренной в § 2«2 коммутации катушки индуктивности) распределяется на емкостях С^д и С^Б обратно пропори ционально их значениям3^. Следовательно, между положительным полюсом линии и землей, а также между отрицательным ее полюсом и землей возникают коммутационные перенапряжения, которые при выполнении условий, отмеченных в § 2-1, могут иметь характер рассмотренных там высокочастотных колебаний зубчатой формы™). При этом в колебательном контуре 2-3 возможно появление резонансных перенапряженийххх^. Их воздействие на диод 4 может

Емкости С^Д и С^Б по своему значению обычно неодинаковы, но одного порядка. хХ^ Разница во времени размыкания контактов автомата I составляет единицы микросекунд, что болзе, чем на порядок меньше времени возрастания перенапряжения при переходном процессе. Поэтому она не сказывается на распределении перенапряжения между емкостями (-¡я и С^Б . ххх) з колебательном контуре 5-6 резонансные перенапряжения не возникают из-за шунтирующего действия диода 7. привести к его пробою. В'транзисторе 8 может произойти пробой перехода эмиттер-база при воздействии (через диод 7) перенапряжения, возникающего между полюсами линии.

Однако, практически возникновение резонанса в сети оперативного постоянного тока зависит от выполнения р^да условий. Рассмотрим этот вопрос более подробно. Емкости 3 и 6, как уже отмечалось, имеют значения от единиц до нескольких сот пикофарад, индуктивность обмоток реле находится в пределах от единиц до нескольких десятков генри, поэтому диапазон частот собственных колебаний последовательных колебательных контуров находится в интервале от сотен герц до нескольких /десятков килогерц.

Для оценки возможности совпадения резонансных частот последовательных колебательных контуров и высокочастотных колебаний зубчатой формы били исследованы спектральные характеристики (рис.2-9) коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении обмоток некоторых реле (по схеме рис. 2-3). Они были получены с помощью селективного усилителя, обладающего небольшой инерционностью. Характеристики имеют два максимума (кривые 1,2, 4,5,6, рис. 2-9). Первый обусловлен всплеском пере напряжения вслед за последним пробоем межконтактного промежутка. Второй связан с возникновением высокочастотных колебаний. При отсутствии в.ч. колебаний (например, в случае отключения обмотки реле без искрения на контатктах) второй максимум отсутствует (рис. 2-9, кривая 3). Точки этой характеристики не могут быть получены путем измерения при напряжении источника 220 вольт - когда возникает искрение на контактах. Поэтому спектральная характеристика была снята при сниженном напряжении до такого уровня, при котором искрение отсутствует (10 вольт). Затем значения точек полученной таким образом кривой были умножены на отношение значения первого максимума кривой I (рис.2-9) к максимуму кривой, соответствующей пониженному напряжению. При уменьшении ис2'9. СпЕктральныЕ характеристики коммутационных перенапряжений при отключении тока & одмотках реле:

I - РП-23/220 замыкающими контактами реле РП-23/220 (большая спорость расхождения штатоВ],

2-РЛ'25/220 размыкающими штатами реле РЛ-25/220(меньшая скорость расхождения контактов),

3 - РП-23/220 при отстстВии продоей мешонтактного про-тшхтка (отключение без искрения на штатах),

4-ММ-№/220 замыкающими контактами реле РП-23/220,

5 - РПУ-2/220 то ше; при отключении тока Ь параллельно соединенных обмотках реле:

6-Мт&/220, РПУ-2/220,

7- РП-23/220, МНУ-43/220, РПУ-2/220, ЭВ-Ш/220, РП-252/220 замыкающими контактами реле Р¡1-23/220. скорости расхождения коммутирующих контактов уменьшается амплитуда первого и второго максимумов, возрастает частота, соответствующая второму максимуму, а напряжение за ним спадает боже полого (рис. 2-9, кривые X ,2) . При отключении параллельно соединенных обмоток двух реле второй максимум несколько увеличивается и смещается в сторону возрастания частоты (рис. 2-9, кривые 4,5,6). При отключении значительного количества параллельно соединенных обмоток реле второй максимум уменьшается (рис.2-9, кривая 7). В последнем случае причиной снижения второго максимума по-видимому является возрастание отключаемого тот и переход искровых разрядов на контактах в дуговой.

Спектральные характеристики показывают, что из-за наличия в кривой коммутационных перенапряжений высокочастотных колебаний зубчатой формы с довольно широким диапазоном частот (от единиц до нескольких десятков килогерц) в сети оперативного постоянного тока имеется условие для возникновения резонансных явлений. Однако, одного этого условия для возникновения резонанса еще недостаточно. Дело в том, что на колебательный контур воздействует сравнительно немногочисленная серия колебаний, следующих с возрастанием амплитуды и понижением частоты (рис. 2-1). Поэтому на^ ряду с условием совпадения резонансных частот колебательных контуров и высокочастотных колебаний для возникновения резонанса необходимо, чтобы продолжительность высокочастотных колебаний ( "Ьп) в полосе пропускания Л Рп колебательного контура была равна или превосходила постоянную времени контура , т.е. ъ ^ и (4- 6)

Покажем, что если диапазон частот высокочастотных колебаний полностью перекрывает полосу пропускания контура, то условие (2-6) возникновения резонанса для реальных контуров имеет место. для колебательного контура, состоящего из параллельно соединенных обмотки реле, сопротивления защитной цепочки Т/ и последовательно присоединенной к ним емкости С^и , справедливы следующие равенства [54]: ъ-^-лёрпг-ьь

Г - "*<> = "У На = + + (а о-) 0 Л«гХь 1 ; где ^рС^р)" резонансная частота колебательного контура, 8 - коэффициент затухания контура, 1~{ - соответственно, индуктивность и активная составляющая сопротивления обмотки реле,

С^ц - емкость провода, присоединенного к коммутируемому полюсу обмотки реле,

0 - добротность контура, XL } К а - соответственно, индуктивная и активная составляющие сопротивления контура.

В выражении (2-7) значение емкости С^п (см.§ 2-2) находится в пределах от единиц до нескольких сот пикофарад, а сопротип

4 5 ление X имеет порядок 10 - Ю Ом. Поэтому максимальное зна макс чение постоянной I к составляет 10 с. Расчеты, произведенные по формуле (2-8) с подстановкой значений реальных параметров показывают, что ширина полосы пропускания контуров может 5 находиться в пределах порядка от ХО до ХО Гц. Выше было отмечено, что частоты высокочастотных колебаний зубчатой формы в кривой коммутационных перенапряжений находятся в пределах о^ёдиниц до нескольких десятков килогерц. Следовательно, наименьшая продолжительность колебаний при полном перекрытии полосы пропускания контура мин пин

Рп А лЛ>

1(а-9)

-С 105

I макс

Таким образом, продолжительность колебаний ( £л )» соответствующих полосе пропускания аРп реального колебательного контура во много раз превосходит постоянную времени контура » т.е.

Л-ю)

Вопрос о резонансных перенапряжениях является важным, в первую очередь с практической точки зрения, т.к. цепи, изображенные на рис. 2-8, очень широко применяются в устройствах релейной защиты и автоматики. При этом повреждение транзистора 8 (рис. 2-8) может привести к ложной работе или отказу устройства.

Средством защиты полупроводниковых приборов от этих резонансных перенапряжений может служить защитная цепочка, подсоединенная к полюсам линии. На рис. 2-8 ее присоединение показано пунктирными линиями.

§ 2-4. Коммутационные перенапряжения при отключении с дугой.

В том случае, если ток в катушке индуктивности составляет десятые доли ампера и выше, а напряжение на обмотке не менее нескольких сот вольт, то при отключении на контактах образуется дуга [55]. Возникающее при этом перенапряжение может иметь значительную величину и представлять опасность для полупроводниковых приборов, используемых в цепях оперативного постоянного тока.

Найдем закон изменения коммутационных перенапряжений между зажимами катушки индуктивности при отключении с дугой (рис. 2-10) С этой целью аппроксимируем изменение тока дуги во времени (рис. 2-11двумя нисходящими прямыми (рис. 2-11 5 , пунктирные линии). Первая, имеющая меньший наклон, соответствует растяжению дуги до критической длины ^кр и, соответственно, снижению отключаемого тока до критического значения С рис. 2-115), начиная с которого дуга гаснет самопроизвольно 55^] .

Осциллограммы показывают (рис. 2-10), что коммутационные перенапряжения возникают при крутом спаде тока, т.е. начиная с ЬКр. В соответствии с принятой аппроксимацией закон изменения отключаемого тока (начиная с 1/кр) можно записать следующим образом: ч^-т-) га-«) где Х.О, - время угасания дуги после достижения током значения С кр (Значения и определяются из осциллограммы тока дуги (рис. 2-10, IX).

Положим, что ток во внешней, по отношению к контуру цепи (рис. 2-3) изменяется в соответствии с формулой (2-11). Применяя для схемы (рис. 2-3) первый и второй законы Кирхгофа, получим уравнение: Л и , я Л

1-1. 1

ЛЬ ' 1С к =

1С Ь г мя

OA мс E = 2 208 а)

V WOB I 3,6 Й

0,2 мс E-220Q

Pue 2-10. Осциллогроммы перенапряжения и кпокя "Эугк при omK/)k>t/eKwu ; aj контактора КМВ^521 , KomyutKu отклк^елия маслянъъо ёыклмчомелп ■

Рис. 2- //. Стилизованные осциллограммы напрте -ни я (а) и тока (д) при отключении с дугой.

Зешая это уравнение с начальными условиями

ЧгЧ и

-1 у ь я Учитывая, что

1С I %\-1 определим значение тока :

Ь %% мз) а затем - величину перенапряжения между зажимами катушки индуктивности: ^ ^с+^е^ ^ И+уч

РО 7 с

- 14) оИ -+1[аЬ+$ш) а = ь>1 (^цД)^

У>ои =

Олеин

1/777

В таблице 2-2 приведены значения максимальных перенапряжений, определенных экспериментальным путем, а также результаты расчетов, проведенных с помощью формулы (2-14) для контактора типа КМВ-521" и катушки отключения, используемых в приводах масляных выключателей 220 I© (типа У220)

Таблица 2-2

Катушка индуктивности Контактор (КМВ-521) Катушка отключения ги 0пыт (в) 2500 1800 расчет (В) 2430 1650

Значения параметров, использованных при расчетах, сведены в таблицу 2-3. Они определены по методике, приведенной в первой главе.

Таблица 2-3

1Га==-——^^^ Катушка индук-рамет- 1—тивности ры —^^^ Контактор (КМВ-52Х; Катушка отключения

У* (град.) 28 42

I (мА) 0,3 од

Ул (град) 86 83 й. (Ом) 4600 8350

Ц (генри) 0,4X8 0,174 с (фарад) 0,93x10*^° 0,33x1О™10 Ц/сек) ~5,5х103 -2 ,4хХ04

Ц> (Х/сек) Х,6хХ05 4,Х7хХ05 сек) 6хГ0"5 3x10"5

4с Сгерд) 25000 62500

Как слздует из таблицы 2-2, расчеты, выполненные по формуле (2-14) хорошо согласуются с опытными данными (расхождение не более 10%). Поэтому выражение (2-Х4) может быть использовано для расчета коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении цепей постоянного тожа с дугой.

ВЫВОДЫ

X. Исследования коммутационных перенапряжений при вгаогократ»-ных искровых пробоях межконтактного промежутка показали, что кривая перенапряжений в этом случае имеет характер колзбаний зубчатой формы, амплитуда которых увеличивается, а частота снижается. Пока«* зано, что при подобных коммутациях в сет:ях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций возможно возникновение: резонансных перенапряжений.

2, На основании проведенных исследований переходных процессов при коммутациях индуктивных цепей постоянного тока с многократными искровыми пробоями межконтактного промежутка разработана методика расчета коммутационных перенапряжений, возникающих при этих комму« тациях. Ее экспериментальная проверка показала,что. она обеспечивает достаточно высокую точность расчета.

3* Исследованы переходные процессы при отключении ¡индуктивных цепей постоянного тока а дугой. Получена формула расчета возника« ющих при этом перенапряжений.

- 67

Глава третья

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ диоды

§ 3-1. Установление критерия, определяющего необходимость применения защиты полупроводниковых диодов.

Практика эксплуатации полупроводников в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, а также многочисленные эксперименты показывают, что в ряде случаев воздействие коммутационных перенапряжений на полупроводниковые приборы не только не приводит к выходу последних из строя, но даже не ухудшает их вентильные свойства. В связи с этим применять защитные средства не всегда целесообразно, т.к. это приводит лишь к усложнению схемы и к снижению надежности работы релейных устройст Для правильного решения вопроса требуется разработка достаточно надежного критерия, устанавливающего опасность возникающих перенапряжений.

С этой целью было предпринято исследование изменения вентильных свойств полупроводниковых приборов в результате воздействия на них коммутационных перенапряжений. Для исследования были выбраны полупроводниковые диоды германиевые (Д7Ж) и кремниевые (Д226Б), т.к. они широко применяются в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, но используются, как правило, без защиты от коммутационных перенапряжений, причем в эксплуатации наблюдаются случаи, проверенные экспериментально, как их повреждения, так и сохранения ими вентильных свойств после воздействия на них коммутационных перенапряжений. Кроме того, в отличие от других полупроводниковых приборов (транзисторов, тиристоров) полупроводниковые диоды имеют наименее сложную структуру, что дает возможность получить выводы, позволяющие правильно подойти к изучению рассматриваемых явлений в более сложных полупроводниковых приборах.

0 поведении диода в сильном электрическом поле удобно судить по его вольт-амперной характеристике, которую можно снять с помощью испытательной схемы, изображенной на рис. 3-1. Схема представляла собой электрическую цепь из последовательны; соединенных лампы-модулятора, добавочного сопротивления и источника напряжения постоянного тока.

Кривые изменения напряжения на испытуемом диоде и проходящего через него тока фотографировались с экрана осциллографа. С помощью осциллограмм (рис. 3-2) были построены обратные ветви вольт-амперных характеристик диодов (рис. 3-3, сплошные линии)х^

XX)

В слабых полях ток через р-п переход очень мал и почти не растет с увеличением обратного напряжения. Однако по достижении обратным напряжением диода некоторого значения ~1/л электропроводность р-п перехода увеличивается в соответствии с законом Пуля [29] : бо = 6с е где (¿}с - электропроводность р-п перехода в слабых полях, Е - напряженность электрического поля, коэффициент, зависящий от температуры и уменьшающийся с ее ростом. Обратный ток диода при этом заметно увеличивается (рис. 33).

При увеличении обратного напряжения до зшления наступает лавинный пробой р-п перехода х)

Характеристики соответствуют восходящему участку кривой импульса обратного тока диода. хХ) Вентильный слой диода.

Рис. 3~/. Испытательны схема:

- источник напряжения постоянного тоиа, £ - 6ыооко5ольтная лампа -модулятор, 3-испытуемый диод, 4 -схема управления, 5- счетчин импульсоб, в - осиилло2ра<р, ? - до оаЗочное сопротивление.

Рис 3 ~2. Осциллограммы импульсоВ о Знатного напряжения и moKQ диодов; с^лаЬиниыи проВси, 5) теплоёои пробои.

Рис.3-3. &/а характеристики диодоЬ (обратные Ьтк): о.1, ал -диода 4?%, Ь.Ы- диода 4226Б, а£,51-мЬинный и мбинно-теплоЬой проЫ, аг, дг- теп а о&ой пробой. О- £-2 -а ппрокоиииробанные В/а хараитеристиии. см. рис. 3-3, сплошные участки кривых GH и §1 ), который характеризуется лавинообразным увеличением носителей заряда, вследствие ударной ионизации электронами. При этом незначительное приращение напряжения вызывает существенное возрастание обратного тока диода.

Лавинный пробой является обратимым, так как он не приводит к остаточным изменениям вентильных свойств р-n перехода.

Если лавинный ток не будет ограничен во времени, то происходит быстрый нагрев р-и перехода до критической те мпературыТк. При этом появляются добавочные носители заряда за счет теплового возбуждения, и лавинный пробой перерастает в лавинно-тепловой (рис. 3-3, пунктирные участки кривых СИ и Si ). При этом происходит резкое снижение обратного напряжения и возрастание тока. Если р-n переход уже был нагрет до температуры, равной или превосходящей критическую, то тепловой пробой наступает при обратном напряжении, меньшем напряжения лавинного пробоя (рис. 3-3, кривые aiI и §2,). Если пли тепловом пробое обратный ток не ограничен, то температура р-К1 перехода продолжает повышаться, связи между атомами нарушаются, и диод выходит из строя.

Так как при лавинном пробое обратное напряжение p-fl перехода с изменением обратного тока изменяется незначительно, то выделяющаяся энергия может характеризоваться непосредственно током и его длительностью. Именно эти параметры следует рассматривать как действительный критерий допустимых воздействий на диод при коммутационных перенапряжениях. для установления опасных значений обратного тока следует исследовать изменения вентильных свойств диодов в результате прохождения через р-n переход импульсов обратного тока (соответствующих по форме кривой и длительности тем, которые возникают при воздействии на диоды коммутационных перенапряжений) в зависимости от их величины, частоты следования и продолжительности воздействия на р - П переход.

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Федоров, Юрий Константинович

выводы

1. Проведенные аналитические исследования переходных процессов, возникающих при отключении обмотки реле с присоединенной к ее зажимам защитной цепочкой показали, что параметры защитных цепочек определяются характером переходного процесса, параметрами коммутируемой обмотки реле и величиной отключаемого тока.

2. На основании проведенного анализа эффективности применяемых на практике средств защиты полупроводниковых приборов от коммутационных перенапряжений разработана методика определения параметров защитных цепочек.

3. Сравнение экспериментальных результатов определения параметров защитных цепочек с расчетными, полученными с пошщью разработанной методики,свидетельствует об их хорошем совпадении.

ЗАКЛЮЧЕН; ИЕ

На основании проведенных исследовании коммутационных парена« пряжениИ и их воздействия на полупроводниковые диоды били полусны следующие основные результаты:

1. Исследования переходных процессов при коммутациях в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций показали, что процесс отключения этих цепей, в зависимости от их параметров, скорости расхождения коммутирующих контактов и величи«* аи отключаемого тока, может происходить без искрения, с искровыми пробоями межконтактного промежутка ила с дугой. Возникающие при этом коммутационные перенапряжения имеют весьма существенное раз« личие по форме кривой и длительности.

2. Показано, что; при анализе коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении цепей постоянного тока, схема замещения коммутируемой обмотки реле должна отражать колебательный характер; переходного процесса. При этом необходимо учитывать, что так® ее параметры, как активнее сопротивление и индуктивность существенно зависят от частоты. Обмотки реле, применяемые в цепях оперативного постоянного тожа электрических станций и подстанций при тех уровнях коммутационных шренапряжений, которые имеют1 место) в этих цепях, яогут рассматриваться как линейные элементы.

3. На основании проведенных исследований переходных процессов при отключении индуктивных цепей постоянного тока без искрения на коммутирующих контактах и с искровыми пробоями межконтактного промежутка разработаны методики расчета коммутационных перенапряжений.

4. Исследованы вентильные свойства полупроводнишвых р - п 1Иодов после воздействия на них коммутационных перенапряжений. Показано, что полупроводниковые диоды сохраняют вентильные свойства после прохождения импульсов обратного тока, которые возникают при воздействии на них коммутационных перенапряжений и по. величине не превосходят 90% от средне критического значения, представляющего среднеарифметическое всех критических значений импульсов обратного тока, соответствующих нагреву р-п перехода диода до критической температуры, при которой лавинный пробой перерастает в лавинно—•тепловой.

5. Показано, что при решении вопроса о применении защиты диодов от коммутационных перенапряжений в качестве критерия следует исполпьзовать максимально допустимое значение импульсов обратного тока, возникающих при воздействии на диод коммутационных перенапряжений, которое можно найти, исходя из среднекритического, значения импульсов обратного тока, определяемого; путем расчета с помощью предложенной в данной работе методики.

6. Теоретический анализ и экспериментальная проверка показали, что использование в качестве критерия максимально допустимого напряжения диодов приводит к значительному занижению максимально допустимых воздействий и необоснованному усложнению цепей вторичной коммутации.

7. Проведен анализ эффективности применяемых на практике средств защиты полупроводниковых приборов от коммутационных перенапряжений. Разработана методика определения параметров защитных цепачек.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Федоров, Юрий Константинович, 1984 год

1. Николае Бадеа, Чичеру Никулеску. Исследования, касающиеся емкостных, индуктивных и омических влияний на кабели вторичных цепей на территории подстанций НО, 220, 400 кВ. РплсЯ/

2. NcuoloiM-es %bytötuU trub&o-iieJdnyJU PoZitccfirtukü3,7TUn^C T&utf- ^bbdruxA. резульТаТы измерения перенапряжений во вторичных цепях ОРУ. Экспреюшформация. Сер. Электрические станции, сети и системы, 1976, №13, с. 7-13.

3. Возникновение и распределение наведенных перенапряжений. Экспреяинформация. Сер. Электрические станции, сети и системы, 1976, №15, с. II-I4.5. ^¿а&^&ъ Влияние электромагнитных помех на автоматизированные системы. ие , 1975, № 7, с. 357-359.

4. Лысенко Е.В. Диодные разделительные цепи в устройствах релейной защиты и автоматики. М.: Энергия, Х970. - 32 с.

5. Надеждин В.В., Сапронов А.К., Сиротко В.К. Статические реле в релейной защите. Л.: Наука, 1968. - 28 3 с.

6. Черненко В.С., Каменский Б.В., Калашников М.И. Быстродействующее тиристорное реле и схемы его включения. Электрические станции, 1976, № 7, с. 67-69.

7. Якубсаш Г.Г. Дифференциально-фазная высокочастотная защита ДФШ-1 на полупроводниковых приборах. М.: БТИ ОРГРЭС, 1967. - 142 с.

8. Ю. Куцовский С.М., Королев Е.П. Реле тока для автоматикиопережающего деления сети. Электрические станции, 1979, К® I, с. 49-53.

9. Источники электропитания на полупроводниковых приборах/ Под ред. С.Д. Додика иЕ.И. Гальперина. М.: Советское радио, 1969. - 448 с.

10. Вострокнутов H.H., Дорогунцев В .Г., Маранчак В .М., Овча-ренко Н.И., Сиротинский Е JI., Фабрикант В.Л. Применение полупроводников в устройствах релейной защиты и системной автоматики. -М.: Высшая школа, 1962. 284 с.

11. Липман P.A. Полупроводниковые реле. М.: Госэнергоиз-дат, 1963. - 97 с.

12. Грейвулис Я.П., Лиелпетерис Э.Я., Путиньш В.Я. Полупроводниковые реле тока и напряжения. М.: Энергия, 1970. - 128 с.

13. Конев Ю.И. Полупроводниковые триоды в автоматике. М.: Советское радио, i960. - 447 с.

14. Левиуш А.И., Шаповал А .П., Солоха В .Я. ,Довбня Г.Н. Поме-хозащищенное реле тока для быстродействующей высокочастотной защиты. Электрические станции, 1979, № I, с. 56-58.

15. Супоницкий Л.П., Урин В.Д. Релейные схемы с кристаллическими триодами. Автоматика и телемеханика, i960, т.21, № 12, с. 1595-1600.

16. ОсновичЛ.Д. Бесконтактное реле на полупроводниковых триодах. Изв. вузов. Сер. Электромеханика, 1961, № I, с.83-89.

17. Леонов И.И. Фазовращательная схема на полупроводниковых триодах. В кн.: Электроэнергетика. - Л.: ЛПИ, 1963. - с. 115119.

18. Леонов И.И. Полупроводниковые реле сопротивления на прин ципе сравнения фаз электрических величин. Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1963, №12, с. 1-7.

19. Надеждин В.В. Устройства питания и выходные органы бесконтактных магнитно-полупроводниковых релейных защит. В кн.:

20. Электроэнергетика. -JI.: Наука, 1964, с. 150-158.

21. Банько И.О. О применении симисторов в исполнительных органах релейной защиты. Электрические станции, Х978, № 4, с. 64-65.

22. Рожков М.Г., Сиротинекий Е Л. Реле разности частот на полупроводниках. Электрические станции, 1961, № 2, с. 59-64.

23. Устинов В.А., Кисельников Л.Н. Устройство сигнализации уровня изоляции в цепях напряжения постоянного тока 24-220 В. -Электрические станции, 1978, № 12, с. 74-75.

24. Сурвило И.К. Преобразователь релейного измерительного органа тока. Электрические станции, 1979, №11, с. 67-70.

25. ЗисманЛ.С. Транзисторный преобразователь постоянного напряжения 1Ю-220 В для питания устройств релейной защиты и автоматики. Электрические станции, 1978, К0- 6, с. 55-58.

26. Гранкин В.Д., Не ж па В. К. Реле импульсной сигнализации.-Электрические станции, 1978, Ш 4, с. 88-89.

27. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. -М.: Советское радио, 1970. 59Х с.

28. Мамедов М.Г. Исследование электрического пробоя в полупроводниках. Махачкала: Дагестанское книжное издательство, 1967. - 45 с.

29. Тагер A.C., Вальд-Перлов В.М. Лавинно-пролетные диоды и их применения в технике СВЧ. М.: Советское радио, 1968. - 480с.

30. Мартиросов И .М. О лавинно-тепловом пробое р-п переходов. -Физика и техника полупроводников, 1967, т.Х, №7, с.1075-1080.

31. КонуэлЭ. Кинетические свойства полупроводников в сильных электрических полях. й-.: Мир, Х970. - 384 с.

32. Воробьев Г.А. К вопросу о механизме электрического пробоя твердых диэлектриков. Изв. вузов. Сер. Физика, Х962, №1, с. 32-37.

33. Нас ледов Д.Н., Ц арен ко в Б.В. Электрический пробой р-п переходов в арсениде галия. Физика твердого тела, 1963, т.5,4, с.1181-1185 .

34. Воробьев A.A., Воробьев Г.А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков.- М.: Высшая школа, Х966. 226 с.

35. Рабинерсон A.A., Ашкинази Г.А. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов. И.: Энергия, 1976. - 296 с.

36. Давидов П.Д. Анализ и расчет тепловых режимов полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1967. - 144 с.

37. Расчет силовых полупроводниковых приборов. / Под ред. д.ф.м.н. В.А.Кузьмина. Ы.: Энергия, 1980. - 184 с.

38. Челноков В JE ., Евсеев 10.А. Физические основы работы силовых полупроводниковых приборов. М.: Энергия, 1973. - 280 с.

39. О коэффициентах ударной ионизации электронов и дырок в кремнии / Кузьмин В.А., Крюкова H.H., Кюрегян A.C., Ынацаканов Т.Т., Шуман В.Б. Шизика и техника полупроводников, Х975, № 4, с. 735-739.

40. Грехов И.В., СережкинЮ.Н. Лавинный пробой р-п перехода в полупроводниках. М.: Энергия, 1980. - Х52 с.

41. Грехов И.В., Крюкова H.H., Новиков А.И. О связи между дислокациями и микроплазмами при лавинном пробое р-п перехода в кремнии. Физика твердого тела, Х967, № 6, с.1831-1833.

42. Грехов И.В., Крюкова H.H., Челноков В.Е. Микроплазменные явления в кремнии. Физика твердого тела, 1966, № 12, с. 3474-3479.

43. Особенности микроплазм в высоковольтных кремниевых р-п переходах / Кузьмин В.А., Крюкова H.H., Кюрегда A.C., Сорокин Ю.Г -Физика и техника полупроводников, 1976, № 7, с. Х292-Х297.

44. Сотсков Б.С. Основы расчета и проектирования электромеха нических элементов автоматических и телемеханических устройств. -М.: Энергия, 1965.- 576 с.

45. Дроздов А.Д., Хлебников С.Д., Гариаш В.А. Схема замвщени. каскадного трансформатора тока для высоких частот. Электричество, 1972, № 12, с. 27-31.

46. Джуварли Ч.М., Бейдуилаев М.А., Муфид-Заде H.A. Расчет перенапряжений в автотрансформаторах, работающих с вольтодобавоч-ными трансформаторами. Электроческие станции, Х978, №8, с.64-66.

47. Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электрически: машинах. М.: Энергия, 1973. - 440 с.

48. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Под общ. ред. Н.Н.Горюнова. М.: Энергия, 1972. - 744 с.

49. Какуевицкий JI .И., Смирнова Т.В. Справочник реле защиты и автоматики. М.: Энергия, £972, - 343 с.

50. Шефер В.А. Экспериментальное исследование режимов работы полупроводниковых приборов в релейных схемах. В кн.: Опыт эксплуатации релейной защиты и электроавтоматики в Тульской энергосистеме. - М.: Энергия, 1972, с. 46-55.

51. Федоров Ю.К. Коммутационные перенапряжения в сети оперативного постоянного тока. Электрические станции, 1977, № 5, с. 55-59.5^. Овчинников Н.И. Основы радиотехники. М.: Воениздат, 1968. - 408 с.

52. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей М.: Энергия, Х967. - Х96 с.

53. Конторова Т.А. О связи между механическими и тепловыми характеристиками кристаллов. В кн.: Некоторые проблемы прочности твердого тела. - М.: АН СССР, 1959, с.99-104.

54. Бургсдорф В.В., Федоров Ю.К. Исследование воздействия коммутационных перенапряжений на полупроводниковые диоды в схемах релейной защиты и автоматики. Электричество, 1976, № 3, с.7-13.

55. Аладинский В.К., Геллер И.Х., Русин Л.И. Прогнозирование предельных электрических параметров высоковольтных лавинных диодов при обратном включении. Электронная техника, Х974, сер.2, вып. 2(84), с.65-71.

56. Федоров Ю.К. Анализ эффективности средств защиты полупроводниковых приборов от коммутационных перенапряжений в цепях постоянного тока релейной защиты и автоматики. Электрические станции, Х977, № 7, с.69-74.

57. Алексеев B.C., Варганов Г.П., Панфилов Б.И., Розенбдюм Р.З. Реле защиты. М.: Энергия, Х976. - 464 с.

58. Федоров Ю.К. Перенапряжения при бездуговом отключении индуктивных цепей постоянного тока в системах релейной защиты и автоматики. Электрические станции, Х973, № 2, C.7X-75.1. П-РИЛ OIE НИ Я