Применение дифференцирующих индукционных преобразователей тока в защите горного электрооборудования от токов обратной последовательности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Соловьев, Денис Борисович

• Соловьев, Денис Борисович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Соловьев, Денис Борисович

Содержание.

Введение.

Глава 1.Электротехнические комплексы горных предприятий, ведущих добычу полезных ископаемых открытым способом.

1.1. Особенности распределительных линий горнодобывающих предприятий, ведущих добычу открытым способом.

1.2. Анализ электропотребления угольного разреза при внедрении системы автоматизации контроля электроэнергетического хозяйства.

1.3. Потребление активной и реактивной энергии при работе одноковшовых экскаваторов.

1.4. Анормальные режимы асинхронных электродвигателей.

1.5. Защитные устройства электрических установок технологических комплексов, использующихся на горнодобывающих предприятиях.

1.6. Принцип построения релейной защиты, использующей систему симметричных составляющих.

1.7. Выводы по главе 1 и задачи исследования.

Глава 2.Повышение надёжности электроустановок горных предприятий применением релейной защиты от ненормальных режимов работы.

2.1. Обзор существующих средств измерения, использующихся в устройствах релейной защиты от ненормальных режимов работы трёхфазных электроустановок.

2.2. Разработка защитного устройства от неполнофазных режимов работы

2.3. Принцип работы фильтра напряжения обратной последовательности.

2.4. Измерительные преобразователи переменного тока для релейных защитных устройств.

2.5. Трансреакторы и особенности их использования в измерительной части релейной защиты.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. Анализ работы ИПТОП, выполненных на основе ДИПТ

3.1. Разновидности ИПТОП, выполненных на основе ДИПТ, для трёхфазных трёхпроводных сетей.

3.2. Анализ ФНОП при действии токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.

3.3. Передачи ÍZ-графа электрической цепи ФНОП.

3.4. Расчётные мощности элементов ИПТОП.

3.5. Сравнение суммарных расчётных мощностей элементов ИПТОП с двух- и пятиэлементными ФНОП.

3.6. ИПТОП для трёхфазных четырёхпроводных сетей обогатительных фабрик.

3.7. Выводы по главе

Глава 4. Работа ИПТОП в переходных режимах.

4.1. Переходные процессы в электротехнических комплексах.

4.2. Переходные процессы в электрических цепях с ИПТОП, получающих первичную информацию от двух ДИПТ.

4.3. Исследование переходных процессов ИПТОП с ДИПТ с помощью пакета Simulink системы MATLAB.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. Использование ИПТОП в системах микропроцессорной автоматики и релейной защиты электрических систем.

5.1. Применение микропроцессорных защитных терминалов в условиях горнодобывающих предприятий, ведущих добычу открытым спосо

5.2. Принципы работы микропроцессорных защитных систем для тяжелых условий эксплуатации.

5.3. Методика выбора параметров элементов ИПТОП при использовании микропроцессорных реле.

5.4. Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение дифференцирующих индукционных преобразователей тока в защите горного электрооборудования от токов обратной последовательности»

Многие отрасли промышленности, такие как чёрная и цветная металлургия, энергетика, перерабатывающий и строительный сектор, в той или иной мере, зависят от положения дел в сфере добычи полезных ископаемых. За последнее десятилетие горнодобывающая промышленность России стала одним из наиболее динамично развивающихся секторов экономики. Сохранение, а тем более увеличение инвестиционной привлекательности добывающей отрасли, невозможно без развития её материально-технической базы, снижения производственных издержек и применения современных решений в области автоматизации и контроля систем управления электротехническими комплексами.

На сегодняшний день на большинстве предприятий добывающего сектора наблюдается значительный рост отказов оборудования и механизмов, задействованных на добыче и транспортировании полезных ископаемых. Более половины из общего числа отказов связаны с повреждением электрооборудования горных машин, выходом из строя электродвигателей, систем управления главными приводами и т.д. Выход из строя любого из электродвигателей вспомогательных приводов приводит к остановке всего комплекса. Такое резкое увеличение потока отказов обуславливается значительным износом всех типов карьерных, шагающих и роторных экскаваторов, средний срок службы которых превышает в 1,5-2 раза нормативные сроки эксплуатации. Отличительной чертой отрасли является большая капиталоёмкость проводимых модернизаций, что значительно увеличивает время замены выработавшего свой ресурс оборудования на новое, которое в кризисном состоянии экономики рассчитано на 10 - 15 лет. А это означает, что и в ближайшие десятилетия горнодобывающим предприятиям придётся поддерживать в работоспособном состоянии изношенный парк добычных машин, что делает актуальной проблему повышения эффективности использования электрооборудования технологических комплексов, применяемых на открытых горных работах.

На сегодняшний день электродвигатели снабжены общепромышленными видами защит от перегрузки, коротких замыканий, однофазных замыканий, которые не способны реагировать в ряде случаев на несимметричные (в частности, на неполнофазные) режимы работы.

Промышленностью выпускаются защитные устройства от несимметричных режимов работы, выполненные на базе пассивных и активных элементов. Однако их установка регламентирована лишь в порядке исключении: для асинхронных двигателей (АД), защищенных предохранителями и не имеющих защиты от перегрузки, если двухфазный режим ведёт к выходу АД из строя с особо тяжёлыми последствиями. Одним из основных элементов защитного устройства от неполнофазных режимов работы является чувствительный элемент — фильтр напряжения или тока обратной последовательности. Схемы защиты с применением этих фильтров, по сравнению с простыми токовыми защитами, имеют то преимущество, что они реагируют не только на количественные, но и на качественные изменения электрических параметров защищаемой установки. Однако необходимость измерения токов у каждого АД технологического комплекса сводит на нет использование таких защит. Препятствием расширенного применения защиты с использованием фильтров тока является существенные недостатки трансформаторов тока (ТТ) — высокие значения массы, размеров и стоимости этих измерительных преобразователей тока (ИПТ).

Таким образом, имеется необходимость в создании комплексных, многофункциональных защит и диагностических систем, одним из основных элементов которых являются ИПТ, свободные от указанных недостатков ТТ.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование таких ИПТ, входящих в устройства релейной защиты электроустановок горных предприятий, в частности защиты от неполнофазных режимов работы, которые путём замены ТТ на дифференцирующие индукционные преобразователи тока (ДИПТ) обеспечивают повышение точности и снижение массогабаритных показателей этих устройств.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование характерных режимов работы основных электроприёмников, используемых при добыче полезных ископаемых открытым способом.

2. Сравнительный анализ ИПТ трансформаторного типа с целью выявления возможности и целесообразности замены ТТ на ДИПТ в электрических сетях горнодобывающих предприятий.

3. Синтез пяти- и двухэлементных фильтров напряжения обратной последовательности (ФНОП), входящих наряду с ДИПТ в состав измерительных преобразователей тока обратной последовательности (ИПТОП).

4. Обоснование выбора таких параметров элементов, входящих в состав ИПТОП, при которых обеспечивается минимум суммы их расчётных мощностей. Создание методики расчёта ИПТОП, выполненных на основе ДИПТ.

5. Исследование тех переходных процессов в фильтрах напряжения обратной последовательности (ФНОП), входящих в состав ИПТОП и подключённых как к ТТ, так и к ДИПТ, которые происходят при включении нагрузки на источник напряжения и при обрыве одной фазы питающей линии.

Анализ результатов компьютерного моделирования переходных процессов, возникающих в асинхронном электроприводе насоса при подключении асинхронного двигателя (АД) к сети и при переходе его к неполнофазному режиму питания.

6. Разработка методики расчёта параметров катушек ДИПТ, которые предназначены для подключения к защите электрических комплексов, работающих при напряжении 6-35 кВ.

Объектом исследований является система защиты электротехнических комплексов на открытых горных работах. Предметом исследований - эффективность новых разновидностей этой системы при широком использовании в ней дифференцирующих индукционных преобразователей тока.

Методы исследований. При решении поставленных задач использованы положения теоретической электротехники, в частности топологических методов анализа электрических цепей, электрических машин, автоматики электроэнергетических систем, методы численного анализа и математической обработки результатов, а также математического моделирования с применением программ Maple 12 и Simulink пакета MATLAB.

Достоверность полученных научных результатов подтверждается строгим обоснованием расчетных методик и принимаемых допущений, корректным применением современных методов научных исследований, а также подтверждается близостью теоретических результатов с данными, полученными при использовании средств для моделирования и анализа динамических систем.

Научная новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Выполнен синтез и анализ нескольких вариантов ИПТОП (для трёх- и четырёхпроводных линий передачи, с одинаковыми и различными ДИПТ). При этом новая структура ФНОП и новые соотношения между параметрами элементов, входящих в состав ИПТОП, найдены с учётом внутренних сопротивлений ДИПТ как источников, ЭДС которых пропорциональны не измеряемым токам, а их производным. В частности, для ИПТОП с одинаковыми ДИПТ в состав ФНОП вошли не четыре, как у ранее известных ФНОП, а пять элементов.

2. Для каждого элемента ИПТОП найдены значения тока, напряжения и расчётной мощности, в каждом из различных установившихся режимов защищаемого устройства: токи нагрузки образуют только прямую последовательность или один, любой, провод питающей линии оборван. И для каждого элемента определён режим, в котором его расчётная мощность максимальна.

3. Разработана методика выбора параметров ИПТОП, согласно которой выбираются такие параметры ИПТОП, при которых достигается минимум суммы указанных в предыдущем пункте максимальных мощностей элементов ИПТОП.

4. Исследованы переходные процессы, возникающие в ИПТОП при подключении связанной с ним активно-индуктивной нагрузки к сети с напряжениями, образующими только прямую последовательность, и в случаях, когда один, любой, провод питающей линии оборван. Для каждого такого режима выполнена оценка максимума и продолжительности отклонения выходного напряжения ИПТОП от его напряжения, которое имеет место после окончания переходных процессов в нагрузке и в ФНОП. Установлено, что полученные оценки близки к тем, что найдены при компьютерном моделировании переходных процессов, возникающих в асинхронном электроприводе при подключении АД к сети и при переходе его к иеполнофазному режиму питания.

5. Разработана методика выбора параметров катушки ДИПТ, которая охватывает проходной изолятор и предназначена для сетей с напряжением 6-35 кВ. Эта методика обеспечивает минимизацию массы, индуктивности и активного сопротивления проектируемой катушки.

Практическая ценность работы состоит в решении важной прикладной задачи, связанной с увеличением надёжности и эффективности работы асинхронных электроприводов технологических комплексов, используемых для добычи полезных ископаемых открытым способом, с исключением повреждений АД этих комплексов от работы в неполнофазных режимах питания.

Предлагаемые миниатюрные ДИПТ, в отличие от громоздких ТТ, можно устанавливать, в сочетании с разработанными малогабаритными ФНОП, как в новых, так и в давно находящихся в эксплуатации технологических комплексах. Релейная защита, основанная на применении образуемых указанным сочетанием новых ИПТОП, превосходит аналогичную защиту, выполненную на базе ТТ, не только по массогабаритным показателям, но также по чувствительности и быстродействию.

Положения, выносимые на защиту:

1. Принципиальные схемы и принцип действия ИПТОП для трёх- и четы-рёхпроводных линий передачи, с одинаковыми и различными ДИПТ.

2. Методика расчёта параметров ИПТОП, выполненных на базе ДИПТ и предназначенных для подключения к входам электромеханических или/и микропроцессорных реле.

3. Результаты исследования переходных процессов, возникающих в ИПТОП при подключении связанной с ним активно-индуктивной нагрузки или АД к сети с напряжениями, образующими только прямую последовательность, и в случаях, когда один провод питающей линии оборван или обрывается во время работы АД.

4. Методика расчёта параметров катушек ДИПТ для использования в электрических сетях с напряжением от 6 до 35 кВ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на восьмой международной ежегодной конференции и выставке «Russia Power 2010», Москва; международном научном симпозиуме «Неделя горняка-2007», Москва; Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ аспирантов и молодых учёных в области энергосбережения в промышленности «Эврика-2010», Новочеркасск;

Всероссийском смотре-конкурсе инновационных идей в области энергосбережения и энергоэффективности «Flylab», Санкт-Петербург, 2009; пятой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», г. Благовещенск, 2008; на полуфинале конкурса инновационных проектов «Зворыкинская премия», Москва, 2010; на региональных научных конференциях «Молодежь и научно-технический прогресс», 2006-2008 гг., а также на научно-технических конференциях ДВГТУ «Вологдинские чтения», 2004-2010 гг., г. Владивосток.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Соловьев, Денис Борисович

Выводы по главе 5

1. Вследствие развивающейся в последние годы тенденции к использованию автоматизированных систем учёта потреблённой электрической энергии на горнодобывающих предприятиях, в распределительных сетях карьеров происходит попутное внедрение микропроцессорных релейных защит.

2. В условиях горнодобывающих предприятий, ведущих добычу полезного ископаемого открытым способом, большое распространение получили системы защиты, одновременно использующие электромеханические и резервные микропроцессорные релейные защитные устройства.

3. Использование микропроцессорных защитных реле в качестве резервной защиты приводит к снижению числа отказов и выхода из строя электрических машин из-за возникновения неполнофазных режимов работы.

4. Разработанные в главе 3 ИПТОП способны выдавать сигналы для срабатывания релейных защитных устройств, выполненных как на электромеханической, так и микропроцессорной основе.

5. Разработанная методика выбора параметров элементов ИПТОП, с точки зрения обеспечения минимального потребления мощности её составляющих элементов, может быть использована и при условии применения микропроцессорных защитных устройств, т.к. основным вводным параметром для расчёта является сопротивление используемого реле.

6. Разработана методика расчёта всех параметров катушек ДИПТ для использования их на понизительных подстанциях напряжением до 35 кВ.

7. Приводится методика для выбора значений параметров ИПТОП с двух-и пятиэлементным ФНОП. Она пригодна для расчёта защиты с применением как микропроцессорного, так и электромеханического реле.

8. С целью сокращения времени для выполнения расчётов параметров элементов ИПТОП, на основе разработанной методики был составлен алгоритм и программа на языке Паскаль.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для совершенствования защиты асинхронного электропривода от неполнофазных режимов работы. Основные выводы работы заключаются в следующем.

1. Из всех причин внеплановых простоев оборудования и механизмов, задействованных на добыче и переработке полезных ископаемых, наиболее значимыми являются отказы по электрической части, связанные с выходом из строя электропривода горных машин из-за неполнофазных режимов работы.

2. На основании анализа существующих измерительных преобразователей тока для релейных защитных устройств от неполнофазных режимов работы, было установлено, что, для использования в качестве первичных измерительных преобразователей тока, ДИПТ имеют явное преимущество перед ТТ. Последние громоздки, имеют большую массу и худшие эксплуатационные характеристики по сравнению с ДИПТ. Использование ДИПТ позволяет создать устройства для измерения токов обратной последовательности, способные выполнять свои функции при любых особенностях эксплуатации и места установки защищаемого электродвигателя.

3. Предложены и разработаны несколько вариантов ИПТОП, содержащих ДИПТ, подключённые к входам пяти- или двухэлементные ФНОП, которые обеспечивают высокую избирательность защиты от работы в несимметричных режимах. Такие ИПТОП имеют значительно меньшую суммарную массу, по сравнению с аналогами. Кроме того, эти ИПТОП пригодны для непосредственного сопряжения с аналого-цифровыми преобразователями.

4. Разработана методика расчёта, позволяющая производить выбор таких параметров элементов ФНОП и ДИПТ, входящих в ИПТОП, при которых обеспечивается минимальное значение суммы расчётных мощностей этих элементов.

5. Проведены исследования переходных процессов, возникающих в ИПТОП при подключении связанной с ним симметричной активно-индуктивной нагрузки или АД в следующих случаях: подключение к источнику с трёхфазным напряжением прямой последовательности, один провод питающей линии оборван до подключения АД или обрывается во время его работы.

6. Создана методика, позволяющая рассчитать ДИПТ, предназначенные для установки в сетях с напряжением 6 - 35 кВ. Двухслойная тороидальная катушка таких ДИПТ обеспечивает заданное значение взаимной индуктивности с токопроводом, который она охватывает, защиту от мешающих магнитных полей и минимальную массу обмоточного провода.

7. Полученные результаты и рекомендации пригодны не только для защиты электрооборудования открытых горных работ, но и для электротехнических комплексов и систем другого, самого широкого, назначения

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Соловьев, Денис Борисович, 2011 год

1. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения горных предприятий. Учебник 2-е издание. М.: Изд-во Московского гос.горного университета; 2006 г. - 499 стр.

2. Шклярский Я. Э. Моделирование нагрузок в узлах рудничной электрической распределительной сети напряжением 6-10 кВ калийных предприятий. Сборник научных трудов ВНИИВЭ, Донецк, 1985., с. 43-47.

3. Соловьёв Д. Б. Особенности эксплуатации экскаваторного парка в условиях юга Дальнего востока России. «Горное оборудование и электромеханика». № 1, 2010, стр. 29-31.

4. Белых Б. П., Заславец Б. И. Распределительные электрические сети рудных карьеров. -М.: Недра, 1978, 239 с.

5. Бухгольц В. П., Скрипка В. Л. Электрооборудование и электроснабжение буровых и горных работ. М.: Недра, 1987. — 312 с.

6. Данилов А. Современные промышленные датчики тока. «Современная электроника», № 10 2004. с. 26-35.

7. Измерители параметров электрических сетей. Паспорт анализатора качества электрической энергии МТ 1010. Motech industries inc. 2003, 5 с.

8. Чернобров Н. В., Семёнов В. А. Релёйная защита энергетических систем: М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.

9. Мелехин В. Т. Основные направления совершенствования нормирования при системном подходе к использованию топливно-энергетических ресурсов / Промышленная энергетика, 1983. № 8. - с. 5 - 8.

10. Ю.Праховник А. В., Розен В. Т., Дегтярёв В. В. Энергосберегающие режимы электроснабжения горнодобывающих предприятий. М.: Недра, 1985.-367 с.

11. Оценка удельных энергозатрат на экскавацию горной массы Лучегорского разрезо-строительного управления. Отчёт по науки кафедры ГЭМ за 1990. Владивосток, изд-во ДВПИ, 1990.-24 с.

12. Разработка норм расхода электроэнергии на экскавацию горной массы для условий Лучегорского разрезо-строительного управления. Отчёт по науки кафедры ГЭМ за 1990. Владивосток, изд-во ДВПИ, 1990. 37 с.

13. Астахов А. С. Динамические методы оценки эффективности горного производства. -М.: Недра, 1973, 236 с.

14. Воскобойников Д. М. Экономическое стимулирование рационального использования электроэнергии в промышленности. М.: Энергоиздат, 1988. -- 80 с.

15. Реструктуризация угольной промышленности (Теория. Опыт. Программы. Прогноз) / Ю. Н. Малышев, В. Е. Зайденварг, Г. Л. Краснянский и др. М.: ОАО «Компания «Росуголь», 1996 - 536 с.

16. Соловьев Д. Б., Дорошев Ю. С. Оптимизация режимов возбуждения сетевых синхронных двигателей одноковшовых экскаваторов на угольных разрезах на основе 11-образных характеристик. «Горное оборудование и электромеханика», № 8., 2006.С. 21-24.

17. Соловьев Д. Б. Определение рациональных токов возбуждения в синхронных двигателей карьерных экскаваторов. «Горный журнал», № 3, 2005 г. с. 70-73.

18. Соловьев Д. Б. Анализ электропотребления угольного разреза при внедрении автоматизированной системы учёта электрической энергии. «Горное оборудование и электромеханика», 2010 г., №10, с. 17-20.

19. Соловьев Д. Б. Оптимизация и экономическая эффективность использования компенсирующей способности синхронных двигателей мощных карьерных экскаваторов. «Горный журнал», №9, 2006, с. 68-69.

20. Нормирование топливно-энергетических ресурсов и регулирование режимов электропотребления/ Сборник инструкций. М.: Недра, 1983. - 224 с.

21. Зимин Е. Н. Защита асинхронных электродвигателей напряженим до 500 В. М. Д., Госэнергоиздат, 1962 - 56 с.

22. Гимоян Г. Г. Релейная защита горных электроустановок. Изд. 2, перераб. И доп. М.:, «Недра», 1978. 349 с.

23. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов по спец. «Электроснабжение». М.: Высш. шк, 1991.-496 с.

24. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения. Раздел «Релейная защита электроустановок». — М: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. — 143 с.

25. Дорошев Ю.С. Разработка методических основ повышения уровня безопасности и эффективности эксплуатации горного оборудования. -Владивосток.: Изд-во ДВГТУ. 2009.-256 с.

26. Праховник А. В., Розен В. Т., Дегтярёв В. В. Энергосберегающие режимы электроснабжения горнодобывающих предприятий. М.: Недра, 1985.-367 с.

27. Соркинд М. Универсальная защита для асинхронного электродвигателя: миф или реальность? // Электроцех, апрель 2007. с. 31 - 36.

28. Ахлюстин В. К. Электрификация обогатительных фабрик. М.: «Недра». 1972.-424 с.

29. Пивняк Г.Г. Шкарбец Ф.П. Горбунов Я.С. Релейная защита электроустановок на открытых горных работах. М: Недра, 1992.- 240 с.

30. Щуцкий В.И. Электрические аппараты и средства автоматизации горных предприятий. М: Недра, 1990. - 288 с.

31. Материалы международного научно-промышленного симпозиума «Уральская горная школа регионам». - Екатеринбург.: Изд-во УГГУ. 2009. -370 с.

32. Сушко В. Защита низковольтных электродвигателей совершенных устройств. «Новости электротехники» №5, 2005, с. 19-26.

33. Сборник П-ой международной конференции «Динамика и прочность горных машин». Т. 1 — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2003 570 с.

34. Инвестиционный проект. Поддержание производственной мощности РУ "Новошахтинское" с увеличением эффективности производства и увеличением проектной мощности разреза «Павловский №2» до 2900 т.т. в год. 141 с.

35. Технический отчёт по «Лутэк» 2009,- 280 с.

36. Технический отчёт по РУ "Новошахтинское" 2009г. 158 с.

37. Борисов Р. П. Невнимание к проблеме ЭМС может обернуться катастрофой. «Новости электротехники» №6, 2001, с. 18-20.

38. Алексей Е. А. Релейная защита сетей. Ступени селективности по времени. «Новости электротехники» №3, 2006, с. 35-39.

39. Гуревич В. И. О надежности логических входов микропроцессорных устройств релейной защиты "Электроника-Инфо", 2009, № 2, с. 28 - 30.

40. Гуревич В. И. Повышение помехоустойчивости логических входов микропроцессорных устройств релейной защиты "Электроника-Инфо", 2008, № 11, с. 26-27.

41. Гуревич В. И. Проблемы выходных реле, используемых в микропроцессорных устройствах релейной защиты "Электрические сети и системы", 2007, № 1, с. 66 - 74.

42. Гуревич В. И. Проблемы электропитания микропроцессорных реле защиты "Промышленная энергетика", 2007, № 5, с. 7 - 11.

43. Мнения специалистов о проблемах микропроцессорных устройств релейной защиты. Сборник докладов. М.: Электроцех, 2008 г — 451 с.

44. Овчаренко Н. И. Микропроцессорные комплексы релейной защиты и автоматики распределительных электрических сетей. М.: НТФ «Энергопрогресс», 1999 - 64 с.

45. Овчаренко Н. И. Микропроцессорная автоматика синхронных генераторов и компенсаторов. — М.: НТФ «Энергопрогресс», 2004 96 с.

46. Овчаренко Н. И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика линий электропередачи ВН и СВН. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2007 - 53 с.

47. Трофимов А., Соркиид М. Действующие значения напряжения и тока Возможно ли их измерить методами аналоговой техники? // Электроцех, апрель 2008.-с. 44-50.

48. ГОСТ Р 50030.4.1-2002 (МЭК 60947-4-1-2000). Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4-1. Контакторы и пускатели.

49. Портнягин A.B. Повышение надежности систем электроснабжения с электродвигательной нагрузкой 0,4 кВ при внешних воздействиях.-Автореферат дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. Иркутск, ИСЭМ СО РАН, 2007. 22 с.

50. Шабад М. А. Релейная защита и автоматика на электроподстанциях, питающих синхронные двигатели. — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984.-64 с.

51. Удрис А. П. Векторные диаграммы и их использование при наладке и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2006. - 64 с.

52. Беркович М. А. и др. Основы техники релейной защиты. М.:, «Недра», 1984. 382 с.

53. Федосеев А. М., Федосеев М. А. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1992. 528 с.

54. Шнеерсон Э. М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007. - 549 с.

55. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных электрических сетей. М.: Энергоатомиздат, 1987. 366 с.

56. Казанский В. Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 288 с.

57. Голговских А. В. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: Киров, изд. ВятГТУ, 2001. 100 с.

58. Коковин В. Е. Фильтры симметричных составляющих в релейной защите. М.: «Энергия», 1968. - 88 с.

59. Клецель М. Я., Токомбаев М. Т. Фильтры симметричных составляющих на катушках индуктивности при горизонтальном расположении фаз электроустановки. Электро: Электротехника. Электроэнергетика. Электрическая промышленность. №1, 2008. стр. 28-33.

60. Линт Г. Э. Симметричные составляющие в релейной защите. — М.: Энергоатомиздат, 1996. — 160 с.

61. Лосев С. Б., Чернин А. Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 528 с.

62. Ковнерев М., Троицкий Ю. Использование катушки Роговского для токовых измерений. «Электронные компоненты» №5 2005. с. 17-26.

63. Горбенко Ю.М., Кувшинов Г.Е., Мазалева H.H. Применение трансреакторов в устройстве токовой стабилизации автоматических регуляторов напряжения // Материалы научной конференции «Вологдинские чтения».- Владивосток. : Изд во ДВГТУ, 2002. С. 62.

64. Белов А.Г., Кувшинов Г.Е. Измерение больших токов в плоских шинах // Электроэнергетика и энергосберегающие технологии: Сб. науч. тр. / Редкол.: Кувшинов Г.Е. (отв. ред.) и др. Владивосток: ДВГТУ, 1998. -С. 8287.

65. Белов А.Г., Кувшинов Г.Е. Совершенствование измерительных преобразователей тока // Перспективные технологии автоматизации: Тез. докл. междунар. электронной науч.-техн. конф. -Вологда: ВоГТУ, 1999. С. 42.

66. Мазалева H.H. Усовершенствование устройств распределения реактивных нагрузок судовых синхронных генераторов: Дис. канд. техн. наук. -Владивосток: ДВГТУ, 2006 г. 275 с.

67. Lj. A. Kojovic, М. Т. Bishop, "Field Experience with Differential Protection of Power Transformers Based on Rogowski Coil Current Sensors" ,

68. Actual Trends in Development of Power System Protection and Automation 7-10 September 2009, Moscow, Russia.

69. Патент RU 2239224. / Устройство токовой стабилизации источника напряжения. / Кувшинов Г. Е., Мазалёва Н. Н. Бюл. 2004, №30.

70. Полезная модель к патенту RU 46116 U1 / Устройство токовой стабилизации трехфазного источника напряжения./ Кувшинов Г. Е., Мазалёва Н. П., Горбенко Ю. М., Кирюха В. В. Бюл. 2005, №16.

71. Патент RU 2281543./ Устройство для равномерного распределения реактивной мощности. / Кувшинов Г. Е., Мазалёва Н. Н. Бюл. 2006, №22.

72. Атабеков Г.И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей. — М., Л.: Госэнергоиздат, 1957. 344 с.

73. Гришенцев А. Ю. Электрические фильтры. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 52 с.

74. Коковин В. Е. Реле направления мощности обратной последовательности. М.: «Энергия», - 1970. - 72 с.

75. Бриндли К. Измерительные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1991.-144 с.

76. Левшина Е. С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин: (измерительные преобразователи). Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983.-320 с.

77. Шульц Ю. Электроизмерительная техника: 1000 понятий для практиков: Справочник: М.: Энергоатомиздат, 1989.-288 с.

78. Афанасьев В. В., Адоньев Н. М., Кибель В. М. и др. Трансформаторы тока. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. 416 с.

79. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем/ Под ред. А.Ф. Дьякова М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 295 с.

80. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства/Под общ. ред. профессоров МЭИ. М.: Энергоатомиздат, 1986.-712 с.

81. Казанский В. Е. Трансформаторы тока в устройствах релейной защиты и автоматики. М.: Энергия, 1978. - 264 с.

82. Андреев Ю.А., Абрамзон Г.В. Преобразователи тока для измерений без разрывов цепи. Л.: Энергия, 1979.-144с.

83. Циглер Г. Цифровые устройства дифференциальной защиты. М.: Энергоатомиздат, 2005. — 322 с.

84. Гловацкий В. Г., Пономарёв И. В. Релейная защита и автоматика распределительных сетей. Электронная версия 1.2., 2003 500 с.

85. Белов А. Г. Синтез измерительных преобразователей переменного тока для силовых преобразовательных устройств. Дис. канд. техн. наук. М.: ВНТИЩ. № 0015141, 2000.

86. Shepard D. W., Yuach D.W. An overview of Rogowski coil current sensing technology. Report. Pdf. 13 p.

87. Ray W. F., Hewson C. R. Practical Aspect of Rogowski Current Transducer Performance. PEMpaperPCIM 2001 .pdf- 6 p.

88. Kojovic L. A., Bishop M. T. Differential Protection Rogowski COIL. Report. Pdf. 6 p.

89. Казаков M. К., Джикаев Г. В. Совершенствование измерительных преобразователей тока в электроэнергетике/ Научный-технический калейдоскоп. 1999. № 1. с. 11-20.

90. Application Notes. Power Electronic Measurements Ltd. Sept. 2002. PDF www.pemuk.com

91. Ward D.A., Exon J. La T. Using Rogowsky coils for transient current measurements. Engineering science and education journal. June, 1993. Pr.7o.pdf

92. Koon W. Current Sensing for Energy Metering/ Analog Devices Inc. 123 .pdf www, analog/com/energymeter

93. W. F. Ray и С. R. Hewson High Frequency Improvements in Wide Bandwidth Rogowski Current Transducers. Power Electronic Measurements Ltd, 1999. www.proweb.co.uk

94. W. F. Ray и С. R. Hewson. High Performance Rogowski Current Transducers. IAS2000REM.pdf

95. W. F. Ray и С. R. Hewson. Practical Aspects of Rogowski Current Transducer Performance. PEMpaperPCIM 2001.pdf 6 p.

96. D. W. Shepard, D. W. Yuach. An overview of Rogowski coil current sensing technology. Report.pdf. 13 p.102. www.pemuk.com

97. Press Informations: LI33 eng. LEM, June 2002.

98. IEEE Document C37.235™, Guide for the Application of Rogowski Coils used for Protective Relaying Purposes.

99. ANSI /IEEE Standard C57.13M, Requirements for Instrument Transformers.106. www.eriks.co.uk

100. Toshikatsu S., Ueda R., Koga K. An a.c. and d.c. Current sensor of high accuracy//IEEE Transaction of Industry Application. 1992. P. 1087 -1094.

101. Cattaneo P., Huber H. D., New generation of current transducer with modified optrating principle // PCIM, 2000. P 1-5.

102. Герасимова Г.Н., Кувшинов Г.Е., Наумов Л.Л., Усольцев В.К. Топологические методы анализа в электротехнике и автоматике. — Владивосток: Дальнаука, 2001. 232 с.

103. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы / Под общ. ред. профессоров МЭИ. М.: Энергоатомиздат, 1985. -488 с.

104. Правила безопасности при обогащении и брикетировании углей (сланцев) (Минюст РФ 16 июня 2003 ^Регистрационный № 4683): М. Энергия, 2004.-460 с.

105. Златева М. П., Фархи С. Л., Козаров А. С. Переходные процессы в фильтрах обратной последовательности и определение оптимальных параметров фильтров. Сессии CIGRE 1960 г. Доклад № 305. Перевод с английского Б. В. Ермоленко. Л.: Энергия 1960 — 335 с.

106. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М.: «Высшая школа», 1996. - 623 с.

107. Кубланский Я. С. Переходные процессы. М.: «Энергия», 1974. - 88с.

108. Лосев С. Б., Чернин А. Б. Расчёт электромагнитных переходных процессов для релейной защиты на линиях большой протяжённости. М.: «Энергия», 1972. - 144 с.

109. Важнов А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока. -Л.: «Энергия», 1980. -256 с.

110. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока.-JI.: «Энергия», 1962.-624 с.

111. Казовский Е.Я., Рубисов Г.В. Переходные процессы в синхронных машинах при анормальных режимах в энергосистеме. СПб.: «Наука», 1994. -172 с.

112. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах. М.: Изд-во иностр. лит., 1975. - 483 с.

113. Ицхоки Я. С. Приближенный метод анализа переходных процессов в сложных линейных цепях. М., Изд-во «Советское радио», 1969, 176 стр.

114. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. М.: Высш. шк., 1992., 197с.

115. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Срахов C.B. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989г., 528с.

116. Черных И. В. Моделирование электрических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. M.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 288 с.

117. Новгородцев А. Б. Расчёт электрических цепей в MATLAB: Учебный курс. СПб.: Питер, 2004. - 250 с.

118. Сипайлов Г.А., Лоос A.B. Математическое моделирование электрических машин (АВМ): Учебное пособие для студентов вузов. -М.: Высшая школа, 1980,176 с, ил.

119. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 2001, 327 с, ил.

120. Амбрацумова Т.Т. Макромоделирование асинхронных машин с учетом динамики. М.: Издательство МЭИ, 2002. - 40 с , ил.

121. Анненков А.Н. Моделирование электромагнитных процессов в асинхронных двигателях с токопроводящим слоем ротора методом конечных элементов / А.Н. Анненков // Системы управления и информационные технологии. 2005. - № 2 (19). - С. 99-103.

122. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. -Екатеринбург: Издательство УРО РАН, 2000 г., 654 стр.

123. М.Г Чиликин, М.М Соколов, В.М. Терехов, A.B. Шинянский Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974.- 568 с.

124. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс). -М.: Высш. шк., 1987. — 287 с.

125. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1985. —560 с.

126. Внуков A.A. Опыт внедрения микропроцессорных терминалов в современных условиях. Электро: Электротехника. Электроэнергетика. Электрическая промышленность. №1, 2008. стр. 40-42.

127. Скрипко В. К. Выбор электрооборудования и релейной защиты внутризаводского электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000. - 80 с.

128. Шмурьев В. Я. Цифровые реле защиты. М.: НТФ «Энергопрогресс», 1999. - 56 с. (Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик»; Вып. 1(4)).

129. Ковбаса С.Н., Король C.B., Гомонюк С.П. Контроллер на базе процессора TMS320LF2403A. Киев.: ЭПА, 2003. - 18 с.

130. Козаченко В., Обухов Н., Горбунов В., Чуев П., Анучин А. Высокопроизводительные встраиваемые системы управления двигателями набазе сигнального микроконтроллера TMS320F241// Chip News. 2003. - № 11. -С. 2-9

131. Козаченко В., Обухов Н., Анучин А. Высокопроизводительный контроллер для управления двигателями на базе TMS320F241 для массовых применений// Компоненты и технологии. — 2000. № 10. - С. 15 - 16.

132. Соловьёв Д. Б. Микропроцессорная система управления электроприводом карьерных экскаваторов. «Горное оборудование и электромеханика». № 1, 2006 г. стр. 17-18.

133. Овчаренко Н. И. Аналоговые элементы микропроцессорных комплексов релейной защиты и автоматики. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001.-80 с.

134. Овчаренко Н. И. Цифровые аппаратные и программные элементы микропроцессорной релейной защиты и автоматики энергосистем. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2006. - 120 с.

135. Дьяков А. Ф. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем: учеб. пособие для вузов/ А. Ф. Дьяков, Н. И. Овчаренко. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 336 с.

136. Гуревич В. И. Новая концепция построения микропроцессорных устройств релейной защиты. «Компоненты и технологии», № 6, 2010 г. стр. 1215.

137. Шабад М. А. Расчёт релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография. СПб.: ПЭИПК, 2003. - 4-е изд., перераб. и доп. - 350 с.

138. Бойко А. С., Ершов Ю. А., Михайленко Я. Цифровые цепи тока и напряжения. Применение в релейной защите. «Новости электотехники», №6, 2006 г., стр. 17-18.

139. Гуревич В. И. Микропроцессорные реле защиты. Как они устроены? Часть 2. «Электротехнический рынок», № 5, 2009 г., стр. 46-50.

140. Королёв Е. П., Либерзон Э. М. Расчёты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980 г. - 208 с.

141. Патент RU 2396661. Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин. // Кувшинов Г.Е., Мясоедов Ю.В., Нагорных A.C., Богодайко И.А. Опубл. 10.08.2010. Бюл. № 22.

142. Результаты обработки экспериментальных данныхрежим «работа»)

143. Параметры Значения парамст ров

144. ЭШ-20/90 ЭШ-15/90 ЭШ- 10/70 ЭКГ-8И ЭКГ-54 №6 №4 №8

145. Потребляема мощность, Б, кВ А 2436 2188 1517 728 488 140 198

146. Средний ток, 1ср> А 222 200 145 69 43,2 13 18,9

147. Напряжение, и, В 6313 6314 6070 6545 6506 5963 6047

148. Частота, £ Гц 50,41 50,06 50,006 50,18 49,84 50,26 50,26

149. Среднее квадратическое значение выборки по току, сгь А 26,05 48,07 61,3 13 11,5 1,686 3,88

150. Среднее квадратическое значение выборки по напряжению, сги, В 18,939 18,972 18,226 19,662 19,542 17,888 18,142

151. Среднее квадратическое значение выборки по частоте, стг, Гц 0,41 0,06 0,0594 0,185 0,1627 0,267 0,2609

152. Отклонение напряжения от номинальных значений, 5,21 5,227 1,169 9,09 8,436 -0,62 0,788

153. Среднее квадратическое значение выборки по отклонению напряжения, Сту.% 0,314 5,75 3,459 6,46 0,419 0,176 0,203

154. Результаты обработки экспериментальных данныхрежим холостого хода)

155. Параметры Значения параметров

156. ЭШ-20/90 ЭШ-15/90 ЭШ-10/70 ЭКГ-8И ЭКГ-54 №6 №4 №8

157. Потребляема мощность, Б, кВ А 1914 1085 267,8 555 222 122 94,2

158. Средний ток, 1с05 А 174 95 25,13 48 21,2 11,7 9,01

159. Напряжение, и, В 6316 6569 6156 6630 6021 6031 6033

160. Частота, £ Гц 49,98 50,07 50,18 50,27 49,86 50,27 50,195

161. Среднее квадратическое значение выборки по току, сть А 2,44 4,458 0,961 2,43 0,63. 2,3 0,925

162. Среднее квадратическое значение выборки по напряжению, аи, В 18,912 19,707 18,466 19,891 18,239 18,094 18,156

163. Среднее квадратическое значение выборки по частоте, СТ6 Гц 0,0247 0,07 0,044 0,1795 0,1389 0,269 0,195

164. Отклонение напряжения от номинальных значений, У,% 5,27 9,485 2,593 10,5 0,353 0,522 0,8

165. Среднее квадратическое значение выборки по отклонению напряжения, СТу.% 0,1848 0,0587 0,1056 0,305 0,2112 0,1188 0,2

166. Результаты обработки экспериментальных данных (при различных токах возбуждения)1. Условия работы Параметры

167. ЭШ-15/90 вскрыша 271 220 180 176 21 10,8 6,26 6,25 6,18 498 180 63 860 310 95 993,8 401,1 116 0,5 0,44 0,55 202 78 78,3 6,27 6,21 6,21 1680 448 690 813 679 482 1866 813 842 0,9 0,55 0,82

168. ЭКГ-8И добыча 280 220 200 49 28 16 6,18 6,25 6,36 175 148,1 6,2 298 256 169 345.6 295.7 169,1 0,5 0,5 0,03 60 44 43 6,27 6,29 6,25 525 446 418 269 100 65 590 457 423 0,90 0,975 0,9881. Номинальные параметры

169. Тип экскаватора Тип СД Номинальные значения Гибкий кабель

170. Р„, кВт вн, квар Потери активной мощности, ДРНд, кВт совфн КПД Лн Ток возбуждения 1в, А £ сг 4 и £ 5 2 X 1> ВТ 4) и Активное сопротивление 0,4 км кабеля, . Пм

171. ЭКГ-8И СДЭ 2-15-34-6У2 525 286 34,7 -0,89 0,938 280 3x25 0,289

172. ЭШ-10/70 СДЭ 2-16-46-6У2 1250 633,3 57,33 -0,9 0,956 294 3x35 0,21

173. ЭШ-15/90 СДЭ 3-1564-4 1680 844 62,74 -0,9 0,964 271 3x50 0,146

174. ЭШ-15/90А СДЭ-17-46-6У2 1900 648,5 73 -0,95 0,963 282 3x70 0,104

175. ЭШ-20/90 СДЭ 2-17-69-8ХЛ2 2500 854 98,75 -0,95 0,962 282 3x95 0,0776

176. ЭШ-6/45 СДЭ-520-1000 630 325,3 41,64 -0,9 0,938 280 3x25 0,2891. Расчётные параметры1. Марка экскаватора

177. Фактические потери активноймощности в сети в режиме 0,0078 0,07 0,5 0,603 4,85 0,016работа», АРмср, кВт 1. Данные Марка экскаватора

178. ЭКГ-8И эш- 10/70 ЭИ1-15/90 ЭШ-15/90А ЭШ-20/90 ЭШ-6/45

179. Фактические потери активной мощности в сети в режиме «холостой ход», АРмсхх, кВт 0,369 0,877 12,87 6,67 6,44 0,3

180. Суммарные потери активной мощности от реактивной нагрузки, АРм, кВт 5,96 10,167 22,2 18,374 26,16 7,934

181. Расчётные потери электроэнергии в сети на генерирование реактивной мощности при годовом двухступенчатом графике мощности, А \Угс, кВт-ч 326,22 982,2 12278 7752,4 24531 304,76

182. Суммарные расчётные годовые потери электроэнергии от реактивной нагрузки, А \Уг, кВт-ч 25620 42550,5 47311,8 43316 51454 37122,4

183. Суммарная стоимость потерь электроэнергии на генерацию и передачу реактивной мощности, Им, руб. при двухставочном тарифе, а = 520,55 руб/кВт, в= 0,8 руб/кВт-ч 23598,3 39333 49404,5 44217 54779,8 33359,3

184. Суммарная стоимость потерь электроэнергии на генерацию и передачу реактивной мощности, Им, руб. при одноставочном тарифе, в=1,68 руб/кВт-ч 43042 71485 79484 72251 86443 62366