Снижение уровней коммутационных перенапряжений в системах электроснабжения кислородно-конвертерных производств посредством схемы защиты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Пушница, Константин Александрович

• Пушница, Константин Александрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пушница, Константин Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ литературных источников

1.2 Задачи исследования

2 ПОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

2.1 Особенности функционирования системы электроснабжении кислородно-конвертерного производства

2.2 Исследуемая схема системы электроснабжения

2.3 Имитационные модели элементов системы электроснабжения

2.4 Предлагаемая модель кабельной линии электропередачи с учетом затухания колебаний при воздействии поверхностного эффекта

2.5 Предлагаемая модель электродвигателя с учетом емкости обмоток, затухания колебаний в стали и проводниках

2.6 Предлагаемая модель выключателя с учетом среза тока, повторных зажиганий, эскалации напряжения, виртуальных срезов тока и

сопротивления дуги в выключателе

2.7. Идентификация параметров модели

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ НА ПРОЦЕСС ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

3.1 Оценка влияния длины линии и мощности двигателя

на процесс перенапряжений

3.2 Оценка влияния скорости гашения высокочастотного тока

на процесс перенапряжений

3.3 Оценка влияния скорости восстановления диэлектрической

прочности межконтактного промежутка на процесс перенапряжений

3.4 Оценка влияния момента начала движения контактов и средств

защиты на процесс перенапряжений

3.5 Оценка адекватности предложенной модели

4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ СХЕМ ЗАЩИТЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ В

ПРОГРАММЕ MATHCAD

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ В

ПРОГРАММЕ MATHCAD

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТНЫХ СХЕМ,

СОСТОЯЩИХ ИЗ RC-ЦЕПЕЙ, В ПРОГРАММЕ MATHCAD

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОСЦИЛЛОГРАММЫ ПРОЦЕССОВ, ПОЛУЧЕННЫХ

НА МОДЕЛИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ДАННЫЕ, СНЯТЫЕ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИ, В

ТАБЛИЧНОЙ ФОРМЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Снижение уровней коммутационных перенапряжений в системах электроснабжения кислородно-конвертерных производств посредством схемы защиты»

ВВЕДЕНИЕ

В системе электроснабжения кислородно-конвертерного производства имеется значительное количество высоковольтных электродвигателей и трансформаторов, коммутируемых различными типами выключателей, в том числе вакуумными. При отключении вакуумными выключателями электродвигательных присоединений возможны значительные перенапряжения, вызванные срезом тока и эскалацией напряжения. Кроме того, при срабатывании вакуумных выключателей возможно явление многократных повторных зажиганий дуги, что приводит к возникновению перенапряжений имеющих высокочастотный характер. Коммутационные перенапряжения оказывают существенное влияние на изоляцию оборудования, особенно на электродвигатели, изоляция которых обладает наименьшим запасом электрической прочности.

На сегодняшний день отсутствуют эффективные меры гашения подобных коммутационных перенапряжений. Разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), искровые промежутки как средство защиты от высокочастотных перенапряжений малоэффективны. Вызвано это резким подъемом их вольт-секундных характеристик при предразрядных временах менее 1 мкс. Для защиты от перенапряжений, имеющих высокочастотный характер, все большее применение находят защитные ЯС-цепочки. Однако их применение должно сопровождаться достаточно точным моделированием, так как неправильный выбор параметров ЯС-цепочек может привести даже к ухудшению процесса коммутации. Выбор параметров ЯС-цепочек и оптимальных схем их соединения представляет собой важную техническую задачу. Поэтому проведение исследований по данной теме является своевременным и актуальным.

Целью работы является повышение эффективности электроснабжения кислородно-конвертерных производств посредством снижения уровней коммутационных перенапряжений и улучшения процесса коммутации (уменьшение числа повторных зажиганий дуги в выключателе).

Идея работы состоит в снижении негативного действия коммутационных

перенапряжений посредством ЯС-цепочек, подключаемых к защищаемому оборудованию и соединённых по схеме четырехлучевой звезды, три луча которой включены в защищаемые фазы, а один луч соединен с землей, а также в определении оптимальных параметров данной схемы и оценке ее эффективности на имитационной модели.

Научная новизна заключается:

- в разработанном схемном решении комбинированного трехфазного ре-зистивно-емкостного ограничителя перенапряжений, имеющего лучшие показатели по ограничению уровней коммутационных перенапряжений по сравнению с существующими средствами защиты, отличающегося тем, что ЯС-цепочки подключаются к защищаемому оборудованию и соединены по схеме четырехлучевой звезды, три луча которой включены в защищаемые фазы, а один луч соединен с землей;

- в разработанной имитационной модели вакуумного выключателя, учитывающей процессы, характерные для вакуумного выключателя: срез тока, эскалацию напряжения, повторные зажигания дуги, виртуальные срезы тока, отличающейся тем, что имеет трехфазное исполнение и учитывает сопротивление дуги в выключателе;

- в разработанных имитационных моделях электродвигателя, двигательной нагрузки, кабельной линии и системы, отличающихся тем, что имеют трехфазное исполнение и учитывают затухание колебаний на повышенных частотах;

- в разработанной имитационной модели фрагмента системы электроснабжения, учитывающей срез тока, эскалацию напряжения, повторные зажигания дуги, виртуальные срезы тока в выключателе, отличающейся тем, что имеет трехфазное исполнение, учитывает сопротивление дуги в выключателе и затухание колебаний на повышенных частотах;

- в определенных зависимостях влияния параметров системы электроснабжения и вакуумного выключателя на процесс перенапряжений, отличающихся тем, что получены на более точной имитационной модели;

- в разработанной методике оценки технико-экономической эффективности схем защиты от коммутационных перенапряжений, отличающейся тем, что использует данные, полученные с помощью разработанной имитационной модели.

По материалам разработок получен один патент РФ на изобретение: №2394326 Комбинированный трехфазный резистивно-емкостной ограничитель перенапряжений, заявл. 14.04.2009, опубл. 10.07.2010.

Практическая ценность состоит в том, что разработанный комбинированный трехфазный резистивно-емкостной ограничитель перенапряжений позволяет снижать уровни перенапряжений до 1,62-1,78 o.e. по сравнению с 2,54-3,09 o.e. для ОПН и 1,71-2,16 o.e. для фазной RC-цепочки, уменьшает вероятность повторных зажиганий дуги в выключателе. Это увеличивает срок службы электродвигателя в 1,66-2,53 раз по сравнению с защитой с помощью ОПН и в 1,041,2 раза по сравнению с фазной RC-цепочкой. Разработанная имитационная модель позволяет анализировать влияние различных факторов на процесс перенапряжений и выбирать оптимальные параметры защитных RC-цепочек.

Методы и объекты исследования. Объектом исследования служит система электроснабжения кислородно-конвертерного производства. Предметом исследования являются коммутационные перенапряжения, возникающие при отключении вакуумным выключателем электродвигательных присоединений. При выполнении работы использованы методы инженерного эксперимента и имитационного моделирования. Теоретические изыскания сопровождались разработкой имитационных моделей. Анализу и обработке подвергались экспериментальные данные, приведенные в литературных источниках.

Достоверность результатов и выводов подтверждена: формулировкой задач исследования, сделанной исходя из всестороннего анализа литературных источников; использованием самых современных средств имитационного моделирования (пакет Matlab); хорошим соответствием экспериментальных осциллограмм и осциллограмм, полученных с помощью разработанной модели.

Реализация работы. Разработанная имитационная модель внедрена в форме

лабораторных практикумов и научно-методических разработок по дисциплине «Научно-исследовательская работа» образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю «Фрактальные и техноценологиче-ские структуры электрооборудования и сетей промышленных предприятий». Также программная модель фрагмента системы электроснабжения внедрена в филиале ОАО «Квадра»-«Восточная генерация» в качестве дополнения к существующим методикам анализа и оценки уровней коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении электродвигательных присоединений вакуумными выключателями.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались на II ежегодной международной конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», Липецк, 2007 год.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ, из них три в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и шести приложений. Общий объем диссертации 165 е., в том числе 112 с. основного текста, ИЗ рисунков, 12 таблиц, список литературы из 117 наименований, 6 приложений на 53 страницах.

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Анализ литературных источников

Изоляция электрических сетей и электрооборудования должна длительно (в течение десятков лет) выдерживать приложенное к ней рабочее напряжение с учетом загрязнения, увлажнения и других воздействий окружающей среды, а также старения вследствие частичных разрядов, электродинамических усилий, коррозии и других электрофизических, электрохимических и электромеханических воздействий в процессе эксплуатации. Кроме того, изоляция должна надежно выдерживать многократные коммутационные перенапряжения и обеспечивать возможно быструю и легкую ликвидацию последствий в случае ее перекрытия. При этом необходимо учитывать защитное действие нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН), разрядников, оптимизацию действия релейной защиты, автоматического повторного включения (АПВ) и другие меры ограничения перенапряжений и защиты сети от нарушений ее нормальной работы [1, 2, 3, 4].

Технический прогресс в области мер защиты дает возможность поставить проблему приведения изоляции к норме, т. е. создать комплекс мер ограничения и защиты от перенапряжений, при котором изоляция линий и подстанций определялась бы в основном длительным приложением рабочего напряжения. Уровень изоляции при перенапряжениях и соответствующие коэффициенты запаса электрической прочности определяются естественными электрофизическими процессами запаздывания развития пробоя изоляции вследствие кратковременности перенапряжений [1, 5, 6, 7].

Повышение рабочего напряжения и увеличение протяженности воздушных линий электропередачи (ВЛ), с одной стороны, и тенденция снижения их габаритов - с другой, делают все более актуальной задачу глубокого ограничения в них коммутационных перенапряжений. Относится это и к высоковольт-

ным кабельным линиям (КЛ) различного конструктивного исполнения. На практике возникает необходимость уточнения расчетов перенапряжений и условий работы устройств ограничения [8, 9, 10].

Изоляция электрических сетей подвергается длительному (в течение всего срока эксплуатации) воздействию рабочего напряжения, изменение которого допускается в ограниченных пределах. Согласно [4, 11, 12], рабочее напряжение не должно превышать 115% от номинального напряжения для электрических сетей до 220 кВ включительно; 110% для электрических сетей 330 кВ; 105% для электрических сетей 500 кВ и выше. Для сетей 6-35 кВ в соответствии с [13] максимальное рабочее напряжение для 6-20 кВ не должно превышать 120%, для 35 кВ - 115% (40,5 кВ).

Длительное воздействие рабочего напряжения и многократное воздействие перенапряжений в сочетании с неблагоприятными атмосферными условиями (колебания давления, температуры, влажности воздуха; выпадение осадков; загрязнение) и механическими воздействиями могут привести к пробою или перекрытию изоляции, а также к постепенному старению и преждевременному выходу ее из строя. Под перенапряжением понимают любое напряжение, превышающее амплитуду наибольшего рабочего напряжения на изоляции элементов электрической сети. В зависимости от места приложения различают следующие виды перенапряжений [1, 14, 15]:

- фазные, воздействующие на изоляцию токоведущих частей по отношению к земле и имеющие наибольшее практическое значение;

- междуфазные, возникающие на изоляции между токоведущими частями различных фаз;

- внутриобмоточные, воздействующие на изоляцию между различными элементами обмотки (витками, катушками) одной фазы;

- междуконтактные, приложенные между разомкнутыми контактами одноименных фаз коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей).

После любой коммутации возникают коммутационные перенапряжения. Они образуются при резком изменении структуры и параметров сети из-за за-

ряда и перезаряда ее емкостей в процессе перехода системы от одного состояния к другому. Коммутационные перенапряжения определяются двумя составляющими: вынужденной и переходной. При коммутации включения линии амплитуды обеих составляющих одинаковы, а наиболее высокие перенапряжения определяются удвоенной амплитудой вынужденной составляющей перенапряжений. При некоторых коммутациях перенапряжения могут быть больше из-за увеличения переходной составляющей, которая может быть ограничена разрядниками или нелинейными ограничителями перенапряжений. При этом ограничение вынужденной составляющей перенапряжений приводит к ограничению и переходной составляющей и позволяет обеспечить более глубокое ограничение последней разрядниками и нелинейными ограничителями перенапряжений. Поэтому основным средством ограничения коммутационных перенапряжений является уменьшение вынужденной составляющей перенапряжений, которая в свою очередь определяется условиями работы электропередачи в электрической сети [5, 6, 16].

Коммутационные перенапряжения оказывают существенное влияние на изоляцию оборудования, особенно в установках с частыми коммутациями, оборудованных вакуумными выключателями. Эта проблема наиболее актуальна для металлургических предприятий с тяжелыми условиями эксплуатации электрооборудования. Коммутационные перенапряжения возникают не только на зажимах двигателей и трансформаторов при их включении или отключении, но и на секциях шин подстанций при отключении нагруженных линий. В сети с изолированной нейтралью при отключении ненагруженной линии от шин подстанции, суммарная присоединенная емкость которой меньше емкости отключаемой линии в 2-3,5 раза, можно ожидать появления коммутационных перенапряжений на стороне питающих шин с кратностью от 2,3 до 3,5. Такие перенапряжения могут вызвать пробои изоляции электродвигателей, которые питаются от секций шин, если длина кабельных линий менее 300 м [17, 18, 19].

Коммутационные перенапряжения возникают в результате внезапных изменений схемы или параметров сети - коммутаций в широком смысле слова.

Типичными коммутациями являются плановые и аварийные отключения и включения линий, трансформаторов и других элементов сети, а также замыкания на землю и между фазами [20 - 23]. Коммутационные перенапряжения имеют преобладающее значение для координации изоляции при сверхвысоких напряжениях [1, 2, 24].

Важно также выбрать оптимальную последовательность коммутаций, в том числе автоматических повторных включений. Уточненное определение перенапряжений требует обязательного и тщательного учета основных естественных демпфирующих факторов, таких как частотные зависимости потерь в проводящих средах В Л и КЛ и коронирование проводов [14, 25]. Все это определяет необходимость усовершенствования математических моделей и алгоритмов расчета процессов в воздушных и кабельных линиях электропередачи, использования для их реализации вычислительной техники. Рассмотрение процессов перенапряжений в электрических сетях может быть построено по двум принципам: либо по объектам (воздушные и кабельные линии), либо на основе объединения процессов, имеющих одинаковую или близкую физическую природу (коммутационные перенапряжения в В Л и КЛ) [14, 26].

При включении элементов электрической сети (проводов линии или обмоток трансформаторов и реакторов) или отключении (например, при разрыве электропередачи) возникает переходный процесс от предшествующего к новому установившемуся состоянию. Вследствие малых потерь и высокой добротности контуров, состоящих из индуктивностей и емкостей проводов линии или обмоток трансформаторов и реакторов, переходные процессы при коммутациях имеют колебательный характер и могут привести к возникновению значительных перенапряжений, особенно при ненулевых начальных условиях (например, при АПВ линий). Вышеуказанные потери при напряжении ниже коронного весьма малы, и обусловлены сопротивлениями проводов, земли, обмоток генераторов и трансформаторов и утечками по изоляции. При возникновении короны потери значительно возрастают и оказывают заметное демпфирующее дей-

ствие на первые максимумы колебаний коммутационных перенапряжений [27 -30].

Отключение емкостных токов электрических цепей может сопровождаться повторными зажиганиями дуги в выключателе и многократными переходными процессами и перенапряжениями, а отключение малых индуктивных токов холостого хода трансформаторов - принудительным обрывом дуги в выключателе и колебательным переходом энергии магнитного поля трансформатора в энергию электрического поля его параллельных емкостей [31-35].

При дуговом замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью также наблюдаются многократные зажигания и погасания дуги и возникновение соответствующих дуговых перенапряжений. При анализе коммутационных перенапряжений, вообще говоря, должны учитываться переходные процессы в статорных цепях и в контурах ротора электрических машин. Однако вследствие большой разницы в декрементах колебаний в этих контурах обычно рассматривают различные стадии процесса [36, 37]. Первая стадия, определяющая коммутационные перенапряжения, заканчивается одновременно с затуханием переходных составляющих в статорных цепях совместно с внешней электрической цепью (обычно через несколько периодов промышленной частоты). Далее устанавливается вторая стадия - квазистационарный режим, определяющий вынужденную составляющую напряжения первой стадии и квазистационарные перенапряжения. Длительность второй стадии не превышает и долей секунды. При рассмотрении перенапряжений в двух стадиях машины могут учитываться упрощенно - путем их замещения сверхпереходными или переходными ЭДС и реактивностями. Во время третьей стадии процесса необходимо учитывать эффект регулирования первичных двигателей и возбуждения генераторов, а также затухание переходных токов в контурах роторов машин. Кроме того, в это время могут срабатывать релейная защита и коммутационные аппараты. Длительность третьей стадии достигает нескольких секунд [27, 38, 31].

Коммутационные перенапряжения в электрических системах возникают в результате коммутаций, как нормальных (включение и отключение ненагру-

женной линии, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключение короткого замыкания (КЗ), АПВ). Всякая электрическая система содержит совокупность сосредоточенных и распределенных ин-дуктивностей и емкостей - это индуктивности и емкости линий, индуктивности генераторов, индуктивности рассеяния, намагничивания трансформаторов, емкости конденсаторных батарей. Таким образом, электрическая система потенциально обладает колебательными свойствами [1,3].

Коммутационные перенапряжения при включении линий обусловлены колебательными переходами от начальных к установившимся распределениям напряжения на проводах линии при включении фаз выключателя. В условиях реальных сетей могут иметь значение перенапряжения при плановом включении и автоматическом повторном включении линий. Плановое включение обычно производится с одного конца, а затем после синхронизации станций (если они до этого не работали параллельно по другим линиям) - с другого конца. Перенапряжения в основном возникают при включении каждой из трех фаз первого выключателя. При плановом включении оперативный персонал имеет возможность подготовить схему, а именно: снизить возбуждение генераторов, уменьшить коэффициент трансформации трансформаторов, подключить отключенные шунтирующие реакторы. При этом установившееся напряжение иуст в конце разомкнутой линии после ее включения не должно превышать допустимого напряжения при синхронизации 11уст «(1,1-1,2) • 11ном. В переходном

процессе, вследствие наложения колебательной переходной составляющей на установившуюся составляющую, максимальные коммутационные перенапряжения итах могут превышать величину иуст примерно вдвое. Повышения

напряжения установившегося режима связаны с наличием емкостного эффекта в симметричных линейных схемах [1, 2, 5].

Среди разнообразных коммутаций следует выделить группу коммутаций, где причиной перенапряжений являются не только колебательные свойства

схемы, но и неустойчивый характер дуги в выключателе. Например, при отключении малых индуктивных токов расхождение контактов выключателя приводит к растягиванию дуги и увеличению ее сопротивления, дуга гаснет до момента естественного перехода тока через нуль. При этом большая электромагнитная энергия переходит в электростатическую энергию, что обусловливает перенапряжения на отключаемой индуктивности (ненагруженный трансформатор, реактор) [14, 39 - 42].

При отключении емкостной нагрузки (конденсаторные батареи, ненагру-женные линии) дуга в выключателе обрывается вблизи нулевого значения тока и максимального значения напряжения, т. е. отключаемая емкость остается заряженной. После того как напряжение источника изменяет знак на обратный, может произойти повторный пробой межконтактного промежутка, что равносильно подключению заряженной линии к источнику ЭДС противоположного знака; подобный процесс характеризуется большим ударным коэффициентом. В дальнейшем возможны новые погасания и зажигания дуги, что способствует накоплению зарядов на емкости и нарастанию перенапряжений [1, 43].

Аналогичный характер имеет процесс повышения напряжений на неповрежденных фазах при неустойчивом горении дуги однофазного замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью. Для напряжений 6-35 кВ типичными являются случаи, когда перенапряжения вынужденной составляющей примерно равны 1,0-1,3, т. е. повышения напряжения в установившемся режиме, которыми заканчиваются коммутации, не имеют практического значения, а интерес представляет только переходный процесс. Поэтому в электрических установках 6-35 кВ в большинстве случаев можно рассматривать раздельно кратковременные (коммутационные) и длительные (феррорезонансные) перенапряжения, поскольку они возникают в различных условиях независимо друг от друга [12, 14, 37].

Допустимые кратности коммутационных перенапряжений по отношению к максимальному рабочему напряжению не должны превышать определенных величин, которые выбираются из технико-экономических соображений. Допу-

стимые кратности коммутационных перенапряжений уменьшаются с ростом номинального напряжения, так как изоляцию установок СВН экономически нецелесообразно, а порой технически невозможно выполнить с теми же запасами прочности, что и для средних напряжений. При увеличении длительности воздействия допустимые кратности перенапряжений уменьшаются [1].

Кратности коммутационных перенапряжений в установках 110-220 кВ, как правило, не превышают значений, приведенных в [4]. Напротив, в установках СВН, в особенности 500 кВ и выше, возможны коммутационные перенапряжения, превышающие 3 • иф. Для их ограничения необходимо применение

аппаратов типа разрядников [5, 44].

Современные разрядники для защиты от коммутационных перенапряжений рассчитаны на протекание тока в течение нескольких полупериодов, что обычно достаточно для затухания переходного процесса. Гашение дуги в разряднике должно осуществляться в условиях длительных повышений напряжения в электропередаче, которое обусловлено не только однофазным КЗ, как это наблюдается в системах меньшего напряжения, но и емкостным эффектом. Таким образом, ограничение амплитуды и длительности установившихся напряжений необходимо не только по условиям воздействия на изоляцию, но и для обеспечения нормальной работы разрядников. Ограничение длительных перенапряжений достигается главным образом с помощью схемных мероприятий. Линии электропередачи СВН большой длины отличаются от электропередач 220 кВ и ниже наличием так называемых компенсирующих устройств - параллельно включенных реакторов и последовательно включенных конденсаторных батарей [1,2, 44].

Значительные повышения напряжения возникают при разрывах передачи. В двухцепной линии с переключательными пунктами послеаварийные разрывы передачи очень редки, так как при отключении КЗ на одном участке вторая параллельная цепь продолжает работать. Однако возможность разрыва передачи не исключается полностью (в частности, это возможно, когда вторая цепь может временно выведена в ремонт), и с такими случаями необходимо считаться.

Кроме этого, холостые режимы работы линии неизбежны при плавном включении линии в режиме синхронизации. Повышения напряжения уменьшаются с увеличением мощности станции или приемной системы, к которой присоединена разомкнутая линия, а также с появлением промежуточных систем. Так потенциалы на шинах и в промежуточных точках длинной линий оказываются «привязанными» к ЭДС источника, т. е. мощные местные системы играют роль стабилизаторов напряжения. Наибольшие перенапряжения могут возникать в пусковых режимах по причинам [1]: в эксплуатацию вначале вводится одна линия; включается неполное число агрегатов, т. е. мощность станции мала; местные системы, а также потребители, на первом этапе могут отсутствовать.

Поэтому основное внимание при исследовании коммутационных перенапряжений должно быть уделено пусковым режимам, когда максимальные значения перенапряжений и вероятность их возникновения могут быть наибольшими. Однако при весьма высоких номинальных напряжениях 750-1150 кВ с относительно низкими допустимыми кратностями перенапряжений (1,8 - 2,1) опасные повышения напряжения могут возникать при полном развитии систем [10, 45].

При наличии на линии шунтирующих реакторов емкости проводов разряжаются через индуктивности этих реакторов в медленно затухающем колебательном режиме. Основная частота собственных колебаний при этом имеет порядок 30-50 Гц и зависит от степени компенсации емкости линии; постоянная времени затухания имеет порядок секунд. Небольшая разница между емкостями фаз линии или индуктивностями фаз реакторов может привести к возникновению медленно затухающих биений с частотой порядка нескольких герц и к дополнительному повышению напряжения в момент включения как на «здоровых» фазах, так и на аварийной [1, 10].

Если реакторы отсутствуют, но имеются трансформаторы напряжения с заземленной нейтралью, то емкость линии разряжается через насыщающуюся индуктивность этих трансформаторов и их активное сопротивление в процессе нелинейных быстрозатухающих колебаний. При отсутствии реакторов и транс-

форматоров остаточное напряжение на фазах линии медленно спадает вследствие утечек изоляторов и короны на проводах с постоянной времени порядка единиц или десятка секунд. На максимальное перенапряжение при включении оказывают заметное влияние начальные углы включения ЭДС фаз, разбросы между моментами включения отдельных фаз выключателя, волновые процессы или высшие гармонические, а также корона на линии электропередачи [14].

Пусть в одной из точек линии СВН длиной менее 1500 км произошло однофазное КЗ. До срабатывания выключателей по концам линии или участка, т. е. в режиме двустороннего питания, вынужденная составляющая напряжения на неповрежденных фазах не превышает 1,3 • иф, что допустимо с учетом кратковременности этого режима. Выключатели на обоих концах линии срабатывают не одновременно, причем при отказе высокочастотной защиты время между моментами срабатывания может быть примерно равно 1 с. Вследствие этого кратковременно существует режим одностороннего питания, при котором одна из фаз замкнута на землю, а две разомкнуты (при двухфазном КЗ две фазы замкнуты на землю, а одна разомкнута). Этот режим связан со значительными перенапряжениями на неповрежденных фазах, так как на повышение напряжения, обусловленное емкостным эффектом, накладывается дополнительное повышение напряжения за счет несимметрии [2, 5, 14].

При одностороннем питании линии повышение напряжения при несимметричных коротких замыканиях может представлять опасность для оборудования подстанции при длительном существовании такого режима, например, при отказе в срабатывании выключателя, осуществляющего полное отключение линии при ликвидации КЗ. Очевидно, что эти повышения напряжения должны также учитываться при определении квазистационарных составляющих переходных процессов, сопровождающих осуществление коммутаций, связанных с возникновением и ликвидацией коротких замыканий на В Л [46, 47].

Одним из способов ограничения величины тока несимметричного КЗ является включение в нейтрали трансформаторов токоограничивающих индуктивных или активных сопротивлений. Максимально допустимая величина этого

сопротивления и соответственно максимально возможное снижение тока КЗ ограничиваются уровнем изоляции нейтрали трансформаторов, от которого зависят максимально возможное повышение напряжения на неповрежденных фазах и условия работы присоединенных к ним защитных аппаратов (разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений). Наибольшая величина тока КЗ и наибольшее повышение напряжения на нейтрали трансформатора имеют место при коротком замыкании на шинах подстанции. Поэтому именно для этого случая должно определяться допустимое значение токоограничивающего сопротивления, которое будет отвечать напряжению на нейтрали трансформатора, совпадающему с уровнем ее изоляции. Этот уровень может быть оценен как одноминутное испытательное напряжение (для класса 35 кВ и1мми = 85 кВ). Определение предельного значения сопротивления в нейтрали может быть произведено исходя из анализа стационарного режима КЗ [5, 12, 14].

Максимальные перенапряжения на изоляции во время переходного процесса, как правило, значительно превышают перенапряжения установившегося режима, но имеют значительно меньшую длительность. Для выбора изоляции и мер защиты от перенапряжений важно определить не только предельные значения итах, но и вероятность появления перенапряжений, близких к максимальным. Таким образом, в отличие от колебательного контура ударный коэффициент при включении длинной линии (без учета затухания) может быть больше двух за счет увеличения амплитуды первой свободной составляющей и наличия высших гармоник.

Коммутационные перенапряжения могут возникнуть не только при включениях, но и при отключениях ненагруженных линий, ненагруженных или сла-бонагруженных трансформаторов, обрыве токов КЗ или токов нагрузки, разрыве электропередачи при выпадении из синхронизма (отключение асинхронного хода) [1,48 - 51].

Рассмотрим более подробно процессы, происходящие при срабатывании выключателей. После начала расхождения контактов выключателя при отключении между ними некоторое время продолжает гореть электрическая дуга.

Момент обрыва тока зависит от скорости деионизации дуги, которая в свою очередь определяется характеристиками выключателя и обрываемым током. При больших токах сопротивление растягивающейся дуги невелико и не оказывает влияния на форму тока; окончательный разрыв цепи практически происходит в момент прохождения тока через нулевое значение. Это упрощает статистические закономерности процесса по сравнению с включением, когда замыкание цепи возможно при различных фазах ЭДС [52 - 55]. При малых индуктивных токах степень ионизации дуги оказывается незначительной, вследствие чего может произойти очень быстрый распад дугового канала еще до того, как ток проходит через свое нормальное нулевое значение, сопротивление дуги скачкообразно возрастает, а ток в дуге резко падает до нуля - происходит «срез» тока. При этом выделяется большая энергия, запасенная в индуктивности схемы, например в индуктивности намагничивания трансформаторов, что может привести к значительным перенапряжениям [56 - 59].

Величина «среза» тока зависит от конструкции выключателя, отключаемого тока, типа дугогасящей среды, емкости присоединения и материала контактов. В среднем для вакуумных выключателей с СиСг контактами он составляет около 5А [60, 61, 62].

После обрыва тока в выключателе электрическая прочность межконтактного промежутка постепенно возрастает в связи с расхождением контактов. Если в процессе расхождения контактов окажется, что восстанавливающееся напряжение между контактами выше, чем прочность межконтактного промежутка, то возникнет пробой промежутка, т. е. повторное включение цепи. Следующий обрыв тока произойдет при переходе тока через нуль или при срезе тока в случае отключения малых токов [63, 64, 65]. Таким образом, коммутация отключения может представлять собой серию чередующихся отключений и включений, происходящих до тех пор, пока при полном расхождении контактов дуга окончательно не оборвется. Повторные пробои происходят каждый раз при увеличивающейся прочности межконтактного промежутка, что приводит к эскалации напряжения [66 - 69]. Также при отключении тока в одной из фаз

возможно прохождение высокочастотной составляющей тока двух других фаз через ноль, вакуумный выключатель при этом может обрывать эти токи. Данный процесс носит название виртуального среза тока и может сопровождаться большими перенапряжениями [70, 71, 72]. Кратности перенапряжений при таких коммутациях могут достигать 6-8 кратных значений [73].

Следовательно, коммутации отключения можно разделить на коммутации двух видов: во-первых, это коммутации простого отключения, при которых перенапряжения обусловлены колебательными свойствами схемы; во-вторых, это коммутации, осложненные неустойчивым горением дуги, которое сопровождается чередующимися включениями и отключениями. К коммутациям первого вида относится отключение КЗ и асинхронного хода; ко вторым - отключение малых индуктивных токов (ненагруженных и слабонагруженных трансформаторов, неразвернувшихся электродвигателей) и отключение ненагруженных линий [3, 12, 14].

Схема, которая содержит ненагруженную линию электропередачи, представляет собой многочастотный колебательный контур. Так же как при включении и АПВ, при повторном зажигании возникает ряд свободных составляющих, которые наряду с увеличением свободной составляющей первой основной частоты увеличивают напряжение в конце линии. Напряжение в начале линии меньше, чем напряжение в конце линии. В предельном случае источника бесконечной мощности переходный процесс в начале линии вообще отсутствует, т. е. после повторного зажигания короткая линия мгновенно принимает потенциал равный ЭДС источника. Поэтому восстанавливающееся напряжение не может в самом неблагоприятном случае превосходить для коротких линий величину 2-иф. Таким образом, с увеличением мощности источника вероятность

повторных зажиганий уменьшается [1, 5, 12].

В сетях с изолированной или заземленной через дугогасящую катушку нейтралью при однофазном дуговом (не металлическом) замыкании на землю наблюдаются многократные зажигания и временные погасания «перемежающейся» дуги. Подавляющее большинство замыканий на землю сопровождается

возникновением дуги. Часто это могут быть начальные стадии повреждения, при которых изоляция может восстановить электрическую прочность, если обеспечено быстрое погасание дуги. Возникающие переходные процессы приводят к возникновению перенапряжений на аварийной и «здоровых» фазах. Подобные перенапряжения называются дуговыми [14].

Кратности этих перенапряжений в большинстве случаев лежат в пределах (2-3) • Иф, но в отдельных случаях, при горении дуги в стесненных условиях и

интенсивной ее деионизации, могут достигать (3,5-4) • иф. Они возникают многократно и охватывают всю сеть. Поэтому во многих сетях дуговые перенапряжения в основном определяют уровни коммутационных перенапряжений и соответствующие минимальные уровни изоляции в эксплуатации. Так как емкость на землю каждого провода 5000-6000 пФ/км, то удельный емкостный ток замыкания на землю, т. е. ток на 1 км длины линии и 1 кВ номинального напряжения для воздушных линий, в среднем равен 3 мА/км-кВ. Емкость на 1 км кабельной линии зависит от номинального напряжения, конструкции и сечения кабеля, но в среднем может быть оценена в 200000 пФ/км, т.е. приближенно 100 мА/км-кВ [1,5].

Увеличение протяженности электрических систем приводит к увеличению емкостного тока до десятков и сотен ампер, что затрудняет условия деионизации дуги и увеличивает длительность ее горения. Этот процесс может быть неустойчивым, т. е. окончательному погасанию дуги предшествует несколько «попыток гашения» при переходе тока через нулевое значение с последующим повторным зажиганием дуги под влиянием восстанавливающегося напряжения на дуговом промежутке. Такая перемежающаяся дуга приводит к развитию колебаний, возникающих при каждом обрыве и зажигании, т. е. к появлению перенапряжений, которые имеют много общего с перенапряжениями при отключении ненагруженных линий [1, 14, 74].

Длительные повышения напряжения, достигающие наибольшей величины, обычно связаны с феррорезонансными явлениями. Они могут возникать в установках всех номинальных напряжений при неполнофазных режимах. Ферроре-

зонансные перенапряжения, обусловленные высшими гармониками, свойственны преимущественно передачам СВН большой длины. Точно так же только для этих передач характерны повышения напряжения вследствие емкостного эффекта и несимметрии при КЗ на землю, представляющие интерес с точки зрения воздействия на изоляцию и условия работы защитных аппаратов [3, 14].

Вынос электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН) на линию, будучи мероприятием схемного характера, в то же время является средством для ограничения вероятности повторных зажиганий при отключении ненагру-женных линий, а также амплитуды перенапряжений при этой коммутации и особенно при АПВ; благоприятный эффект ТН основан на быстром саморазряде линии через активное сопротивление его обмоток. Однако это возможно только при отсутствии реакторов на линии. При колебательном разряде емкости линии через реакторы начинает играть роль высокое индуктивное сопротивление обмоток ТН, и ТН не оказывает влияния на процесс разряда [3, 12, 14].

Защита от коммутационных перенапряжений включает в себя комплекс мероприятий, ограничивающих перенапряжения при коммутациях и повреждениях до уровня, безопасного для изоляции. Основными аппаратами для защиты от перенапряжений являются вентильные разрядники и ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) [75-79]. Дополнительно в ряде случаев используются шунтирующие реакторы, управляемые коммутации, предвключаемые резисторы в выключателях, ЯС-цепочки, а также релейная защита от повышений напряжения [80 - 84].

Существуют два основных способа защиты от коммутационных перенапряжений всех видов, основанные на различных принципах. К ним можно добавить специфические меры защиты от отдельных видов перенапряжений.

К первой группе относятся устройства, которые вступают в действие, когда напряжение в точке их установки превышает заданную величину (например, пробивное напряжение искровых промежутков), и ограничивают перенапряжения на изоляции допустимыми пределами. К их числу можно отнести вентиль-

ные разрядники, ОПН, реакторы с искровым присоединением, защитные искровые промежутки, различные управляемые вентильные схемы [1,85, 86].

Ко второй группе относятся устройства, способствующие ограничению напряжений с момента начала коммутации в течение всего процесса путем воздействия на факторы, обусловливающие появление опасных перенапряжений. К таким мерам можно отнести шунтирующие сопротивления в выключателях, применение быстродействующих выключателей без повторных зажиганий дуги с управлением моментами коммутаций, устройства для разряда линии во время бестоковой паузы АПВ, дугогасящие катушки, ЯС-цепочки [12, 87 - 90].

При выборе места установки вентильных разрядников или ОПН необходимо учитывать, что наибольшие перенапряжения возникают на разомкнутом конце участка линии. Там же могут быть установлены шунтирующие реакторы, конденсаторы связи, выключатели, разъединители, трансформаторы напряжения. Вентильные разрядники, ОПН целесообразно устанавливать вблизи линейного разъединителя со стороны линии [91, 92]. Напряжение срабатывания ОПН, разрядника должно быть ниже уровня допустимых перенапряжений для установленного в конце линии оборудования и линейной изоляции с достаточной для практики степенью надежности. При этом необходимо учитывать разброс характеристик защитного аппарата и изоляции и число объектов, подвергающихся перенапряжениям, а также учитывать волновые процессы, приводящие к некоторому повышению максимального перенапряжения на линии по сравнению с напряжением на разряднике или ОПН [93 - 97].

Для электропередач сверхвысокого напряжения в связи с весьма высокой стоимостью изоляции желательно ограничить коммутационные перенапряжения до такого уровня, при котором как линейная, так и подстанционная, главным образом наружная, изоляция определялась бы в основном рабочим напряжением. Этому условию ориентировочно соответствуют «нормальные уровни коммутационных перенапряжений». С увеличением номинального напряжения электропередачи возникает необходимость более глубокого ограничения перенапряжений, которого можно достичь, используя комплекс защитных меропри-

ятий. Эффективность разрядника или ОПН входящего в этот комплекс, может быть повышена путем снижения его пробивного и остающегося напряжений [12, 14].

Величина перенапряжений, возникающих при включении линии, зависит от фазы ЭДС в момент включения. Эффективность управления возрастает с увеличением частоты собственных колебаний и начального напряжения на линии. При управлении моментом включения наибольшие перенапряжения возникают при включении линии с нулевыми начальными условиями, наименьшие - при включении линии, заряженной до напряжения, приближающегося к и„ом. Это означает, что при управлении фазой включения отпадает необходимость разряда линии перед включением. Возможность практического осуществления управления моментом включения высоковольтных выключателей определяется конструкцией выключателя, в частности конструкцией его системы управления. Разброс во временах включения выключателя не должен превышать 1 мс.

Перенапряжения при шунтировании сопротивления могут быть снижены путем ступенчатого шунтирования. Современные высоковольтные выключатели выполняются многоразовыми, состоящими из последовательно соединенных одинаковых элементов на напряжение порядка 50 кВ, что дает возможность осуществить такое шунтирование. При включении линий достаточно двухступенчатого шунтирования сопротивления. При этом перенапряжения определяются долей сопротивления, шунтируемой в последнюю очередь [1,5, 25].

Ограничители перенапряжений являются аппаратами для глубокого ограничения коммутационных перенапряжений с несколько лучшими характеристиками, чем у обычных разрядников. Ограничители представляют собой высоко нелинейное сопротивление на основе оксида цинка. Ограничители с искровыми промежутками (ОПНИ) ограничивают также междуфазные перенапряжения. Длина пути утечки изоляции ограничителей - не менее 1,8 см/кВ. Ограничители типа ОПНО (облегченные) устанавливаются только в тех точках распредели-

тельного устройства, которые при любых коммутациях не могут оказаться на разомкнутом конце односторонней питаемой линии [98 - 102].

Как отмечалось ранее, при коммутациях неразвернувшихся электродвигателей и мало нагруженных трансформаторов могут возникать перенапряжения высоких кратностей. ОПН, использующиеся для их ограничения, не всегда обеспечивают должную защиту в связи с подъемом их вольтамперных характеристик при высокочастотном характере процесса. Для ограничения высокочастотных перенапряжений используют последовательно соединенные конденсатор и резистор - RC-цепочку. В литературе приводятся две основные схемы их соединения - включение RC-цепей между фазами и землей и включение между фазами. Между тем, каждая из схем не будет обеспечивать полную защиту от фазных или междуфазных перенапряжений [12, 103 - 105].

Для точного выбора параметров защитных RC-цепочек и мест их установки необходимо достаточно строгое математическое моделирование как процессов в выключателе, так и характеристик остальных элементов системы: ОПН, линий, трансформаторов, двигателей, шин, реакторов [106 - 110] . На сегодняшний день существуют программы позволяющие выполнить такое моделирование [111, 112].

В системе электроснабжения кислородно-конвертерного производства имеется значительное количество высоковольтных двигателей и трансформаторов, коммутируемых различными типами выключателей, причем электродвигатели обладают наименьшим запасом прочности по изоляции. Поэтому их защита от такого вида перенапряжения является актуальной.

1.2 Задачи исследования

При изучении коммутационных перенапряжений в системах электроснабжения кислородно-конвертерных производств и на основании проведенно-

го обзора литературных источников ставились и решались следующие задачи исследования:

- определение показателей, характеризующих перенапряжения в системах электроснабжения кислородно-конвертерных производств;

- построение имитационной модели, отображающей процессы перенапряжений;

- проверка адекватности разработанной модели;

- исследование влияния возмущающих факторов на процесс перенапряжений;

- анализ эффективности различных защитных мероприятий, разработка оптимальной схемы защиты.

2 ПОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

2.1 Особенности функционирования системы электроснабжении кислородно-конвертерного производства

2.1.1 Внешнее электроснабжение кислородно-конвертерного производства. В его систему входят линии электропередач от подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции (ГПП) глубокого ввода. Электроснабжение ГПП выполняется, как правило, по схеме линия-трансформатор двумя независимыми вводами (кабельные или воздушные линии 110 кВ). Электроснабжение цеха осуществляется от энергетической системы и собственной электростанции (ТЭЦ). ГПП обеспечивает питание всего технологического комплекса, включая вспомогательные производства (известковые и другие отделения цеха).

На НЛМК питание ГПП осуществляется от распределительного пункта энергосистемы двумя кабельными вводами 110 кВ по блочной схеме линия-трансформатор. Для питания потребителей 6 и 10 кВ на ГПП установлены два силовых трансформатора напряжением 110/10/6 кВ мощностью 63МВА типа ТДЦТНК. Комплектное распределительное устройство (КРУ) 6кВ состоит из четырёх секций. Секции 6кВ запитаны от двух трансформаторов 63МВА через сдвоенные реакторы типа РБСДГ-10-2-2500-0,2 по местному токопроводу. Распределительное устройство 10 кВ состоит из четырёх секций, на которые питание подается по местному токопроводу через реакторы типа РБДГ-10-4000-0,18 от двух силовых трансформаторов 63 MB А. В связи с тем, что на четыре секции 10 кВ приходится два источника питания, то пятая и седьмая секции 10 кВ соединены между собой постоянно включенными секционными выключателями. При этом седьмая и восьмая секции КРУ-ЮкВ могут быть запитаны по резервному вводу с другой ГПП.

Для компенсации ёмкостных токов замыкания на землю в сетях 6 и 10 кВ установлены трансформаторы ТМ-400 с дугогасящими реакторами. Схема электроснабжения главной понизительной подстанции кислородно-

конвертерного цеха приведена на рис. 2.1. Схема электроснабжения распределительного пункта конвертерного отделения представлена на рис. 2.2.

2.1.2 Внутреннее электроснабжение кислородно-конвертерного производства. Для электроснабжения комплекса кислородно-конвертерного производства предназначена главная понизительная подстанция 110/10/6 кВ и цеховые распределительные подстанции, оборудованные распределительными устройствами 6 и 10 кВ. Они укомплектованы шкафами КРУ-20-10 и КВЭ-6-13 с масляными выключателями ВМП-10, оснащенными электромагнитными приводами. Система шин распределительного устройства (РУ) 6кВ разделена на секции. Они питаются отдельными кабельными линиями соответственно от секций Г1111, относящихся к разным трансформаторам.

Секции распределительного пункта (РП) взаимосвязаны секционными выключателями, оборудованными устройствами автоматического включения резерва (АВР). Секционный выключатель срабатывает между секциями при отключении любого из вводов от 11111. Шины РУ-10 кВ РП также разделены на несколько секций, питающихся отдельными кабельными линиями от секций ГТШ, относящихся к разным трансформаторам. Кроме того, предусматривается отдельная секция шин 10 кВ, на которую электроэнергия поступает от третьего источника питания для обеспечения электроэнергией приемников «особой группы» первой категории. В качестве источника питания для такой секции может быть выбрана либо другая 11111, либо ТЭЦ предприятия. Секции связаны между собой секционными выключателями с АВР. Секционный выключатель срабатывает между секциями, запитанными от ГТШ, при отключении одного из вводов понизительной подстанции, а секционный выключатель, относящийся к секции, питающейся от ТЭЦ (другой ГПП), только при отключении ввода ТЭЦ (другой Hill). Питание всех нагрузок кислородно-конвертерного цеха (ККЦ) осуществляется от распределительных подстанций напряжением питающей сети (6 и 10 кВ): питание комплектных трансформаторных подстанций (КТП) 10/0,4 кВ, электрических асинхронных и синхронно-асинхронных приводов. Остальные электроприемники получают питание напряжением 380 В от КТП и 220 В (электроприводы постоянного тока) от тиристорных преобразователей.

Рис. 2.1. Схема электроснабжения главной понизительной подстанции кислородно-конвертерного цеха

к> чо

а)

Рис. 2.2. Однолинейная схема электроснабжения распределительного пункта конвертерного отделения РУ-10 кВ ККЦ

о

Ввод №2 РУ-10кВ Ввод№3 РУ-10кВ

б)

Рис. 2.2. Однолинейная схема электроснабжения распределительного пункта конвертерного отделения РУ-10 кВ ККЦ

К рис. 2.2 а)

от РП-52 РУ-10кВ

К рис. 2.2 б)

от РП-52 РУ-10кВ

К рис. 2.2 а)

ПКТ-10

ТН-1

НТМИ-10

от РП-52 РУ-10кВ

К рис. 2.2 б)

от РП-52 РУ-10кВ

1макс-1200А

^ ВЭМ-10Э

Ввод №2-2(рез)|

Н I-

РП-ДЫМОСОСНОЙ

РУ-10 кВ ККЦ Дымососы 10 кВ

ПКТ-10

ТН-4 НТМИ-10

В)

Рис. 2.2. Однолинейная схема электроснабжения распределительного пункта конвертерного отделения РУ-10 кВ ККЦ

Основная схема питания на стороне 6 и 10 кВ для каждого трансформатора-токоприёмника осуществляется с помощью радиальных линий. Для питания нагрузок 0,4 кВ приняты комплектные подстанции с трансформаторами мощностью 630; 1000; 1600; 2500 кВА. Все трансформаторы имеют негорючее заполнение. Однолинейные схемы электроснабжения распределительных пунктов конвертерного отделения, отделения непрерывной разливки стали (ОНРС) и насосной подкачки воды к установкам непрерывной разливки стали (УНРС) кислородно-конвертерного производства приведены на рис. 2.3 - 2.5.

2.1.3 Электрические приемники кислородно-конвертерного производства. Кислородно-конвертерные цеха принято делить на несколько отделений (участков). Основными из них считаются отделение конвертерное и непрерывной разливки стали. В состав ККЦ входят также миксерное, шихтовое, шлаковое, ковшовое отделения, отделения отделки слябов, ряд вспомогательных участков - известковый цех, деаэраторная, и т.д. Весь комплекс кислородно-конвертерного производства получает питание от главной понизительной подстанции глубокого ввода, энергия от которой по токопроводам приходит на распределительные подстанции (РП) напряжением 6 и 10 кВ, расположенные непосредственно в самом цехе. Технологическими потребителями сталеплавильных производств являются: электродуговые печи синтетических шлаков, вакууматоры, электродуговые печи-ковши постоянного и переменного токов, электроприёмники основных технологических линий УНРС, в состав которых входят стенды сталеразливочных ковшей, механизмы качания кристаллизаторов, системы вторичного охлаждения, насосно-аккумуляторные станции; электроприёмники, примыкающие к УНРС. Это газорезки, приёмные рольганги, устройство подачи слябов; электродвигатели технологических и сантехнических насосов, вентиляторов, дымососов; электродвигатели привода подъёмно-транспортных механизмов; электрическое освещение.

По степени надёжности электроснабжения большинство приемников сталеплавильных производств относится к первой категории (по классификации ПУЭ), за исключением некоторых из них, которые относятся к «особой группе» первой категории. Для этих приемников предусмотрен третий источник питания.

Секция I 6 kB

Ввод от ГПП

Ввод от ГПП

I!

ТПЛ-10 1000/5

Т Ч-

I«

✓ \

0

1

i

sjrroi-io

L_11 1000/5 ВМП-10к 1500 | | ВМП-10к 1500

1—I—I—Г^Т '

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Пушница, Константин Александрович

Выводы:

1. На основе компьютерного анализа установлено, что разработанная схема защиты обеспечивает наилучшую защиту от коммутационных перенапряжений, по сравнению с существующими. Она позволяет снижать уровни перенапряжений до 1,62-1,78 o.e. по сравнению с 2,54-3,09 o.e. для ОПН и 1,71-2,16 o.e. для фазной RC-цепочки, уменьшает вероятность повторных зажиганий дуги в выключателе.

2. Предложена методика оценки технико-экономической эффективности различных схем защиты. Разработанная схема защиты увеличивает срок службы электродвигателя в 1,66-2,53 раз по сравнению с защитой с помощью ОПН и в 1,04-1,2 раза по сравнению с фазной RC-цепочкой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной работе решены задачи по повышению эффективности электроснабжения кислородно-конвертерных производств посредством снижения уровней коммутационных перенапряжений и улучшения процесса коммутации. Материалы проведенных исследований позволяют сформулировать основные научно-практические результаты в виде следующих выводов и рекомендаций:

1. Разработана имитационная модель системы электроснабжения кислородно-конвертерного производства, учитывающая срез тока, эскалацию напряжения, повторные зажигания дуги, виртуальные срезы тока в выключателе, отличающаяся трехфазным исполнением, учетом сопротивления дуги в выключателе и затухания колебаний на повышенных частотах.

2. Наиболее высокие кратности перенапряжений происходят при возникновении в цепи виртуальных срезов тока. Вероятный диапазон их возникновения - двигатели малой мощности, подключенные недостаточно длинными кабельными линиями. При определенной длине линии процесс отключения происходит без повторных зажиганий дуги в выключателе.

3. Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН) в большинстве случаев позволяет предотвратить виртуальные срезы тока, однако для маломощных двигателей (100-200 кВт) виртуальные срезы тока возникают. ОПН не предотвращает повторные зажигания дуги в выключателе.

4. Для мощных двигателей увеличение длины линии ведет к возрастанию кратности перенапряжений. Виртуальные срезы тока для двигателей мощностью 1200-2000 кВт практически не возникают вследствие большого отключаемого тока.

5. Увеличение скорости гашения высокочастотного тока немного снижает кратности перенапряжений (до 30%), но ведет к увеличению числа повторных зажиганий дуги в выключателе.

6. При увеличении скорости восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка перенапряжения возрастают, но после достижения скорости восстановления 77 кВ/мс и выше резко снижаются.

7. Разработана схема защиты, состоящая из RC-цепочек, подключаемых у защищаемого оборудования и соединённых по схеме четырехлучевой звезды, три луча которой включены в защищаемые фазы, а один луч соединен с землей (патент №.2394326). Разработанная схема позволяет снижать уровни перенапряжений до 1,62-1,78 o.e. по сравнению с 2,54-3,09 o.e. для ОПН и 1,71-2,16 o.e. для фазной RC-цепочки, уменьшает вероятность повторных зажиганий дуги в выключателе.

8. Предложена схема защиты, обеспечивающая среди существующих схем наилучшие результаты для различной скорости восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка и сокращающая интервал, в течение которого могут происходить повторные зажигания.

9. Разработана методика оценки технико-экономической эффективности различных схем защиты. По результатам оценки срок службы электродвигателя увеличивается в 1,66-2,53 раз по сравнению с защитой с помощью ОПН и в 1,04-1,20 раза по сравнению с фазной RC-цепочкой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пушница, Константин Александрович, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Техника высоких напряжений / Д.В. Разевиг [и др.]; под. общ. ред. Д.В. Разевига. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. 488 с.

2. Степанчук К.Ф., Тиняков H.A. Техника высоких напряжений: учеб. пособие для электроэнерг. специальностей втузов. 2-е изд., перераб. и доп. Минск: Высшая школа, 1982. 367 с.

3. Герасимов В.Г. Электротехнический справочник / под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова [и др.]. 9-е изд., стереот. М.: Издательство МЭИ, 2004. Т. 3: Производство, передача и распределение электрической энергии. 964 с.

4. Правила устройства электроустановок: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 08.07.02: ввод в действие с 01.01.03. 7-е изд. СПб: ДЕАН, 2008. 703 с.

5. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: учебник для вузов / под. общ. ред. В.П. Ларионова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиз-дат, 1986. 464 с.

6. Электрофизические основы техники высоких напряжений: учебник для вузов / И.М. Бортник [и др.]; под. ред. И.П. Верещагина, В.П. Ларионова. М.: Энергоатомиздат, 1993. 543 с.

7. Ryan Н.М. High voltage engineering and testing / Editor H.M. Ryan. 2-nd edition. London: The Institution of Electrical Engineers, 2001. 759 P.

8. Шпиганович A.H., Захаров К.Д. Внутризаводское электроснабжение и режимы: учебник. Липецк: ЛГТУ, 2007. 742 с.

9. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения: учебник для вузов / под. общ. ред. Г.С. Кучинского. М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с.

10. Александров Г.Н. Ограничение перенапряжений в электрических сетях: учеб. пособие. СПб.: НОУ "Центр подготовки кадров энергетики", 2003. 192 с.

11. ГОСТ 12450-82. Выключатели переменного тока на номинальные напряжения от 110 до 750 кВ. Технические требования к отключению ненагру-женных воздушных линий и методы испытания: взамен ГОСТ 12450-73: введ. 22.03.1982. М.: Изд-во стандартов, 1982. 15 с.

12. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних перенапряжений. 2-е изд.: РД 153-34.3-35.125-99: утв. РАО ЕЭС России 12.07.1999. СПб.: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999. 353 с.

13. ГОСТ 721-77. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В: взамен ГОСТ 721-74: введ. 01.07.1978. М.: Изд-во стандартов, 1977. III, 8 с.

14. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт A.A. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них: учебник. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. 368 с.

15. Naidu M.S., Kamarju V. High voltage engineering. 2-nd edition. New York: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 1996. 378 p.

16. High-voltage engineering: theory and practice / Abdel-Salam M [and other]. 2-nd edition. New York: Marcel Dekker, 2000. 725 p.

17. Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защиты от них электротехнического оборудования в распределительных устройствах 110 кВ и выше: разраб. АООТ "СибНИИЭ": исполнит.: Ковалев Б.И [и др.]: утв. департаментом электрических сетей РАО "ЕЭС России" 14.04.95: ввод в действие с 01.07.98. М.: СПО ОРГРЭС, 1998. 26 с.

18. Высокочастотные коммутационные перенапряжения и защита от них оборудования подстанций высокого напряжения / Б.И. Ковалев [и др.] // Энергетик. 1995. №10. С. 12-13.

19. Виноградова А.Д., Зилес B.C., Рашкес B.C. Высокочастотные перенапряжения при коммутировании ошиновки подстанций СВН разъединителями // Электрические станции. 1993. №12. С. 42-48.

20. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / сост. Б.А. Астахов [и др]: под. общ. ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. 768 с.

21. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. 3-е изд.: РД 153-34.0-20.527-98: утв. Деп. стратегии развития и науч.-техн. политики 23.03.1998. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. 152 с.

22. Глубокое ограничение перенапряжений при замыканиях на землю в сети 6 кВ собственных нужд ТЭС / В.Н. Подъячев [и др.] // Энергетик. 1999. №2. С. 20-21.

23. Лобастов C.B. Исследование высокочастотных переходных процессов в кабельных сетях 6-35 кВ при дуговых замыканиях на землю // Электрика. 2009. №3. С. 13-16.

24. Руководящие указания по релейной защите: Выпуск 11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110-750кВ: сост. проектно-исследовательским и научно-исследовательским институтом энергетических систем и электрических сетей Энергосетьпроект: утв. Главниипроектом и Главтехуправлением Мин-ва энергетики и электрификации СССР. М.: Энергия, 1979. 151 с.

25. Белкин Г.С. Применение самоуправляющихся аппаратов (аппаратов, обладающих "интеллектом") для коммутации цепей высокого напряжения // Электротехника. 2005. №12. С. 3-9.

26. Кадомская К.П., Кандаков С.А., Лавров Ю.А. Повышение достоверности математического моделирования электрооборудования и процессов при исследованиях перенапряжений в электрических сетях 6-35 кВ // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С. 104 - 111.

27. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах: учеб. для электроэнергет. спец. вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1985. 536 с.

28. Мусин А.Х., Ашихмин С.И., Корхонен В.К. Перенапряжения при порывах городских кабелей 6-10 кВ // Промышленная энергетика. 1992. №3. С. 15-16.

29. Greenwood A. Electrical transients in power systems. 2-nd edition. New York: John Wiley & Sons, 1991. 768 P.

30. Van der Sluis L. Transients in power systems. - New York: John Wiley & Sons, 2001.222 P.

31. Евдокунин Г.А., Титенков С. С. Внутренние перенапряжения в сетях 635 кВ. СПб.: Изд-во Терция, 2004. 188 с.

32. Рыбкин A.M., Лукацкая И.А., Буйнов А.Л. Перенапряжения при отключении вакуумным выключателем трансформатора без нагрузки и с индуктивной нагрузкой // Электрические станции. 1990. №5. С. 62-67.

33. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения (технические преимущества и эксплуатационные характеристики). СПб.: Изд-во Сизова М.П., 2002. 148 с.

34. Агеносов A.B., Шамрай В.Н. Экспериментальные исследования перенапряжений, воздействующих на преобразовательные трансформаторы в эксплуатации // Электрические станции. 1990. №4. С. 84-86.

35. Базуткин В.В. К проблеме компенсации емкостных токов в сетях 6-1035 кВ // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2007. №1. С. 13-18.

36. Халилов Ф.Х. Коммутационные перенапряжения в сетях 6-10 кВ // Промышленная энергетика. 1985. №11. С. 37-40.

37. Вайнштейн P.A., Коломиец Н.В., Шестакова В.В. Режимы заземления нейтрали в электрических системах: учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. 118с.

38. Защита от перенапряжений в сетях 6-10 кВ / Васюра Ю.Ф. [и др.] // Электротехника. 1994. №5/6. С. 21-27.

39. Опыт эксплуатации шунтирующих реакторов 500 кВ в Кыргызской Республике / Дурусалиев М.Д. [и др.] // Энергетик. 2009. №10. С. 18-20.

40. Евдокунин, Г.А., Корепанов A.A. Перенапряжения при коммутации цепей вакуумными выключателями и их ограничение // Электричество. 1998. №4. С. 2-14.

41. Евдокунин Г.А., Титенков С.С. Перенапряжения в сетях 6(10) кВ создаются при коммутациях как вакуумными, так и элегазовыми выключателями [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2002. №5(17). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2002/17/06.php (дата обращения: 10.2.10)

42. Иванов A.B., Кадомская К.П. Анализ коммутационной способности элегазовых и вакуумных выключателей, устанавливаемых в сетях генераторного напряжения и собственных нужд блоков электрических станций // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С.81 - 90.

43. Вагин Г.Я., Чечков В.А., Шарутин Ф.В. Исследование перенапряжений в сети 6 кВ промышленного предприятия с большим числом высоковольтных электродвигателей и конденсаторных установок // Промышленная энергетика. 1992. №6. С. 22-25.

44. Юриков П.А. Вентильные разрядники для электроустановок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1975. 96 с.

45. Александров Г.Н. Ограничение коммутационных перенапряжений на линиях электропередачи с помощью управляемых шунтирующих реакторов // Электричество. 2001. №1. С. 9-12.

46. Лавров Ю.А. О повышении эксплуатационной надежности кабелей с пластмассовой изоляцией в городских распределительных сетях // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С .75 - 84.

47. Кадомская К.П. Системный подход к обеспечению надежной эксплуатации изоляции электрооборудования в электрических сетях среднего напряжения // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С. 47 - 54.

48. Евдокунин Г.А., Дмитриев M.B. Моделирование переходных процессов в электрической сети, содержащей трансформаторы при учете конфигурации их магнитной системы // Известия академии наук. Энергетика. 2009. №2. С. 37-48.

49. Кадомская К.П., Петрова Н.Ф. Ограничение перенапряжений в электрических сетях, содержащих автономные источники питания и сетях генераторного напряжения // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С. 84 - 90.

50. Шур С.С. Расчет параметров усеченных законов распределения в теории коммутационных перенапряжений // Известия академии наук. Энергетика. 1986. №9. С. 2-3.

51. Абрамович Б.Н. Перенапряжения и электромагнитная совместимость оборудования электрических сетей 6-35 кВ [Электронный ресурс] / Абрамович Б.Н. [и др.] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2002. №5(17). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2002/17/05.php (дата обращения: 10.02.10)

52. Сливков И.Н. Электроизоляция и разряд в вакууме. М.: Атомиздат, 1972. 304 с.

53. Сенченков А.П. Техника физического эксперимента: Измерение электрических величин. Работа с высоким напряжением и ядерными излучениями. Вакуумная техника. М.: Энергоатомиздат, 1983. 240 с.

54. Шмаков A.B., Алявдин Д.В., Рахимов Д.М. Защита от перенапряжений высоковольтного оборудования, коммутируемого вакуумными выключателями // Электрика. 2003. №6. С. 20-22.

55.Тонконогов E.H. Хочу верить, что отечественное аппаратостроение сможет вернуть утраченные позиции [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2009. №4(58). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/ 2009/58/11 .php (дата обращения: 11.02.10)

56. Кадомская К.П., Кандаков С.А., Лавров Ю.А. Вакуумные генераторные выключатели. Моделирование процессов [Электронный ресурс] // Новости

электротехники: информационно справочное издание. 2006. №5(41). URL: http://www.news.elteh.ru/ arh/2006/41/05.php (дата обращения: 13.02.10)

57. Иванов А.В., Дегтярёв И.Л. Теоретическое и экспериментальное исследование электрофизических процессов и характеристик вакуумной дугога-сительной камеры при коммутации электродвигателей // Нефтегазовое дело. 2006. Т.4.№1. С. 279-289.

58. Дегтярёв И.Л. Результаты исследования перенапряжений, возникающих при коммутациях высоковольтных электродвигателей вакуумными выключателями // Энергетик. 2007. №8. С. 21-24.

59. Stewart S. Distribution switchgear. United Kingdom: The Institution of Engineering and Technology, 2008. 246 P.

60. Slade P.G. The vacuum interrupter: theory, design, and application. New York: CRC press Taylor&Francis Group, 2008. 510 p.

61. Picot P. Vacuum switching // Cahier Technique Schneider Electric. 2000. №198. 32 p.

62. Henry J.C., Perrissin G., Rollier C. The behavior of SF6 puffer circuit-breakers under exceptionally severe condition // Cahier Technique Schneider Electric. 2002. №101. 15 p.

63. Таджибаев А.И. Процессы в дугогасительных системах и в электрических сетях 6(10) кВ при коммутациях выключателями [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2002. №3(15). URL: http://www.news.elteh.ru/ arh/2002/15/07.php (дата обращения: 15.02.10)

64. Ахундов С.А., Иманов С.В., Лазимов Т.М. Азербайджанский опыт исследования влияния характеристик выключателей на коммутационные процессы // Проблемы энергетики. 2008. №1.

65. Качесов В.Е., Шевченко С.С., Борисов С.А. Перенапряжения при коммутации вакуумными выключателями двигательной нагрузки и их мониторинг // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С.90 - 96.

66. Качесов В.Е. Аналитическая модель процесса эскалации перенапряжений при отключении заторможенных электродвигателей // Электричество. 2006. №8. С. 10-22.

67. Качесов В.Е. Перенапряжения и их ограничение при отключении заторможенных электродвигателей вакуумными выключателями // Электричество. 2008. №3. С. 15-26.

68. Качесов В.Е. Оценка вероятности возникновения эскалации перенапряжений при отключении заторможенных электродвигателей // Электротехника. 2006. №4. С. 13-21.

69. Качесов В.Е. О расчете крутизны перенапряжений на обмотках электрических машин // Электричество. 2009. №11. С. 16-25.

70. Барячина Т.В., Лаптев О.И., Лебедев И.А. Исследование перенапряжений при коммутациях вакуумными выключателями трансформаторов и разработка мер защиты от них: Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. статей / Сиб. гос. индустр. ун-т; [под общей ред. В.Н. Фриянова]. Новокузнецк: Изд-кий центр СибГИУ, 2007. 343 с.

71. Особенности перенапряжений, возникающих при отключении печных трансформаторов вакуумными выключателями / Лоханин А.К. [и др.] // Электротехника. 2005. №10. С. 26-30.

72. Garzón R.D. High voltage circuit breakers: design and application. New York: Marcel Dekker, 1996. 365 p.

73. Ильиных M.B., Сарин Л.И. Комплексный подход к выбору средств ограничения перенапряжений в сетях 6, 10 кВ крупных промышленных предприятий целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С. 55 - 62.

74. Кадомская К.П. Перенапряжения в сетях среднего и высокого напряжения. Проблемы внедрения нового силового оборудования [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2009.

№2(56). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2009/56/05.php (дата обращения: 17.02.10)

75. Опыт взаимодействия изготовителя ОПН с проектными и эксплуатирующими организациями / Власов В.В. [и др.] // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С .105 - 108.

76. Защита синхронных двигателей экскаваторов от коммутационных перенапряжений / Гончаров А.Ф. [и др.] // Промышленная энергетика. 1983. №7. С. 34-35.

77. Васюра Ю.Ф. Ограничители коммутационных перенапряжений для защиты высоковольтных электродвигателей // Электротехника. 1986. №3. С. 35-38.

78. Шейко П.А., Богданов A.A. Вакуумный генераторный выключатель. Впервые отечественный [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2009. №3(57). URL: http://www.news.elteh.ru /arh/2009/57/05.php (дата обращения: 20.02.10)

79. Мнухин А.Г., Волобуев А.И., Кашкалов В.И. Применение рудничных нелинейных ограничителей перенапряжений ОПНР-6 для защиты электродвигателей насосной // Промышленная энергетика. 1994. №3. С. 7-10.

80. Терещенко A.B. Эксплуатация ОПН в сетях 6-35 кВ ОАО "Крымэнер-го" // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С.111 - 117.

81. Промышленные испытания рудничных нелинейных ограничителей перенапряжений ОПНР-6 / А.Г. Мнухин [и др.] // Промышленная энергетика. 1987. №5. С. 17-19.

82. Иманов Г.М., Таджыбаев А.И., Халилов Ф.Х. Анализ опыта эксплуатации ограничителей перенапряжений 110 кВ и выше в сетях РАО "ЕЭС России" // Промышленная энергетика. 1998. №1. С. 11-14.

83. Исследование работы нелинейных ограничителей перенапряжений в шахтных кабельных сетях 6 кВ / А.Г. Мнухин [и др.] // Промышленная энергетика. 1983. №1. С. 34-36.

84. Александров Г.Н. Теория применения ОПН для ограничения перенапряжений [Электронный ресурс] // Новости электротехники: информационно справочное издание. 2001. №6(12). ШЬ: http://news.elteh.ru/arh/2001/12/04.php (дата обращения: 21.02.10)

85. Самойлович И.С., Ксендзов В.В. Ограничитель перенапряжений для распределительных сетей карьеров // Промышленная энергетика. 1988. №5. С. 40-41.

86. Ограничение коммутационных и грозовых перенапряжений одноко-лонковыми нелинейными ограничителями перенапряжений / Г.Н. Александров [и др.] // Электротехника. 1986. №9. С. 2-6.

87. Гончаров А.Ф., Павлов В.В., Петухов М.В. Выбор оптимальных параметров активно-емкостных ограничителей перенапряжений // Промышленная энергетика. 1995. №2. С. 26-29.

88. Анализ результатов измерения перенапряжений при коммутации высоковольтных двигателей экскаваторов / А.Ф. Гончаров [и др.] // Электротехника. 1986. №9. С. 13-16.

89. Перенапряжения при коммутации вакуумными выключателями двигательной нагрузки / С.А. Борисов [и др.] // Электрические станции. 2006. №11. С. 51-59.

90. Цыбровский Г.Г. О снижении перенапряжений в трансформаторах и электродвигателях при коммутации токов вакуумными контакторами // Электротехника. 1987. №3. С. 4-6.

91. Заболотников А.П. Выбор схемы подключения и параметров ОПН для повышения надежности эксплуатации электрических сетей // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Четвертой Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2006. С. 109 - 111.

92. Кадомская К.П. О замене разрядников на ограничители перенапряжений в электрических сетях средних классов напряжений, содержащих вращаю-

щиеся машины // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С.121 - 126.

93. Беляков H.H., Кузьмичева К.И. По поводу статьи Богатенкова И.М., Карабанова А.В, Созинова A.B., Халилова Ф.Х. «Разработка и опытная эксплуатация ограничителей перенапряжений для защиты сетей 6 кВ собственных нужд электростанций» // Электрические станции. 1990. №2. С. 88-89.

94. Шишкина О.Г. Об эксплуатации ограничителей перенапряжений 6-10 кВ в ОАО "Свердловэнерго" // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С. 128 - 130.

95. Ковальчук Е.С. Относительно использования ограничителей перенапряжений // Энергетик. 1999. №9. С. 24.

96. Коновалов Е.Ф., Дроздов Н.В., Зубрилин A.B. О защите действующих электрических сетей от перенапряжений // Энергетик. 1998. №4. С. 12-14.

97. Боботунов П.М., Прохоров A.B. Опыт производства и конструктивные особенности ограничителей перенапряжений ЗАО "ЗЭТО" // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С. 126 - 128.

98. Халилов Ф.Х., Тибилашвили Д.А. Исследование надежности электродвигателей погружных насосов для нефтедобычи при перенапряжениях // Промышленная энергетика. 1991. №12. С. 20-22.

99. Определение пропускной способности рудничных нелинейных ограничителей перенапряжений ОПНР-10 / А.Г. Мнухин [и др.] // Промышленная энергетика. 1987. №11. С. 53-54.

100. Кузьмичева К.И., Рашкес B.C. Звездообразный ограничитель перенапряжений для реакторных присоединений 750 кВ // Электрические станции. 1992. №1. С. 66-71.

101. Разработка рудничных нелинейных ограничителей перенапряжений для защиты шахтных электрических сетей напряжением 10 кВ / А.Г. Мнухин [и др.] // Промышленная энергетика. 1994. № 1. С. 22-26.

102. Рудничные нелинейные ограничители перенапряжений с защитой от несимметричных режимов / А.Г. Мнухин [и др.] // Промышленная энергетика. 1989. № 1.С. 18-20.

103. Защита от перенапряжений высоковольтных двигателей, коммутируемых вакуумными выключателями / А.Ф. Гончаров [и др.] // Промышленная энергетика. 1990. №6. С. 21-24.

104. Высоковольтная электрическая сеть с электродвигателями: пат. 2305887 Рос. Федерация. № 2005121361/09; заявл. 07.07.2005; опубл. 10.09.2007, Бюл. №25. 12 с.

105. Качесов В.Е. Эскалация перенапряжений в вакуумных выключателях при отключении электродвигателей и их предотвращение с помощью RC-цепочек // Электричество. 2008. №6. С. 24-35.

106. Martinez-Velasco J.A. Power system transients: parameter determination / Editor J.A. Martinez-Velasco. New York: CRC press Taylor&Francis Group, 2010. 632 p.

107. Кузнецов Н.Д., Дегтярёв И.JI. Исследование перенапряжений, возникающих при включении электродвигателей 6-10 кВ вакуумными выключателями // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской науч.-техн. конф. Новосибирск, 2004. С.97 - 103.

108. Демьяненко К.Б. К вопросу о необходимости диагностики ОПН в процессе эксплуатации // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2008. №3. С. 43-^17.

109. Тонг И.К., Маркелов И.А. Конструкция высоковольтных ограничителей перенапряжения в полимерном корпусе // Энергетик. 2004. №5. С. 38-39.

110. Муфид-Заде H.A., Оман-Шериф Т., Мегерби М. К расчету перенапряжений в обмотках трансформаторов // Электричество. 2003. №4. С. 56-57.

111. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. СПб.: Питер, 2008. 288 с.

112. Алексеев В.В., Козярук А.Е., Загривный Э.А. Электрические машины. Моделирование электрических машин приводов горного оборудования: учеб. пособие. СПб.: Санкт-Петербургский государственный горный институт, 2006. 58 с.

113. Ограничители перенапряжений нелинейные ОПН/TEL: руководство по эксплуатации ТШАГ 674361.001 РЭ: разраб. и изготовитель Российская Группа Компаний "Таврида Электрик". 12 с.

114. Комбинированный трехфазный резистивно-емкостной ограничитель перенапряжений: пат. 2394326 Рос. Федерация. № 2009114298/09; заявл. 14.04.2009; опубл. 10.07.2010, Бюл. №19. 8 с.

115. Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений / Ф. X. Халилов [и др.]; под ред. Ф.Х. Халилова, Г.А. Евдокунина, А.И. Таджибаева. СПб.: ПЭИПК, 2002. 260 с.

116. ОРЕЛЭЛЕКТРОРЕМОНТ [Электронный ресурс]: Цены на ремонт электрооборудовании // ЗАО "Орелэлектроремонт": [сайт]. Орел, 2011. URL: http://www.elrem-orel.ru/pricelO.php (дата обращения: 21.05.11)

117. Радин В.И., Брускин Д.Э., Зорохович А.Е. Электрические машины: Асинхронные машины: учеб. для электромех. спец.вузов / под ред. И.П. Копы-лова. М.: Высш. шк., 1988. 328 с.