Защита от перенапряжений и грозозащита

7. Защита от перенапряжений и грозозащита
Содержание
7.1 Повышение надежности защиты от перенапряжений систем электроснабжения
нефтяной промышленности в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов
7.2 Диагностика средств защиты от перенапряжений электроэнергетических объектов
приборами инфракрасной техники
7.3 Защита от перенапряжений в типовых схемах использования кабелей с газовой
изоляцией
7.4 Исследование перенапряжений и разработка системы защиты от них в сетях среднего
и высокого классов напряжения металлургических заводов и комбинатов
7.5 Исследование высокочастотных перенапряжений в измерительных трансформаторах
тока
1.7.1 Повышение надежности защиты от перенапряжений систем
электроснабжения нефтяной промышленности в районах с высоким
удельным сопротивлением грунтов
Цель работы:
разработка научных методов повышения надежности защит от перенапряжения
электрооборудования систем электроснабжения нефтяной промышленности путем
обеспечения электромагнитной совместимости электрооборудования в районах с высоким
удельным
сопротивлением
грунтов.
В работе требуется решить следующие задачи:
Исследование
распространения
волн
атмосферных
перенапряжений
при
электромагнитных взаимодействиях коронирующей воздушной линии (ВЛ) с землей,
имеющей слои вечной мерзлоты.
•
Разработка
методики
анализа
волновых
электромагнитных
процессов
и грозозащиты подстанций с протяженными заземлителями.
• Исследование электромагнитных процессов в заземлителях электроустановок в условиях
ВУСГ.
• Разработка технических решений, рекомендаций и мероприятий по защите от
перенапряжений электрооборудования СЭС НП в условиях ВУСГ с помощью
нетрадиционных устройств, таких, как подвесные ограничители перенапряжений (ПОПН),
нестандартные схемы тросовой защиты и др. Основные положения, выносимые на
защиту:
• Математическая модель электромагнитных волновых процессов в условиях ВУСГ с
многослойной
структурой
для
определения
деформации
волн
атмосферных
перенапряжений в коронирующей BJI.
• Методика и алгоритмы анализа электромагнитных волновых процессов для подстанций,
имеющих протяженные заземлители.
• Результаты исследования характеристик заземлителей электроустановок в условиях
ВУСГ.
• Способы повышения надежности грозозащиты СЭС НП в районах с ВУСГ с помощью
ПОПН, нестандартных схем тросовой защиты и др.
Методы исследования, используемые в работе:
Методы математического анализа, теории вероятностей, физического и математического
моделирования
электромагнитных
помех
в
схемах
грозозащиты
СЭС.
Актуальность работы: В настоящее время развитие нефтяной промышленности в
районах Сибири и Крайнего Севера требует создания условий для надежного
функционирования систем электроснабжения (СЭС) объектов добычи и транспортировки
нефти. Для этого необходимо обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС)
электрооборудования СЭС при воздействии перенапряжений .
Основными характерными физическими особенностями районов Сибири и Крайнего
Севера являются относительно высокий уровень интенсивности грозовой деятельности,
экстремальные погодные условия и высокие удельные сопротивления грунтов (ВУСГ),
имеющих многослойную структуру с вечной мерзлотой.
Особую значимость в этих условиях приобретает решение задач обеспечения надежности
защиты от перенапряжений и ЭМС силовых и измерительных трансформаторов,
коммутационных аппаратов, реакторов, компенсирующих устройств и электрических
машин, устройств связи, автоматики, релейной защиты и систем заземления.
Эксплуатация электрооборудования СЭС в районах с ВУСГ способствует интенсивной
выработке
его
технологических
ресурсов.
Об
этом
свидетельствует
то,
что
эксплутационные затраты на ремонт и техническое обслуживание электрооборудования
превышают установленные нормативы более чем на 15% и имеют устойчивую тенденцию
к увеличению. Ограниченное финансирование ремонтов и технического обслуживания
приводит к неизбежному интенсивному износу электрооборудования, что является
дополнительным
существенным
фактором
снижения
надежности
СЭС.
Анализ
показывает, что доля нарушений ЭМС из-за перенапряжений, которая определяется
названной
спецификой
электромагнитных
процессов,
в
общем
потоке
отказов
электрооборудования СЭС в районах Сибири и Крайнего Севера превышает 30%, и
статистика этих нарушений в районах с ВУСГ, по сравнению с Европейской частью
России, имеет устойчивую тенденцию к увеличению.
Актуальность
диссертационной
работы
определяется
промышленного освоения северных районов России.
Рекомендации по содержанию работы:
Введение.
В. 1. Краткая характеристика диссертационной работы.
интенсивным
развитием
В.2. Основные положения построения сэс нп и их защиты от перенапряжений в районах с
вусг
В.з. Анализ исследований надежности электроустановок нефтяной промышленности
в районах с вусг.
Глава 1. Анализ распространения волн перенапряжений в линиях электропередачи
внешнего электроснабжения нефтяной промышленности в районах с высоким удельным
сопротивлением грунта.
1.1. Проблемы деформации волн перенапряжений на подходах линий электропередачи к
подстанциям в условиях высоких сопротивлений грунтов
1.2. Математическое моделирование продольных токов смещения и поверхностного
эффекта в многослойной земле и проводах линий электропередачи
1.3. Уточнённая математическая модель поверхностного эффекта в многослойной земле.
1.4. Методика анализа грозозащиты в л 110 кв.
1.5. Методика анализа грозозащиты подстанций.
1.6. Выводы по первой главе.
Глава 2. Исследования надежности грозозащиты
Подстанций в районах с высоким удельным сопротивлением грунтов.
2.1. Математические модели анализа волновых процессов и исследования надежности
грозозащиты подстанции.
2.2. Построение эквивалентных схем замещения подстанций.
2.3. Алгоритмы анализа перенапряжений в узловых точках подстанций.
2.3.1. Реализация метода эквивалентной волны при определении напряжений в узлах
эквивалентной схемы замещения подстанции.
2.3.2. Алгоритм определения узловых напряжений при отсутствии в нем go элементов
соединенных с землей.
2.3.3. Алгоритм определения напряжений в узле с емкостью по методу подкасательной.
2.3.4. Алгоритм определения напряжений на нелинейных ограничителях напряжения
и вентильных разрядниках.
2.3.5. Алгоритм определения напряжений в узлах при последовательно включенных
элементах.
2.3.6. Алгоритм для расчета напряжений в узлах при наличии последовательных
элементов и взаимной связи между проводами всех линий, сходящихся в узлы.
2.4. Анализ надежности грозозащиты подстанции.
2.4.1. Показатели надежности грозозащиты и число лет безаварийной работы
2.4.2. Принципы и алгоритмы построения кривой и объема опасных волн.
2.4.3. Критериальная оценка грозоупорности подстанции.
2.5. Учет заземляющего контура при анализе оценки схем грозозащиты подстанций.
2.5. Выводы по второй главе.
Глава 3. Моделирование заземляющих устройств при анализе грозозащиты подстанций
расположенных в условиях грунтов с высоким удельным
Сопротивлением.ю
3.1. Необходимость и принципы реализации протяженных заземлителей .
3.2. Конструкции и физические процессы в заземляющих устройствах подстанций в
районах с высоким удельным сопротивлением грунта.
3.3. Исследование перенапряжений в схемах подстанции без учета и с учетом
заземлителей в районах с высоким удельным сопротивлением грунта.
3.4. Оценка физических условий многолетнемерзлых многослойных грунтов.
3.5. Построение схем замещения протяженных заземлителей.
3.6. Анализ напряжений вдоль протяженных заземлителей.
3.7. Выводы по третьей главе.
Глава 4. Анализ грозозащиты подстанций в условиях грунтов с высоким удельным
сопротивлением
4.1. Конструкции подстанций систем электроснабжения нефтяной промышленности и их
особенности в грунтах с высоким удельным сопротивлением
4.2. Математическое моделирование волновых процессов в схемах грозозащиты
подстанций с учетом заземляющих устройств.
4.2.1.
Результаты
расчетов
волновых
процессов
схемах
грозозащиты
систем
электроснабжения нефтяной промышленности.
4.3. Исследование волновых процессов в схемах грозозащиты подстанций с учетом
влияния заземляющего устройства.
4.3.1. Особенности волновых процессов в схемах грозозащиты подстанции, с учетом
заземляющих устройств.
4.3.2. Частотно-зависимые параметры заземлителя и их влияние в условиях высоких
удельных сопротивлениях грунтов.
4.3.3. Скорость распространения волн в схемах грозозащиты и ее влияние на волновой
процесс в условиях высоких удельных сопротивлений грунтов
4.3.4. Влияние длины шлейфа на волновые процессы в схеме грозозащиты подстанции.
4.3.5. Учет взаимного влияния между проводами на волновой процесс в схемах
грозозащиты подстанции.
4.3.6. Влияние защитных аппаратов и мест их установки на надежность защиты
подстанций в условиях высоких удельных сопротивлений грунтов.14 g
4.3.7.
Исследования
надежности
грозозащиты
типовых
подстанций
с
учетом
заземляющего устройства.
4.4. Анализ надежности грозозащиты подстанций с учетом заземляющего контура в
районах с вусг.
4.5. Исследование погрешностей в расчете сопротивления простого заземляющего
устройства.
4.6. Выводы по четвертой главе.
Глава 5. Нетрадиционные средства и мероприятия по защите электрооборудования сетей
внешнего электроснабжения нефтяной промышленности в
Районах с высоким удельным сопротивлением грунта
5.1. Необходимость и основные положения нетрадиционной грозозащиты.
5. 2. Результаты исследования по нетрадиционной грозозащите вл с помощью опн.
5.3. Максимальные расстояния между опн на опорах в л.
5.4. Технико-экономическая оценка установки попн на линиях.
5.5. Выводы по пятой главе.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. - СПб.: Изд-во ДЕАН, 2004.
2. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних
перенапряжений / Под ред. Н.Н. Тиходеева. СПб.: Изд-во ПЭ-ИПК Минтопэнерго РФ,
1999.
3. Техника высоких напряжений: Учеб. пособие / Под ред. Г.С. Кучинско-го. СПб.:
Энергоатомиздат, СПбО, 2003.
4. Альбокринов B.C., Гольдштейн В.Г., Халилов Ф.Х. Перенапряжения и защита от них в
электроустановках нефтяной промышленности. Самара: Изд-во СамГТУ, 1997.
5. Гольдштейн В.Г., Халилов Ф.Х., Бобров В.П. Перенапряжения и защита от них в
электрических сетях 35-220 кВ. Самара: СамГТУ, 2001.
6. ГОСТ 13109-97. Международный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость
технических средств электромагнитная. "Нормы качества электрической энергии в
системах электроснабжения общего назначения". Минск, 1997.
7. ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) "Совместимость технических средств
электромагнитная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой
энергии. Требования и методы испытаний". Взамен ГОСТ 30376-95/ГОСТ Р 50627-93.
8. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской
Федерации. РД 34.20-501-95. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. 15 издание, переработанное и
дополненное, с изменениями, утверждёнными Минтопэнерго России 11.02.2000 и
17.02.2000.
9. Халилов Ф.Х., Гордиенко А.Н., Свергин А.А., Новоселов Ю.Б. Улучшение грозозащиты
В Л 110 кВ с помощью подвесных ограничителей перенапряжений // Энергетика
Тюменского региона. 2005. - № 4.
10. Дьяков А.Ф., Максимов Б.К., Борисов Р.К. и др. Электромагнитная совместимость в
электроэнергетике и электротехнике./ Под ред. А.Ф. Дьякова.-М.: Энергоатомиздат, 2003.768 е., ил.
11. И. Крыжановский В.В., Новикова А.Н. Область рационального использования
подвесных ОПН (ОПНЛ) для повышения грозозащиты В Л 110 и 220 кВ // Научные
аспекты и актуальные проблемы разработки, производства, испытаний и применения
ОПН. СПб., 2001.
12. Кадомская К.П., Рейхард А.А. Повышение надежности эксплуатации изоляции
воздушных линий при установке ОПН на опорах. СПб., 2001.
13. Гайворонский А.С., Клепиков А.В. Разрядники подвесного исполнения с внешним
искровым промежутком для защиты изоляции ВЛ от грозовых перенапряжений (опыт
разработки и применения). СПб., 2001.
14. Костенко М.В.,
Богатенков
И.М.,
Михайлов
Ю.А., Халилов Ф.Х.
Грозозащита
подстанций и электрических машин высокого напряжения. Серия "Электрические станции
и сети" (Итоги науки и техники). ВИНИТИ. М.,1987, 13.- 112 с.
15. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Грозозащита линий
высокого напряжения переменного тока // Итоги науки и техники. Изд-во ВИНИТИ. Сер.
Электрические станции и сети. 1984. Т. 12.
16. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Заземления в сетях
высокого напряжения и средства защиты от перенапряжений. Л., ЛПИ, 1983. - 72 с.
17. Гольдштейн В.Г., Покровский А.В., Халилов Ф.Х. Результаты сопоставления
экспериментальных и расчетных грозовых перенапряжений на подстанциях 110 кВ.//Изв.
АН СССР, Энергетика и транспорт, 1977, №3.
18. Александров Г.Н. Ограничение перенапряжений в электрических сетях : Учеб.
пособие. СПб.: Изд-во Центра подготовки кадров РАО «ЕЭС России» / СЗФ АО
«ГВЦ энергетики», 2003.
19. Алиев Ф.Г., Багаутдинов Г.А., Халилов Ф.Х. Защита электроустановок горных
предприятий от грозовых и внутренних перенапряжений. Свердловск: Изд-во Свердлов,
горн, ин-та, 1991.
20. Бобров В.П., Гольдштейн В.Г., Халилов Ф.Х. Перенапряжения и защита от них в
электрических сетях 110-750 кВ. Москва: Энергоатомиздат, 2005.
21. Атакишиев Т.А., Бабаев Р.В., Барьюдин А.А. и др. / Под ред. Т.А. Ата-кишиева
Электроэнергетика нефтяных и газовых промыслов. — М.: Недра, 1988
22. Иманов Г.М., Пухальский А.А., Халилов Ф.Х., Таджибаев А.И. Защита электрических
сетей предприятий нефти и газа от перенапряжений. -СПб.: Изд-во. Петербург, энергет.
ин-та повышения квалификации Минтопэнерго России, 1999.
23. Меньшов Б.Г.,
Суд
И.И. Электрификация предприятий
нефтяной и
газовой
промышленности. М.: Недра, 1984.
24. Новоселов Ю.Б., Росляков В.П., Шпилевой В.А. Электрификация нефтяной и газовой
промышленности Западной Сибири. М.: Недра, 1980.
25. Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений / Под ред. Ф.Х. Халилова, Г.А. Евдокунина,
А.И. Таджибаева. СПб. : Изд-во Петербург, энергет. ин-та повышения квалификации
Минтопэнерго РФ, 1997.
26. Гиндулин Ф.Х., Гольдштейн В.Г., Дульзон А.А., Халилов Ф.Х. Перенапряжения в
сетях 6-35 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1986.
27. Нейман Л.Р.,
Демирчян
К.С.
Теоретические
основы
электротехники.
-М.:
Энергоатомиздат, 2001.
28. Carson J.R. Wave propagation in overhead wires with ground return, BSTJ, vol. 5, №4,1926.
29. Костенко M.B., Перельман Л.С. К расчёту волновых процессов в многопроводных
линиях//Известия АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1963. №6.
30. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы сумм, интегралов, сумм, рядов ипроизведений.
-М.: ГИФМЛ, 1962.
31. Танаев А.К., Гольдштейн В.Г., Сайдова Н.В. Уточненное определение интегральных
выражений, учитывающих влияние многослойной земли. Вестник СамГТУ. Серия
"Физико-математические науки". Выпуск 19. Самара, с. 129-133,2003.
32. Танаев А.К.,
Гольдштейн
В.Г.,
Калабин
А.Г., Кузнецов Ю.С.
Проблемы
электромагнитной совместимости на подстанциях, имеющих сложные за-землители. Сб.
трудов Всероссийской науч.-техн. конф. Часть 1. ТГУ. Тольятти, с. 123-127,2004.
33. Танаев А.К., Гольдштейн В.Г., Сливкин В.Г. Расчет сложного заземлителя с учётом
многослойной электрической структуры земли. Вестник СамГТУ. Серия "Технические
науки". Выпуск 32. -Самара, с. 144-153, 2005.
34. Танаев А.К., Сливкин В.Г. Определение погрешности в расчете сопротивления
простого заземляющего устройства. Вестник СамГТУ. Серия "Технические науки".
Выпуск 37. -Самара, с. 202-206,2005.
35. Танаев А.К. Техническая оценка электромагнитной совместимости заземляющего
устройства ОРУ-220/110 кВ п/ст «Левобережная» ОАО «Са-мараэнерго». Сб. докл. II—
Всероссийской конф. по заземляющим устройствам. Новосибирск, с. 112-116. 22-25.03
2005 г.
36. Wedepohl L.M., Wasley R.G. Wave propagation in multiconductor lines. Calculation of
series impedance for multilayer earth. Proc. IEE, vol. 113, №4, 1966.
37. Wise W.H. Propagation of high frequency currents. Proc. IRE, vol.22, 1934.
38. Половой И.Ф., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Внутренние перенапряжения на
изоляции высокого и сверхвысокого напряжения. Л.: Энерго-атомиздат; ЛО, 1989.
39. Долгинов А.И. и др. Расчет переходных процессов в электрических системах
на ЭЦВМ. М.: Госэнергоиздат, 1986.
40. Потужный А.К., Фертик СМ. Затухание волн высокого напряжения в 110 кВ линии
электропередачи. Электричество, 1946, №6, с.52-58.
41. Потужный А.К., Фертик С.М. Затухание волн высокого напряжения в 35 кВ линии.
Электричество, 1938, М, с. 29-38.
42. Костенко М.В., Ефимов Б.В., Зархи И.М., Гумерова Н.И. Анализ надежности
грозозащиты подстанций. Л.: Наука, 1981. -126 с.
43. Жаков Е.М. Исследование волновых процессов на подстанциях с помощью
синхрографа. Электричество, 1969, №6, с.41-46.
44. Созинов А.В., Халилов Ф.Х. Анализатор переходных процессов в протяженных цепях.
Информ. листок ЛенЦНТИ, №1115-79.
45. Ефимов Б.В., Зархи И.М., Зотов S.B., Невретдинов Ю.М., Покровский А.В., Халилов
Ф.Х. Исследование эффективности противовесов в грозозащите подстанций при высоком
удельном сопротивлении грунта. Электрические станции, 1980, №4, с.54-57.
46. Костенко М.В., Перельман Л.С, Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические
помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. -М.: Энергия, 1973. 272 с.
47. Зоммерфельд А.Электродинамика. -М.: ИИЛ, 1968.
48. Сливкин В.Г.
Электромагнитная
совместимость
электрооборудования
ин-
формационных технологий при воздействии импульсных электромагнитных помех:
Автореф. канд. техн. наук. Самара, 2004. - 22 с.
49. Якобе А.И., Ослон А.Б., Станкеева И.Н. Метод расчета сложных заземлителей в
многослойной земле. // Электричество. 1981. № 5. С. 27 33.
50. Бургсдорф В.В., Якобе А.И. Заземляющие устройства электроустановок. -М.:
Энергоатомиздат, 1987. 400 с.
Диагностика
1.7.2
средств
защиты
от
перенапряжений
электроэнергетических объектов приборами инфракрасной техники
Цель работы:
Определение простых и эффективных методов диагностики состояния средств защиты от
перенапряжений и получение закономерностей, характеризующих электрофизические
процессы в данном оборудовании с помощью математических методов.
В работе требуется решить следующие задачи:
• Провести анализ общих проблем тепловизионной диагностики электрооборудования.
• Выполнить анализ электрических и конструктивных характеристик средств защиты от
перенапряжений для формирования общих подходов к вопросам их диагностики.
• Выполнить расчеты, позволяющие получить функциональные закономерности,
характеризующие процессы в ВР (ОПН), на основе анализа статистических данных
тепловизионного контроля средств защиты от перенапряжений.
Методы исследования, используемые в работе:
Методы
математической
моделирования,
статистики,
численные
методы
методы
математического
расчета
систем
и
нелинейных
физического
уравнений,
адаптированные к использованию ЭВМ.
Актуальность работы:
Надежность работы электроэнергетической системы, зависит от работоспособности
средств защиты от перенапряжений (вентильных разрядников (ВР) и нелинейных
ограничителей перенапряжений (ОПН)). Данные аппараты выполняют важную функцию,
защищая от грозовых и коммутационных перенапряжений остальное оборудование
распредустройств. Отказ в работе средств защиты от перенапряжений ведет к
материальным потерям несоизмеримо большими чем стоимость самого защитного
аппарата, так как при этом повреждается защищаемое им оборудование и что более важно
нарушается электроснабжение потребителей.
В настоящее время возрастает вероятность аварийных повреждений в виду того, что
большинство вентильных разрядников установлено в сетях более 25 лет тому назад,
поэтому эти аппараты исчерпали свой ресурс по защитным свойствам. В то же время,
качество предлагаемых отечественных ограничителей перенапряжения оставляет желать
лучшего, а высококачественные ограничители зарубежных производителей имеют
сравнительно высокую стоимость. Все это является сдерживающими факторами при
замене вентильных разрядников на нелинейные ограничители перенапряжений. В
последнее время, наблюдается тенденция к переходу от традиционных методов контроля
и диагностики оборудования к методам неразрушающего контроля, когда оборудование в
процессе обследований не подвергается экстремальным воздействиям, контролируется
преимущественно под рабочим напряжением, т.е. без вывода оборудования из работы.
Это позволяет сократить время простоя оборудования и потери связанные с его
отключением, а так же повышает достоверность контроля, так как оборудование, в ходе
диагностики, находится под воздействием всех эксплуатационных факторов.
Перечисленные причины определяют проблему качественной оценки состояния средств
защиты от перенапряжений, а появление современных приборов инфракрасной техники
(тепловизоров),
позволяющих
дистанционно,
с
высокой
точностью
определять
температуру элементов электрооборудования, открывает новые возможности для
диагностики этих аппаратов. Однако, в силу целого ряда причин, многие проблемы
методического обеспечения тепловизионного контроля силового электрооборудования все
еще не решены.
Рекомендации по содержанию работы:
Введение.
В1. Общие принципы теории излучения и распространения теплового излучения.
В2. Проблемы современной тепловой диагностики электрооборудования.
В2.1.
Проблемы
нормирования
тепловых
характеристик
для
различного
вида
электрооборудования.
В2.1.1. Оборудование с неопределенными тепловыми характеристикам.
В2.1.2. Оборудование с тепловыми характеристиками обобщающего интегрального)
характера.
В2.1.3. Закрытые контактные соединения.
В2.1.4. Открытые контактные соединения.
В2.1.5. Методы решения проблем нормирования тепловых характеристик.
В2.2. Проблемы, связанные с режимами работы электрооборудования на момент
контроля.
В2.3. Проблемы, связанные с точностью измерения температуры элементов оборудования.
В2.4. Проблемы интерпретации результата контроля для эксплуатационного персонала.
ГЛАВА 1
Конструктивное
исполнение
и
общее
состояние
диагностики средств защиты
от
перенапряжений.
1.1.
Классификация
вентильных
разрядников
и
нелинейных
ограничителей перенапряжений.
1.2. Конструкция вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений.
1.3. Искровые промежутки вентильных разрядников.
1.3.1. Назначение искровых промежутков.
1.3.2. Принцип действия и конструкция искровых промежутков.
1.4. Нелинейные сопротивления вентильных разрядников.
1.4.1. Типы и назначение нелинейных сопротивлений.
1.4.2. Материал и конструкция нелинейных сопротивлений.
1.5. Конструкция основных типов современных вентильных разрядников
1.5.1. Вентильные разрядники с искровыми промежут кам и с неподвижной дугой (серия
РВС).
1.5.2. Магнито-вентильные разрядники грозового типа (серии РВМ и РВМГ).
1.5.3. Магнито-вентильные комбинированные разрядники (серия РВМК-П).
1.6. Общее состояние диагностики вентильных разрядников и нелинейных ограничителей
перенапряжений.
1.6.1. Традиционные методы контроля вентильных разрядников и ОПН в эксплуатации.
1.6.2.
Контроль
вентильных
разрядников
под
рабочим
напряжением
по
методу Донбассэнерго.
1.6.3. Контроль вентильных разрядников 35-330кВ под рабочим напряжением по методу
Леюнерго.
1.6.4. Зарубежный опыт контроля состояния вентильных разрядников и ОПН.
1.6.5. Применение тепловизионного
контроля
(TBK) для
контроля вентильных
разрядников и ОПН.
ГЛАВА2
Применение
разрядников.
тепловизионого
контроля
для
диагностики
состояния
вентильных
2.1. Влияние паразитных емкостей.
2.2. Учет паразитных емкостей.
2.2.1. Определение вольтамперной характеристики (ВАХ) нелинейных сопротивлений
вентильных разрядников.
2.2.2. Вентильные разрядники 1 ШкВ.
2.2.3. Вентильные разрядники 220кВ, установленные в одну колонку.
2.2.4. Вентильные разрядники 220кВ, установленные в две колонки.
2.3. Вывод формул соотношения напряжений и перегревов элементов вентильных
разрядников в условиях наличия паразитных емкостей.
ГЛАВА3
Анализ тепловыделений в элементах вентильных разрядников.
3.1. Конструкция элементов вентильных разрядников.
3.2. Тепловыделение в элементах вентильных разрядников при некоторых дефектах.
3.2.1. Исправные вентильные разрядники.
3.2.2. Обрыв шунтирующего сопротивления одного блока искровых промежутков.
3.2.3. Шунтирование одного элемента дефектом (увлажнение).
3.2.4. Анализ результатов.
3.3. Влияние погрешности измерения температуры на результаты контроля
3.3.1. Анализ влияния погрешности определения окружающей температуры на расчетное
распределение напряжения по элементам исправного разрядника.
3.3.2. Анализ влияния погрешности определения температуры элемента, на расчетное
распределение напряжения по элементам разрядника.
3.3.3. Анализ полученных результатов.
ГЛАВА4
Особенности тепловизионного контроля нелинейных ограничителей перенапряжений.
ГЛАВА5
Выбор диагностических признаков и критериев при тепло вшион ном контроле
вентильных разрядников и ОПН.
5.1. Общие принципы подхода к выбору диагностических признаков. В
5.2. Выбор диагностических признаков и критериев браковки для вентильных
разрядников.
5.3. Методика обработки экспериментальных данных.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Афанасьев В.В. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения. JL:
Энергоатомиздат, 1987.
2. Бельцежак А., Шрамек 3. Безискровые ограничители перенапряжений типа ZWAR для
сетей средних напряжений. Указания по применению и подбору параметров. Варшава,
1996г.
3. Бессонов JI.A. Нелинейные электрические цепи. М.: Высшая школа, 1964.
4. Бронфман А.И., Демьяненко К.Б. Исследование сроков службы высоковольтных
резисторов при длительном воздействии напряжения частоты 50Гц. // Электротехническая
промышленность.
Аппараты
высокого
напряжения,
трансформаторы,
силовые
конденсаторы. 1979, №3.
5. Власов А.Б. Тепловизионный метод контроля физических параметров высоковольтных
вводов. Электротехника, 1994, №4.
6. Вольт-секундные характеристики вентильных разрядников / Калинин Е.В., Карпова
О.В., Соломонов Н.М., Табарданова М.П. // Электрические станции. 1969. №7.
7. Выбор, испытание и применение металлооксидных ограничителей перенапряжений в
сетях среднего напряжения. Издательство представительства АББ на Украине, Киев,
1995г.
8. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа,
1972.
9. П.Заболотников А.П. Оценка энергопоглащающей способности металлоксидных
ограничителей перенапряжений. Научный вестник НГТУ, 1998, №2(5).
10. И34-70-021-85. Инструкция по эксплуатации средств защиты от перенапряжений.
М.: Союзтехэнерго, 1986.
11. Иманов Г.М., Халилов Ф.Х., Таджибаев А.И. Характеристики, выбор и размещение
ограничителей перенапряжений (110-220)кВ. Учебное пособие. СЛетербург, 1997.
12. Исследование распределения напряжения и нагрева варисторов вдоль ОПН в условиях
загрязнения и естественных осадков / Султанов С., Исламова В.И. // Электротехника.
1994. №10.
13. Исследование распределения напряжения по разрядникам РВМК-750 / Кудратимаев
A.C., Султанов С.С., Лысков Ю.И. // Электрические станции. 1981. №10.
14. Китаев Г.И.,
Бердников
С.Б.,
Константинов
А.Г., Осотов В.Н.
"О
защитных
характеристиках вентильных разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений",
Электрические станции, 1978, №5.
15. Козелкнн В.В., Усольцев И.Ф. Основы инфракрасной техники. М.: Машиностроение,
1985.
16. Константинов А.Г.,
Осотов
В.Н.,
Осотов
A.B.
Тепловизионный
контроль
высоковольтных вентильных разрядников / Электрические станции, №12, 1998.
17. Константинов А.Г., Осотов A.B., Осотов В.Н., Хайбулин Ю.Г. Методы оценки
состояния силового электротехнического оборудования под рабочим напряжением //
Электротехника 2010 год: сборник докладов V симпозиума, стр.276-281, том 1, Москва,
1999.
18. Контроль вентильных разрядников 35-330кВ под рабочим напряжением / Цирель Я.А.,
Поляков B.C., Игнатьев К.А. // Электрические станции. 1975. №8.
19. Крикеунов Л.З., Падалко Г.А. Тепловизоры. К.: Техника, 1987.
20. Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 1
«Научные и практические проблемы применения тепловизоров для оценки состояния
энергетического оборудования», Санкт-Петербург, 1996.
21. Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 4
методы и средства оценки состояния энергетического оборудования, зданий и сооружений
на основе приема излучений в инфракрасном диапазоне. С.Петербург, 1997.
22. Муравлева Н.В. Результаты измерения токов в вентильных разрядниках. Труды
ВНИИЭ, вып. 11,1961.290 тепловизионном контроле электротехнического оборудования /
Д.С. Масленников, А.Г. Константинов, В.Н. Осотов и др. // Электрические станции. 1985.
№11.
23. Об опыте использования средств тепловизионной техники в энергетике. Инф.письмо
№13-87/СПО Союзтехэнерго, 1987.31.0бложин В.А. Контроль подвесной изоляции
тепловизором, Электрические станции, 1999, №11.
24. Ограничители перенапряжений нелинейные серии EXLIM на классы напряжения 110750кВ. Техническое описание, инструкции по монтажу, применению и эксплуатации.
Екатеринбург, 1998.
25. Перспективы тепловизионных методов контроля в энергетике / Б.Д. Козицкий, H.A.
Гнатюк, Л.Д. Буць и др. // Электрические станции. 1981. №3.
26. Поляков B.C. Применение тепловизионных приемников для выявления дефектов
высоковольтного оборудования. JL: ЛИПКЭ, 1990.
27. Поляков B.C. "Способы дистанционного контроля распределения напряжения на
последовательно соединенных элементах высоковольтной установки", A.C. №911345
(СССР), Б.И. №9 , 07.03.82.
28. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.:
Энергоатомиздат, 1992.
29. СТП 338500.13.16-92. Периодичность, объем и нормы испытаний средств защиты от
перенапряжений и заземляющих устройств. Е.: Свердловэнерго, 1992.97
30. Таджибаев А.И. Преобразование признаков при оценке состояния энергетического
оборудования. Учебное пособие / издание ПЭИпк, С.Петербург, 1996г.
31. Таджибаев А.И.
Теория
и
практика
распознавания
анормальных
состояний.-
С.Петербург, ПЭИпк, 1995г.
32. Тепловизионный метод контроля физических параметров высоковольтных вводов /
А.Б. Власов // Электротехника. 1994. №4.
33. Технические средства диагностирования. Справочник / под ред. В.В. Клюева- М.:
Машиностроение, 1989г.
34. Фоминых Ю.А., Константинов А.Г., Осотов В.Н. и др. Способ контроля токоведущей
системы коммутационного аппарата. А.С. №1781719, Б.И. №46, 1992.
35. Шишман Д.В., Бронфман А.И., Пружинина В.И., Савельев В.П. "Вентильные
разрядники высокого напряжения", Энергия, Ленинград, 1971.
36. Эксплуатация, качество и надежность вентильных разрядников и серийно
изготовляемых ОПН 110кВ и выше. / Сборник материалов совещания 25-27 марта 1997.
С.Петербург, 1997
1.7.3 Защита от перенапряжений в типовых схемах использования
кабелей с газовой изоляцией
Цель работы:
Внедрение в большую энергетику кабелей с газовой изоляцией требует решения
комплекса проблем, в число которых входит и технико-экономическая координация
уровней изоляции конструкций о воздействующими в процессе их эксплуатации
перенапряжениями
и
характеристиками
защитных
устройств.
В работе требуется решить следующие задачи:
Разработать математические модели кабельных линий с газовой изоляцией и определение
зависимости их первичных и волновых параметров от частоты, конструктивного
исполнения и характеристик применяемых материалов;
- исследовать процессы распространения волн в кабельных линиях;- исследование
неограниченных
грозовых
газонаполненных кабелей;
перенапряжений
в
типовых
схемах
использования
- выбрать системы мероприятий по ограничению перенапряжений и анализ условий
эксплуатации защитных аппаратов в схемах, содержащих КШ;
- координировать уровней изоляции КГИ с уровнями воздействующих перенапряжений и
параметрами
защитных
устройств.
Методы исследования, используемые в работе:
Методы
математической
моделирования,
статистики,
численные
методы
методы
математического
расчета
систем
и
физического
нелинейных
уравнений,
адаптированные к использованию ЭВМ.
Актуальность работы: Основные положения Энергетической программы СССР на
длительную
перспективу
предусматривают,
в
частности,
проведение
активной
энергосберегающей политики на базе ускоренного научно-технического прогресса во всех
звеньях народного хозяйства, всемерную экономию топлива, сырья и энергии /I/. При
реализации
этой
программы
перед
электротехнической
промышленностью
и
электроэнергетикой встают задачи по освоению производства и внедрению в практику
кабельных
линий
высокого
напряжения
(КЛ
ВН)
с
улучшенными
технико-
экономическими показателями.
Рост потребности в электрической энергии выдвигает новые проблемы перед системой
подземного энергоснабжения плотнозаселенных районов, промышленных центров и
предъявляет повышенные требования к кабельной технике в части увеличения
пропускной способности кабельных линий.
Рекомендации по содержанию работы:
Введение.
1. состояние жслвдуемого вопроса и постановка задач
работы.
1.1. задача литературного обзора.
1.2. основные схемы использования кабелей с газовой изоляцией.
1.3. конструктивные параметры, электрическая прочность и импульсные испытательные
напряжения кабелей с газовой изоляцией
1.4. обзор работ, посвященных исследованию перенапряжений в конструкциях с
газовой изоляцией
1.5. выводы по первому разделу и задачи исследования.
2. первичные параметры кабелей с газовой изоляцией
2.1. постановка задачи.
2.2. методика определения частотных характеристик продольных параметров кабеля
однофазного исполнения.
2.3. методика определения частотных характеристик продольных параметров кабелей
трехфазного исполнения,
2.4. продольные параметры кабелей с газовой изоляцией.
2.5. поперечные параметры кги.
2.6. выводы по второму разделу.
3. волновые процессы в кабелях с газовой изоляцией трехфазного жполбшш.
3.1. постановка задачи исследования.
3.2. волновые параметры кги.
3.3. распространение прямоугольного импульса напряжения по кабелю трехфазного
исполнения.
3.4. выводы по третьему разделу.
4. перенапряжение атмосферного прошхсвдения в типовых схемах использования
элегазовых кабельных линий
4.1. постановка задачи исследования.ioi
4.2. математическая модель для исследования грозовых перенапряжений в
типовых схемах применения кабелей с газовой изоляцией трехфазного исполнения.
4.2.1. модель кабельной линии.
4.2.2. схема замещения места удара молнии
4.2.3. уравнения узлов, примыкающих к кабелю с газовой изоляцией.
4.3. неограниченные перенапряжения.
4.3.1. методика определения законов распределения максимальных перенапряжений при
дальних и ближних ударах молнии.
4.3.2. характеристики неограниченных перенапряжений на изоляции кгй 500 кв.
4.3.3. характеристики неограниченных перенапряжений на изоляции кш 220 кв.
4.4. условия работы нелинейных ограничителей перенапряжений в типовых схемах
использования кги и 220 кв.
4.5. координация изоляции эле газовых кабельных линий с уровнями воздействующих
перенапряжений
4.6. выводы по четвертому разделу
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1.
Аввакулов
В.Н., Кузнецов Н.М.
Анализ
и
нормирование
электропотребления
обогатительной фабрики Текст. // Промышленная энергетика. 1987. -№ 12. - С. 4-5.
2. Авилов-Карнаухов Б.Н. Метод нормирования и расчета электроэнергии для
предприятий, выпускающих разнородную продукцию Текст.: Труды VII международной
конференции по промышленной энергетике. Киев: Техника, 1972.-С. 9.
3. Адонц Г.Т., Арутюнян А.А. Методы расчета и способы снижения расхода энергии в
электрических сетях энергосистем Текст. Ереван: Луйс, 1986.- 184 с.
4. Айвазян С.А. Статистические исследования зависимостей: Применение методов
корреляционного и регрессионного анализа при обработке результатов экспериментов
Текст. М.: Металлургия, 1968. - 228 с.
5. Алгоритмы и программы восстановления зависимостей Текст. / Под ред. А.Ю.Вапника.
М.: Наука, 1984. - 816 с.
6. Алферова Т.В.
Модель
прогнозирования
параметров
электропотребления
промышленных предприятий Текст.: Межвузовский сборник трудов №90.- М.: издво МЭИ, 1986. С. 40-45.
7. Алферова Т.В. Разработка и обоснование методов прогнозирования электропотребления
на предпроектных стадиях Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 05.09.03 / Моск. энерг. ин-т. М.,
1987.
8. Анализ и прогноз развития больших технических систем Текст. / Под ред.
С.А.Саркисяна. М.: Наука, 1983. - 280 с.
9. Ананичева С.С.,
электропотребления
Кожов
К.Б.,
Стаймова
нефтедобывающей
Е.Д.
Модели
промышленности
прогнозирования
региона
Текст.
//
Моделирование электроэнергетических систем: Тезисы докладов IX Всесоюзной научной
конференции. Рига, 1987. - С. 327-328.
10. Ю.Анчарова Т.В. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях Текст.
М.: Высшая школа, 1990. - 174 с.
11. П.Асриян Э.Г. Нормирование технологических расходов электрической энергии в
нефтепереработке и повышение экономичности работы электрооборудования Текст.: Дис.
. канд. техн. наук: 05.09.03 / Грозн. нефт. ин-т. -Грозный, 1993.
12. Белашов В.Ю. и др. Составление и анализ балансов потребления электрической
энергии
промышленными
предприятиями:
Учебное
пособие
Текст.
/
Белашов
В.Ю., Иванов В.О., Грачева Е.И. Казань: Изд-во КГЭУ, 2003. -215 с.
13. Белых Б.П. и др. Электрические нагрузки и электропотребление на горнорудных
предприятиях Текст. / Белых Б.П., Свердель И.С., Олейников В.К. -М.: Недра, 1971.-244 с.
14. Бокс Дж., Дженкис Г. Анализ временных рядов Текст. Прогноз и управление. М.: Мир,
1974. - 255 с.
15. Бородюк В.П. Статистические методы математического описания сложных объектов
Текст.: Учебное пособие. М.: изд-во МЭИ, 1981. - 92 с.
16. Бэнн Д.В. Фармер Е.Д. Сравнительные модели прогнозирования электрической
нагрузки Текст. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200 с.
17. В.Н.Винославский, А.Ф.Бондаренко и др. Прогнозирование электропотребления
производственных объединений Текст. // Энергетика и электрификация. 1974. -№ 5. - С.
30-31.
18. Вейц В.И. Экономия электрической энергии в промышленности Текст.- М. Л.:
Госэнергоиздат, 1947. - 208 с.
19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей Текст. Изд. 4-е, стер. М.: Наука, 1965,-576 с.
20. Виленский Н.М. и др. Нормирование электропотребления в промышленности Текст. /
Виленский Н.М., Клюев Ю.Б., Резникова Р.С. — Свердловск, 1968.-57 с.
21. Волобринский С.Д. Вопросы нормирования и прогнозирования электропотребления
при многономенклатурном производстве Текст.: Труды VII международной конференции
по промышленной энергетике. Киев: Техника, 1972.-С. 12.
22. Волобринский С.Д. Электрические нагрузки и балансы промышленных предприятий
Текст. Л.: Энергия, 1976. - 128 с.
23. Волобринский С.Д., Гельфарб А.И., Михайлов А.К. Определение фактических
удельных
расходов
электроэнергии
и
прогнозирование
электропотребления
при
многономенклатурном производстве Текст. // Промышленная энергетика. 1970. - № 5. - С.
12.
24. Гмошинский В.Г. Инженерное прогнозирование Текст. М.: Энергоатом-издат, 1982.208 с.
25. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для
вузов Текст. Изд. 7-е, стер. М.: Высшая школа, 2000. - 479 с.
26. Гофман И.В. Нормирование потребления энергии и энергобалансы промышленных
предприятий Текст. М. - Л.: Энергия, 1966. - 319 с.
27. Гофман И.В., Госпитальник Г.Л. Организация и планирование энергохозяйства
промышленных предприятий Текст. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1954.- 440 с.
28. Гранецкий В.Н. Нормирование энергопотребления на промышленных предприятиях на
основе имитационного моделирования Текст.: Дис. . канд. экон. наук: 08.00.05 / Уральск,
политех, ин-т. Свердловск, 1991.
29. Грязнов С.А. Совершенствование расчетов норм расхода электроэнергии Текст. //
Совершенствование нормативной базы планирования отрасли.- М.: ВНИПИэнергопром,
1985. С. 57-60.
30. Гужов Н.П. Прогнозирование электропотребления по подразделениям предприятия
как системы взаимосвязанных параметров Текст. // Известия ВУЗов. Энергетика. 1987. № 8. - С. 112-115.
1.7.4 Исследование перенапряжений и разработка системы защиты
от них в сетях среднего и высокого классов напряжения
металлургических заводов и комбинатов
Цель работы:
продвижение
вперед
в
разрешении
части
существующих
проблем,
вызванных
перенапряжениями в сетях среднего и высокого классов напряжения металлургических
заводов и комбинатов. В первую очередь, это касалось решения ряда модельных задач
исследования
перенапряжений,
реализованных
в
составлении
расчетных
схем,
моделирующих возникающие в сетях переходные процессы, сопровождающиеся
значительным
повышением
напряжения.
В работе требуется решить следующие задачи:
- разработать расчетные схемы и адаптация их к современным пакетам схематического
моделирования
для
исследования
переходных
процессов,
возникающих
при
электромагнитных возмущениях в сетях средних и высоких классов напряжения
предприятий цветной металлургии;
-
расчитать
кратности
перенапряжений
на
изоляции
электрооборудования
(электродвигателей, трансформаторов и д.р.) среднего и высокого класса напряжения, а
также высоковольтных линий 110 кВ отрасли;
- анализ полученных результатов, в том числе при использовании для защиты сетей
описываемой отрасли нелинейных ограничителей перенапряжений;
- анализ грозовых перенапряжений на подстанциях глубокого ввода 35 - 220 кВ и расчет
показателя надежности числа лет безаварийной работы);
- анализ грозовых перенапряжений на стороне питания двигателя.
Методы исследования, используемые в работе:
Методы
математической
моделирования,
статистики,
численные
методы
адаптированные к использованию ЭВМ.
Актуальность работы:
методы
математического
расчета
систем
и
нелинейных
физического
уравнений,
В экономике страны важнейшая роль принадлежит цветной металлургии, которая во
многом определяет технический прогресс государства. Российская Федерация занимает
одно из первых мест в мире по производству всех основных цветных, редких и
благородных металлов.
Важнейшим направлением развития отрасли на современном этапе является решение
задачи повышения надежности. От безотказной работы основного и вспомогательного
технологического оборудования металлургических заводов и комбинатов в большой
степени зависит безаварийность и эксплуатационная гибкость работы систем в целом.
Сети среднего класса напряжения относятся к распределительным и являются наиболее
массовыми и протяженными. От сетей класса напряжения 110-750 кВ они отличаются
большим разнообразием схемных решений и используемого оборудования, как
металлургических заводов и комбинатов, так и иного потребителя. От надежности сетей
6-35 кВ зависит бесперебойность электроснабжения. В случаях отказов в сетях 6-35 кВ на
производствах с непрерывным циклом возможно возникновение катастрофических
ущербов
в
виде
массового
брака
продукции
и
повреждения
дорогостоящего
технологического оборудования.
В настоящее время более 80% высоковольтного электрооборудования исчерпало свой
ресурс, поэтому электромагнитные возмущения могут привести к повреждению изоляции.
Анализ опыта эксплуатации электрических сетей предприятий цветной металлургии,
указывает на большую аварийность, в том числе аварийность, связанную с внутренними
(дуговыми, коммутационными) перенапряжениями, а в ряде случаев импульсными
(грозовыми) перенапряжениями. Сложившаяся ситуация выливается в актуальную
проблему и требует всестороннего исследования предельных кратностей перенапряжений
при указанных электромагнитных переходных процессах.
Исследование перенапряжений - один из основополагающих факторов выполнения
защиты
сетей
предприятий
цветной
металлургии.
Разработка
эффективных
и
контролируемых методов исследования перенапряжений с использованием современных
вычислительных машин является в настоящее время ключевым звеном создания нового
представления о выполнении защиты электрических сетей предприятий цветной
металлургии.
Перспективным устройством, которое может использоваться для защиты сетей
описываемой отрасли, являются нелинейные ограничители перенапряжений. Большое
разнообразие подобных аппаратов российского и зарубежного исполнения, доказывает,
что для выбора защитного устройства требуется как можно большее представление о
вызвавшем перенапряжения переходном процессе.
В периодической печати и технической литературе некоторым аспектам проблемы
перенапряжений уделено большое внимание, в то время как отдельные из них не
освещены совсем.
Проблеме
коммутационных
перенапряжений
в
сетях
с
изолированной нейтралью посвящено большое количество работ. При моделировании
переходного
процесса
отключения
электродвигателей
напряжение
имеет
форму
восстановления вокруг нуля. При такой форме переходного процесса не учитывается
наведенная в роторе двигателя электродвижущая сила (ЭДС). При учете ЭДС напряжение
переходного процесса восстанавливается вокруг синусоиды напряжения. Из чего можно
заключить, что при моделировании и исследовании коммутационных переходных
процессов на зажимах электродвигателей не была смоделирована реальная картина
переходного процесса и выводы о возможных кратностях перенапряжений сомнительны.
В приведенных работах рассматриваются также перенапряжения на электродвигателях,
связанные со срезом тока до естественного перехода через ноль и повторными
зажиганиями в выключателях. Несмотря на четкое обозначение причины перенапряжений
в этих работах, существует неопределенность в некоторых вопросах, например, в вопросе
влияния параметров схемы на кратность перенапряжений.
Исследования и экспериментальные данные по коммутационным перенапряжениям,
вызванным
отключением
ненагруженных
трансформаторов.
В
работах
есть
неопределенность в некоторых вопросах, например, что при коммутации перенапряжения
определяются параметрами сети и величиной тока среза. Объем экспериментальных
данных по коммутациям трансформаторов вакуумными выключателями невелик и не
позволяет судить о каких-либо особенностях в их применении. Однако в работе нет
систематизации исследований и их объем невелик. В рассмотренной литературе нет
исследования возможного применения вакуумных выключателей для сетей высокого
класса напряжения 110-750 кВ, однако, в ближайшее время предполагается их
использование.
В работах нет исследования грозовых перенапряжений при использовании защитных
аппаратов для основных типовых схем подстанций («мостик», «четырехугольник»)
применяемых для металлургических заводов и комбинатов 35-220 кВ, а также не
рассмотрен вопрос перехода грозовой волны на сторону среднего напряжения питания
электродвигателей.
Выбор темы диссертации стимулирован возникновением большого числа неохваченных
задач в области исследования перенапряжений, в том числе с использованием
современных методик. В настоящее время с использованием новейших программных
продуктов, исследование перенапряжений может показать новые не затронутые ранее
возможности.
Помимо
большого
прикладного
значения
проведенных
в
работе
исследований для различных отраслей промышленности, использование новых методов
является инструментом подтверждения фундаментальных исследований.
Таким образом, актуальность темы определяется как потребностями исследований в
области изучения перенапряжений, в том числе связанными с разработкой новых методов
исследования, так и многочисленными практически важными применениями результатов
полученных исследований, в частности для разработки защиты сетей предприятий
цветной металлургии.
Рекомендации по содержанию работы:
Введение.
глава 1. необходимость исследования перенапряжений и разработки системы защиты от
них элетрических сетей предприятий цветной металлургии.
1.1. общее о предприятиях цветной металлургии.
1.2. характеристики изоляции сетей предприятий цветной металлургии.
1.3. допустимые кратности перенапряжений.
1.4. аварийность электрооборудования.
1.5. выводы и постановка задачи диссертационной работы.
2. исследование коммутационных перенапряжений на зажимах двигателя и защита от них.
2.1. разработка расчетной схемы.
2.2. перенапряжения при включении электродвигателей.
2.2.1. влияние нагрузки на шинах на кратность перенапряжений.
2.2.2. влияние момента включения на кратность перенапряжений.
2.2.3. влияние мощности двигателя на кратность перенапряжений.
2.2.4. влияние компенсации реактивной мощности на шинах на кратность
перенапряжений.
2.3. перенапряжения при отключении электродвигателей.
2.3.1. влияние нагрузки на шинах на кратность перенапряжений.
2.3.2. перенапряжения при отключении двигателя вакуумным выключателем.
2.3.3. влияние мощности двигателя на кратность перенапряжений при отключении
вакуумным выключателем.
2.3.4. влияние запаздывания фаз контактов вакуумного выключателя.
2.3.5. влияние компенсации реактивной мощности в сети на кратность перенапряжений
при отключении двигателя вакуумным выключателем.
2.4. отключение пусковых токов.
2.5. дуговые перенапряжения.
2.6. защита от перенапряжений.
2.7. выводы по второй главе.
3. перенапряжения на зажимах ненагруженых трансформаторов при коммутациях и
защита от них.
3.1.разработка расчетной схемы.
3.2. перенапряжения при включении ненагруженных трансформаторов.
3.2.1. влияние нагрузки на шинах на кратность перенапряжений.
3.2.2. влияние длины питающего трансформатор кабеля на кратность перенапряжений.
3.2.3. влияние момента включения выключателя на кратность перенапряжений.
3.2.4. влияние мощности трансформатора на кратность перенапряжений.
3.3. отключение ненагруженных трансформаторов.
3.3.1. влияние нагрузки на шинах на кратность перенапряжений.
3.3.2. отключение ненагруженного трансформатора вакуумным выключателем.
3.3.3. влияние длины питающего трансформатор кабеля на кратность перенапряжений при
отключении вакуумным выключателем.
3.3.4. влияние мощности трансформатора на кратность перенапряжений при отключении
вакуумным выключателем.
3.4. перенапряжения при коммутациях ненагруженных трансформаторов напряжением
110 кв.
3.4.1. перенапряжения при коммутациях ненагруженных высоковольтных линий 110 кв.
3.4.2. перенапряжения при коммутациях ненагруженного трансформатора 110 кв.
3.4.3. перенапряжения при коммутациях ненагруженного трансформатора 110 кв
выключателем, установленным со стороны узловой пс.
3.5. защита от перенапряжений.
3.5.1. защита трансформаторов средних классов напряжения.
3.5.2. защита трансформатора 110 кв.
3.6. выводы по третьей главе.
4. анализ грозозащиты подстанций 35-220 кв глубокого ввода.
4.1. методика исследования грозовых перенапряжений, набегающих с линий.
4.2. грозозащита подстанций 35 - 220 кв
4.3. результаты анализа грозозащиты подстанций при установке на них нелинейных
ограничителей перенапряжений.
4.3.1. проходная подстанция 35 кв.
4.3.2. проходная подстанция 110 кв по схеме «мостик».
4.3.3. проходная подстанция 150 кв по схеме «мостик».
4.3.4. проходная подстанция 110 кв по схеме «четырёхугольник».
4.3.5. проходная подстанция 150 кв по схеме «четырёхугольник».
4.3.6. проходная подстанция 220 кв по схеме «мостик».
4.3.7. проходная подстанция 220 кв по схеме «четырёхугольник». 166 4.4. выводы по
четвертой главе.
5. исследование перехода грозовой волны на сторону питания
электродвигателей металлургических заводов и комбинатов.
5.1.максимальные грозовые перенапряжения при прорыве молнии в фазный провод.
5.1.1. случай без перекрытия гирлянды изоляторов.
5.1.2. случай с перекрытием гирлянды изоляторов.
5.2. воздействие грозовых перенапряжений при ударе молнии в опору линии без тросов.
5.3. воздействие грозовых перенапряжений на линию с грозозащитным тросом.
5.3.1.удар молнии в опору.
5.3.2.удар молнии в трос.
5.3.3. кривая опасных токов.
5.4. грозовые перенапряжения на стороне среднего напряжения 6 кв.
5.4.1. без учета нагрузки на шинах.
5.4.2. влияние двигательной нагрузки.
5.5. выводы по пятой главе.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Куликов А.А, Беленький А.А, Рапутов Б.М. Электрооборудование предприятий цветной
металлургии. Металлургия М., 1972.
2. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Энергоатомиздат, М., 1985 г.
3. В.В. Суханов. Расчет параметров схем замещения и механических характеристик
асинхронных двигателей с фазным ротором. СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2004 год.
4. И. А. Баумштейна, С. А. Бажанова. Справочник по электрическим установкам высокого
напряжения. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-768 с.
5. Руководство по защите электрических сетей 6-1150 кВ от грозовых и внутренних
перенапряжений. Под научн. редакцией Н.Н. Тиходеева. С-Пб.: ПЭИПК Минтопэнерго
РФ, 1999.353 с.
6. Большам Я. М., Крупович В. И., Самовер М. Л. Справочник по проектированию
электроснабжения, линий электропередачи и сетей.- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия,
1974г.-696 с.
7. Большам Я. М., Грачев В. А., Самовер М. Л. Справочник по электроустановкам
промышленных предприятий. В 4-х томах; том первый, часть первая. Проектирование
электроустановок промышленных предприятий. Москва-Ленинград: Госэнергоиздат, 1963
Г.-720 с.
8. Корепанов А.А. Обоснование эффективности резистивного заземления нейтрали сетей
6(10) кВ. Дисс. канд. техн. наук. Санкт-Петербург: СПбГПУ, 1998.-103С.
9.
Ю.Титенков
С.С.
Анализ
перенапряжений
при
дуговых, феррорезонансных и
коммутационных электромагнитных переходных процессах в сетях 635 кВ. Дисс. канд.
техн. наук. Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2001.-217с.
10. Бельков Е.П., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. и др. Лабораторный
практикум, СПб: изд-во СПбГТУ, 2001г., 124с.
11. Герасимова В. Г., Грудинский П. Г., и др. «Электротехнический справочник», Том II,
«Электротехнические изделия и устройства». Энерго-атомиздат, Москва, 1986 г.
12. Ограничители перенапряжений нелинейные в фарфоровой изоляции на классы
напряжения 6-35 кВ. Руководство по эксплуатации. ЗЭУ 56227313.007 РЭ. СанктПетербург, 2005 г.
13. М.Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. М.:
Энергоатомиздат, 1989.-592 с.
14. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. СПб.:
Питер, 2005.
15. Дьяконов В. П. MATLAB. Учебный курс. СПб.: Питер, 2001.
16. Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн.
Заведений. 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с.
17. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных электродвигателей.
Госэнергоиздат, 1963г.
18. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Коммутационные
перенапряжения в энергосистемах. Учебное пособие. -Л., изд. ЛПИ, 1991,101с.
19. Дмитриев М.В. Методика выбора ОПН для защиты оборудования сетей 110-750 кВ от
грозовых перенапряжений. Дисс. канд. техн. наук. -Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2006.250с.
20. Костенко М.В., Богатенков И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Заземления в сетях
высокого напряжения и средства защиты от перенапряжений. Учебное пособие. -Л., изд.
ЛПИ, 1983, 72с.
21. Мельников Н.А. Электрические сети и системы. Учеб. Пособие для вузов. Изд. 2-е,
стереотип -М., «Энергия», 1975,464с.
22. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. СПб.: Питер, 2003.-448с.
23. Krause Paul С., Analysis of Electric Machinery, IEEE Press, 1995.
24. ГОСТ 687-78. Выключатели переменного тока на напряжение выше 1000 В. Общие
технические условия. Издательство стандартов, 1979 г.
25. Филиппов К. Нелинейная электротехника. М.: Энергия. 1976.
26. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных цепей.
— М.: Радио и связь, 1988.
27. Астафьева О.В. Разработка программы для исследования дуговых перенапряжений в
сетях с изолированной нейтралью. Дисс. магист. Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2003.-1 Юс.
28. Мерзляков А. ОПН для защиты В ЛОТ грозовых отключений. Оценка эффективности.
Новости электротехники. Информационно справочное издание. Выпуск 2(38) 2006 г.
29. Разевиг В. Д., Система схематического моделирования Micro-cap V. -Москва:
«СОЛОН», 1997.
30. Правила устройства электроустановок. 7 издание. М.: Энергоатомиз-дат.1999 г. (с
изменениями 2002 г.)
31. Гумерова Н.И., Титков В.В. Режимы работы ОПН при грозовых воздействиях. АФ
"Полимер", СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2006 г.
32. Хаммарлунд П. Восстанавливающиеся напряжения на контактах выключателей.- M-JI:
Энергоиздат.-1956.- 290 с.
33. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей
среднего напряжения (технические преимущества и эксплуатационные характеристики).СПб: Издательство Сизова М.П.-2000.-114 с.
34. Демянчук В.М., Кадомская К.П., Тихонов А.А., Щавелев С.А. Методика оценки
перенапряжений
возникающих
при
отключении
электродвигателей
вакуумными
выключателями. Энергетика: Изв. высш. уч. зав. и энерг. объедин. СНГ, 1994, № 5-6
35. Popov M., Acha E. Overvoltages due to switching off an unloaded transformer with a
vacuum circuit breaker// IEEE Transactions on Power Delivery, vol.14, no. 4, October 1999.
36. ГОСТ 1516.1-76. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 599
кВ.
Требования
к
электрической
прочности
изоляции.-М.:
Изд-во
стандартов.-
1976, ИПК Изд-во стандартов 1999 г. (переработанное с изменениями).-50 с.
37. Костенко М.В., Гумерова Н.И., Смирнов А.А. Новые тенденции в исследовании
надежности грозозащиты подстанций. НТВ СПбГТУ. 1999. №2. С. 86-92.
38. Дегтярев И.Л.
Теоретическое
и
экспериментальное
исследование
процессов,
сопровождающих коммутации вакуумными выключателями.-Автореферат диссерт. на
соиск. ученой степени кандидата технических наук.- Новосибирск.- НГТУ .-2006.- 22 с.
39. Базуткин В.В., Кадомская К.П., Костенко М.В., Михайлов Ю.А. Перенапряжения в
электрических системах и защита от них. СПб.: Энерго-атомиздат. 1995.320 с.
40. Кадомская К.
П.,
Хныков
В.
А.
Процессы
в
сети
генераторного
напряжения энергоблоков при коммутациях вакуумными выключателями. Энергетик.2003.-№2.-С.27-29.
41. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапряжения в электрических сетях
различного назначения и защита от них.- Учебник Новосибирск: изд-во НГТУ, 2004.- 368
с- (Серия «Учебники НГТУ»)
42. Костенко М.В., Ефимов Б.В., Гумерова Н.И., Зархи И.М., Анализ надежности
грозозащиты подстанций. Л.: Наука. 1981. 127 с.
43. Астафьева О.В., Халилов Ф.Х. Исследование перенапряжений при включении
двигателей металлургических заводов и комбинатов. Научно-технические ведомости
СПбГТУ. - 2006. - №6.
44. Glinkowski М., Moises R., Braun D. Voltage escalation and reignition behavior of vacuum
generator circuit breakers during load shedding IEEE Transactions on Power Delivery.-1997,
vol.12, No. 1.-P.-219-228.
45. Богатенков И.М., Бочаров Ю. H, Гумерова Н. И. и др. Техника высоких напряжений.
Учебник для. вузов. Под ред. Г. С. Кучинского. - СПб.: Энергоатомиздат. СанктПетербургское отделение, 2003 г. - 608 с.
46. Гунгер Ю.Р., Лавров Ю.А. Применение новых конструкций опор для повышения
технико-экономических показателей ВЛ 35-110 кВ. ЗАО «ВНПО ЭЛСИ», г. Новосибирск
47. Найфельд М. Р. Заземления и защитные меры безопасности. СПб.-Москва: Энергия,
1965 г. - 288 с.
48. Половой И. Ф., Михайлов Ю. А., Халилов Ф.Х. Перенапряжения на оборудовании
высокого и сверхвысокого напряжения СПб: Энергия, 1975 г.-255 с.
49. Карпов Ф. Ф., Козлов В. Н. Справочник по расчету проводов и кабелей. СПб-Москва:
Государственное энергетическое издательство, 1962 г. -176 с. с черт.
50. Хомяков М. В., Баумштейн И. А. В. и др. Справочник по электрическим сетям
высокого напряжения. СПб-Москва: Государственное энергетическое издательство
(Госэнергоатомиздат), изд. 4-е, 1962 г. - 560 с. с черт.
51. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Издательство стандартов,
1993 г.
52. РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и
выбору
электрооборудования.
стандартов, 1998 г.
Научный
редактор Неклепаев Б.Н.,
Издательство
53. Техника высоких напряжений/ под ред. Д. В. Разевига. .М. Энергия, 1976.-488с.
54. Дымков A.M. Трансформаторы напряжения. М.: ГЭИ, 1963. - 191 с.
55. Сиротинский JI. И, Техника высоких напряжений. М.:ГЭИ,1959. -368 с.
56. Джуварлы Ч.М., Абдурахманов М.И, Набиев X. Н. Переходный процесс однофазного
замыкания
на
землю
в
сетях
6-35
кВ
при
наличии
токоо-граничивающих
реакторов//Известия АН АзССР сер. Физико-технических и математических наук. 1981.т.П.-№3.
1.7.5 Исследование высокочастотных перенапряжений в
измерительных трансформаторах тока
Цель работы:
создание пакета прикладных программ для расчета высокочастотных переходных
процессов в электрических сетях и разработка методики численного расчета, которая
может широко применяться для расчета высокочастотных переходных процессов в цепях
с распределенными параметрами, обеспечивая необходимую инженерную точность при
длительныхрасчетах;
В работе требуется решить следующие задачи:
Рассчитать переходные процессы при коммутации вакуумным выключателем, при
импульсном подъеме потенциала контура заземления подстанции, при неудаленных
коротких замыканиях, позволяющие дать практические рекомендации по защите от
высокочастотных перенапряжений и по внесению изменений в конструктивные
параметрыоборудования.
Методы исследования, используемые в работе:
Методы
математической
моделирования,
статистики,
численные
методы
методы
математического
расчета
систем
и
нелинейных
физического
уравнений,
адаптированные к использованию ЭВМ.
Актуальность работы:
Надежность работы электрических сетей определяется различными факторами, причем
одним из важнейших является безаварийная работа изоляции высоковольтных устройств.
Выбор изоляции осуществляется на основе анализа воздействий, которым подвергаются
эти устройства в процессе эксплуатации. Важнейшие из них:
1. Электрические воздействия (длительно воздействующее рабочее напряжение при
нормальных
эксплуатационных
условиях,
внутренние
перенапряжения,
грозовые
перенапряжения).
2. Тепловые воздействия (длительный нагрев в рабочем режиме, перегревы в аварийных и
форсированных режимах).
3. Механические воздействия (длительные статические и переменные нагрузки в рабочем
режимах, вибрации, ударные механические нагрузки в аварийных и форсированных
режимах).
4. Загрязнение окружающей среды, в частности увлажнение электрической изоляции.
Основным фактором из электрических воздействий для выбора электрической изоляции
высоковольтных устройств является длительное рабочее напряжение. Допустимый
уровень перенапряжений не должен превышать уровень изоляции, который выбран
согласно уровню максимально допустимого рабочего напряжения. Поэтому проблема
надежной
защиты
высоковольтной
изоляции
от
перенапряжений,
несмотря
на
достигнутый в этой области прогресс, не теряет своей остроты.
В разработке теории перенапряжений и защиты от них фундаментальные результаты
получены в работах советских и российских ученых: Л.Ф.Дмоховской, А.И.Долгинова,
К.П.Кадомской,
М.В.Костенко,
В.П.Ларионова,
М.Л.Левинштейна,
Д.В.Разевига,
Л.И.Сиротинского и многих других.
Характеристики перенапряжений являются предметом тщательного изучения прежде
всего потому, что они определяют значение электрической прочности изоляции,
необходимое для достижения длительной эксплуатационной надежности электрической
сети. Результаты технико - экономического анализа позволяют утверждать, что
невозможно создать изоляцию, способную выдержать все без исключения случаи
воздействия перенапряжений. Практика показывает, что оптимальные технико экономические показатели достигаются при допущении некоторого риска отказа
изоляционной конструкции при перенапряжениях с наибольшей кратностью, которые
возникают редко. Аналогичный подход реализуется и при выборе средств защиты от
перенапряжений.
Проблема ограничения перенапряжений впервые была поставлена еще в 20 -30-е годы. К
тому же времени относятся и первые попытки разработки методов расчета и устройств
защиты от перенапряжений. Примерно в те же годы была выделена группа
перенапряжений, получившая название "высокочастотные перенапряжения". К ним
принято относить колебания напряжения с частотой от единиц до тысяч килогерц.
В 50 - е годы была в основном завершена работа по выявлению физических процессов
возникновения перенапряжений и методов расчета формы и параметров импульсов
перенапряжений различной природы. Это позволило осуществлять выбор уровня
изоляции электрооборудования. Однако при реализации этого подхода выяснилось, что
понимания физики развития перенапряжений и умения рассчитать их параметры при
заданных условиях в сети недостаточно. Главным препятствием оказалось многообразие
схем и параметров сети, при которых могут возникать перенапряжения. Практически
любой вид перенапряжений может изменять свои параметры в широких пределах за счет
случайной вариации структуры сети, мощности источников питания, характера нагрузки,
погодных условий и т.д. Предсказать как вся эта совокупность случайных факторов будет
влиять на статистическое распределение основных количественных характеристик
перенапряжений в заданной точке сети оказывается невозможно даже с привлечением
современной вычислительной техники.
Функциональная технологическая необходимость изменения схемы электрической сети и
возникновение
аварийных
режимов
влекут
за
собой
срабатывание
силовых
коммутационных аппаратов - выключателей и разъединителей. Эти аппараты (в основном
выключатели) осуществляют как рабочие коммутации (включение и отключение), так и
аварийные (например, отключение коротких замыканий). В любом случае коммутации
сопровождаются переходными процессами, вызывающими повышенные воздействующие
на изоляцию напряжения. Величина и форма воздействующих коммутационных
перенапряжений
определяются
как
параметрами
сети,
так
и
характеристиками
выключателей.
Определение характеристик коммутационных перенапряжений включает в себя анализ
колебательных свойств сети вообще и ее отдельных участков и анализ процессов в
коммутационных аппаратах. При этом необходимо рассматривать работу выключателя
как в отдельном цикле включения или отключения, так и в ряде случаев в режиме
чередующихся обрывов тока и пробоев (зажиганий) между контактами выключателя.
Интенсивность переходного процесса, или цикла переходных процессов, при коммутации
выключателем в электрической сети определяется взаимосвязью переходных процессов,
обусловленных колебательными свойствами сети, и начальными условиями, задаваемыми
коммутационным аппаратом - с одной стороны, и процессами в выключателе - с другой.
Соотношение
между
восстанавливающейся
переходным
восстанавливающимся
электрической
прочностью
напряжением
межконтактного
(ПВН)
и
промежутка
определяет последующее развитие коммутационного процесса. Именно процессы в
выключателе при коммутациях в цепи могут быть причиной эскалации переходных
процессов с соответствующими изменениями начальных условий и состояний системы.
Во многих случаях это может привести к нарастанию переходных напряжений не только
между контактами выключателя, но и в дальних точках сети, в том числе и до уровней
опасных для изоляции.
Однако, наряду с достигнутым прогрессом в области численных методов расчета
переходных процессов и защиты от перенапряжений, осталась недостаточно изученной
область высокочастотных процессов. Это было связано с отсутствием необходимых
численных методов для расчета такого рода перенапряжений.
В данной диссертации разработан численный метод расчета высокочастотных переходных
процессов, который позволил уточнить причины отказа измерительных трансформаторов
тока
и
разработать
рекомендации
по
ограничению
опасных
высокочастотных
перенапряжений.
Рекомендации по содержанию работы:
Введение.
1. Высокочастотные перенапряжения: причины возникновения, методы расчета и способы
ограничения.
1.1. Возникновение высокочастотных перенапряжений.
1.1.1. Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов.
1.1.2. Перенапряжения при дуговых замыканиях.
1.1.3. Перенапряжения при коммутациях разъединителями.
1.1.4. Высокочастотные перенапряжения при грозовых импульсах.
1.1.5. Высокочастотные перенапряжения, возникающие на элегазовых подстанциях.
1.1.6. Высокочастотные колебания в обмотках электрических машин.
1.2. Краткий анализ существующих методов расчета высокочастотных переходных
процессов в цепях с распределенными параметрами.
1.2.1. Методы расчета переходных процессов в обмотках трансформаторов.
1.2.2. Метод представления решения в виде ряда.
1.3. Аппараты защиты от перенапряжений и выбор их характеристик.
1.3.1. Разрядники для защиты от перенапряжений.
1.3.2. Нелинейные ограничители перенапряжений.
1.3.3. Установка защитных средств во вторичных цепях ОРУ.
1.3.4. Координация изоляции.
1.4. Постановка задачи исследования.
2. Методика расчета переходных процессов в неоднородных длинных линиях и обмотках
трансформаторов.
2.1. Основные положения численного метода расчета переходных процессов в цепных
схемах.
2.2. Методы вычисления интеграла-свертки.
2.2.1. Линейная аппроксимация подынтегрального выражения.
2.2.2. Учет нескольких членов ряда Тейлора.
2.3. Решение систем линейных алгебраических уравнений с трехдиагональной матрицей
коэффициентов.
2.3.1. Метод матричной прогонки.
2.3.2. Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений.
2.3.2.1. Метод простых итераций.
2.3.2.2. Метод Зейделя.
2.4. Расчет переходного процесса в многоконтурных схемах.
2.5. Расчет переходного процесса в обмотках трансформатора.
2.6. Выводы.
3. Перенапряжения в обмотках трансформаторов тока при грозовых перенапряжениях.
3.1. Возникновение перенапряжений в ТТ.
3.2. Перенапряжения во вторичных обмотках ТТ при срабатывании вентильного
разрядника.
3.2.1.Расчеты перенапряжений во вторичных обмотках ТТ при возникновении импульсов
напряжения на контуре заземления подстанций.
3.3. Рекомендации по ограничению перенапряжений при срабатывании РВ в обмотках ТТ.
3.4. Выводы.
4. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ОБМОТКАХ КАСКАДНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА.
4.1. Регистрация перенапряжений во вторичной обмотке верхней ступени ТТ типа ТФЗМ500.
4.2. Математическая модель электрических воздействий ' на изоляцию каскадных ТТ.
4.3. Перенапряжения при неудаленном коротком замыкании в трансформаторе тока типа
ТФЗМ-500.
4.4. Высокочастотные перенапряжения в трансформаторе тока типа ТФРМ-500.
4.5. Выводы.
Расширенный список рекомендуемой литературы:
1. Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений. Часть третья, выпуск первый.
Волновые процессы и внутренние перенапряжения в электрических системах. М.,
Госэнергоатомиздат, 1959 г.
2. Долгинов А.И. Перенапряжения в электрических системах. М.-Л, Госэнергоиздат, 1962
г.
3. Отключение токов в сетях высокого напряжения./ Под ред. К.Рагаллера. Пер. с англ,М.: Энергоиздат, 1981 г.
4. Юнг. Некоторые исследования среза тока в высоковольтных выключателях. Сборник
"Перенапряжения при отключении линий и трансформаторов", "Энергетика за рубежом",
Госэнергоиздат, 1957 г.
5. Руководство по защите электрических сетей 6 1150 кВ от грозовых и внутренних
перенапряжений./ Под научной редакцией Н.Н.Тиходеева - 2-ое издание. - СанктПетербург: ПЭИПК Минтопэнерго РФ, 1999.
6. Костенко М.В., Богатенко И.М., Михайлов Ю.А., Халилов Ф.Х. Квазистационарные
перенапряжения в энергосистемах. Учебное пособие. Л.: ЛПИ, 1987.
7. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и
перенапряжения в электрических системах./ Под общ. ред.
8. B.П.Ларионова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1986 г.
9. Кадомская К.П., Тихонов A.A. и др. Процессы при однофазых дуговых замыканиях в
сетях 6-35 кВ с учетом распределенности параметров воздушных линий.// Известия
ВУЗов. Энергетика, №1-2, 1994.
10. C.А.Бажанова. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г.12.3илес
JI.Д., Кузьмичева К.И. Перенапряжения при коммутациях разъединителями систем шин и
работа вентильных разрядников.// Эл.станции, №9, 1982.
11. Левковский А.И.,
Радченко
A.B.
Отключение
и
включение
ненагруженного
трансформатора разъединителем.//Эл.станции, №4, 1988.
12. Н.Виноградова А.Д., Зилес Л.Д., Шаргинова Т.Н. Оценка параметров перенапряжений
на ошиновке, коммутируемой разъдинителями./Труды ВНИИЭ, 1989 г.
13. Виноградова А.Д., Зилес Л.Д., Рашкес B.C. Высокочастотные перенапряжения при
коммутировании ошиновки подстанции СВН разъединителями. // Эл. станции, №12, 1993.
14. Отчет о НИР. Разработка технических требований к защите от высокочастотных
перенапряжений электрооборудования ВН./ Базуткин В.В., Литвинов А.Л. и др. -МЭИ,
1992 г.
15. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). / Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и
доп. М.: Энергоатомиздат, 1985 г.
16.
В.В.Бургсдорф,
А.И.Якобс
Заземляющие
устройства
электроустановок.-
протяженных
заземлителей
М.:
Энергоатомиздат, 1987 г.
17. Анненков В.З.
Исследование
грозозащиты
линий
электропередачи в плохопроводящих грунтах. Автореферат диссертации на соискание
ученой степени кандидата технических наук. Изд.МЭИ, 1974 г.
18. Подосинкин Ю.П. Грозозащита подстанций в районах с высоким удельным
сопротивлением грунта с выносным контуром заземления. Автореферат диссертации на
соискание ученой степени кандидата технических наук. Изд.ХПИ, 1987.
19. Рябкова Е.Л. Заземления в установках высокого анпряжения.- М.: Энергия, 1978 г.
20. Борисов Р.К., Колечицкий Е.С., Горшков A.B., Балашов В.В. Методика и технические
средства
для
диагностики
состояния
заземляющих
устройств
энергообъектов.
//Электричество. №1, 1996.
21. L.D.Grcev, M.Heimbach Computer simulation of transient ground potential rise in large
earthing systems. // 23d ICLP, Firenze, Italy, 23-27 September, 1996.
22. Бронфман А.И.
Режимы
работы
вентильных
разрядников
при
грозовых
перенапряжениях. Л.: Энергия, 1977 г.
23. Белецкий З.М., Бунин А.Г., Горбунцов А.Ф., Конторович Л.Н. Расчет импульсных
воздействий в обмотках трансформаторов с применением ЭВМ. Информэлектро. Серия
ТС-3. Трансформаторы. Москва, 1978 г.чо
24. Abetti P.A. Transformer Models for the determination of transient voltages. Trans. AIEE, №
72, 1953.
25. Abetti P.A. Bibliograiy on the surge performanse of transformer and rotating machines. "
Trans. AIEE, PAS", 1962, 81,№61, p.213; 1964, 83, №73, p.855
26. Лоханин A.K., Морозова Т.И., Погостин B.M., Перенапряжения и частичные разряды в
трансформаторах. Итоги науки и техники, сер. " Электрические машины и аппараты". Т.7.
М., 1973
27. Каганов З.Г. Электрические цепи с распределенными параметрами и цепные схемы,М.: Энергоатомиздат, 1990.
28. Физико математические основы техники и электрофизики высоких напряжений./
В.В.Базуткин, К.П.Кадомская, Е.С.Колечицкий и др. Под ред.К.П. Кадомской. М.:Энергоатомиздат, 1995 г.
29. Демирчян К.С., Волков В.М., Карташов Е.Н. Сравнительный анализ методов
численного интегрирования при расчете переходных процессов в электрических
цепях.//Электричество, 1976, №9.
30. Бикфорд Дж.П., Мюлине Н., Рид Дж.Р. Основы теории перенапряжений в
электрических сетях: Пер. с англ. В.В.Базуткина/ Под ред. А.А.Обуха. М.: Энергоиздат,
1981 г.
31. A new approach to return stroke modelling. A.Machado, P.Johannet //20-th ICLP, Interlaken,
Switzerland, Sept. 1990.
32. Bewley L.W. Traveling Waves on transmission systems, 1951, Part II.
33. Карасев B.A. Теория электромагнитных процессов в обмотках. ГОСЭнергоиздат, 1946.
34. Геллер Б., Веверка А. Импульсные процессы в электрических машинах. М., " Энергия
1974.
35. Лоханин А.К. Расчет перенапряжений в катушечных обмотках трансформаторов. "
Электричество ", 1967, №4.
36. Базуткин В.В, Домоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений
М.: Энергоатомиздат, 1983
37. Белецкий З.М., Бахвалов Ю.А. Применение электронных вычислительных машин для
исследования внутренних перенапряжений в трансформаторах. "Электротехника", 1964,
№7.
38. Лоханин А.К., Погостин В.М. Расчет перенапряжений в обмотках трансформаторов с
помощью технологичеко-матричного метода. "Труды ВЭИ", 1969, вып.79.
39. Бахвалов Ю.А., Белецкий З.М., Бунин А.Г. Расчет на ЭВМ волновых процессов в
обмотках
трансформаторов
методом
передаточных
функций.
Изв.
ВУЗов
"Электромеханика", 1971, №4.
40. Бахвалов Ю.А., Бунин А.Г., Конторович JI.H. Расчет импульсных воздействий на
главную и продольную изоляцию трансформаторов по многоэлементным схемам
замещения. Изв. ВУЗов "Электромеханика", 1973, №12.
41. Итоги науки и техники. Электрические машины и аппараты, т.7. Перенапряжения и
частичные разряды в трансформаторах. Москва, 1973.
42. Уилкинсон Д.Х. Алгебраическая проблема собственных значений. М., "Наука", 1970.
43. Лоханин А.К. Вопросы координации изоляции силовых трансформаторов для передач
переменного и постоянного тока сверхвысоких напряжений. Автореферат диссертации на
соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1995 г.
44. Кадомская К.П. Перенапряжения, возникающие при коммутациях воздушных линий:
Уч.пособие.- Новосибирск, 1982 г.
45. Н.Н.Тиходеев, С.С.Шур. Изоляция электрических сетей. JT: Энергия, Ленинградское
отд-е, 1979 г.
46. Авдеенко Б.К.,
Бронфман
А.И.
и
др.
Керамические
резисторы
с
высоким
коэффициентом нелинейности на основе окиси цинка.//Электричество, №9, 1976.
47. Metal oxide surge arresters in AC systems. Part 1-6. CIGRE 33, working group 6.
48. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. Пер.
с нем./И.П.Кужекин; Под ред. Б.К.Максимова.- М.: Энергоатомиздат, 1995 г.
49. Электрическая изоляция высокочастотных установок высокого напряжения./ Под
ред.М.А.Аронова, В.П.Ларионова М.: АО «Знак», 1994.
50. Техника высоких напряжений. Под общей ред. Д.В.Разевига. Изд. 2-е, перераб. и доп.М., Энергия, 1976 г.
51. Козырев H.A. Изоляция электрических машин и методы ее испытания. М.-Л.,
Госэнергоиздат, 1962 г.
52. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения./ Н.М.Адоньев,
В.В.Афанасьев, И.М.Бортник и др.; Под ред. В.В.Афанасьева.- Л.: Энергоатомиздат,
Ленингр. отд-ние, 1987 г.
53. Тихонов А.Н., Гончарский A.B., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы
решения некорректных задач,- М.: Наука, 1990 г.