Ищенко Антон Алексеевич. Быстродействующая система токоограничения при коротких замыканиях в многомашинных системах промышленного электроснабжения

brief description

Ищенко Антон Алексеевич. Быстродействующая система токоограничения при коротких замыканиях в многомашинных системах промышленного электроснабжения : Дис. ... канд. техн. наук : 05.00.00 : Краснодар, 2004 241 c. РГБ ОД, 61:04-5/4280

Кубанский государственный технологический университет
На правах рукописи
Ищенко Антон Алексеевич

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА ТОКООГРАНИЧЕНИЯ ПРИ
КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ В МНОГОМАШИННЫХ СИСТЕМАХ
ПРОМЫШЛЕННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: д.т.н., профессор Б.А. Коробейников
Краснодар - 2004

2

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА Е АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И СИСТЕМ ТО-КООГРАНИЧЕНИЯ 12
*
1.1 Методы и средства ограничения токов короткого замыкания .... 12
1.1.1 Постановка задачи 12
1.1.2 Классификация методов и средств ограничения токов короткого
замыкания 15
1.1.3 Схемные решения 17
1.1.4 Деление сети 21
1.1.5 Общие требования к токоограничивающим устройствам 25
* 1.1.6 Токоограничивающие реакторы 27
1.1.7 Трансформаторы и автотрансформаторы с расщепленной обмот¬кой низшего напряжения 40
1.1.8 Токоограничивающие коммутационные аппараты 43
1.1.9 Токоограничивающие устройства резонансного типа 45
1.1.10 Управляемые токоограничивающие устройства сериесного или
шунтового типа 48
* 1.1.11 Токоограничивающие устройства со сверхпроводниками 51
1.1.12 Вставки постоянного тока и переменного тока непромышленной
частоты 53
1.1.13 Ограничение токов короткого замыкания на землю 56
1.2 Токоограничение в системах промышленного электроснабжения . 59
1.2.1 Выбор метода токоограничения 59
•

з
1.3 Выводы 68
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕН¬ТОВ И СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ТО-КООГРАНИЧЕНИЯ 69
2.1 Общие положения 69
2.2 Математическая модель явнополюсного синхронного двигателя в
фазной системе координат 73
2.3 Математическое моделирование явнополюсного синхронного дви¬гателя при внутренних нарушениях симметрии 83
2.3.1 Витко вое замыкание 84
2.3.2 Междуфазное замыкание (двухфазное) в обмотке статора .... 91
2.3.3 Двухфазное замыкание на нейтраль 100
2.3.4 Трехфазное замыкание в обмотке статора 103
2.4 Обобщенная математическая модель явнополюсного синхронного
двигателя 113
2.5 Определение параметров модели явнополюсного синхронного дви¬гателя 131
2.6 Формирование уравнений состояния для системы промышленного
электроснабжения в фазной системе координат 134
2.7 Выводы 144
ГЛАВА 3. ТИРИСТОРНОЕ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 145
3.1 Введение 145
3.2 Принцип действия бесконтактного токоограничивающего устройства 147
3.3 Принцип действия блока прогнозирования ударного тока 150

*
4
3.4 Принцип действия органа контроля режима системы 160
3.5 Принцип действия блока получения амплитудного значения .... 163
3.6 Выводы 175
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ТОУ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИ¬МАХ 176
4.1 Моделирование работы ТОУ при внешнем коротком замыкании . . 176
4.2 Моделирование работы ТОУ при внутреннем коротком замыкании 198
4.3 Исследование влияния параметров ТОУ и точки короткого замы¬
кания в кабеле на величины и соотношение токов при внутреннем коротком замыкании 220
4.4 Выводы 227
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 229
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 230
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОН¬НОЙ РАБОТЫ В ДАО «ЭЛЕКТРОГАЗ» 240
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОН¬НОЙ РАБОТЫ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС КУБГТУ 241
ш

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предлагаемое ТОУ может быть эффективно использовано при увели-чении мощности распределительных сетей, позволяя избежать значительных затрат на обновление электрооборудования и создать безреакторные схемы электроснабжения. Было показано, что разработанный алгоритм управления ( обеспечивает достаточное быстродействие.
В ходе выполнения работы получены следующие основные результаты:
1. Существующие системы ограничения токов короткого замыкания не об-ладают достаточным быстродействием, необходимым для уменьшения последствий воздействия ударных токов короткого замыкания на обору-дование в многомашинных системах промышленного электроснабжения.
2. Получена математическая модель явнополюсного синхронного двигате¬ля в фазной системе координат в матричной форме в виде уравнения
*
состояния.
3. Разработан алгоритм формирования уравнений состояния для систем электроснабжения с явнополюсными синхронными двигателями, позво-ляющий формализовано подойти к решению задач моделирования дина-мических режимов.
4. Разработана эффективная методика решения уравнений состояния для системы электроснабжения в переходных режимах с учетом жесткости системы уравнений;
5. Разработана система ограничения токов короткого замыкания, включаю-щая в себя тиристорный коммутатор и систему управления;
6. Произведено математическое моделирование работы системы электро-снабжения совместно с системой ограничения токов короткого замыка-ния в переходных режимах.
*