Финашин Роман Андреевич Исследование и разработка импульсно-резистивного заземления нейтрали и устройства глубокого ограничения перенапряжений для электрических сетей 6-35кВ : Фінашин Роман Андрійович Дослідження та розробка імпульсно-резистивного заземлення нейтралі та пристрої глибокого обмеження перенапруг для електричних мереж 6-35кВ

Краткое описание

Финашин Роман Андреевич Исследование и разработка импульсно-резистивного заземления нейтрали и устройства глубокого ограничения перенапряжений для электрических сетей 6-35кВ

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Финашин Роман Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ

1.1 Вред, наносимый однофазным замыканием на землю

1.1.1 Сеть с изолированной нейтралью

1.1.2 Преимущества и недостатки изолированной нейтрали

1.1.3 Реальная эксплуатация распределительных электрических сетей

1.2 Заземление нейтрали электрической сети через дугогасящий реактор

1.2.1 Принцип работы дугогасящего реактора

1.2.2 Системы автоматической настройки реакторов

1.2.3 Область применения реакторов и их преимущество

1.2.4 Недостатки дугогасящего реактора

1.3 Заземление нейтрали через резистор

1.3.1 Типы резистивного заземления

1.3.2 Расчёт и выбор нейтрале-заземляющего резистора

1.4 Задача работы

ГЛАВА 2 ТЕОРИЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕЗИСТИВНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ

2.1 Импульсное резистивное заземление нейтрали электрической сети

2.1.1 Концепция импульсного резистивного заземления нейтрали электрической сети

2.1.2 Принцип работы устройства импульсного резистивного заземления нейтрали электрической сети

2.1.3 Первый прототип импульсного резистивного заземления

2.1.4 Устройство импульсного резистивного заземления без системы управления запуском

2.1.5 Методика расчёта тока в запускающей цепи симистора

2.1.6 Энергия, выделяемая в нейтрале-заземляющем резисторе

2.2 Производная напряжения на нейтрали электрической сети

2.2.1 Частоты собственных колебаний в радиальной сети

2.2.2 Оценка параметров радиальной распределительной сети и производной &ым/&1

2.2.3 Методика определения производной для электрических сетей с бинарной топологией

2.2.4 Простейший расчёт напряжения на выходе делителя дифференцирующе-запускающей цепи (метод №1)

2.2.5 Расчёт в схеме замещения с трансформатором, представленным сосредоточенной индуктивностью (метод №2)

2.2.6 Расчёт в схеме замещения с обмоткой, представленной линией с распределенными параметрами (метод №3)

2.3 Приближенная оценка выходного напряжения на дифференцирующе-

и и и и ^

запускающей цепи для распределительной сети с реальной топологией

2.3.1 Производная в реальной кабельной сети

2.3.2 Оценка сигнала производной в воздушной электрической сети

2.3.3 Учёт низкочастотной составляющей производной напряжения

2.3.4 Отстройка от ложных срабатываний

Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 ФИЗИЧЕСКАЯ НИЗКОВОЛЬТНАЯ СТЕНДОВАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИМПУЛЬСНЫМ РЕЗИСТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ65

3.1 Низковольтная стендовая модель

3.2 Модели заземляющей дуги

3.2.1 Дуговое замыкание на землю по теории Петерсена

3.2.2 Дуговое замыкание на землю по теории Петерса и Слепяна

3.2.3 Дуговое замыкание на землю по теории Белякова

3.3 Компьютерная Р8Р1СЕ модель низковольтного физического стенда

3.3.1 Основные характеристики программы Р8Р1СЕ

3.3.2 Компьютерное моделирование дугового замыкания

3.4 Скоростные характеристики симистора

3.5 Физическая модель

3.6 Использование стенда в учебных целях

Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4 ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕЗИСТИВНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

4.1 Технические требования

4.2 Симисторы и их защитные варисторы

4.2.1 Выбор симисторов

4.2.1 Выбор защитных варисторов

4.3 Запускающий трансформатор

4.3.1 Разработка запускающего трансформатора

4.3.2 Тестирование и компьютерная модель запускающего трансформатора

4.4 Испытания симисторной цепи устройства импульсного резистивного заземления

4.5 Разброс времен включения симисторов

4.6 Устройство управления импульсного резистивного заземления нейтрали

4.7 Охлаждение симисторов

4.8 Возможность использования управляемого вакуумного разрядника в качестве коммутатора в устройстве импульсного резистивного заземления нейтрали

4.8.1 Мотивы применения вакуумных разрядников

4.8.2 Основные характеристики управляемого вакуумного разрядника

4.8.3 О применимости вакуумного управляемого разрядника в устройстве импульсного резистивного заземления нейтрали

4.9 Лабораторные испытания импульсного резистивного заземления нейтрали

4.9.1 Испытания устройства импульсного резистивного заземления высоким напряжением

4.9.2 Испытания электрической (токовой) нагрузкой

4.9.3 Определение чувствительности импульсного резистивного заземления нейтрали

Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5 ГЛУБОКОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ ДУГОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

5.1 Основы глубокого ограничения дуговых перенапряжений

5.2 Автономная работа устройства глубокого ограничения

5.2.1 Запуск устройства глубокого ограничения от собственного устройства управления

5.2.2 Энергия, поглощаемая фазными нелинейными ограничителями перенапряжений

5.3 Совместная работа устройств глубокого ограничения и импульсного резистивного заземления нейтрали

5.5 Компьютерное моделирование работы устройства

5.5.1 Компьютерное моделирование работы устройства глубокого ограничения в сети с изолированной нейтралью

5.5.2 Компьютерное моделирование работы устройства глубокого ограничения в

сети с импульсным резистивным заземлением

5.6 Предотвращение перегрева защитных варисторов устройства глубокого ограничения

5.6.1 Энергия, выделяемая в защитных варисторах

5.6.2 Временная диаграмма включения ключа устройства глубокого ограничения

5.6.3 Энергия, выделяемая в защитных варисторах устройства глубокого ограничения при устойчивом однофазном замыкании на землю

5.6.4 Энергия, выделяемая на защитных варисторах устройства глубокого ограничения при задержке включения последнего симистора

5.7 Составной ограничитель перенапряжений нелинейный

5.8 Техническая реализация устройства глубокого ограничения

5.8.1 Микроконтроллерный блок термо-защиты устройства глубокого ограничения

Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ И НАСТРОЙКА УСТРОЙСТВА ИМПУЛЬСНОГО РЕЗИСТИВНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. 1 Изготовление вторичной высоковольтной обмотки запускающего трансформатора

ПРИЛОЖЕНИЕ А.2 Определение кривой намагничивания трансформатора

ПРИЛОЖЕНИЕ А.3 Разброс времен включения симисторов

ПРИЛОЖЕНИЕ А.4 Изготовление и тестирование драйвера управления

ПРИЛОЖЕНИЕ Б АКТ И ПРОТОКОЛ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ