Обоснование и реализация защиты судовых электроэнергетических систем от дуговых перенапряжений изменением режима нейтрали

• Автор: Кажекин, Илья Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Актуальность проблемы дуговых перенапряжений в судовых электроэнергетических системах
1.1. Особенности и последствия дуговых перенапряжений в судовых электроэнергетических системах
1.2. Учет дуговых перенапряжений при комплексной оценке эффективности вариантов защиты от однофазных замыканий
1.3. Состояние исследований в области дуговых перенапряжений в низковольтных электроэнергетических системах

1.4. Постановка задач исследований дуговых перенапряжений в судовых

электроэнергетических системах

Глава 2. Исследование дуговых перенапряжений в электроэнергетических системах с изолированной нейтралью
2.1. Результаты экспериментальных исследований дуговых перенапряжений на физической модели низковольтной

электроэнергетической системы

2.2. Анализ соответствия результатов регистрации дуговых перенапряжений в условиях низковольтных электроэнергетических систем классическим теориям
2.3. Исследование дуговых перенапряжений на основе анализа устойчивости заземляющей дуги
2.4. Расчетная модель наибольших значений дуговых перенапряжений
2.5. Выводы по второй главе
Глава 3. Дуговые перенапряжения в судовых электроэнергетических
системах с неэффективным заземлением нейтрали
3.1. Ограничение дуговых перенапряжений путем резистированного заземления нейтрали
3.2. Влияние компенсации тока однофазного замыкания на процесс развития дуговых перенапряжений в судовых электроэнергетических системах
3.3. Перенапряжения при комбинированном заземлении нейтрали

3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4. Разработка и испытание устройств защиты от дуговых перенапряжений судовых электроэнергетических систем на основе неэффективного заземления их нейтралей
4.1. Предотвращение феррорезонансных процессов при дуговых перенапряжениях в электросистемах с компенсацией тока однофазного замыкания
4.2. Выбор способа заземления нейтрали судовых электроэнергетических систем
4.3. Испытания устройства неэффективного заземления нейтрали судовой электроэнергетической системы
4.4. Технико-экономическая оценка последствий изменения режима нейтрали в судовых электроэнергетических системах
4.5. Выводы по четвертой главе
Заключение
Список используемых сокращений и обозначений
Словарь терминов
Список использованных источников
Приложение А. Рост электроэнерговооруженности судов отечественных
флотов
Приложение Б. Расчет весовых коэффициентов для основных видов
опасностей однофазных замыканий
Приложение В. Расчет коэффициента конкордации ранжированных рядов
опасностей однофазных замыканий
Приложение Г. Оценка достоверности используемых в работе
математических описаний
Приложение Д. Акты об использовании результатов диссертационной
работы
Приложение Е. Патенты и свидетельства по результатам диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Специалистами в области электротехники отмечается специфика судового электрооборудования. Она обусловлена, с одной стороны, повышенными требованиями к его надежности и безопасности в сложных условиях эксплуатации судна [79, 150]. С другой стороны, - тяжестью последствий при возникновении электротехнических аварий, вплоть до кораблекрушений, гибели людей и дорогостоящих грузов. В большинстве случаев повреждения судового электрооборудования происходят в форме однофазных замыканий на корпус (03). Их количество обычно в 6-10 и более раз превосходит общее число всех иных замыканий, вместе взятых [101]. В соответствии со сложившейся практикой, защита судовых электроэнергетических систем (СЭЭС) от 03 ограничивается применением режима изолированной нейтрали в сочетании с непрерывным контролем сопротивления изоляции сети. Однако мнение о том, что эти меры достаточны для обеспечения необходимой безопасности бортового электрооборудования, вошло в противоречие с данными об аварийности флота. Согласно этим данным, в настоящее время 03 стали самым опасным в пожарном отношении режимом СЭЭС, оказывающим определяющее влияние на аварийность судов и флотов в целом [22, 24, 27]. В результате однофазных прикосновений (ОП) [119], которые можно рассматривать как особый вид 03, происходит до 78% электропоражений на судах. Тяжесть последствий 03 постоянно усугубляется по мере развития флота. Это связано с рядом тенденций, к числу которых следует отнести рост токов 03 в бортовых электросистемах; увеличение количества и повышение роли электрооборудования в функционировании судна; быстрое старение как отечественного так и иностранных флотов.
Вопросы опасности режима 03 в СЭЭС впервые были поставлены в работах Д.В. Вилесова [20] и Г.И. Китаенко [94]. В последствии они исследовались и другими авторами, среди которых следует отметить В.А. Благинина, В.А. Панова, В.В.Терещенко [20], Е.А Иванова [79], A.A. Козлова [19], H.H. Никифоровского

электронику. Однако оценка наибольших перенапряжений в низковольтных электросистемах с изолированной нейтралью требует теоретического обоснования.
Целью диссертационной работы является повышение надежности и безопасности СЭЭС путем снижения предельных значений дуговых перенапряжений средствами неэффективного заземления нейтрали.
Поставленная цель достигается решением следующих задач;
- разработка расчетной модели для определения предельных значений дуговых перенапряжений в низковольтных СЭЭС с изолированной нейтралью;
- разработка теоретической модели развития максимальных величин дуговых перенапряжений в СЭЭС при использовании в них неэффективного заземления нейтрали;
- разработка способов предотвращения феррорезонансных явлений, возникающих при дуговых перенапряжениях и оказывающих негативное влияние на их формирование в СЭЭС с компенсацией емкостного тока 03;
- разработка средств ограничения дуговых перенапряжений, позволяющих одновременно с этим обеспечивать безопасные значения токов однофазных замыканий на корпус.