Исследование и разработка систем электроснабжения с глубоким ограничением токов короткого замыкания на основе тиристорных выключателей с искусственной коммутацией

• Автор: Воробъев, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 242 c. : ил

1. Устройства глубокого ограничения токов короткого замыкания в системах электроснабжения, их свойства и краткие характеристики .

1.1. Известные предложения по построению СЭ с глубоким токоограничением

1.2. Варианты построения систем электроснабжения

с ТОУ на основе тиристорных КРУ .

1.2.1. Схемы и характеристики бесконтактных выключателей для построения СЭ с тиристорными КРУ
1.2.2. Система электроснабжения с головным ТВ и быстродействующими линейными выключателями .
1.2.3. Система электроснабжения с тиристорным КРУ, обеспечивающим постоянство параметров контура ИК.
1.2.4. Система электроснабжения на основе тиристорного КРУ с групповым блоком искусственной коммутации .

1.3. Заключение раздела I и постановка задачи

исследований

2. Исследование процессов токоограничения в СЭ с тиристорным КРУ и определение параметров устройств
искусственной коммутации
2.1. Схема замещения СЭ с тиристорным КРУ в режиме
искусственной коммутации тока к.з
2.2. Схемы замещения и описание процессов по интервалам искусственной коммутации тока трехфазно
го короткого замыкания .
2.3. Описание алгоритма и программы расчета процессов искусственной коммутации на ЭЦВМ
2.4. Методика определения параметров шинных конструкций и исходные данные для расчета электромагнитных процессов в системе с тиристорным
2.4.1. Исходные данные для расчета электромагнитных процессов в системе электроснабжения с тиристорным КРУ .
2.5. Результаты математического моделирования процессов искусственной коммутации тока трехфазного короткого замыкания
2.5.1. Схемное время коммутации
2.5.2. Амплитуда тока коммутирующих тиристоров
2.5.3. Величина перенапряжений на коммутирующих элементах
2.5.4. Зона, защищаемая по искусственной коммутации .
2.5.5. Временные характеристики процесса искусственной коммутации тока трехфазного короткого замыкания.
2.6. Экспериментальные исследования процессов при искусственной коммутации тока короткого замыкания
2.6.1. Физическая модель СЭ с тиристорными выключателями и групповым блоком искусственной коммутации.
2.6.2. Экспериментальные исследования коммутационных процессов на модели КРУ 6 кВ
2.7. Заключение раздела 2д
Исследование процессов при включении тиристоров коммутирующего контура и разработка устройств для ограничения в начальный период их
включения до
3.1. Основные факторы, определяющие процессы при включении коммутирующих тиристоров
3.1.1. Учет динамической вольтамперной характеристики тиристоров .
3.1.2. Учет магнитных характеристик дросселя . оь
3.2. Аналитическое исследование электромагнитных процессов в контуре искусственной коммутации на интервале включения коммутирующих тиристоров
3.2.1. Параметры элементов схемы замещения .
3.2.2. Расчетные характеристики и параметры дросселя
для ограничения
3.3. Экспериментальные исследования процессов при включении тиристоров коммутирующего
контура ИЭ
3.4. Заключение раздела 3
Исследование режимов работы высоковольтного тиристорного КРУ с групповым блоком искусственной коммутации
4.1. Анализ режимов работы КРУ при естественной коммутации тока короткого замыкания .Ж
4.2. Параметры схемы замещения и результаты расчета электромагнитных процессов при
естественной коммутации тока короткого замыкания .
4.3. Исследование режима быстродействующего АПВ в системе электроснабжения с тиристорным КРУ
4.3Л. Уравнения, описывающие электромагнитные и
электромеханические процессы в асинхронном двигателе
4.3.2. Описание алгоритма и программы расчета процессов в схеме асинхронного двигателя . .
4.3.3. Результаты расчета и экспериментальные исследования процессов при БАГВ асинхронного двигателя.
4.3.4. Коммутация тока к.з. тиристорным выключателем КРУ при сохранении во включенном состоянии выключателей неповрежденных
4.4. Заключение и выводы по разделу 4
Конструктивные особенности, техникоэкономические
характеристики и материалы по внедрению тиристорного
КРУ с искусственной коммутацией .
5.1. Некоторые вопросы выбора силовых и коммутирующих тиристоров
5.2. Особенности построения системы управления и устройств защиты тиристорного КРУ с
групповым блоком ИК
5.3. Техникоэкономические характеристики бес
контактного КРУ .
6. Заключение.
7. Литература
8 Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Коэффициент перенапряжений в реальных условиях, как показано в 8, достигает величины 1,, что неизбежно влечет за собой резкое увеличение намагничивающего тока трансформаторов и двигателей, величина которого превосходит ток нагрузки. Рассмотренные выше ТОУ обладают достаточно высоким быстродействием, обеспечивая допустимые условия для коммутации тока к. Несмотря на это, КРУ, построенные на основе шиносоединительных ТОУ, а также СР и РТ с РТУ является значительным достижением в вопросе обеспечения устойчивости двигательной нагрузки, улучшения качества электроэнергии и повышения надежности устройств электроснабжения. Другие варианты ТОУ предложены и проанализированы в ,. На рис. РТУ схемой соединения обмоток. Схема обеспечивает ограничение токов к. Эффективность е работы во многом определяется равномерностью нагрузки секций шин. Главным достоинством схемы следует считать отсутствие реакторов в цепях питания сборных шин. ТОУ с изменяемой при к. Рис. РТУ должны быть рассчитаны на ток ограниченного к. РТУ в нормальных режимах должны быть выбраны по максимальной нагрузке одной из секций, т. Аналогичными свойствами обладает схема с тремя секциями шин и тремя питающими трансформаторами, вторичные обмотки которых в нормальных режимах соединены через РТУ в треугольник рис. РТУ. Как и в предыдущем случае, к. При большом количестве секций шин, объединенных в одну группу, неизбежна неодинаковость нагрузок на секциях, что приводит к потерям мощности в элементах РТУ и потребует учета уравнительных токов при его проектировании. Наилучшими свойствами из группы ТОУ, характеризующихся изменением схемы соединения трансформаторов в процессе к. РТУ рис. Его преимущество в наличии одного РТУ на три трансформатора и секции шин. В остальном оно близко по свойствам токоограничивающим устройствам, характеризующимся изменением схем соединения трансформаторов при к. В связи с тем, что промышленность выпускает трансформаторы, как правило, с тремя выводами вторичных обмоток, а не шестью, для ТОУ последних вариантов необходима разработка специальной конструкции трансформаторов. В предлагается разработка четырехобмоточных трансформаторов с симметричными параметрами вторичных обмоток. Рис. РТУ при неодинаковой по величине и неоднородной по составу нагрузке шин. В распредустройствах с отмеченными ТОУ в сочетании с масляными выключателями при к. В и 0,4кВ и создает ненормальные условия для ряда потребителей. В рекомендовано применение в качестве линейных бесконтактных выключателей, что привело бы к значительному повышению стоимости КРУ и увеличению потерь активной мощности в элементах распредустройства. В то же время, обеспечение устойчивости в узлах нагрузки и высокого качества напряжения требуют решения задач повышения быстродействия коммутационной аппаратуры совместно с ограничением тока к. Эти задачи могут быть решены путем построения КРУ на основе тиристорных выключателей с искусственной коммутацией. Анализ СЭ с токоограничивающими устройствами, в состав которых входят бесконтактные РТУ, показал, что некоторые из схем ТОУ обеспечивают глубокое ограничение токов к. РУ, а также перенапряжения, возникающих в СЭ на время с момента к. Одним из перспективных путей совершенствования СЭ с глубоким ограничением токов к. КРУ с искусственной коммутацией токов короткого замыкания, обеспечивающих сверхбыстродействующее отключение токов к. Относительно низкая перегрузочная способность тиристоров , исключает использование тиристорных выключателей ТВ в режиме естественной коммутации больших по величине токов к. СЭ с мощными трансформаторами, в силу чего возникает необходимость ограничения т. Такое ограничение т. Для построения тиристорного КРУ целесообразно рассмотреть основные схемы трехфазных ТВИК и сравнить их по важнейшим техникоэкономическим показателям. В приведен ряд критериев для сравнения схем ТВИК габариты, масса, быстродействие,надежность. Следует отметить, что характеристики надежности определены только исходя из количества коммутирующих элементов. Для распредустройств 6 кВ ряд критериев, таких, как габариты и масса, не являются определяющими. Наиболее важные характеристики стоимость и величина потерь мощности, а также зависимость свойств ИК от параметров цепи к.