Исследование ограничения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах с помощью высокотемпературных сверхпроводящих токоограничителей индуктивного типа

• Автор: Лоскутов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Координация уровней токов короткого замыкания и параметров электрооборудования

1.2. Токи короткого замыкания в электроэнергетических системах

1.3. Методы ограничения токов короткого замыкания

1.3.1. Общий подход

1.3.2. Схемные решения

1.3.3. Специальные технические средства

1.4. Обоснование применения сверхпроводящих ограничителей тока

в электроэнергетике

2. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ В ЭЛ ЕКТРОЭНЕРГЕТИ КЕ
2.1. Сверхпроводимость как явление. Краткая история вопроса
2.2. Прикладное использование явления сверхпроводимости
2.3. Сверхпроводимость и электроэнергетика перспективы развития
2.4. Выводы
3. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ОГРАНИЧИТЕЛИ ТОКА
3.1. Постановка задачи
3.2. Сравнение различных типов сверхпроводящих ограничителей тока
и выбор схемы модельного токоограничителя
3.3. СОТ индуктивного типа. Исследование и эксперимент
3.3.1 Влияние высокотемпературного сверхпроводящего составного экрана на внешнее магнитное поле
3.3.2. Сканирование внутреннего магнитного поля
3.3.3. Сверхпроводящий ограничитель тока с составным экраном из тонких колец
3.3.3.1. Общая характеристика и принцип действия
3.3.3.2. Влияние конструкции экрана на характеристики
сверхпроводящего ограничителя тока
3.3.4. Выводы
4. ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 КВ
4.1. Определение месторасположения сверхпроводящих ограничителей тока в электроэнергетических системах
4.2. Технические требования на сверхпроводящие ограничители тока
4.3. Сравнительный анализ эффективности применения бетонного
реактора и сверхпроводящего ограничителя тока
4.3.1. Расчет токов короткого замыкания в основных точках схемы
4.3.2. Выбор секционного реактора
4.3.3. Расчет тока КЗ с учетом секционного реактора
4.3.4. Расчет тока КЗ с учетом сверхпроводящего ограничителя тока ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Физическая модель СОТ, разработанная в процессе выполнения диссертации, отражает основные свойства реальных устройств. Проведение теоретических и модельных исследований показало более высокую эффективность разработанного СОТ с дискретным экраном по сравнению с бетонными токоограничивающими реакторами. Достоверность результатов, полученных в диссертации подтверждается результатами экспериментов, в ходе которых была разработана модель СОТ с дискретным экраном, использованием стандартных схем электрических сетей в качестве исходной информации при проведении исследований, апробацией результатов на сравнительном анализе со значениями, определенными для традиционных токоограничивающих устройств, а также корректным применением методов теоретической электротехники и расчета электромагнитных процессов. Практическая ценность. Выполненные исследования могут быть использоваться в АО-энерго, городских электрических сетях, проектных и исследовательских организациях при решении задачи координации уровней токов КЗ и параметров электрооборудования. Основное практическое значение диссертационной работы заключается в разработке и исследовании модели СОТ с дискретным экраном. Предложенная в работе конструкция составного экрана для СОТ индуктивного типа позволяет существенно увеличить величину порога ограничения тока и тем самым повысить эффективность применения сверхпроводящих токоограничителей индуктивного типа в электроэнергетических системах. Проведенные исследования представляют практический интерес для улучшения как технических показателей сверхпроводящих токоограничивающих устройств индуктивного типа с ВТСП экраном, так и улучшения технико-экономических показателей энергосистем, улучшения качества функционирования ЭЭС, повышения оперативности и надежности при ограничении токов короткого замыкания. Личный вклад автора. Автор проводил эксперименты по разработке конструкции дискретного экрана и созданию физической модели СОТ с дискретным экраном, исследованию влияния конструкции экрана на основные характеристики СОТ [,], обрабатывал и анализировал получаемые данные и давал их интерпретацию. Апробация работы. Региональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации» (НГТУ, г. Новосибирск, 4-7 декабря , г. Протвино (Моск. Международном семинаре по материаловедению «Steinfurter-Kcramik-Seminar, Materialforschung und Anwendung» (Германия, r. Штайнфурт, - декабря г. IX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (ТПУ, г. Томск, 7- апреля г. VIII Международном российско-корейском симпозиуме по науке и технологии KORUS- (ТПУ, г. Томск, июня - 3 июля г. На семинарах кафедры «Системы электроснабжения предприятий» факультета Энергетики НГТУ. Публикации. По результатам исследований соискателем лично и в соавторстве опубликовано печатных работ, в том числе 1 патент на изобретение. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем 4 страниц текста. Основной материал изложен на 0 страницах текста, иллюстрирован рисунками, содержит 8 таблиц. Список использованных источников включает наименования. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 1. Координация - это приведение в соответствие уровней токов КЗ и параметров электрооборудования системы. При перспективном планировании целью координации является выбор оптимальной структуры и параметров сетей с учетом динамики изменения параметров энергосистемы и электрооборудования. При проектировании конкретных электроустановок цель координации состоит в выборе оптимальной схемы электроустановки и се связей с узловыми подстанциями энергосистемы. При этом должны учитываться возможные параметры электрооборудования, режимные ограничения, требования к устойчивости и надежности работы электроустановки. Для координации уровней токов КЗ здесь используют те же способы, что и при планировании, но с учетом конкретных параметров электроустановки.