Исследование и разработка математических моделей силового электрооборудования, повышающих достоверность анализа его эксплуатационной надёжности и электромагнитной совместимости с биосферой

• Автор: Кандаков, Семен Александрович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ПОГОННЫХ

ПАРАМЕТРОВ МНОГОПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ

ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.1 Определение поперечных погонных параметров

1.2. Определение продольных погонных параметров

1.3. Электромагнитное поле двухпроводной линии.

1.4. Комплексные сопротивления газоизолированных линий

трхфазного исполнения.

1.5. Комплексные продольные сопротивления кабелей со

сплошными секторными жилами
1.6. Выводы по первому разделу
2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ КАБЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ ПОДВОДНОГО ИСПОЛНЕНИЯ С БИОСФЕРОЙ .
2.1. Постановка исследований
2.2. Критерии воздействия электромагнитных полей на
ихтиофауну.
2.3. Конструкции КЛ подводного исполнения и способы их
подводной прокладки.
2.4. Анализ электромагнитной совместимости КЛ различных
конструкций с ихтиофауной пересекаемых водоемов
2.4.1. Постановка исследований.
2.4.2. Аналитическая методика определения токов в экранах
кабелей
2.4.3. Численная методика определения токов в экранах кабелей
различного конструктивного исполнения.
2.4.4. Сравнение аналитического и численного расчта плотности
продольного тока в водоме
2.4.5. ЭМС подводных кабелей трехфазного исполнения с
ихтиофауной
2.5. Выводы по второму разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
ЭКСПЛУАТАЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ОДНОФАЗНОГО ИСПОЛНЕНИЯ .
3.1. Постановка исследований
3.2. Анализ тепловыделения в защитной стальной трубе при
существующих условиях прокладки
3.3. Расчет температуры кабеля.
3.4. Методы снижение температуры кабелей при их прокладке в
защитных стальных трубах.
3.5. Выводы по третьему разделу.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В
ОБМОТКАХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1. Постановка исследований.
4.2. Методика определения параметров многоэлементных схем
замещения обмоток силовых трансформаторов
4.2.1. Обоснование принимаемых допущений и методики расчета
4.2.2. Методика расчета емкостных элементов схемы замещения .
4.2.3. Методика расчета индуктивных элементов схемы замещения
4.2.4. Методика расчета сопротивлений катушек.
4.2.5. Параметры многоэлементной схемы замещения
трансформатора ОДЦ0 .
4.3. Исследование частотного спектра обмоток силового
трансформатора ОДЦ0 .
4.4. Выводы по четвертому разделу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. Комплексные продольные сопротивления кабелей со
сплошными секторными жилами.
П2. Акт об использовании результатов диссертационной работы
ОАО Запорожтрансформатор.
ПЗ. Акт об использовании результатов диссертационной работы
ЗАО СибКОТЭС.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Результаты работы использованы при выполнении, в том числе, НИР по договору с Иркутским лимнологическим институтом (проведен анализ электромагнитной обстановки в озере Байкал при прокладке КЛ кВ на остров Ольхон) и с ОАО «Запорожтрансформатор» (исследованы причины технологического нарушения трансформатора 0 кВ в пусковом режиме блока МВт Тяньваньской АЭС (Китай)). Два акта внедрения результатов диссертационной работы включены в её текст в виде соответствующих приложений. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и приложений, изложенных на 8 страницах текста, списка использованных источников из наименований. Работа проиллюстрирована таблицами и рисунками. При решении многих практических задач, в частности анализа перенапряжений в различных электроэнергетических объектах (сетях генераторного напряжения, сетях собственных нужд электрических станций, подстанций, компрессорных станций, каналах передачи электроэнергии) важно ' корректно рассчитать параметры всего электрооборудования, входящего в математическую модель исследуемых процессов, в том числе и его емкости. Емкости питающих и отходящих кабелей составляют обычно значительную величину по сравнению с емкостями другого электрооборудования и зачастую оказывают существенное, если не решающее, влияние на развитие высокочастотных переходных электромагнитных процессов в системе. Следовательно, их точный расчет представляет собой важную практическую задачу, особенно в современной ситуации в области электроэнергетики, когда внедряются новые виды электрооборудования с повышенными требованиями к их грамотному выбору и анализу условий экспуатации (например ОПН и вакуумные выключатели). Задача расчета емкостей КЛ может быть решена строго аналитически лишь при определенной конструкции кабелей, а именно в пофазно-экранированных кабелях коаксиальной конструкции (с круглыми жилами). Тем не менее, большое количество выпускаемых ранее и в настоящее время кабелей среднего класса напряжения имеют секторную форму сечения жил, что делает невозможным строгий аналитический расчет параметров кабелей этой конструкции, в том числе и емкостных. При расчётах матриц частичных ёмкостей многопроводных линий пренебрежём зависимостью диэлектрической проницаемости от частоты. Для рассматриваемого диапазона частот, соответствующего коммутационным и атмосферным перенапряжениям, это допущение является вполне справедливым. Так, диэлектрическая проницаемость пропитанной маслом бумаги уменьшается не более чем на % при изменении частоты от Гц до 0 МГц, поливинилхлорида - на % в том же диапазоне частот [1]. Диэлектрическая проницаемость атмосферного воздуха практически не зависит от частоты и близка в относительных единицах к единице в самом широком частотном диапазоне. С учётом указанного допущения определение матрицы частичных ёмкостей может быть осуществлено при нулевой частоте, то есть путём расчёта электростатического поля, описываемого уравнением Лапласа (1. Пуассона (1. Для определения всех элементов матрицы частичных ёмкостей вида (1. Составление необходимого числа уравнений для определения всех элементов матрицы С можно провести как минимум двумя способами: исходя из непосредственного определения ёмкости уединённого проводника как отношения заряда к потенциалу, или исходя из энергетического представления для ёмкости (1. Рис. Зачастую первый способ гораздо удобнее для применения в аналитических расчётах, так как он приводит в конечном итоге к необходимости интегрирования нормальной составляющей вектора электрического смещения (В) по поверхностям проводников, вместо необходимости интегрирования плотности энергии электростатического поля по всему объёму диэлектрика во втором случае. Поясним этот факт на простом примере. Пусть имеется цилиндрический воздушный конденсатор (рис. Относительную диэлектрическую проницаемость воздуха примем равной единице. ТТГ1при? Ю‘,2=”9/л- Ф/м - диэлектрическая постоянная, численно равная «диэлектрической проницаемости» вакуума. Рис. Рис. С0=- = - = <$Оп-сЬ = еа-<ПТ-^ + 7-^ (1.