Исследование перспектив применения вакуумных токоограничивающих устройств шунтирующего типа.

Выпускная квалификационная работа 104 с., 36 рис., 7 табл., 49 источников.
Цель данной работы – рассмотреть возможность применения вакуумных коммутационных аппаратов в качестве токоограничивающих устройств шунтирующего типа. Ограничение токов короткого замыкания и снижение их пагубного влияния на оборудование сети.
Методы исследования: Для экспериментального исследования использовался программный комплекс Mathlab Simulink.
Научная новизна: Впервые проведены исследования процессов отключения тока ТОУ вакуумного типа для сетей промышленной частоты.
Практическая ценность работы: По результатам проведенных исследований был предложен ряд методик и мер, позволяющих разрабатывать новые типы ТОУ с повышенными параметрами для применения в сетях среднего напряжения.

Введение ………………………………………………………………………………………… 11

Глава 1 Способы и средства ограничения параметров
коммутационных переходных процессов в электрических сетях …………. 16

1.1 Общая характеристика коммутационных переходных процессов ……… 16
1.2 Ограничение параметров переходных процессов в нормальных
условиях работы электрической сети …………………………………………………….. 20
1.3 Ограничение параметров переходных процессов в аварийных условиях
работы электрической сети ……………………………………………………………………. 21
1.4 Направления исследований по разработке эффективных средств
ограничения параметров коммутационных переходных процессов в
электрических сетях………………………………………………………………………………. 24
1.5 Возможность применения вакуумных коммутационных аппаратов в
качестве ТОУ ………………………………………………………………………………………… 32
1.6 Процессы при работе вакуумных коммутационных аппаратов ………….. 34
1.7 Управление коммутацией как способ ограничения параметров
переходных процессов в электрических сетях ……………………………………….. 39
1.8 Выводы по главе………………………………………………………………………………. 43
Глава 2 Подготовка моделирующего комплекса и программа
исследований ограничения токов короткого замыкания в ЭС …………….. 44

2.1 Модель фрагмента электрической сети для проведения исследований 45
2.2 Модели элементов электрической сети в формате моделирующего
комплекса ……………………………………………………………………………………………… 46
2.3 Программа исследований ограничения токов короткого замыкания и
апробация модели …………………………………………………………………………………. 62
2.4 Выводы по главе………………………………………………………………………………. 66
Глава 3 Анализ исследований и перспективы применения
вакуумных токоограничивающих устройств шунтирующего типа в
электрических сетях ………………………………………………………………………………. 67

3.1 Процессы аварийного отключения элементов электрической сети ……. 67
3.2 Перспективы применения вакуумных токоограничивающих устройств
……………………………………………………………………………………………………………… 79
3.3 Выводы по главе………………………………………………………………………………. 82
Заключение……………………………………………………………………………………. 83

Глава 4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение …………………………………………………………………………………. 85

4.1 Экономическая модель проекта ……………………………………………………….. 85
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………… 86
4.3 Расшифровка работ по выбранному проекту …………………………………….. 89
4.4 Вывод по разделу …………………………………………………………………………….. 94
Список литературы: ……………………………………………………………………… 95

1.Окуловская Т.Я. Электромагнитные переходные процессы в
электрических системах: учебное пособие / Т.Я. Окуловская, Т.Ю.
Паниковская, В.А. Смирнов. 4- е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: ГОУ ВПО
УГТУ – УПИ, 2006. 85 с.
2.Ульянов С.А., Электромагнитные переходные процессы – М.,:
ООО «ТИД «АРИС» 2010 – 520 с.
3.Основы теории цепей : учеб. для вузов / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин,
А.В. Нетушил, С.В. Страхов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1975. –
752 с.: ил.
4.Энергетика:Эффективность,надежность,безопасность:
материалы XXI всероссийской научно-технической конференции / Томский
политехнический университет. – Томск: Изд-во «Скан», 2015. – 1 Т. – 446 с.
5.Евдокунин, Г.А. Перенапряжения в сетях 6(10) кВ / Г.А.
Евдокунин, С.С. Титенков // Новости электротехники. – 2002. – № 5 (17). – С.
27–29.
6.Перенапряжения в электрических системах и защита от них:
учебник для вузов / В.В. Базуткин, К.П. Кадомская, М.В. Костенко, Ю.А.
Михайлов. – СПб.: Энергоатомиздат, Санкт-Петербург. отд-ие, 1995. – 320 с.:
ил.
7.МастероваО.А.,БарскаяА.В.Эксплуатация
электроэнергетических систем и сетей: учебное пособие / О.А. Мастерова,
А.В. Барская. – Томск: ТПУ, 2006. – 100 с.
8.МинистерствоэнергетикироссийскойфедерацииПравила
устройстваэлектроустановокпуэшестоеиздание,дополненноес
исправлениями – М. Госэнергонадзор 2000 507с
9.Окуловская Т.Я. Электромагнитные переходные процессы в
электрических системах: учебное пособие / Т.Я. Окуловская, Т.Ю.
Паниковская, В.А. Смирнов. 4- е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: ГОУ ВПО
УГТУ – УПИ, 2006. 85 с.
10. Сазыкин В.Г. С15 Электромагнитные переходные процессы в
электроэнергетических системах: учебное пособие / В.Г. Сазыкин, А.Г.
Кудряков. – 2-е изд., исправ. и доп. – Краснодар: КубГАУ, 2017. – 255 с.
11. Школадляэлектрика/Статьидляэлектриков/
Электроснабжение//URL:http://electricalschool.info/main/elsnabg/1479-
ogranichenija-tokov-korotkogo.html
12. Лоскутов А.В., Исследование ограничения токов короткого
замыканиявэлектроэнергетическихсистемахспомощью
высокотемпературных сверхпроводящих токоограничителей индуктивного
типа, Новосибирск 2004 – 124с.
13. ВоронинВ.А.Повышениеэффективностиуправления
нормальнымииаварийнымиэлектрическимирежимамиврайонах
мегаполисов Иваново – 2014 148 стр
14. ЗАО Институт Энергетической Электроники, Бесконтактная
коммутационная аппаратура в сетях 10/6/0,4 кВ. Разработка и опыт
эксплуатации – Спб 2012 г. 17с.
15. Алферов Д.Ф. и др. Исследование коммутационных характеристик
быстродействующего управляемого вакуумного выключателя в однофазном
режиме Электротехника, 2010, №11, С. 2-10 (В файле 16 с.)
16. Набатов, К.А. Н133 Высоковольтные вакуумные выключатели
распределительных устройст : учебное пособие / К.А. Набатов, В.В. Афонин.
– Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 96 с.
17. Перенапряжения при коммутациях вакуумных выключателей /
А.А. Базавлук, Л.И. Сарин, Г.Г. Михайловский, И.Е. Наумкин, В.В. Гоголюк //
Энергоэксперт. – 2011. – № 2. – С. 27–32.
18. Повышение качества функционирования линий электропередачи /
Г.А. Данилов, Ю.М. Денчик, М.Н. Иванов, Г.В. Ситников ; под ред. В.П.
Горелова и В.Г. Сальникова. – Новосибирск: НГАВТ, 2013. – 559 с.
19. Левченко А.А. Подавление кондуктивных электромагнитных
помех по импульсному напряжению в электрических сетях (6-10) кВ –
Новосибирск 2009 – 161 с.
20. КротенкоЕ.А.Техникавысокихнапряженийи
электротехнические материалы: Конспект лекций Часть 2/ Е. А. Кротенко;
Омский гос. ун-т путей сообщения. – Омск, 2014. – 32 с.
21. Халилов Ф. Х. Классификация перенапряжений. Внутренние
перенапряжения – СПб 2013 – 80 c.
22. Ограничение внутренних перенапряжений с помощью управления
моментами коммутации выключателей / К.П. Кадомская, Е.С. Несговоров,
Л.В. Петракова, В.С. Пономарев // Электричество. – 1969. – № 9. – С. 10–13.
23. Снижение тока включения трансформаторов / В.А. Кузьменко,
А.И. Лурье, А.П. Панибратец, В.С. Чуприков // Электротехника. – 1997. – № 2.
– С. 22–27.
24. Управление коммутацией батарей статических конденсаторов в
электроэнергетических системах / P. Taillefer, Г.С. Нудельман, С.В. Балашов,
Д.М. Журавлев // Релейщик. – 2014. – № 1. – С. 16–19.
25. Бунин Р.А. Управляемый вакуумный разрядник с высокой
отключающей способностью – Москва 2014 – 167 с.
26. Шевцов Д.Е. Модели и методы управляемой коммутации в
электрических сетях 6 (10) кв систем электроснабжения – Новосибирск 2017 –
151 с.
27. Электрические сети Управляемая коммутация выключателем с
контроллером Switchsync URL: http://leg.co.ua/stati/podstancii/upravlyaemaya-
kommutaciya-vyklyuchatelem-s-kontrollerom-switchsync.html
28. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники : учеб. для
студ. электротехн. и приборостроит. специальностей / Л.А. Бессонов. – 7-е
изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1978. – 528 с.
29. Евдокунин,Г.А.,Современнаявакуумнаякоммутационная
техника для сетей среднего напряжения (технические преимущества и
эксплуатационные характеристики) / Г.А. Евдокунин, Г. Тилер. – СПб.: Изд-
во Сизова М.П., 2000. – 114 с.
30. Andersen E., Berneryd S., Lidahl S. Synchronous energizing of shunt
reactors and shunt capacitors. //SIGRE Rep. No. 13-12, Paris 1988.
31. Д.Ф. Алферов, Г.С. Белкин, В.П. Иванов, Ю.Г. Ромочкин, В.А.
Сидоров,Быстродействующиевакуумныеаппаратысуправляемой
коммутацией // ЭЛЕКТРО. – 2006. – №1. – с. 14-18.
32. Терёхин В. В.Основы моделирования в MATLAB Часть2.
Simulink Учебное пособие – Новокузнецк 2004 – 302 с.
33. ГОСТ 26522-85 Короткие замыкания в электроустановках.
Термины и определения.
34. ГОСТ Р 52736-2007 Короткие замыкания в электроустановках.
Методы расчета электродинамического и термического действия тока
короткого замыкания
35. СТО 56947007-29.130.10.095-2011. Выключатели переменного
тока на напряжение от 3 до 1150 кВ. Указания по выбору: стандарт
организации. – Введ. 2011.06.02. – Москва, 2011. – 28 с.
36. Письмо Минстроя РФ от 04.04.2018 г. № 13606-ХМ/09 «Индексы
изменения сметной стоимости строительно-монтажных и пусконаладочных
работ по объектам строительства, определяемых с применением федеральных
и территориальных единичных расценок, на I квартал 2018 года [без НДС] –
26 с.
37. И.Г. Видяев Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение: учебно-методическое пособие / И.Г. Видяев, Г.Н.
Серикова,Н.А.Гаврикова,Н.В.Шаповалова,Л.Р.Тухватулина
З.В. Криницына; Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2014. – 36 с.