Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов компрессорных станций с электроприводными ГПА и электростанций собственных нужд тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Фоменко, Виктор Владимирович

  • Фоменко, Виктор Владимирович
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2010, МоскваМосква
  • Специальность ВАК РФ05.09.03
  • Количество страниц 236
Фоменко, Виктор Владимирович. Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов компрессорных станций с электроприводными ГПА и электростанций собственных нужд: дис. кандидат технических наук: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы. Москва. 2010. 236 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фоменко, Виктор Владимирович

Введение

Исходные данные и расчёт параметров основного оборудования электрических сетей для исследования электромагнитных ! переходных процессов

1.1 Питающая энергосистема

1.2 Силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд

1.3 Электродвигатели •

1.4 Синхронные генераторы

1.5 Кабельные линии

1.6 Воздушные линии

1.7 Измерительные трансформаторы напряжения

1.8 Ограничители перенапряжений

1.9 Преобразователи частоты

1.10 Бетонные и дугогасящие реакторы Экспериментальные и теоретические исследования электромагнитной совместимости электроприводных компрессорных станций при использовании элёктроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения

2.1 Постановка исследований и влияние высших гармоник на электрооборудования электротехнических комплексов

2.2 Экспериментальное исследование показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения компрессорных станций Томской газотранспортной системы

2.2.1 Описание электротехнических комплексов реконструируемых компрессорных станций

2.2.2 Анализ показателей качества электроэнергии в сети

10 кВ компрессорных станций и существующий баланс мощностей

3 . '

2.2.3 Выводы по подразделу 2.2

2.3 Теоретические численные исследования электромагнитной совместимости электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения и питающей сети

2.3.1 Описание математической модели исследуемых процессов

2.3.2 Результаты расчётов коэффициентов искажения синусоидальности питающего напряжения при эксплуатации электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения

2.3.3 Методика выбора устройств подавления высших гармоник в сети и обеспечения баланса реактивной мощности

2.3.4 Исследование резонансных явлений в схемах 0.4 кВ охлаждения газа электроприводных компрессорных станций

2.3.5 Выводы по подразделу 2.

2.4 Выводы по второму разделу 103 3. Теоретические исследования электромагнитной совместимости сетей с источниками на базе ПАЭС

3.1 Постановка исследований

3.2 Анализ электрической схемы электростанций с генераторами малой мощности и особенности её эксплуатации. Расчёт токов замыкания на землю и выбор номинальных параметров высокоомных резисторов для заземления нейтрали

3.3 Электромагнитные переходные процессы при дуговых замыканиях на землю

3.4 Электромагнитные переходные процессы при включении присо единений

3.5 Перенапряжения возникающие при отключении генераторного выключателя

3.5.1 Расчёт нормального режима и режимов трёхфазного короткого замыкания

3.5.2 Математические модели процессов при отключении

3.5.3 Процессы при отключении присоединения маломасляными выключателями

3.5.4 Процессы при отключении присоединения элегазовыми выключателями

3.5.5 Процессы при отключении присоединения вакуумными выключателями

3.6 Ограничение перенапряжений с помощью ограничителей перенапряжений, установленных на присоединениях

3.6.1 Ограничение перенапряжений при включении

3.6.2 Ограничение перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях

3.7 Выводы по третьему разделу 156 Заключение 159 Список использованных источников 163 Приложение 1 Нормальная схема электрических соединений

Томской энергосистемы

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Электротехнические комплексы и системы», 05.09.03 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов компрессорных станций с электроприводными ГПА и электростанций собственных нужд»

Актуальность проблемы

В : настоящее время электроэнергетика газовой промышленности вступает в: новый период своего развития;, связанный со значительным увеличением роста потребления электроэнергии для нужд; добычи, транспортировки; и переработки газа; После спада, начавшегося с конца 1980 х годов, в период общеэкономического кризиса в России 2008-2009 года, процесс обновления технологических и электроэнергетических мощностей газовой промышленности практически остановился. Вместе с тем, из-за недостаточного ввода' новых мощностей, парк электроэнергетического оборудования: трансформаторов, электродвигателей, высоковольтных кабелей, коммутационной аппаратуры и вспомогательного; оборудованияша напряжение 0:4-6,-10:35 кВ в среднем на 60-80% выработал назначенный ресурс. Отсутствие планового процесса технического перевооружения, проводимого в СССР, привело к увеличению потока отказов электротехнического оборудования в наши дни не только в газовой промышленности, но и в электроэнергетике. Положение осложнено; отставанием на техническом уровне, нарастающем физическом; и, особенно — моральном. В этих условиях определилась важная задача, стоящая перед отраслью — поддержание и оптимизация режимов эксплуатации существующего парка электрооборудования- с непрерывной реконструкцией, заменой и вводом нового поколения силовых частотно-регулируемых электродвигателей, коммутационной техники (вакуумных и элегазовых выключателей), нового поколения кабелей (из сшитого полиэтилена), микропроцессорных терминалов релейных защит и т.п.

Добыча, транспортировка и переработка природного газа — неотъемлемые части единого процесса обеспечения бесперебойным газоснабжением потребителей. В свою очередь, надёжность технологических объектов добычи, транспортировки и переработки природного газа напрямую зависит от надёжности, устойчивости и гибкости систем электроснабжения технологических объектов и,их элементов.

Электромагнитная, совместимость — это способность технического средства или системы функционировать с заданным.качеством^ заданной-электромагнитной» обстановке и не создавать помех другим техническим средствам или системам. Существующие режимы эксплуатации электрооборудования на классы напряжения 6-35 кВ — основные классы напряжения технологического оборудования ОАО «Газпром», в настоящее время не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к надёжности электроснабжения. Анализ, проведённый в. [1-11], позволяет констатировать факты многочисленных выходов их строя статорной изоляции электродвигателей после- появления «земли» в сетях 6-35 кВ компрессорных станций, объектов добычи и переработки, эксплуатирующихся в режиме изолированной или компенсированной нейтрали. В некоторых случаях однофазное замыкание на землю переходило в многофазное, что было зафиксировано срабатыванием' соответствующих защит. Отмечены случаи выхода из строя статорной изоляции нескольких электродвигателей, эксплуатирующихся одновременно на одной, секции шин при возникновении «земли», а также выходы из строя трансформаторов-напряжения электромагнитного типа для контроля изоляции через некоторое время после отключения замыкания на землю. Ущерб, наносимый проектированием сетей среднего класса напряжения с изолированной нейтралью измеряется десятками сгоревших электродвигателей, трансформаторов и кабелей в год. Подходы к проектированию и режимы эксплуатации электрооборудования можно назвать не иначе как крайне недопустимыми.

Работа сети в режиме компенсированной (и изолированной) нейтрали сопровождается возникновением специфических для этого режима перенапряжений, к основным из которых относятся дуговые перенапряжения. Однофазные дуговые замыкания (ОДЗ) на землю с перемежающейся дугой в месте замыкания вызывают опасное воздействие на изоляцию оборудования сети. Такие замыкания» могут иметь место в случае электрических и механических разрушений изоляции, дефектов в изоляции и изоляционных конструкциях, разрывов, токоведущих частей и фаз кабелей в соединительных муфтах, частичных повреждениях изоляции при монтаже, частичных разрядов, а таюке в результате воздействия внутренних перенапряжений. Доля дуговых замыканий среди всех видов аварий весьма значительна (от 50 до. 80%). Перенапряжения, возникающие при ОДЗ, часто существуют в виде переходных процессов при перемежающейся дуге и t опасны для электроустановок высокими кратностями = 3 .3.5 £/ф, своей продолжительностью и широтой охвата сети, электрически связанной с местом повреждения [12]. Перенапряжения приводят к перекрытию или пробою дефектной или ослабленной (загрязненной и увлажненной) изоляции оборудования. Кроме того, воздействие их на изоляцию способствует накоплению и развитию дефектов, что приводит к снижению уровня изоляции и повышает вероятность ее повреждения при последующих воздействиях перенапряжений. Анализ многоместных повреждений за 10 лет [12] позволил сделать вывод о том, что развитие ОДЗ с переходом в короткие замыкания в 35 % случаев связано с ионизирующим воздействием дуги и в 65 % случаев происходит из-за появления перенапряжений. Наличие компенсации в сетях 6-35 кВ не всегда позволяет в полной мере решить проблему частых повреждений изоляции оборудования (кабелей, двигателей), в том числе и многоместных, при однофазных замыканиях на землю. Поэтому в целях снижения повреждаемости оборудования может быть принято решение об установке в нейтраль параллельно каждому ДГР резистора. Такое комбинированное заземление нейтрали позволяет эффективно ограничивать перенапряжения при ОЗЗ и не ухудшает условия гашения дуги. Активный ток, создаваемый резистором, как правило, оказывается достаточным для селективной работы токовой защиты, которая может действовать как на сигнал, так и на отключение в зависимости от условий .обеспечения надежности: и безопасности- электроснабжения; Ограничение перенапряжений при комбинированном или чисто резистипном заземлении; нейтрали, при дуговых' замыканиях осуществляется за . счет разряда, емкости- здоровых фаз и снижения напряжения на нейтрали, до значения, исключающего- эскалацию1 перенапряжений при- последующих пробоях ослабленной' изоляции аварийной- фазы. Кроме того, установка резистора снижает уровень, несимметрии сети при неполнофазных включениях. Резистивное заземление: нейтрали позволяет сохранить преимущества схем с изолированной и компенсированной нейтралью.

Тем не менее, проблема выбора; режима: эксплуатации нейтрали сетей'; среднего класса напряжения до сих пор не имеет единого решения, а семинары и конференции иногда превращаются в буквальном смысле в перепалку между сторонниками использования5 активного, .индуктивного или. комбинированного>- способа заземления нейтрали сети: Исследователи-излагая общие принципы построения способов: защит от электромагнитных, воздействий, классифицируя их по> тем или иным, признакам- не дают исчерпывающей информации о подходе к защите конкретных, объектов, что1 часто вводит в заблуждение специалистов-энергетиков на местах и-проектные институты.

Теоретические и экспериментальные исследования, приведённые В: работе, а также [13-15], показали, что иеотключаемое активное сопротивление в нейтрали сети- позволяет значительно: облегчить требования к защитным аппаратам типа нелинейного ограничителя перенапряжений, предназначенного для защиты электрооборудования от коммутационных перенапряжений, а также улучшить форму кривой напряжения и симметрию векторов фазных напряжений сети.

Переходя к проблемам эксплуатации электроприводных компрёссорных станций, необходимо отметить, что большое количество электродвигателей и вспомогательного электрооборудования на компрессорных станциях эксплуатируется с 1960-х - 1980-х годов, что позволяет говорить о 70-90% износе изоляции электрооборудования к настоящему моменту. Электроприводные газоперекачивающие агрегаты составляют 23.5% [16] от общей численности газоперекачивающих агрегатов в энергохозяйстве компрессорных станций ОАО «Газпром». После долгого времени отсутствия капитальных вложений в развитие электроприводного газоперекачивающего парка ОАО «Газпром», началось промышленное внедрение первых электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения — высокооборотных асинхронных электродвигателей с возможностью изменения угловой скорости вращения ротора. Однако, применение новейших мировых разработок в области регулируемого электропривода в условиях систем электроснабжения России натыкается на ряд проблем, связанных с дополнительными исследованиями в области электромагнитной совместимости данных устройств и питающей сети. Значительная протяжённость питающих линий, отсутствие мощных источников электроэнергии вблизи электрических подстанций компрессорных станций обуславливает большую «электрическую удалённость» питающих подстанций и диктует повышенные требования к качеству электрической энергии, которые существенно ухудшаются вследствие применения силовой преобразовательной нагрузки, входящей в состав регулируемого электропривода. Экспериментальные и теоретические исследования влияния частотно-регулируемых электроприводов в сети 0.4 кВ автоматического охлаждения газа компрессорных станций с газотурбинными газоперекачивающими агрегатами были проведены в ряде работ [17-27] где было отмечено, в частности, резонансное увеличение коэффициента искажения синусоидальности питающего напряжения в некоторых режимах работы группы частотно-регулируемых электроприводов. Исследования по влиянию мощных преобразовательных нагрузок в реконструируемых и вновь вводимых системах электроснабжения 6-10 кВ электроприводных компрессорных станций в России масштабно не исследовались и являются на сегодняшний день важной задачей по обеспечению электромагнитной совместимости компрессорных станций и питающей сети. В работе было показано, в частности, что при реконструкции компрессорных станций с использованием частотно-регулируемых электроприводов нового-поколения* необходимо опираться на комплексный'-'подход, учитывающий как негативное влияние высших гармонических 'составляющих на качество электроэнергии, так и изменения балансов реактивных мощностей в прилегающей энергосистеме.

Анализируя системы электроснабжения добычных комплексов [28] и объектов обустройства месторождений, необходимо обозначить ряд специфических проблем электромагнитной совместимости, присущих сетям с генераторами малой мощности. Эксплуатационная - надежность -передвижных автономных электростанций и электростанций собственных нужд во многом зависит от надежности работы оборудования блоков, в том числе высоковольтных генераторов. Тяжелые условия их эксплуатации (работа в условиях загрязнения, часто повышенной температуры и вибрации, вызванной неравномерностью загрузки генераторов по фазам, большая чувствительность к коротким замыканиям в отличие от мощных генераторов) приводят к преждевременному старению изоляции, что снижает эксплуатационную надежность генераторов при воздействии перенапряжений, сопровождающих аварийные режимы эксплуатации сети и осуществляемые в ней коммутации. Повреждение отдельного генератора из-за появления опасных перенапряжений на его изоляции может привести к частичному нарушению нормального функционирования передвижной автономной электрической станции или стационарного генератора малой мощности, снижая надёжность электроснабжения. Исследования, проведённые в работе, определили технические требования к защите генераторов малой мощности и сетей объектов добычи и обустройства месторождений.

На формирование концепций и подходов исследований электромагнитной совместимости, а таюке электромагнитных и электромеханических переходных процессов, большое влияние оказали труды К.П. Кадомской, Б.Г. Меньшова, М.С. Ершова, А.Д. Яризова, Р.А. Вайнштейна, Л.И. Сарина, Г.А. Евдокунина, А.П. Заболотникова, А.И. Шалина, Ф.Х. Халилова, И.В. Белоусенко, И.И. Артюхова, Н.В. Погодина И.Л. Дегтярёва, О.И. Лаптева.

В современных условиях развития электроэнергетических технологий, при построении системы защиты изоляции электрооборудования и обеспечения электромагнитной совместимости необходимо ориентироваться на новые способы к её организации. Применение антирезонансных трансформаторов типа НАМИ, внедрение вакуумных и элегазовых выключателей, силового частотно-регулиуемого электропривода в системе транспортировки газа ' требует детальной проработки в условиях подстанционных сетей КС и комплексного внедрения с учётом особенности их эксплуатации, требований эксплуатационного персонала и предложений проектных институтов.

Целью работы является повышение надежности работы электроэнергетического оборудования объектов транспорта природного газа при возникновении электромагнитных возмущений, вызванных переходными режимами работы при возмущениях в электрических сетях и в электроприводах систем электроснабжения.

Сформулированная выше цель. определила совокупность задач для исследований в области электромагнитной совместимости объектов газовой промышленности при транспортировке природного газа:

- комплексные исследования влияния частотно-регулируемых электроприводов нового поколения на питающую сеть;

- комплексное исследование электромагнитных переходных процессов, возникающих в сетях с блоками генераторов малой мощности передвижных автономных электростанций и стационарных генераторов малой мощности.

Научная новизна основных положений и результатов работы заключается в следующем:

- разработана и адаптирована математическая модель частотно-регулируемого электроприводного газоперекачивающего агрегата нового поколения, которая позволяет оценить негативное воздействие преобразователя частоты; входящегов состав^агрегата, на питающую сеть во всех эксплуатационных режимах и для различных типов схем выпрямительного звена, а также позволяет учесть изменение балансов реактивных мощностей в прилегающей энергосистеме;

- создана методика обеспечения электромагнитной совместимости электротехнических комплексов компрессорных станций с электроприводами газоперекачивающих агрегатов на стадиях проектирования и реконструкции систем электроснабжения объектов» магистрального транспорта газа.

- на основе анализа режимов эксплуатации объектов добычи и обустройства месторождений, разработана методика защиты изоляции генераторов передвижных автономных электрических станций и генераторов малой мощности от недопустимых электромагнитных воздействий, вызванных аварийными режимами эксплуатации сети;

- Установлено, что уровень гармонических составляющих напряжений в питающей сети объединенной энергосистемы при значительном электрическом удалении нагрузки от центра питания (1кз<5кА) может превышать нормируемые ГОСТом значения в широком спектре гармоник, в этом случае применение регулируемого электропривода возможно только в сочетании со специальными мерами по ограничению уровня гармоник. Повышение мощности питающей системы до уровня, при котором 1кз>25кА позволяет применить регулируемый электропривод без использования специальных мер по ограничению уровня гармоник.

Практическая значимость результатов работы:

Результаты, полученные в работе использовались при реконструкции следующих копрессорных станций ОАО «Газпром»: «Грязовец» «Александровская», «Вертикос», «Чажемто», «Володино», «Проскоково»,

Парабель», для обеспечения электромагнитной совместимости объектов обустройства Южно-русского нефтегазоконденсатного месторождения и Новоуренгойского линейного производственного управления.

Достоверность результатов .работы основывается на:

- хорошем согласии результатов аналитической и численной методик определения кратностей перенапряжений, расчёте токов в аварийных режимах эксплуатации и оценке показателей качества электрической энергии в сетях 6-10 кВ энергетических объектов газовой промышленности;

- использовании экспериментальных исходных данных при моделировании отдельных элементов сети в общей математической модели переходных процессов;

- сходимости результатов численного' математического моделирования переходных процессов и экспериментальных результатов исследований.

Апробация работы и публикации

Отдельные результаты работы и работа в целом обсуждались ' на конференциях и семинарах в Москве, Санкт-Петербурге, Тюмени, Томске, Новом Уренгое, кафедре ТЭЭП РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина. По теме диссертации опубликовано 5 публикаций, из. них 3 в периодических журналах и обновляемых сборниках научных трудов и 2 доклада на конференциях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, содержащего 141 наименование, и 4 приложения. Объем работы составляет 238 страниц, включая 38 таблиц и 72 рисунка.

Похожие диссертационные работы по специальности «Электротехнические комплексы и системы», 05.09.03 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Фоменко, Виктор Владимирович

Основные выводы, относящиеся к существу рассмотренных вопросов, можно сформулировать следующим образом:

Анализ режимов работы существующих сетей КС и режимов работы ЭГПА нового поколения позволяет сформулировать следующие выводы: 1. Перед проведением реконструкции КС необходимо проводить полное экспериментальное исследование качества электроэнергии. Экспериментальные обследования сетей КС на примере Томской 160 газотранспортной системы выявили несоответствие по коэффициенту и-й гармонической составляющей напряжения на всех обследованных KG.

2. Анализ балансов реактивной . мощности в энергосистеме, при использовании силовых ПЧ, показывает, что на один ЭГПА с регулируемым5 электроприводом 4000 кВт, потребление реактивной мощности составит около 1600-1700 кВАр. При совместной эксплуатации группы ЭГПА нового поколения, в питающей энергосистеме образуется острый дефицит реактивной мощности на уровне 3 -4 MB ар, что приведёт к значительным просадкам напряжения на шинах.

3. При любом:исполнении схемы выпрямления ПЧ, уровень отдельных ВГ. превышает установленные ГОСТ 13109-97 значения; При трёх совместно эксплуатируемых ЭГПА мощностью 4 МВт, и,, соответственно 6.3 МВт, для всех рассматриваемых КС, уровень отдельных ВГ превышает установленные ГОСТ 13109-97 значения. Необходимо отметить, что расчёт производился без учёта внешнего гармонического фона. - ,

4. Для выбора типа и параметров ФКУ при внедрении ЭГПА нового поколения, необходимо опираться на экспериментальные данные по балансам реактивной мощности: конкретного, объекта,, внешний гармонический фон.

5. На основе анализа множества вариантов компенсации реактивной мощности и снижения высших гармонических составляющих, целесообразно использовать как СТК, так и.пассивные электромагнитные фильтры, выбранные с учётом последовательности расчётов: анализ балансов реактивной мощности в существующей, схеме — потребление реактивной мощности на 1 ЭГПА — расчёт параметров ФКУ — проверка фильтра на компенсацию ВГ численным расчётом. .

6. Для предотвращения параметрических резонансов в системе АВО газа 0.4 кВ необходимо применять 24-пульсные схемы выпрямления ПЧ в сети 10 кВ для отстройки частот от резонансной области в сети 0.4 кВ. ' 161 ■

Защита изоляции электрооборудования сетей генераторного напряжения

1: Анализ перенапряжений; возникающих при ОДЗ и при включении присоединений; позволяет сформулировать следующие требования, к резисторам в: нейтрали генераторов и ОПН, предлагаемых к установке на присоединениях с генераторами:

- величина сопротивления резистора i?pe3 = 6470 Ом;

- мощность резистора Ррсг~ 26 кВт;

- длительно выдерживаемое напряжение ОПН Uc = 6,6 кВ;

- опорная очка В АХ ОПН С/ост= 13,4 кВ при /опнт = 250 А;

- удельная энергия, поглощаемая защитными- аппаратами во время единичного «срабатывания» Wya = WonJUc = 0,15 кДж/кВ — первая группа, аппаратов по величине Щл.

2. Резисторы с приведенными характеристиками целесообразно включать в нейтраль генераторов.

3. При установке резистора на шинах секции его сопротивление должно • быть равно 2160 Ом. В этом случае требуется специальное устройство, с помощью которого можно организовать изолированную нейтраль системы. Этим устройством может быть специальный трансформатор или какой-либо специальный фильтр (например, ФМЗО).

4. При установке аппарата типа ОПН с приведенными параметрами на присоединениях уровень перенапряжений в сети не превышает UM = 2,6 11фм, т.е. не превышает электрическую прочность статорной изоляции генераторов при их эксплуатации в течение достаточно длительного времени.

5. При оснащении блоков ПАЭС вакуумными выключателями определяющей характеристикой В ДК является процесс восстановления электрической прочности межконтактного промежутка.

6. Обеспечение надежной эксплуатации витковой изоляции статора генератора может быть достигнуто при исключении повторных зажиганий дуги в ВДК, сопровождающих отключение трехфазных к.з. за выключателем.

7. Добиться отсутствия повторных зажиганий дуги в ВДК можно, воздействуя на ее основные параметры, определяющие восстановление электрической прочности межконтактного промежутка в начальной стадии процесса. Чем больше скорость восстановления прочности (к), тем меньше требуемый интервал между временем начала расхождения контактов и моментом прохождения тока промышленной частоты через нулевое значение (/о)- В отчете приведена область допустимых параметров к и tQ, в которой не наблюдается повторных зажиганий дуги в ВДК. Требуемые параметры ВДК в настоящее время достигнуты предприятиями-изготовителями вакуумных выключателей. Так, например, повторные зажигания будут исключены при коммутации вакуумным выключателем, характеризуемым следующими основными параметрами: 1откл=2100 Аэфф; при к = 40 кВ/мс Ю > 300 мкс; при к = 60 кВ/мс Ю > 180 мкс.

В процессе исследований, результаты которых изложены выше, было показано, что надёжность таких важных объектов как сети собственных нужд, сети КС МГ, схемы выдачи мощности блоков ПАЭС, необходимо рассматривать с точки зрения комплексного подхода к обеспечению надёжности, с учётом влияния, взаимодействия элементов сетей, анализируя как установившийся режим эксплуатации, так и внештатные ситуации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По работе могут быть сделаны выводы как методического характера, так и по существу рассмотренных вопросов.

К основным методическим выводам можно отнести следующее

1. Разработаны математические модели для исследований электромагнитных переходных процессов в сетях 6-35 кВ ОАО «Газпром»: модель для исследований электромагнитных переходных процессов при однофазном дуговом замыкании на землю, модель для исследований перенапряжений при использовании вакуумных, элегазовых и маломасляных силовых выключателей, модель для исследований процессов при синхронизации блока ПАЭС, модель силового преобразователя частоты для исследований процессов качества электроэнергии, а также вспомогательные субмодели, позволяющие описать свойства и технические характеристики элементов сети. Разработанные модели были апробированы с учётом экспериментальных данных, полученных при проведении натурных экспериментов и опытов;

2. Для оценки коэффициентов искажения синусоидальности питающего напряжения и амплитуды ВГ при эксплуатации ЭГПА нового поколения мощностью 4 и 6.3 МВт на питающую сеть с различными схемами выпрямления ПЧ без применения устройств подавления, были построены графики изменения ^нс=Д/к.з.)

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фоменко, Виктор Владимирович, 2010 год

1. Виштибеев А.В., Кадомская К.П., Копылов Р.В. Перенапряжения в сетях собственных нужд электрических станций и защита от них. — Электроэнергетика: Сб. научн. тр. — Новосибирск: Изд-во НГТУ,2000. — С.123-132.

2. IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems. (IEEE std. 142-1991), Published by the IEEE inc., NJ, 1992.

3. Gary N. Wang, William M. Moffart, Laslie J. Vegh, Frank J. Veicht.

4. High-resistance grounding and selective ground fault protection for a major industrial facility. IEEE Trans, on IA, vol. IA-20, №4, 1984.

5. Гаврилко А.И., Иванов A.B., Кадомская К.П. Режимы заземления нейтрали в сетях собственных нужд атомных электрических станций. Сб. научн. тр.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002-№1(31)-С.101-110.

6. И.Звонарёв Ю.Н., Иванов А.В., Фоменко В.В. Аварийные ситуации, возникающие при эксплуатации электрооборудования 6-10 кВ в сетях газоперерабатывающих заводов. Ограничениеперенапряжений. Режимы заземления нейтрали.

7. Электрооборудование сетей 6-35 кВ: Труды Четвёртой Всероссийской научно-технической конференции. — Новосибирск, 2006.-С.71.

8. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю- в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. — М.: Энергия, 1971.

9. ВРД «Нормативно-справочная информация отраслевой системы оперативного диспетчерского управления ЕСГ России (НСИ ОСОДУ ЕСГ), книга 1. Компрессорные станции» / ОАО «Газпром». -Москва, 2002.-77 с.

10. Артюхов И.И., Аршакян И.И., Жабский М.В., Короткое А.В., Погодин Н.В., А.А.Тримбач. Некоторые аспекты применения частотно-регулируемого электропривода в системах воздушного охлаждения компримированного газа // Вестник СГТУ. 2006. — № 1(10).-С. 29-38.

11. Артюхов И.И., Погодин Н.В. Математическая модель для исследования резонансных явлений в системах электроснабжения с конденсаторными компенсирующими устройствами //

12. Инновационные технологии в обучении и производстве: материалы1 III Всерос. конф. (Камышин, 20 — 22 апреля 2005 г.). — Волгоград, 2005. Т.1.-С. 124-127.

13. Рекомендации по режимам работы электрогенерирующего оборудования и систем энергоснабжения электростанций собственных нужд объектов ОАО «Газпром»: Р Газпром. Отчёт о

14. НИР (итоговый) / Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ); Руководитель А.А. Челазнов; договор №3484-04-16 от 16.08.05. — Москва, 2005 87 с.

15. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / С.А. Бажанов, И.С. Батхон, И.А. Баумштейн и др.; Под ред. И.А. Баумштейна и М.В. Хомякова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоиздат, 1981. — 656 е., ил.

16. Математическое моделирование и перенапряжения в электрических сетях 6.35 кВ.- Новосиб.гос. техн. ун-т.-Новосибирск.-1993.-158 с.

17. Меньшов Б.Г., Ершов М.С., Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: Учеб. Для вузов. -М.: ОАО «Издательство «Недра», 2000. — 487 е.; ил. С.422.

18. Турбодвигатели серии СТД мощностью 630-5000 кВт. Технические условия. ТУ-16-512.167 — 76. ХК ОАО «Привод». Дата введения 23.05.76. 37 с.

19. Турбодвигатели серии СТД мощностью 6300-12500 кВт. Технические условия. ТУ16-512.224-76. ХК ОАО «Привод». 33 с.

20. Двигатели синхронные трёхфазные СТД. Техническое описание и руководство по эксплуатации ОВЖ.412.041.ТО. ХК ОАО «Привод». 70 с.

21. Турбогенератор типа ТК-2.5-2РУХЛЗ. Технические условия. ТУ 3383-089-05810695-2004.Дата введения 01.11.2004. ХК ОАО «Привод». 33с.

22. Турбогенератор типа ТК-2.5-2РУХЛЗ. Руководство по эксплуатации. ИБЖК.651111.029 РЭ. ХК ОАО «Привод». 49с.

23. Протокол приёмочных испытаний' турбогенератора типа ТК-2.5-2РУХЛЗ, 6.3 кВ. ОВЖ.125.073. ХК ОАО «Привод». 54с.

24. Турбогенератор типа ТКт4-2РУХЛЗ. Технические условия. ИЖБК.651111.012-41,42ТУ.Дата введения с. 1995 г. ХК ОАО «Привод». 28с.

25. Турбогенератор типа ТК-4-2РУХЛЗ. Руководство по эксплуатации. ИЖБК.651111.012-4Г,011 РЭ: ХК ОАО «Привод». 50с.

26. Протокол приёмочных испытаний турбогенератора- типа ТК-2.5-2РУХЛЗ, 10.5 кВ. 3aB.№0583/0002. ОВЖ. 125.022. ХК ОАО «Привод». 63с. ' •

27. Турбогенератор типа ТК-6-2РУХЛЗ. Технические условия. ТУ 3383-072-05810695-2003.Дата введения 01.04.2004. ХК ОАО «Привод». 35с.

28. Турбогенератор типа ТК-6-2РУХЛЗ 10500 В. Руководство по эксплуатации. ИБЖК.651111.013-10 РЭ. ХК ОАО «Привод». 48с.

29. Протокол приёмочных испытаний турбогенератора типа ТК-6-2РУХЛЗ, 6.3 кВ. ОВЖ. 125.071. ХК ОАО «Привод». 55с.

30. Турбогенератор типа ГТГ-8-2РУХЛЗ. Технические условия. ТУ 33 83-074-05 810695-2004. Дата* введения 06.06.2004. ХК ОАО «Привод». 23с.

31. Газотурбинный генератор типа ГТГ-8-2РУХЛЗ. Руководство по эксплуатации. ИБЖК.651111.017РЭ. ХК ОАО «Привод». 50 с.

32. Протокол приёмочных испытаний турбогенератора двухполюсного синхронного типа ГТГ-8-2РУХЛЗ, 10.5 кВ. ОВЖ. 125.320. ХК ОАО «Привод». 49с.

33. Турбогенератор типа ТС-12-2РУХЛЗ. Технические условия. ТУ 33 83-069-05810695-2003. Дата введения 01.06.2003. ХК ОАО «Привод». 25с.

34. Турбогенератор типа ТС-12-2РУХЛЗ. Руководство по эксплуатации. ИБЖК.651111.028РЭ. ХК ОАО «Привод».

35. Протокол приёмочных испытаний турбогенератора типа ТС-12-2РУХЛЗ 10.5 кВ. ОВЖ. 125.509. ХК ОАО «Привод». 51с.

36. Турбогенератор типа Т-16-2РУХЛ3.1. Технические условия. ТУ 3383-115-05810695-2006. Дата введения 01.04.2007. ХК ОАО «Привод». 26с.

37. Турбогенератор типа Т-16-2РУХЛ3.1. Руководство по эксплуатации. ИБЖК.651121.021РЭ. ХК ОАО «Привод». 66с.

38. Протокол приёмочных испытаний турбогенератора типа Т-16-2РУХЛ3.1., 6.3 кВ. ОВЖ.125.525. ХК ОАО «Привод». 56с.

39. Турбогенератор типа ТС-20-2УЗ. Технические условия. ТУ 16-05810695-010-96.Дата введения 01.07.1996. ХК ОАО «Привод». 37с.

40. Турбогенератор типа ТС-20-2УЗ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИБЖК.651121.011 ТО. ХК ОАО «Привод». 66с.

41. Протокол типовых испытаний турбогенератора двухполюсного синхронного типа ТС-25-2УЗ. Зав.№ 023/0001. ОВЖ.125.153. ХК ОАО «Привод». 63с.

42. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Технические условия ТУ 16.К71-300-2000, дата введения 01.10.2000. ЗАО «АВВ-Москабель» 29 с.

43. Дымков А.М., Тишенин Ю.В. Трансформаторы напряжения. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.

44. Вольпов К.Д., Лифанов В.Н., Халилов Ф.Х., Шилина Н.А.

45. Исследование внутренних перенапряжений в сетях собственных нужд электростанций. // Электрические станции. — 1976. — №8. — с.60-64.

46. Дегтярев И.Л., Иванов А.В., Кадомская К.П., Лаптев О.И.

47. Эффективность современной коммутационной и измерительной аппаратуры в электрических сетях высокого напряжения. — Доклад на VIII Симпозиум «Электротехника 2010», 21-26 мая 2005. — М.: ВЭИ. — С.65-66.

48. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Антирезонансные трансформаторы напряжения. Эффективность применения // Новости электротехники, Вып 6(42), 2006.

49. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Исследование эффективности антирезонансных трансформаторов напряжения типа НАМИ в сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью // Научный вестник НГТУ, Вып. 4(25), 2006.-С.167-175.

50. Ограничители перенапряжений нелинейные для сетей классов напряжения 6-35 кВ, Технические условия ТУ 3414-009-0696869497, ЗАО «ФЕНИКС-88» 32 с.

51. Дегтярёв И.Л. Иванов А.В. Теоретическое и экспериментальное исследования электрофизических процессов и характеристик вакуумной дугогасительной камеры при коммутацииэлектродвигателей // Нефтегазовое дело — электронный журнал, 05.01.2007 г., 9с.

52. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. — М.: Энергия, 1971.

53. ТИ 34-70-070-87. «Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ».

54. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том. 1. 4-е изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. - СПб.: Питер, 2003. - 463 е.: ил., С 263.

55. Беляков Н.Н. Исследование перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью // Электричество.-1957г.-№5.-С.31-36.

56. Лисицын Н.В. Аварийные режимы в сетях с изолированной нейтралью и способ контроля изоляции // Электрические станции.-1996.-№1.-С.42-48.

57. Разевиг Д.В. Техника высоких напряжений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1976.-488 с.

58. Petersen W. Ground fault currents in highvoltage system, E.T.Z., 37, 1916,512, 493.

59. Вильгейм P., Уотерс M. Заземление нейтрали в высоковольтных установках. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959.

60. Джуварлы Ч.М. К теории перенапряжений от заземляющих дуг в сети с изолированной нейтралью // Электричество.-1953.-№6.-С.18-27.

61. Техника высоких напряжений / Под ред. М.В. Костенко. — М.:Высшая школа.-1973. 528 с.

62. Тиняков Н.А., Степанчук Н.Ф. Техника высоких напряжений. — Минск: Вышэйшая школа. — 1971. — 328 с.

63. Техника высоких напряжений / Под общей редакцией Г.С. Кучинского. — Изд-во ПЭИПК Министерства топлива и энергетики РФ. 1998. - 700 с.

64. Техника высоких напряжений / Под общ. ред. Г.С. Кучинского. — СПб.: Энергоатомиздат, 2003. 608 с.

65. Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6-35 кВ: Труды Четвёртой Всероссийской научно-технической конференции. — Новосибирск, 2006.-216 с.

66. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения (технические преимущества и эксплуатационные характеристики). СПб.: Издательство Сизова М.П., 2000.-114 с.

67. Васюра Ю.Ф., Гавриков В.И., Евдокунин Г.А. Коммутационные перенапряжения на высоковольтных двигателях собственных нужд электростанций // Электротехника.-1984.-№12.

68. Васюра Ю.Ф., Евдокунин Г.А. Коммутационные перенапряжения при самозапуске высоковольтных двигателей // Электротехника.-1985.-№12.

69. Васюра Ю.Ф., Гамилко В.А., Евдокунин Г.А., Утегулов Н.И.

70. Защита от перенапряжений в сетях 6-10 кВ // Электротехника.-1994.-№5/6.

71. Yokokura К., Matsuda S., Atsumi К. Capasitor switching capability of vacuum interrupters with CuW contact material. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10, №2, April 1995.

72. Gibbs J.D., Koch D., Malkin D.P., Cornick K.J. Comparison of performance of switching technologies on E CIGRE motor simulation circuit. "IEEE Transaction on Power Delivery", Vol.4 №36 July 1989.

73. Colombo E., Costa G., Piccareta I. Results of an investigation on the overvoltages due to a vacuum circuit breaker when switching an H.V. motor. IEEE Trans. On Power Delivery, Vol.3, №1, Jan 1988, p.205-213.

74. Telander S.H., Wilhelm M.R., Stump. K.B. Surge limiters for vacuum circuit breaker switchgear. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.2, №1, January 1987.

75. Greenwood A.N., Kurtz D.R., Sofianek J.C. A guide to-the application of vacuum circuit breakers. IEEE Transaction on Power Application and Systems, Vol.90, №3, 1971.

76. Yokokura K., Masuda S., Nishikava H. Multiple restricting voltage effect in a vacuum circuit breaker on motor insulation. "IEEE Trans. On PAS", Vol.PAS-100, №4, April 1981.

77. Roguski A.T. Experimental investigation of the dielectcric recovery strength between the separation contacts of vacuum circuit breakers. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.4, №2, April 1989.

78. Perkins J.F., Bhasavanich D. Vacuum switchgear application study with reference to switching surge protection. IEEE Transaction on Industry Application, Vol.19, №5, September 1983, PP.879-888.

79. SIade P.G. Vacuum interrupters: The new Technology for Switching and Protection Distribution Circuits. IEEE Transaction on Industry Application, Vol.33, №6, Nov/Dec. 1997.

80. Swindler D.L. A comparison of a vacuum and SF6 Technologies at 5-38 kV. IEEE Transaction on Industry Application. Vol. IA-20, №5 Sept/Oct 1984.

81. Gibbs J.D., Koch D., Malkin D.P., Cornick K.J. Investigation of Prestriking and current chopping in Medium Voltage SF6 Rotating Arcand Vacuum Switchgear. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.4, №1, Jan 1989.

82. J.Kosmac, P.Zunko, A. Statistical. Vacuum Circuit Breaker Model for simulation of Transient Overvoltages. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.10. №1, Jan 1995.

83. Nishikava H., Yokokura K., Matsuda S. A method of evaluating a circuit breaker for a capacitor bank and suppression of restriking overvoltages. IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol.PAS-102, №6, Jan 1983

84. Дегтярёв И.Л. Иванов А.В. Теоретическое и экспериментальное исследования электрофизических процессов и характеристик вакуумной дугогасительной камеры при коммутации электродвигателей // Нефтегазовое дело — электронный журнал, 05.01.2007 г., 9с.

85. Циркуляр Ц-5-98(Э) «О защите от коммутационных перенапряжений при использовании вакуумных выключателей в сетях собственных нужд 6кВ энергообъектов».

86. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. — М.: Энергоатомиздат, 2004. -358 с.

87. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. — М.: Энергоатомиздат, 2005. — 261 с.

88. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. — М.: Энергоиздат, 1981. — 200 с.

89. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 224 с.

90. Здрок А.Г. Выпрямительные устройства стабилизации напряжения и заряда аккумуляторов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 144 с.

91. Зиновьев Г.С. Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - 90 с.

92. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учеб. пособие. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003: 664 с.

93. Овсянников А.Г. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике. — Новосибирск: НГТУ, 2002. — 107 с.

94. ПЗ.Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы обеспечения ее в технике. — М.: Энергоатомиздат, 1995. — 304 с.

95. Шваб А. Электромагнитная совместимость. — JVT.: Энергоатомиздат, 1995. — 480 с.

96. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. — Киев.: Наукова думка, 1985.

97. Chen C.-C., Hsu Y.-Y. A novel approach to the design of a shunt active filter for an unbalanced three-phase four-wire systems under nonsinusoidal conditions // IEEE Trans. — 2000. — Vol. PD-15- № 4. -P.1258 —1264.

98. Emanuel-A.E. Apparent power definitions for three-phase systems // IEEE Trans. 1999. - Vol. PD-14.- № 3. - P.767 - 771.

99. Harmonic and reactive power compensation based on the generalized instantaneous reactive power theory for three-phase four-wire systems // IEEE Trans. 1998. - Vol. PE-13.- № 6. - P. 1174 - 1181.

100. Kusters N.L., Moore W.J.M. On definition of reactive power under nonsinusoidal conditions // IEEE Trans. 1980. - Vol.PAS-99, № 5. -P.1845 -1850.

101. Lemiuax G. Power system harmonic resonance. A documental case Technical Conference. New-York. - 1988. - P. 38 - 42.

102. Montanar G.C., Fabiani D. The effect of non-sinusoidal voltage on intrinsic aging of cable and capacitor insulating materials // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical insulation. — 1999. — № 6. — P.798 802.

103. Montsinger V.M., Clem J.E. Temperature limits for shorttime overloads for oil-insulated neutral grounding reactors and transformers // Trans AJEE. 1956, 65, pt.l 1. - P. 966 - 973.

104. Ramizez J.M., Davalos R.S., Valenzuela A. Coordination of FACTS -Based Stabilizers for Damping Oscillations / IEEE Power Engineering Review. Dec. 2000. V. 20. № 12. - P. 46 - 49.

105. Tihanyi L. EMC in Power Electronics. N.Y.: IEEE Press, 1995. -402 p.

106. Voltage endurance of electrical components supplied by distorted voltage waveforms / A.Cavallini, D.Fabiani, G. Mazzanti, G.C. Montanari, A. Contin // IEEE International Symposium on Electrical Insulation. Anaheim (CA, USA), 2002. - P. 73 - 76.

107. Карташев И.И., Зуев Э.Н. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы ее контроля и обеспечения. — М.: Изд-во МЭИ, 2001; 120 с. '

108. Розанов Ю.К., Рябчицкий М^В., Кваснюк А.А. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники // Электротехника. — 1999. — № 4. — С.28 — 34.

109. Силовая электроника и качество электроэнергии / Ю.К.Розанов, М.В.Рябчицкий, А.А.Кваснюк и др. // Электротехника. 2002. — № 2.-С. 16-23.

110. Cassie, A.M.: "Theorie Nouvelle des Arcs de Rupture et de la Rigidite . des Circuits " CIGRE Report 102, 193 pp. 588-608.

111. May г у О.: "Beitrage zur Theorie des Statischen und des Dynamichen Lichtbogens ", Archiv fur Elektrotechnik, Band 37, Heft 12, 1943, pp.588608.

112. Mayr, O.: "Uber die Theorie des Lightbogens und seiner Loschung", Elektrotechnische Zeitschrift, Jahrgang 64, Heft 49/50, 16 December 1943, pp. 645-652.

113. G. Bizjak, P.Zunko, D.Povh., "Combined model of SF6 Circuit Breaker for Use in Digital Simulation Programs ", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 19., pp. 174-181, Jan. 2004.

114. P.H.Shavemaker, L.Van Der Sluis, "The arc model blockset", Proceedingof the second International Conference POWER AND ENERGY SYSTEMS (EuroPes), June 25-28, 2002, Crete, Greece.

115. U.Habedank, "On the mathematical description of arc behavior in the vicinity of current zero", etzArchive, vol.10, p.H. 11, 1988.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.