Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Теоретическое и экспериментальное исследование процессов, сопровождающих коммутации вакуумными выключателями : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.12

Год: 2006

Номер работы: 129864

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Электрические сети насосных станций. Система магистральных нефтепроводов на территории бывшего СССР сформировалась в условиях размещения пунктов добычи и переработки нефти. Известно, что с экономической точки зрения трубопроводный транспорт является наиболее выгодным по сравнению с другими видами транспортировки нефти. На сегодняшний день в состав сооружений магистральных нефтепроводов России входят более 350 нефтеперекачивающих станций (НПС). Наиболее крупные из них - линейно-подстанционные

1.2. Характеристики коммутируемых ирисоединеиий Присоединения насосных станций. Исследование коммутационных перенапряжений производилось на двух нефтеперекачивающих станциях «Западный Сургут» и «Урьевская» (ОАО «Сибнефтепровод»). На каждой из станций ^ыло выбрано по одному присоединению с электродвигателем подпорного насоса (ПН) типа «Schorch», мощностью 2000 кВт (табл.

1.1). В качестве коммутационных аппаратов применялись вакуумные выключатели типа ВБКЭ-10 производства НИИ «Элвест», г

1.3. Подготовка, методика и условия ироведения измереиий Общие сведения об организации эксперимеитов. Все работы по осциллографированию перенапряжений выполнялись согласно техническим программам, регламентирующим условия и порядок проведения измерений при характерных коммутациях: • • включении электродвигателя; отключении вращающегося на номинальных оборотах электродвигателя в режиме близком к режиму холостого хода; • отключении неразвернувшегося ЭД в пусковом режиме с минимальной задер

1.4. Процессы, сопровояедающие включение электродвигателя Включение электродвигателя ВВ сопровождается повышением напряжения, как между витками, так и относительно земли. Основными причинами возникновения этих перенапряжений являются кратковременные повышения напряжений, вызванные свободными колебаниями в системе кабель-электродвигатель, а также волновые процессы, представляющие собой высокочастотные колебания, вызванные отражениями и преломлениями волн на стыках неоднородностей электрической

20) подключение второй фазы (фазы

А) происходит в момент максимума свободных колебаний, частотой 1,7 кГц. Разновременность смыкания контактов, при которой подключение второй фазы происходит на первом пике свободных колебаний, соответствует наибольшим перенапряжениям. Амплитуда импульса перенапряжений при первом пробое составляет 2, llB U) lie IMC Рис.

1.12. Включение электродвигателя присоединения 20 вакуумным выключателем ВВТЭ-М-10 в ходе осциллографирования процессов на прис

1.5. Процессы, сопровождающие отключение развериувшегося электродвигателя При отключении вакуумным выключателем вращающегося ЭД возможно появление опасных коммутационных перенапряжений, связанных со срезом тока в вакуумной дугогасительной камере. Если контакты, несущие ток, размыкаются в вакууме, весь ток устремляется к последней оставшейся точке контакта, вызывая интенсивный местный наГрев в этой точке. При дальнейшем разведении контактов формируется мостик из расплавленного металла,

1.6. Процессы, сопровождающие отключение иеразвериувшегося электродвигателя Среди всех коммутаций, отключение ЭД в пусковом режиме является коммутацией, сопровождающейся наибольшими уровнями перенапряжений. В эксплуатации сетей СН процесс отключения неразвернувшегося ЭД может иметь место в следующих случаях: • в результате действия релейной защиты и автоматики в момент пуска, в том числе и при их ложном срабатывании; • при отключении затяжных пусков (например, при глубоких посадках напря

Нормальное включение электродвигателя в сеть является одной из наиболее частых коммутаций, осуществляемой в эксплуатации. Экспериментальные исследования показали, что практически каждое включение ЭД вакуумным выключателем сопровождается возникновением импульспых перенапряжений, связанных с повторными пробоями межконтактного промежутка. Очевидно, что такие перенапряжения могут представлять опаспость для изоляции ЭД и оказывать существенное влияние на ее ресурс. Тем не менее, в настоящее время

^ Расчетная схема, принятая при исследованиях переходных процессов, сопровождающих включение заторможенного электродвигателя ВВ, приведена на рис.

2.1. В качестве схемы замещения кабеля, питающего электродвигатель, была принята схема в виде последовательного соединения шести Т-образных ячеек (рис.

2.2). Электродвигатель моделировался в виде Г-схемы замещения. R. 'Ill и-д >(— кл ш /две Рис.2,1, Расчетная схема, принятая при исследовании процессов включения ЭД На рис,

Очевидно, что наибольшие перенапряжения, сопровождающие включение первой фазы, возникают при смыкании ее контактов в момент прохождения напряжением питающей сети своего максимума. Случай включения фазы В в момент максимума положительной полярности в предположении отсутствия повторных пробоев показан на рис.

2.5. После соприкосновения контактов, емкость фазы В быстро заряжается до напряжения сети, а емкости невключившихся фаз начинают заряжаться в колебательном процессе, также стремясь о

Переходные процессы, сопровождающие включение последнего полюса ВВ, практически не отличаются от процессов включения второй фазы. После смыкания контактов первого и второго полюсов, на емкости невключившейся фазы возникает колебательный процесс обмена энергии между индуктивностью двигателя и фазной емкостью кабеля (рис.

2.21). X 10

1.5 1

0.5 и эп.пр. N % g о А/\ _ ?^

§.

-

0.5 и (t) _ -

1.5 -2 J /

1.5

2.5 3 Время, мс

3.5

2.6. Ограничение перенапряженнй с номощью ОПН и jRC-ценочек Подключение ОПН как за выключателем присоединения, так и на выводы ЭД не оказывало заметного влияния на уровни перенапряжений и на количество повторных зажиганий дуги. Это согласуется с результатами экспериментальных исследований и связано с тем, что величины перенапряжений в этих режимах не превосходят защитного уровня ОПН, необходимого для его «срабатывания». Более эффективным средством защиты от перенапряжений оказалась демпфирую

Среди всех рассмотренных коммутаций процессы отключения двигателя в пусковом режиме в случае возникновения эскалации напряжений являются определяющими для оценки максимальных перенапряжений на коммутируемом присоединении. Экспериментальные исследования показали, что именно при возникновении эскалации перенапряжений можно судить об эффективности установленных на присоединении защитных аппаратов. Однако число коммутаций неразвернувшихся ЭД ограничено, к тому же измерение перенапряжений непосред

3.2. Математическая модель процессов и характеристики вакуумной камеры При исследовании переходных процессов, сопровождающих отключение неразвернувшегося электродвигателя ВВ, была использована та же расчетная схема, что и при исследовании процессов включения заторможенного ЭД (рис.

2.1). Начальные условия, характеризующие напряжения на емкостях и токи в индуктивностях перед отключением первого полюса выключателя, определялись исходя из расчета режима, предшествовавшего коммутации. Согл

3.3. Неограниченные неренанряжения Осциллограммы процессов отключения, сопровождающиеся эскалацией напряжений, были зафиксированы на присоединениях насосных станций, поэтому физика возникающих при эскалации явлений рассматривалась применительно к этим присоединениям (ячейки с ЭД подпорных насосов ПН-1 и НН-2). На рис.

3.4 показаны компьютерные осциллограммы восстанавливающегося на контактах напряжения Мкоит.СО? электрической прочности межконтактного промежутка «эл.прХО и напряжения в н

3.4. Ограничение перенанряжений с иомощью ОПН В качестве меры ограничения перенапряжений рассмотрена установка на присоединении с ЭД ОПН ЗАО «Феникс-88» с характеристиками, приведенными в п.

1.2. Подключение ОПН за выключателем присоединения ПН-1 приводит к снижению перенапряжений в начале кабеля до уровня 3,08t/ф;;,, кратность же перенапряжений на выводах ЭД остается довольно высокой - 3,^бифт (рис.

3.18). Максимальное значение тока, протекающего через ОПН, составило 193 А, энерг

3.5. Ограничение неренанряжений с номощью ^?С-ценочек Защитное действие /?С-цепочки основано на уменьшении частоты собственных колебаний присоединения. При этом процесс восстановления напряжения на контактах после погасания дуги становится более низкочастотным, что приводит либо к снижению количества повторных зажиганий дуги, либо к их полному исключению. В случае применения для защиты изоляции ЭД демпфирующей ^?С-цепочки, уровни перенапряжений и характер переходного процесса существенно зави

4.1. Иостановка задачи Известно, что для статорной изоляции ЭД важна не только амплитуда воздействующих перенапряжений, но и их крутизна, определяющая надежность эксплуатации витковой изоляции (ВИ) статорной обмотки. Экспериментальные и теоретические исследования показали, что импульсные перенапряжения могут возникать как при включении, так и при отключении электродвигателей ВВ. Они имеют высокую амплитуду и достаточно крутой фронт, поэтому представляют опасность, прежде всего, для витковой и

4.3. Воздействие импульсных переиаиряжений на изоляцию обмоток электродвигателей Процессам распространения импульсных напряжений в обмотках электрических машин посвяш;ен ряд исследований отечественных и зарубежных авторов [27-53]. Наиболее обстоятельные экспериментальные исследования перенапряжений, создаваемых бегущей волной на продольной изоляции электродвигателя 6 кВ, были впервые проведены Г.Н. Петровым и А.И. Абрамовым [27]. Ими установлена неравномерность распределения импульсных напря

4.4. Стандартизация в области имиульсиых испытаний изоляции обмоток электрических машии К сожалению, отечественных стандартов для оценки импульсной прочности изоляции вращающихся машин нет. В литературе встречаются лишь рекомендуемые значения импульсных испытательных напряжений ВИ, применяемые в процессе ремонта обмоток статоров [20, 26, 61-63]. При этом указывается, что испытания проводятся при наличии соответствующей аппаратуры, а продолжительность испытаний составляет 3 ^ 10 с. В тоже в

Расчетная схема, принятая при исследовании импульсных перенапряжений, приведена на рис.

4.6. КЛ ЭД Ш Рис.

4.6. Расчетная схема Кабельная линия моделировалась схемой замещения, соответствующей рис.

2.2. Модель ЭД приведена на рис.

4.7. Как видно из рис.

4.7, каждая фаза обмотки ЭД замещалась цепочечной схемой с последовательно соединенными П-образными ячейками. Количество звеньев Л'^ цепной схемы соответствовало числу фазных катушек ЭД. и U) Рис.

4

4.6. Ограничение витковых перенапряжений с иомощью RC-цепочек При исследовании коммутационных перенапряжений, возникающих на главной изоляции ЭД (главы 1-3), было выдвинуто предположение, что установка на присоединениях защитной 7?С-цепочки приведет к снижению крутизны фронта импульсных напряжений и тем самым облегчит условия эксплуатации витковои изоляции. Тем не менее, расчеты перенапряжений, проведенные в этом разделе, показали, что оснащение присоединения /?С-цепочкой с параметрами, выбра

4.7. Выбор иснытательных напряжений витковой изоляции Поскольку различные типы ЭД могут иметь одинаковую конструкцию ВИ и, в тоже время, иметь различное число витков, то дать определенные рекомендации в отношении уровней испытательных напряжений ВИ достаточно сложно. Легче предъявить требования к импульсной электрической прочности катушек в целом. К вопросу о необходимой импульсной прочности катушек электрических машин можно подходить двояко. с одной стороны можно выдвинуть требования к эл

Проведенные в этой главе исследования нозволяют сделать две группы выводов. Первая группа связана с моделированием импульсных процессов, вторая - с результатами расчетов витковых перенапряжений. К первой группе следует отнести следующие выводы: 1. Как амплитуда, так и крутизна фронта импульсных напряжений, возникающих на выводах ЭД, не зависит от числа ячеек в схеме замещения ЭД и полностью определяется количеством Т-звеньев в схеме замещения кабельной линии. 2. Для достоверного моделирования