Научная статья на тему 'Исследование перенапряжений коммутации трансформатора на холостом ходу'

Исследование перенапряжений коммутации трансформатора на холостом ходу Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
252
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОММУТАЦИОННЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ / ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / КОММУТАЦИЯ / ПЕРЕХОДНОЙ ПРОЦЕСС

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Коблова Т. В., Степанов М. Д.

В работе дан обзор применяемых типов выключателей и их основных характеристик, а также рассмотрена проблема перенапряжений, возникающих при коммутациях. Проведено математическое моделирование перенапряжений, возникающих при отключении трансформатора в режиме холостого хода. Описаны зависимости уровней перенапряжений от параметров системы электроснабжения, момента коммутации, мощности нагрузки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Коблова Т. В., Степанов М. Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование перенапряжений коммутации трансформатора на холостом ходу»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 09/2017 ISSN 2410-700Х_

Анализ показывает, что слагаемое, пропорциональное ß 1, из выражения (10) компенсируется выражением, содержащим кинематическую часть квазипотенциала.

Исследование величины тонкого сдвига с точностью до пятого порядка по константе а было проведено на основе двух вариантов определения квазипотенциала. В первом случае возникает необходимость введения нефизического параметра Я , низко- и высокочастотные области исследовались отдельно друг от друга. Во втором способе используются естественные параметры - полная энергия и относительные импульсы - характеризующие систему двух частиц. Теория связанных состояний частиц в этом случае зависит только от целочисленных степеней а . В то же время полная энергия E Ф mx + ш2 и импульсы взаимодействующих частиц отличны от нуля. Тогда при описании связанных состояний, наряду с целочисленными по а поправками получаем логарифмические поправки [7, с.304]. Однако, часть логарифмических поправок может компенсироваться при суммировании, а часть входить в конечные результаты.

Разработанный ранее способ устранения инфракрасных особенностей введением параметра обрезания

позволяет решать поставленные задачи только с точностью а5. Следовательно, для повышения точности теоретических результатов [8, с.33] необходим учет точной зависимости амплитуды рассеяния от энергии и импульсов взаимодействующих частиц.

Список использованной литературы

1. P.J. Mohr, B.N. Taylor, D.V. Newell // Review of modern physic. 2008, Vol.80, p.633-730.

2. Л.И. Меньшиков, Р. Ландау // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2003, Т.173, №3, с. 233-263.

3. В.В. Двоеглазов, Ю.Н. Тюхтяев, Р.Н. Фаустов // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1994, Т.25, вып. 1, с.144-228.

4. С.Г. Каршенбойм // Успехи физических наук. 2008, Т.178, №10, с.1057-1064.

5. Н.А. Бойкова, С.В. Клещевская, Ю.Н. Тюхтяев, Р.Н. Фаустов // Ядерная физика. 2003, Т.66, №5, с.925-933.

6. Н.Е. Нюнько, Ю.Н. Тюхтяев, Р.Н. Фаустов // Теоретическая и математическая физика. 1973, -16с.

7. Н.А. Бойкова, С.В. Клещевская, Ю.Н. Тюхтяев, Р.Н. Фаустов // Ядерная физика. 2009, Т.72, №2, с.300-306.

8. О.А. Бойкова, Ю.Н. Тюхтяев // Известия Саратовского университета. 2011, Т. 11, вып. 1, с.31-37.

© Бойкова Н А., Бойкова О.А., 2017

УДК 621.316.5

Коблова Т.В., студентка 3 курса ОГУ г. Оренбург, РФ, e-mail: [email protected] Степанов М.Д. студент 4 курса ОГУ г. Оренбург, РФ.

Научный руководитель: Чернова А.Д. преподаватель кафедры ЭТЭ ОГУ

г. Оренбург, РФ.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ КОММУТАЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА

НА ХОЛОСТОМ ХОДУ

Аннотация

В работе дан обзор применяемых типов выключателей и их основных характеристик, а также рассмотрена проблема перенапряжений, возникающих при коммутациях. Проведено математическое моделирование перенапряжений, возникающих при отключении трансформатора в режиме холостого хода.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 09/2017 ISSN 2410-700Х_

Описаны зависимости уровней перенапряжений от параметров системы электроснабжения, момента коммутации, мощности нагрузки.

Ключевые слова

Коммутационные перенапряжения, выключатель, математическая модель, коммутация,

переходной процесс

Для проведения безопасных работ, включающих в себя ремонт и замену электрооборудования, необходимо отключить участок электрической цепи, находящейся под напряжением, н о сделать это под нагрузкой непросто вследствие возникновения электрической дуги при размыкании контактов устройства. Для обеспечения требуемого уровня безопасности и предотвращения возникновения дуги применяется специальное оборудование - выключатель.

Высоковольтный выключатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении [1].

При совместном действии с релейной защитой выключатели являются защитными аппаратами, на которые возлагается защита электроприемников и электроустановок от коротких замыканий, которые могут привести к аварийным режимам и выходу из строя электрооборудования.

Возникающие переходные процессы в ряде устройств нежелательны, так как они могут привести к таким явлениям, как возникновение сверхтоков и перенапряжений. Все это обуславливает важность рассмотрения возможных методов анализа переходных процессов в электрических цепях.

При изменениях в схеме в результате действия релейной защиты или внезапног о сброса нагрузки и других параметров сети (плановые и аварийные переключения линий, трансформаторов и т.д.), а также в результате замыканий на землю и между фазами возникают коммутационные перенапряжения. При включении или отключении некоторых элементов электрической сети (проводов линий или обмоток трансформаторов и реакторов) возникают колебательные переходные процессы. В этих случаях необходим расчет переходных режимов, который позволит определить возможные перенапряжения и увеличения токов, которые в несколько раз могут превышать напряжения и токи стационарного режима.

При определенных сочетаниях начальных условий коммутации выключатели могут создавать опасные для электрооборудования перенапряжения, так некоторые элементы сети (гибкие кабели с резиновой изоляцией и высоковольтные электродвигатели) обладают низким уровнем прочности изоляции.

Экспериментальное решение задачи по исследованию коммутационных перенапряжений в целях снижения негативного воздействия требует использования дорогостоящего, несерийного оборудования. Сократить затраты на исследования помогает математическое моделирование коммутационных пер енапряжений.

На величину коммутационных перенапряжений влияет множество факторов, учесть всех их при аналитическом моделировании довольно сложно. Это обуславливает важность составления адекватной схемы замещения рассматриваемого участка электрической цепи, состоящего из системы, шин, самого выключателя, высоковольтного кабеля и нагрузки.

Перенапряжения, возникающие при коммутации трансформаторов, электродвигателей или другой нагрузки, обусловлены содержащимися в схеме элементами, временем включения и последовательностью замыкания разных фаз. При этом сама конструкция выключателя и характер используемой дугогосящей среды не влияют на перенапряжения в случае, если нет отскоков контактов и повторного зажигания дуги.

Смоделируем коммутационный процесс отключения трансформатора на холостом ходу. Расчетная схема и схема замещения представлены на рисунках 1 и 2, соответственно.

Источник питания представляет собой систему трехфазных ЭДС с индуктивностью Ьс, так же учитывается емкость шин. Кабель линии электропередач представлен Т -образной схемой замещения, схема соединения обмоток трехфазного трансформатора на высшей стороне - треугольник.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 09/2017 ЕЗБЫ 2410-700Х

Рисунок 1 - Расчётная схема сети с трансформатором

Рисунок 2 -Схема замещения трехфазной сети при компьютерном моделировании переходных процессов.

Для исследования перенапряжений были посчитаны параметры основных элементов схемы в программе MathСad: трансформатора на 400 кВА и кабельной линии сечением 35 мм2 и длиной 10 м. Полученная схема смоделирована в среде МА^АВ. Для этого использовались следующие блоки:

- блок трехфазного источника, в котором задавалась напряжение, частота и индуктивность источника;

- блоки последовательной ЯЪС-цепи, в которых задавались емкости, индуктивности и активные сопротивления шин и кабеля;

- блок трехфазного выключателя, замкнутого в начальном положении;

- блоки вычисления действующих значений и блоки осциллографов;

- блок трехфазного измерителя для измерения токов и напряжений.

Рисунок 3 - Исследуемая схема в программе МА^АВ

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 09/2017 ISSN 2410-700Х_

В результате исследования были получены графики (рисунок 4), подтверждающие возникновение коммутационного перенапряжения, что является доказательством необходимости анализа переходного процесса во избежание выхода из строя оборудования.

Рисунок 4 - Коммутационное перенапряжение

Полученные результаты моделирования коммутационных перенапряжений без учета повторных зажиганий дуги можно отнести к «идеальному» выключателю, поэтому они н е отражают полной картины процессов, протекающих в отключаемой нагрузке. В реальных коммутационных аппаратах процессы коммутации сопровождаются многократными повторными зажиганиями дуги. Поэтому актуальным является дальнейшее исследование перенапряжений с учетом повторных зажиганий дуги в выключателе. Список использованной литературы:

1. Электронный ресурс -Режим доступа: http://lektsii.org.

2. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения / Н. М. Адоньев, В. В. Афанасьев, И. М. Бортник и др.; Под ред. В. В. Афанасьева. — Энергоагомиздат. 1987.

3. Электрические машины и аппараты, Высоковольтные коммутационные аппараты. [Электронный ресурс] -Режим доступа: www.elmashina.

4. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Глава восьмая. Переходные процессы в линейных электрических цепях.

5. Каталог силовых трансформаторов с характеристиками и фото. Электронный ресурс -Режим доступа: http://silovoytransformator.ru.

© КобловаТ.В., Степанов М.Д., 2017

УДК 625.76.08

Т.А. Мурзажанов

студент МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, РФ E-mail: [email protected]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ДОРОЖНОЙ РАЗМЕТКИ

Аннотация

Данная статья посвящена проблеме использования технического зрения роботов, предназначенных для

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.