автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение надежности электрооборудования установки печь-ковш за счет улучшения условий коммутации вакуумного выключателя

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

ОСИПОВ Алексей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВКИ ПЕЧЬ-КОВШ ЗА СЧЕТ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ КОММУТАЦИИ ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ОЗОУО130

Магнитогорск - 2007

003070130

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент КОРНИЛОВ Геннадий Петрович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

САРВАРОВ Анвар Сабулханович

кандидат технических наук, доцент БАСКОВ Сергей Николаевич

Ведущее предприятие

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г Магнитогорск

Защита состоится 29 мая 2007 г в 16 часов на заседании диссертационного совета К212 111 02 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова» по адресу 455000, Челябинская обл , г Магнитогорск, пр Ленина, 38, ауд 227

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова»

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу 455000, Челябинская обл, г. Магнитогорск, пр Ленина, 38, Диссертационный совет К 212 111 02

Автореферат разослан 27 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета канд техн наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние десятилетия в мировой практике широкое распространение получил процесс внепечной обработки стали, названный LF (Ladie-Furnace) или «печь-ковш» В 2000 г в кислородно-конвертерном цехе (ККЦ) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») введена в эксплуатацию двухпозиционная установка печь-ковш (УПК) емкостью 375 т Установка является самой мощной в России и позволяет ежегодно выпускать до 5,5 млн т стали с заданными свойствами

Основным рабочим элементом УПК является трехфазный трансформатор мощностью 45 МВА, коммутация которого осуществляется высоковольтным вакуумным выключателем (ВВ) С целью уменьшения вредных воздействий на питающую сеть первичная обмотка подключена к отдельному вводу высокого напряжения 110 кВ Режим работы ВВ связан с частыми включениями и отключениями (до 100 операций в сутки), вызванными технологическим процессом УПК

Электропечной трансформатор обладает значительной нелинейной индуктивностью, зависящей от тока, кроме того, в контуре коммутации присутствуют элементы, сохраняющие электрический заряд - межвитковые емкости обмоток трансформатора и емкости в составе ограничителей перенапряжения В связи с этим при включении ненагруженного трансформатора возникают броски фазных токов первичной обмотки, которые могут превышать номинальный ток в 2-3 раза В случае повышения питающего напряжения на 10% наблюдается значительное и непропорциональное возрастание тока включения на 50-70% Броски тока негативным образом сказываются на работе и настройке релейной защиты, работе фильтро-компенсирующих устройств, помимо этого они вызывают значительные электродинамические усилия в обмотках и коммутационные перенапряжения Это отрицательно сказывается на сроке службы силового электроборудования

Повышение коммутационной устойчивости вакуумного выключателя может осуществляться по двум направлениям проведение технических мероприятий по разработке и внедрению устройства снижения бросков токов электропечного трансформатора при его включении, использующего специальные алгоритмы замыкания полюсов, а также введение организационных мероприятий, позволяющих производить включение и отключение трансформатора без нагрузки (при поднятых электродах) и тем самым снижающих броски тока и коммутационные перенапряжения В диссертационной работе применен первый подход к решению проблемы повышения коммутационной устойчивости ВВ при включении трансформатора

Целью диссертационной работы является повышение надежности силового электрооборудования установки печь-ковш за счет снижения бросков тока при включении ненагруженного печного трансформатора

Для достижения цели были поставлены и решены следующие конкретные задачи-

1 Экспериментальные исследования и анализ режимов коммутации высоковольтного вакуумного выключателя установки печь-ковш с целью определения причин динамических бросков тока при включении ненагруженного трансформатора

2 Разработка способов коммутации полюсов высоковольтного выключателя, обеспечивающих снижение бросков тока Разработка технических решений, реализующих предложенные способы

3 Разработка математической модели электрического контура печного трансформатора Исследования условий коммутации высоковольтного выключателя при реализации существующего и разработанных способов управления

4 Создание лабораторной установки, проведение экспериментальных исследований разработанных устройств и алгоритмов управления коммутационной аппаратурой

5 Разработка рекомендаций по промышленному внедрению разработанных систем управления коммутацией Оценка ожидаемой технико-экономической эффективности

Методика проведения исследований Теоретические исследования основывались на положениях теории нелинейных электрических цепей, теории магнитных цепей, численных методах решения систем дифференциальных уравнений, методах структурного моделирования При моделировании использовался программный пакет МАТЬАВ 7.2, а также входящий в его состав пакет визуального программирования 81МиЬШК Экспериментальные исследования проводились на созданной лабораторной установке и действующей установке печь-ковш путем прямого осциллографирования параметров электрооборудования с последующей обработкой результатов

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1 Результаты экспериментальных исследований режимов коммутации высоковольтного вакуумного выключателя установки печь-ковш, показавшие, что амплитуды фазных токов первичной обмотки трансформатора достигают 2-3 кратных значений номинального тока, что приводит к снижению надежности силового электрооборудования

2 Принцип детерминированного включения фаз, заключающийся в неодновременной подаче напряжений на первичные обмотки силового трансформатора, осуществляемой в фиксированные моменты времени, отсчитываемые от начала положительной полуволны опорного напряжения

3 Способ двухступенчатой коммутации полюсов высоковольтного выключателя, согласно которому коммутация фаз А и В происходит в момент максимума положительной полуволны опорного (линейного) напряжения, а коммутация фазы С осуществляется с задержкой на 90 эл град после замыкания первых двух фаз

4 Результаты теоретических и экспериментальных исследований предложенного способа коммутации, подтвердившие полное исключение бросков тока намагничивания при включении трансформатора без нагрузки

5 Способ и устройство одновременной коммутации фаз высоковольтного выключателя, обеспечивающие снижение бросков тока за счет введения задержки, вычисляемой по результатам расчета максимальных значений остаточных индукций в стержнях трансформатора в момент отключения

6 Результаты теоретических и экспериментальных исследований, подтвердившие ограничение динамических токов на уровне 1,1-1,2 номинального независимо от характера и распределения нагрузки, что обеспечивает улучшение условий коммутации и повышение надежности силового электрооборудования

Обоснованность н достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается правомерностью принятых исходных положений и предпосылок, корректным применением методов математического моделирования, адекватностью результатов математического моделирования и экспериментальных данных, результатами экспериментальных исследований существующей и разработанных систем управления вакуумным выключателем в лабораторных и промышленных условиях

Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получены следующие новые научные результаты

1 Предложен принцип детерминированного включения высоковольтного выключателя, заключающийся в неодновременной коммутации фаз, осуществляемой в фиксированные моменты времени, отсчитываемые от начала положительной полуволны опорного напряжения

2 Разработан способ двухступенчатой коммутации высоковольтного выключателя, согласно которому коммутация двух фаз происходит в момент максимума положительной полуволны линейного напряжения, а коммутация третьей фазы осуществляется через 90 эл. град после замыкания первых двух фаз

3 По результатам теоретических и экспериментальных исследований показано, что при реализации предложенного способа коммутации полностью исключаются броски тока намагничивания

4 Разработан способ синхронной коммутации фаз автоматического выключателя с контролем остаточных индукций, согласно которому осуществляется коммутация фаз с задержкой, вычисляемой по результатам расчета максимальных значений остаточных индукций в стержнях трансформатора на момент включения

5 По результатам исследований доказано, что разработанный способ синхронной коммутации обеспечивает уровень динамических токов на уровне 1,1-1,2 номинального фазного тока независимо от распределения остаточных индукций в стержнях магнитопровода, характера и коэффициента мощности нагрузки

Практическая ценность и реализация работы состоит в том, что в результате проведенных исследований

1 Разработана система управления вакуумным выключателем, реализующая принцип двухступенчатой коммутации трансформатора установки печь-ковш кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» с использованием существующей релейно-контакторной аппаратуры и измерительных трансформаторов напряжения 110/0,1 кВ

2 Разработано устройство, реализующее принципиально новый способ синхронной коммутации фаз автоматического выключателя с контролем остаточных индукций, содержащее блоки вычисления остаточных индукций, времени задержки и линейных напряжений Показано, что его применение обеспечивает включение ненагруженного трансформатора без бросков токов при любом распределении остаточных индукций в предшествующий период и тем самым обеспечивает улучшение условий коммутации и повышение надежности силового электрооборудования

3 Разработана и технически исполнена экспериментальная установка, позволяющая осуществлять исследования разработанных устройств и алгоритмов управления коммутационной аппаратурой Разработано оригинальное программное обеспечение, обеспечивающее раздельную коммутацию полюсов выключателя, вычисление и формирование задержки на коммутацию ключей по заданному алгоритму

4 Результаты исследований в виде «Технической инструкции по контролю коммутационной устойчивости вакуумного выключателя» и «Технического задания на реконструкцию вакуумного выключателя УПК ККЦ ОАО «ММК»» переданы в центральную электротехническую лабораторию и электрослужбу кислородно-конвертерного цеха, где используются при разработке проекта реконструкции установки печь-ковш Ожидаемый экономический эффект от снижения времени простоев печи и увеличения срока службы ВВ составляет более 2 млн руб /год

Полученные результаты рекомендуются для использования в дуговых сталеплавильных печах и других энергоемких установках с нелинейной, несимметричной нагрузкой, а также при разработке новых систем управления коммутационной аппаратурой

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном промышленном Форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г Челябинск, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (г Липецк, 2006 г ), Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004» (г Липецк, 2004 г), 8-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему будущему России» (г Магнитогорск, 2007 г ), 64-й и 65-й научно-технических конференциях по

итогам научно-исследовательских работ (г Магнитогорск, МГТУ, 2006, 2007 гг)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 печатных трудах, в том числе статья в рецензируемом издании и свидетельство РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ Подана заявка на получение патента РФ

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 78 наименований Работа изложена на 134 страницах основного текста, содержит 26 рисунков, 9 таблиц и приложения объемом 4 страницы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении рассмотрено состояние проблемы, обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, кратко изложено содержание диссертации

В первой главе рассмотрены состав оборудования установки печь-ковш, принципиальная схема силового электрооборудования Приведено описание устройства и принципа действия вакуумного выключателя, дана его

краткая характеристика в сравнении с воздушными, масляными и элегазовыми выключателями, применяемыми для коммутации мощных электроустановок

Вакуумный выключатель расположен на высокой стороне электропечного трансформатора (рис 1) По функциональному назначению он является быстродействующим контактором, осуществляющим коммутацию трансформатора ТР с питающей сетью напряжением 110 кВ

В настоящее время из всех типов выключателей вакуумные выключатели по параметрам высокой надежности, экологичности, простоте обслуживания, диапазонам номинальных токов и экономичности являются наиболее целесообразными Преимуществом ВВ является то, что образовавшаяся на контактах дуга гасится в непосредственной близости от нулевого значения тока, благодаря интенсивному рассасыванию заряженных частиц в вакууме и высокой электрической прочности разреженной среды

Выполнен анализ переходных процессов при включении ненагруженного трансформатора с учетом потока остаточного намагничивания ±Ф0Ст Показано, что наиболее благоприятные условия коммутации возникают при включении, когда угол у/, определяющий мгновенное значение напряжения в момент включения трансформатора (при /=0) равен л/2, те совпадает с мо-

ментом максимума подводимого напряжения ( щ = -JlU^) В этом случае полный магнитный поток после включения имеет только принужденную составляющую Ф-Фт cos(íaí + /г/2) = Фт sin cot, те переходит в установившийся режим непосредственно после коммутации Соответственно ток намагничивания устанавливается равным току холостого хода без коммутационных отклонений

Наихудшие условия включения возникают при 0 (при щ = 0) и при ФЖТ, направленном против установившегося (принужденного) магнитного потока Мгновенное значение магнитного потока

Ф = Ф„

cosц/ е -cos(at+y/)

+ Ц (1)

складывается из установившейся и двух апериодических составляющих, причем значение первой, определяемое косинусом угла ц/, зависит от момента включения, а значение второй - от величины остаточного магнитного потока Фост В соответствии с (1) полный поток достигает максимального значения при cot & л, те через полпериода после включения При таком, наиболее неблагоприятном случае ток холостого хода достигает значения, во много раз превышающего максимальное значение установившегося тока холостого хода В случае, когда остаточный поток равен половине номинального, его максимальное значение превышает амплитудное в 2,5 раза Вследствие нелинейности кривой намагничивания ток намагничивания превышает номинальный в 6-10 раз Броски тока в обмотках мощных высоковольтных трансформаторов создают значительные электродинамические усилия, опасные в отношении механической прочности обмоток

Далее в главе выполнен краткий анализ известных устройств, назначением которых является снижение бросков тока при подключении трехфазного трансформатора Их можно классифицировать следующим образом

- устройства, в которых производится одновременная подача напряжения на все три фазы первичной обмотки трансформатора При этом коммутация производится в фиксированный момент времени, например, в момент максимума одного из линейных напряжений источника питания (опорного напряжения),

- устройства, в которых производится асинхронная коммутация фаз первичных обмоток трансформатора В данном случае подача питающего напряжения происходит поэтапно, в зависимости от типа соединения первичной обмотки

Отмечены недостатки известных устройств, главными из которых является отсутствие контроля остаточных индукций в стержнях магнитопровода для заданного момента (фазы) включения, а также неучет собственного времени коммутации высоковольтного выключателя

Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований коммутации высоковольгного вакуумного выключателя установки печь-ковш, разработана математическая модель электромагнитного контура печного трансформатора, по результатам математического моделирования обоснованы причины неудовлетворительной коммутации

Осциллографирование фазных токов первичной обмотки печного трансформатора УПК выполнялось с использованием трансформаторов тока 300/5

A, установленных на высокой стороне трансформатора Сигналы с трансформаторов тока подавались на шунты 7,5 А/ 75 мВ и записывались с помощью регистратора электрических сигналов РЭС-3 Частота дискретизации на канал составляла 4 кГц

На рис 2 представлены характерные осциллограммы токов по фазам А,

B, С первичной обмотки Случаи 1, 2 соответствуют включению печного трансформатора без нагрузки, случай 3 соответствует рабочему режиму трансформатора Включение трансформатора без нагрузки сопровождается первоначальным броском тока, достигающим 500 А, длительностью от 3 до 10 периодов питающего напряжения Далее наблюдается спадание, имеющее апериодический характер, продолжительность которого составляет 8-10 с Броски тока наблюдаются в двух фазах из трех фазы А и С для случая 2

Для исследования причин неудовлетворительной коммутации в диссертационной работе разработана математическая модель электрического контура печного трансформатора с учетом насыщения магнитной системы С этой целью составлена схема замещения исследуемого объекта, для которой справедлива система уравнений в операторной форме

рВл (р) = ("л (Р)" ив (Р) +1 ('я (р) - ¡л (р)) + )

И-^э

рВс(р) = ("г (р)-Ил(р) + П(¡А(Р)- 'с(р)) + ^ЭрВА)

рВв(р) = -рВА(р)-рВв(р) 'с(р) = -'^ (р)-'д(р)

>А (р) = — {нА (р)1А - нв (р)1в + 'В Щ ) «л(р) = — (нв(р)1в-нс{р)1с+1сч>1)

Структурная схема математической модели электрической и магнитной цепей печного трансформатора, составленная в соответствии с уравнениями (2) представлена на рис 3 Для связи магнитных индукций в соответствующих фазах трансформатора с напряженностями магнитных полей в структурную схему введены блоки нелинейности БН1-БНЗ, реализующие обратную кривую намагничивания железа сердечника без учета гистерезиса

В соответствии с представленной структурной схемой была составлена математическая модель электрического контура в пакете БитшЬпк 6 4 среды МаНаЬ 7.2

200

-200

Графики тсжое трансформатора {по фазам) для 3-х случаев 500,-

Фаза А

i

8 10

! ! Фаза В

\ i

6 8 10

Фаза С

S 10

-500

500

-500

Фаза А

Е

6 а ю

: ! I 1 Фаза В bi---! 1

Г-'Л" ! ¡ ¡ i :

еею

-500

[ Фаза А . . . Т" т —- —1-------- 1 Е ь.» L. & , и Ы. ^___

-Щ НИ [ЦП №

! 1 . ... * W V 9 т

е в 10 12

ш is

20

-500

-500

о г 4 в в ю 12 14 ю m

Размерности. гор+оокг&пьная ось - время, сек., вертикальная ось - ток, А

Рис. 2.

С помощью математической модели выполнены исследования и получены кривые переходных fipoueccoB фазных токов при существующем способе одновременной коммутации трех фаз ненагруженного трансформатора, представленные на рис. 4. Моделирование выполнялось при следующих начальных фазах напряжений: (рА — 0 рад, (рв — — 2л*/3 рад. (рс — 2я/3 рад. Из

осциллограмм видно, что в момент одновременной коммутации трех фаз амплитуда тока 1тахЛ = 6271 А примерно в 19 раз превышает амплитуду номинального тока трансформатора

Рис 3

По результатам проведенных исследований сделаны следующие выводы.

1 Величина броска намагничивающего тока определяется мгновенным значением (фазой) напряжения в момент включения

2 Причиной первоначальных бросков тока является насыщение магнитной цепи трансформатора и, как следствие, уменьшение индуктивного сопротивления первичной обмотки

3 Амплитуда броска тока непостоянна и зависит от следующих факторов

- момента замыкания полюсов вакуумного выключателя,

- распределения остаточных индукций в стержнях магнитопровода,

- ступени, на которой произошло включение

4 С увеличением приложенного напряжения, приходящегося на единицу числа витков первичной обмотки, амплитуда магнитного потока растет и, как следствие, повышается степень насыщения магнитопровода, что вызывает увеличение первичного тока

5 В существующей системе момент включения вакуумного выключателя не синхронизирован по времени с питающим напряжением При этом вероятность возникновения неблагоприятных моментов включения и связанных с ними бросков тока велика

Таким образом, теоретически и экспериментально подтверждена актуальность задачи разработки способов и устройств, обеспечивающих снижение вероятности возникновения бросков тока при включении ненагруженно-го печного трансформатора

Рис 4

Третья глава посвящена разработке способов улучшения динамических показателей тока при включении печного трансформатора

Предложен принцип детерминированного включения фаз, заключающийся в неодновременной подаче напряжений к первичным обмоткам силового трансформатора, осуществляемой в фиксированные моменты времени, отсчитываемые от начала положительной полуволны опорного напряжения.

В плане реализации данного принципа разработаны способ и алгоритм управления вакуумным выключателем, реализующие двухступенчатое включение мощного печного трансформатора. Сущность алгоритма заключается в следующем первоначально, в момент максимума положительной полуволны базового опорного напряжения иАБ включаются две фазы А и В, а затем, через четверть периода (90 град) после замыкания фаз А и В включается третья фаза С. При этом начальная фаза включения первых двух фаз должна соответствовать углу 90 градусов

На рис 5 приведены осциллограммы двухступенчатого включения трансформатора по предложенному алгоритму, полученные путем моделирования Видно, что предложенный алгоритм включения полностью исключает броски тока намагничивания, при этом амплитуда пускового тока не превышает амплитуду тока холостого хода, которая для данного трансформатора составляет 15А

Однако, как показали результаты исследований, реализация предложенного принципа двухступенчатой коммутации обеспечивает его явные пре-

имущества только при равномерном распределении нагрузки по фазам Переходный процесс коммутации может происходить при различных ненулевых начальных условиях Эти условия определяются состоянием цепи до коммутации, которое зависит от условий предшествовавшего размыкания полюсов выключателя

и а -

20 -

0 -

-20 -

■40 -0

'в," ' 20 -0 -20 -

-40 -О

1г,а -20 -0 -20 --40 -

0 о 02 0 04 0 06 0 08 0 1 0 12 0 14 0 16 0 18 0 2

Рис 5

В связи с особенностями процесса горения дуги при размыкании полюсов процесс погасания дуги имеет вероятностный характер Это объясняется тем, что

- размыкание полюсов ВВ не всегда обеспечивает одно и тоже распределение остаточных индукций в стержнях магнитопровода, поскольку полное погасание дуги может происходить не только при первом прохождении тока через нулевое значение, но и при втором прохождении,

— выключение автоматического выключателя может происходить при наличии несимметричной нагрузки на вторичной стороне силового трехфазного трансформатора, что из-за разного значения амплитуд фазных токов приводит к различному распределению остаточных индукций,

Очевидно, что различное распределение остаточных индукций при заданном моменте размыкания полюсов и неизменной нагрузке снижает вероятность включения непогруженного силового трансформатора без бросков тока

В связи с изложенным, в диссертационной работе разработаны способ и устройство одновременной коммутации полюсов высоковольтного вакуумного выключателя с контролем остаточных индукций Функциональная схема устройства представлена на рис 6

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ВАКП'ШЫЙ ПЕЧНОЙ

После размыкания полюсов осуществляется расчет остаточных индукций в стержнях магнитопровода в относительных единицах путем интегрирования сигналов, пропорциональных мгновенным значениям фазных напряжений первичной обмотки Вычисленные значения остаточных индукций запоминаются, определяется модуль максимальной остаточной индукции Иосттах| и ег0 знак () По ним выполняется расчет времени задержки ^зад с учетом времени собственного срабатывания автоматического выключателя Тср и амплитуды магнитной индукции при номинальном напряжении

т =

зад

(

л + arceos

В„

arceos

2л fc

l^ocm m;

в«

- Тср, если sign = 1,

- Тср, если sign = О,

/с

В блоке выбора базового линейного напряжения выбирается и формируется сигнал млбаз, пропорциональный одному из трех линейный напряжений, которое соответствует двум фазам, имеющим максимальные по модулю остаточные индукции

На рассмотренное устройство снижения броска тока при включении трехфазного трансформатора подана заявка на получение патента на полезную модель

Четвертая глава диссертации посвящена исследованиям предложенных способов коммутации, а также разработке устройства для улучшения коммутации высоковольтного выключателя установки печь-ковш

Поскольку проведение экспериментальных исследований на уникальной промышленной установке затруднительно, создана лабораторная установка, функциональная схема которой представлена на рис 7 Основными элементами являются трехфазный трансформатор мощностью 1,5 кВА и три полупроводниковых ключа. Управление ключами осуществляется от персонального компьютера через устройство, осуществляющее согласование и синхронизацию сигналов Регистрация фазных токов и напряжений осуществляется с помощью соответствующих датчиков тока (ДТ) и напряжения (ДН), сигналы с которых поступают в компьютер через устройство гальванической развязки и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Разработано оригинальное программное обеспечение, которое позволяет управлять фазой замыкания каждого из ключей в отдельности, а также формировать задержку на замыкание третьего ключа при заданной фазе включения первых двух

Экспериментальные исследования проводились для двух вариантов коммутации одновременного включения трех фаз и предложенного двухступенчатого включения На рис 8, а представлены характерные осциллограммы фазных токов и напряжений при обычном одновременном включении трех фаз трансформа-

Рис 7

тора Анализ осциллограмм показывает, что наибольшие значения токов при включении составляют 30-80 А, т е многократно превышают ток холостого хода трансформатора, равный 0,5-0,7 А

Результаты экспериментов для предложенного двухступенчатого включения показаны на рис 8, б Броски максимального тока снизились до 2-8 А, т е практически на порядок По результатам статистической обработки результатов подтверждена техническая эффективность применения предложенного способа коммутации

Для проверки предложенного способа одновременной коммутации с контролем остаточных индукций разработана уточненная модель электрических и магнитных контуров печного трансформатора, реализованная в пакете БтшЬпк По сравнению с моделью, рассмотренной в гл 2, в ней учтен гистерезис магнитной цепи и реализован алгоритм синхронной коммутации с контролем остаточных индукций

В результате моделирования установлено, что при отклонениях момента замыкания полюсов автоматического выключателя от расчетного времени в пределах ± 0,0033 с, амплитуды токов при включении не превышают номинального значения Полученные результаты моделирования подтверждены экспериментальными исследованиями на лабораторной установке

Таким образом доказано, что разработанные способ и устройство обеспечивают снижение вероятности возникновения бросков тока при включении силового трехфазного трансформатора при любом распределении остаточных индукций в стержнях магнитопровода

Результаты исследований двух разработанных способов коммутации позволяют сделать следующие выводы

а

Фазные токи

Фазные напряжения

б

Рис 8.

Разработанный способ одновременной коммутации с контролем остаточных индукций является наиболее эффективным, и позволяет свести к минимуму воздействие случайных факторов, влияющих на амплитуду токов при включении печного трансформатора Однако данный способ является сложным с точки зрения реализации, т к требует применения большего числа вычислительных блоков, а также установки дополнительных измерительных устройств

Первый предложенный способ является менее затратным, требует использования минимального количества логических блоков и измерительных устройств, но его эффективность зависит от ряда случайных факторов

В диссертационной работе разработана схема реализации способа с использованием существующих релейно-контакторных элементов

Результаты исследований в виде «Технической инструкции по контролю коммутационной устойчивости вакуумного выключателя» и «Технического задания на реконструкцию вакуумного выключателя УПК ККЦ ОАО «ММК»» переданы в центральную электротехническую лабораторию и электрослужбу кислородно-конвертерного цеха, где используются при разработке проекта реконструкции установки печь-ковш Ожидаемый экономический эффект от снижения времени простоев печи и увеличения срока службы ВВ составляет более 2 млн руб /год

Результаты работы могут быть использованы на аналогичных установках внепечной обработки стали и дуговых сталеплавильных печах, имеющих в составе силовой части сверхмощный печной трансформатор, подключаемый к питающей сети с помощью быстродействующего автоматического выключателя, а также в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании студентами специальности 140211 «Электроснабжение»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 В результате экспериментальных исследований режимов коммутации вакуумного высоковольтного выключателя установки печь-ковш показано, что при включении ненагруженного трансформатора амплитуды фазных токов первичной обмотки трансформатора достигают 2-3 кратных значений номинального тока В случае повышения питающего напряжения на 10% относительно номинального наблюдается значительное и непропорциональное возрастание тока включения на 50-70% Это приводит к ухудшению условий коммутации и снижению надежности силового электрооборудования

2 Показано, что причиной первоначальных бросков тока является уменьшение индуктивного сопротивления первичной обмотки вследствие насыщения магнитной цепи трансформатора Максимальное значение тока зависит от момента замыкания полюсов высоковольтного выключателя и распределения остаточных индукций в стержнях магнитопровода

3 Разработана математическая модель электрического контура печного трансформатора, связывающая основные параметры электрической и маг-

нитной цепей По результатам моделирования подтверждено, что при одновременной коммутации фаз трансформатора броски намагничивающих токов значительно превышают амплитуду номинального тока

4 С целью ограничения бросков тока предложен принцип детерминированного включения фаз, заключающийся в неодновременной подаче напряжений к первичным обмоткам силового трансформатора, осуществляемой в фиксированные моменты времени, отсчитываемые от начала положительной полуволны базового (опорного) напряжения

5 Предложен способ двухступенчатой коммутации полюсов высоковольтного выключателя, согласно которому начальная фаза включения двух фаз (А и В) составляет 90 эл град, те соответствует максимуму положительной полуволны опорного напряжения, а коммутация третьей фазы (С) происходит через четверть периода (90 эл град) после замыкания фаз А и В

6 Разработана система управления вакуумным выключателем, реализующая принцип двухступенчатой коммутации с использованием релейно-контакторной аппаратуры и измерительных трансформаторов напряжения 110/0,1 кВ, установленных в фазах трансформатора установки печь-ковш

7 Разработана и технически исполнена экспериментальная установка, позволяющая осуществлять исследования разработанных устройств и алгоритмов управления коммутационной аппаратурой Управление ключами осуществляется от персонального компьютера через специальное устройство, осуществляющее согласование и синхронизацию сигналов Разработано оригинальное программное обеспечение, которое позволяет управлять фазой замыкания каждого из ключей в отдельности, а также формировать задержку на коммутацию ключей по заданному алгоритму

8 В результате экспериментальных исследований, выполненных на лабораторной установке, показано, что при реализации предложенного способа включения трансформатора полностью исключаются броски тока намагничивания при симметричной нагрузке (амплитуда тока коммутации не превышает амплитуду тока холостого хода) Вместе с тем, установлено, что реализация способа не обеспечивает исключения бросков тока при несимметричном распределении остаточных индукций в фазах вторичной обмотки

9 Предложены способ одновременной коммутации фаз с контролем остаточных индукций и разработана функциональная схема устройства, осуществляющего коммутацию фаз автоматического выключателя с временем задержки, вычисляемым по результатам расчета максимальных значений остаточных индукций в стержнях трансформатора

10 По результатам математического моделирования доказано, что применение разработанного способа обеспечивает улучшение условий коммутации независимо от распределения остаточных индукций в стержнях магнито-провода, а также от характера и коэффициента мощности нагрузки

11 Результаты исследований в виде «Технической инструкции по контролю коммутационной устойчивости вакуумного выключателя» и «Техни-

ческого задания на реконструкцию вакуумного выключателя УПК ККЦ ОАО «ММК»» переданы в центральную электротехническую лабораторию и электрослужбу кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК», где используются при разработке проекта реконструкции установки печь-ковш

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Осипов A.B. Современные проблемы электромагнитной совместимости в системах электроснабжения с резкопеременными и нелинейными нагрузками [Текст] / Г П Корнилов, А Н Шеметов, А В Осипов //Изв ВУЗов Электромеханика 2006, №4 С 89-93

2. Осипов A.B. Оптимизация электропотребления на высших уровнях управления металлургическим производством [Текст] / Г В Никифоров, В К Олейников, А В Осипов //На передовых рубежах науки и инженерного творчества Вестник УГТУ - У ПИ, №15 Ч 1 - Екатеринбург, 2004 - С 218-220

3 Осипов A.B. Математическое моделирование режимов коммутации трансформатора электропечной установки [Текст] // Энергетики и металлурги настоящему будущему России Материалы 8-й Всерос науч -практ конф студентов, аспирантов и специалистов / Под общ ред Б К Сеничкина -Магнитогорск МГТУ,2007 -С 77-81

4 Осипов A.B. Повышение коммутационной устойчивости высоковольтного выключателя электропечного трансформатора [Текст] / Г.П Корнилов, А А Николаев, А В Осипов и др // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии Сб тр II Всероссийской научно-технической конференции - Тольятти ТГУ, 2007 - С 54-59

5 Осипов A.B. Программа контроля технического состояния силового электрического и энергетического оборудования с использованием диагностических моделей [Текст] / И Н Поколев, К Э Одинцов, С А Евдокимов, и др. / Свидетельство РФ № 2006610774 об официальной per программ для ЭВМ // Оф Бюл «Программы для ЭВМ, БД, ТиМС» - М ФИПС 2006 №2 С 182-183

6 Осипов A.B. Использование математического аппарата нечеткой логики при оперативном управлении режимами электропотребления предприятия /АН Шеметов, А В Осипов // Материалы 64-й научно-технической конференции Сб докл - Магнитогорск-МГТУ, 2004 - С 98-102

Подписано в печать 25 04 07 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Услпечл1,0 Тираж 100 экз Заказ 265

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.:.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВКИ ПЕЧЬ-КОВШ.

1.1. Технология и состав электрооборудования установки «печь-ковш».

1.1.1. Технические характеристики установки «печь-ковш».

1.1.2. Краткое описание технологического процесса.

1.2. Характеристика силового электрооборудования.

1.3. Устройство и техническая характеристика высоковольтного вакуумного выключателя.

1.3.1. Общая характеристика вакуумных выключателей.

1.3.2. Высоковольтный вакуумный выключатель УПК ККЦ.

1.4. Математическое описание коммутационных .процессов в трансформаторе.

1.5. Аналитический обзор существующих способов и устройств снижения бросков тока при включении силовых трехфазных трансформаторов.

1.5.1. Основные направления разработок.

1.5.2. Способ детерминированного включения фаз по [65].

1.5.3. Способ детерминированного включения фаз с учетом распределения остаточных индукций.

1.5.4. Способ одновременного включения фаз с контролем момента размыкания.

1.6. Выводы и постановка задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ КОММУТАЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ УСТАНОВКИ ПЕЧЬ-КОВШ.

2.1. Экспериментальные исследования переходных процессов при коммутации печного трансформатора.

2.2. Разработка математической модели электрического контура печного трансформатора.

2.3. Исследование режимов коммутации методами математического моделирования.

ВЫВОДЫ.,.

3. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ.

3.1. Способ детерминированного (поэтапного) включения фаз трансформатора.

3.2. Исследование способа поэтапного включения трансформатора на математической модели.

3.2.1. Исследование двухфазного включения трансформатора.

3.2.2. Включение третьей фазы.,.

3.2.3. Анализ при двухэтапном включении.

3.3. Способ одновременной коммутации фаз с контролем остаточных индукций.

3.3.1. Постановка задачи.

3.3.2. Описание способа.

3.4. Функциональная схема устройства, реализующего способ коммутации с контролем остаточных индукций.

ВЫВОДЫ.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ КОММУТАЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВАКУУМНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ.

4.1. Силовая схема лабораторной установки.

4.2. Система формирования управляющих импульсов тиристоров.

4.2.1. Функциональная схема аппаратной части.

4.2.2. Программное обеспечение системы управления.

4.3. Результаты экспериментальных исследований.

4.3.1. Переходные процессы при поэтапной коммутации.

4.3.2. Сопоставление результатов.:.

4.4. Схема двухступенчатой коммутации трансформатора установки «печьковш» ККЦ.

4.5. Математическое моделирование способа одновременной коммутации фаз трансформатора с контролем остаточных индукций.

4.5.1. Описание усовершенствованной модели трансформатора.

4.5.2. Результаты моделирования.

ВЫВОДЫ.

В последние десятилетия в мировой практике широкое распространение получил процесс внепечной обработки стали, названный LF (Ladie-Furnace) или «печь-ковш». В 2000 г. в кислородно-конвертерном цехе (ККЦ) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») введена в эксплуатацию двухпозиционная установка «печь-ковш» (УПК) емкостью 375 т. Установка является самой мощной в России и позволяет ежегодно выпускать до 5,5 млн. т стали с заданными свойствами [1, 2].

Основным питающим электрическим устройством УПК является трехфазный трансформатор мощностью 45 МВА, первичная обмотка которого подключена к отдельному вводу высокого напряжения 110 кВ. Характерной особенностью работы трансформаторов, питающих дуговые сталеплавильные печи, являются частые подключения к питающей сети в режиме холостого хода. Это обусловлено технологическим режимом работы печи, в котором интервалы нахождения печи под током чередуются с интервалами, когда необходимо производить вспомогательные технологические операции и требуется отключать печной трансформатор. Количество включений зависит от многих факторов, таких как мощность печи и ее производительность, сортамент выплавляемой марки стали, от особенностей технологического режима конкретной плавки. Среднее число включений составляет 50-100 раз в сутки. Коммутация электропечного трансформатора осуществляется высоковольтным вакуумным выключателем (ВВ) [3].

Как известно, электропечной трансформатор обладает значительной нелинейной индуктивностью, зависящей от ток^, кроме того, в контуре коммутации присутствуют элементы, сохраняющие электрический заряд - меж-витковые емкости обмоток трансформатора, емкости в составе ограничителей перенапряжения [4-8]. Включение трансформатора на холостой ход сопровождается переходным процессом, при котором магнитные индукции в стержнях трансформатора изменяются от остаточных значений, имевших место в отключенном состоянии, до установившихся значений, определяемых амплитудой мгновенных значений приложенных напряжений [9-11]. Как правило, указанный переходный процесс сопровождается броском намагничивающего тока, что обусловлено насыщением магнитной цепи и соответственно непропорциональным увеличением намагничивающего тока при изменениях магнитной индукции [12]. Амплитуды фазных токов первичной обмотки ненагруженного трансформатора при включении достигают 2-5-кратных значений номинального тока. В случае повышения питающего напряжения на 10% номинального наблюдается значительное и непропорциональное возрастание тока включения на 50-70% [13].

Возникающие при включениях броски тока трансформатора приводят к значительным электродинамическим усилиям, возникающим в обмотках трансформатора и токоведущих частях, к перенапряжениям на обмотках, особенно при коммутациях во время медленно затухающего процесса включения [14-19]. Кроме того, броски тока трансформатора оказывают негативное влияние на смежные устройства - фильтры, тиристорно-реакторную группу и ухудшают их работу. В результате снижается срок службы сетевых и печных трансформаторов и самих вакуумных выключателей. Следует также отметить возникающие при этом сложности, связанные с настройкой и работой релейной защиты [20-25].

Улучшение условий коммутации вакуумного выключателя может осуществляться по двум направлениям: проведение технических мероприятий по разработке и внедрению устройств снижения бросков токов, использующих специальные алгоритмы замыкания полюсов, а также введение организационных мероприятий, позволяющих производить включение и отключение трансформатора без нагрузки (при поднятых электродах) и тем самым снижающих броски тока и коммутационные перенапряжения [26].

Работы по улучшению условий коммутации и повышению коммутационной износостойкости высоковольтных вакуумных выключателей в последние десятилетия проводятся рядом российских и зарубежных компаний. В числе наиболее значимых следует отметить разработки ВЭИ [27- 30], Новочеркасского политехнического института [31], Южно-Уральского государственного университета [32], ОАО «Самарский трансформатор» [33], Винницкого национального технического университета [34, 35], VAI FUCHS (Австрия) [1], Joslin (США) [3] и др.

Выполненный в диссертационной работе обзор существующих способов включения трансформаторов показал отсутствие способов, позволяющих снизить броски тока при включении трансформаторов, первичная обмотка которых соединена в «звезду» без нейтрального провода, а также способов с одновременным включением фаз при их предшествующем отключении в произвольный момент времени.

Целью диссертационной работы является повышение надежности силового электрооборудования установки «печь-ковш» за счет снижения бросков тока при включении ненагруженного печного трансформатора.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Экспериментальные исследования и анализ режимов коммутации высоковольтного вакуумного выключателя установки «печь-ковш» с целью определения причин динамических бросков тока при включении ненагруженного трансформатора.

2. Разработка способов коммутации полюсов высоковольтного выключателя, обеспечивающих снижение бросков тока. Разработка технических решений, реализующих предложенные способы.

3. Разработка математической модели электрического контура печного трансформатора. Исследования условий коммутации высоковольтного выключателя при реализации существующего и разработанных способов управления.

4. Создание лабораторной установки, проведение экспериментальных исследований разработанных устройств и алгоритмов управления коммутационной аппаратурой.

5. Разработка рекомендаций по промышленному внедрению разработанных систем управления коммутацией. Оценка ожидаемой технико-экономической эффективности.

Содержание работы изложено в четырех главах:

В первой главе дана краткая характеристика технологического режима установки «печь-ковш» ККЦ ОАО «ММК», рассмотрены состав оборудования УПК, принципиальная схема силового электрооборудования. Приведены описание устройства и принципа действия вакуумного выключателя, а также математическое описание переходных процессов, возникающих при включении трансформатора. Представлен аналитический обзор существующих способов и устройств снижения бросков тока при включении силовых трехфазных трансформаторов

Содержание второй главы посвящено исследованию коммутационных г процессов при включении трансформатора УПК. Представлены результаты экспериментальных исследований, выполненных непосредственно в условиях цеха. Разработана математическая модель электрического контура печного трансформатора, выполнены исследования режимов коммутации при существующем принципе одновременного включения фаз трансформатора.

Третья глава посвящена разработке способов управления коммутацией полюсов вакуумного выключателя, обеспечивающих снижение бросков тока при включении электропечного трансформатора. Рассмотрены предложенный способ поэтапного включения фаз, а также разработанные способ и устройство одновременного включения фаз с контролем остаточных индукций.

В четвертой главе приведены результаты исследований разработанных способов коммутации, выполненных на специально созданной лабораторной установке, а также с помощью усовершенствованной математической модели трансформатора. Даны рекомендации по промышленному внедрению разработок в условиях ККЦ ОАО «ММК».

В заключении сделаны выводы по работе.

В приложении представлены текст разработанной программы по управлению коммутацией ключей на лабораторной установке, акт об использовании результатов работы и расчет экономической эффективности.

По содержанию диссертационной работы опубликовано шесть научных трудов, в том числе одна в рецензируемом издании. Полученные результаты докладывались и обсуждались на шести конференциях и семинарах различного уровня, в том числе - двух Международных.

120 , ВЫВОДЫ

1. Разработана и технически исполнена экспериментальная установка, позволяющая реализовать поэтапную коммутацию фаз трехфазного трансформатора с помощью полупроводниковых ключей. Управление ключами осуществляется от персонального компьютера через устройство, обеспечивающего согласование и синхронизацию сигналов. Разработано оригинальное программное обеспечение, которое позволяет управлять фазой замыкания каждого из ключей в отдельности, а также формировать задержку на замыкание третьего ключа при заданной фазе включения первых двух.

2. Выполненные экспериментальные исследования подтвердили работоспособность и целесообразность применения предложенного алгоритма двухэтапной коммутации трансформатора: величина бросков тока по сравнению с традиционной одновременной коммутацией была снижена практически на порядок.

3. Для проверки предложенного способа одновременной коммутации с контролем остаточных индукций разработана утрчненная модель электрических и магнитных контуров печного трансформатора, реализованная в пакете Simulink. По сравнению с моделью, рассмотренной в гл. 2, в ней учтен гистерезис магнитной цепи и реализован алгоритм синхронной коммутации с контролем остаточных индукций.

4. По результатам математического моделирования показано, что при отклонениях момента замыкания полюсов автоматического выключателя от расчетного времени в пределах ± 0,0033 с амплитуды токов при включении не превышают номинального значения. Таким образом доказано, что применение разработанного способа обеспечивает улучшение условий коммутации независимо от распределения остаточных индукций в стержнях магнитопровода, а также от характера и коэффициента мощности нагрузки.

5. Результаты исследований в виде «Технической инструкции по контролю коммутационной устойчивости вакуумного выключателя» и «Технического задания на реконструкцию вакуумного выключателя УПК ККЦ ОАО

ММК»» переданы в центральную электротехническую лабораторию и электрослужбу кислородно-конвертерного цеха, где используются при разработке проекта реконструкции установки «печь-ковш»Ожидаемый экономический эффект от снижения времени простоев печи и увеличения срока службы вакуумного выключателя превышает 2 млн. руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате экспериментальных исследований режимов коммутации вакуумного высоковольтного выключателя, установки печь-ковш показано, что при включении ненагруженного трансфррматора амплитуды фазных токов первичной обмотки трансформатора достигают 2-3 кратных значений номинального тока. В случае повышения питающего напряжения на 10% относительно номинального наблюдается значительное и непропорциональное возрастание тока включения на 50-70%. Это приводит к ухудшению условий коммутации и снижению надежности силового электрооборудования.

2. Показано, что причиной первоначальных бросков тока является уменьшение индуктивного сопротивления первичной обмотки вследствие насыщения магнитной цепи трансформатора. Максимальное значение тока зависит от момента замыкания полюсов высоковольтного выключателя и распределения остаточных индукций в стержнях магнитопровода.

3. Разработана математическая модель электрического контура печного трансформатора, связывающая основные параметры электрической и магнитной цепей. По результатам моделирования подтверждено, что при одновременной коммутации фаз трансформатора броски намагничивающих токов значительно превышают амплитуду номинального тока.

4. С целью ограничения бросков тока предложен принцип детерминированного включения фаз, заключающийся в неодновременной подаче напряжений к первичным обмоткам силового трансформатора, осуществляемой в фиксированные моменты времени, отсчитываемые от начала положительной полуволны базового (опорного) напряжения;

5. Предложен способ двухступенчатой коммутации полюсов высоковольтного выключателя, согласно которому начальная фаза включения двух фаз (А и В) составляет 90 эл. град, т.е. соответствует максимуму положительной полуволны опорного напряжения, а коммутация третьей фазы (С) происходит через четверть периода (90 эл. град.) после замыкания фаз А и В.

6. Разработана система управления вакуумным выключателем, реали1 зующая принцип двухступенчатой коммутации с использованием релейно-контакторной аппаратуры и измерительных трансформаторов напряжения 110/0,1 кВ, установленных в фазах трансформатора установки печь-ковш.

7. Разработана и технически исполнена экспериментальная установка, позволяющая осуществлять исследования разработанных устройств и алгоритмов управления коммутационной аппаратурой. Управление ключами осуществляется от персонального компьютера через специальное устройство, осуществляющее согласование и синхронизацию сигналов. Разработано оригинальное программное обеспечение, которое позволяет управлять фазой замыкания каждого из ключей в отдельности, а также формировать задержку на коммутацию ключей по заданному алгоритму.

8. В результате экспериментальных исследований, выполненных на лабораторной установке, показано, что при реализации предложенного способа включения трансформатора полностью исключаются броски тока намагничивания при симметричной нагрузке (амплитуда тока коммутации не превышает амплитуду тока холостого хода). Вместе с тем, установлено, что реализация способа не обеспечивает исключения бросков тока при несимметричном распределении остаточных индукций в фазах вторичной обмотки.

9. Предложены способ одновременной коммутации фаз с контролем остаточных индукций и разработана функциональная схема устройства, осуществляющего коммутацию фаз автоматического выключателя с временем задержки, вычисляемым по результатам расчета максимальных значений остаточных индукций в стержнях трансформатора.

10. По результатам математического моделирования доказано, что применение разработанного способа обеспечивает улучшение условий коммутации независимо от распределения остаточных индукций в стержнях магни1 топровода, а также от характера и коэффициента мощности нагрузки.

11. Результаты исследований в виде «Технической инструкции по контролю коммутационной устойчивости вакуумного выключателя» и «Технического задания на реконструкцию вакуумного выключателя УПК ККЦ ОАО «ММК»» переданы в центральную электротехническую лабораторию и электрослужбу кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК», где используются при разработке проекта реконструкции установки печь-ковш.

1. Комплект оборудования печи-ковша для стали с запчастями емкостью согласно приложению //Техническая спецификация № 2773.11.04: - VA1.Fuchs GmbH. - 2004. - 176 с.

2. Производственно-техническая инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию установки печь-ковш. Магнитогорск: ОАО «ММК».-2001.-30 с.

3. Model VBU Fault Interrupert //Instructions Joslyn. 1994. - 11 P. (англ).

4. Лайтес JI.B. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. -М.: Энергия, 1981.

5. Защита от перенапряжений высоковольтных двигателей, коммутируемых вакуумными выключателями /А.Ф. Гончаров, И.Я. Эпштейн, Ю.Н. Попов и др. // Промышленная энергетика. 1990. № 6. - С. 21-24.

6. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л.: Энергия, 1970.

7. Выбор оптимальных параметров активно-емкостных ограничителей перенапряжений /А.Ф. Гончаров, В.В. Павлов, В.Н. Язев и др. //Промышленная энергетика. 1995, № 2. С. 26-29.

8. Защита электрооборудования от коммутационных перенапряжений рези-стивно-емкостными ограничителями / А.Ф. Гончаров, В.Н. Язев, В.В. Павлов и др. //Промышленная энергетика. 1999, № 12. С. 26-29.

9. Броски токов при включении трансформаторов и определение остаточной индукции в стержнях / В.Н. Елагин, В.П. Зенова, О.Г. Коробов и др. //Сборник докладов III симпозиума «Электротехника 2010 год». 1995. Т.1. С. 222. •

10. Зихерман М.Х., Камнева Н.П. Об остаточной индукции в трансформаторах 330-750 кВ //Электричество. 1972, № 5. С. 86-88.

11. Засыпкин А.С. Остаточная индукция в ненагруженных трансформаторахпосле отключения сети //Изв. вузов. Электромеханика. 1977, № 2. С. 168-172.

12. Коммутация цепи индуктивного накопителя энергии с помощью вакуумного выключателя / А.В. Реймерс, А.А. Цветкова, Ю.П. Иванов и др. //Электричество, 1970, № 4.

13. Перенапряжения и электромагнитная совместимость оборудования электрических сетей 6-35 кВ / Б. Абрамович, С. Кабанов, А. Сергеев и др. // Новости электротехники. 2002, №5. Режим доступа: www.news.elteh.ru/arh/2002/17/05.php.

14. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. -М.: Энергия, 1973- 178 с.

15. Евдокунин Г.А., Титенков С. Перенапряжения в сетях 6 (10) кВ // Новости электротехники. 2002, №5. Режим доступа: www.news. elteh .mJ arh/2002/17/06.php.

16. Богуш А.Г. О "броске" намагничивающего тока при включении трансформатора // Электричество. 1957, № 2. - С. 38-40.

17. Working group paper: Interruption of small inductive currents (chapter 1,2)//

18. Electra. 1980, № 72. pp. 73-103.

19. Headley A. Meeting system requirements with modern switchgear // Proceedings IEEE Symp. on trends in modern switchgear design 3,3-150 kV. Newcastle. - 1984. - pp. 9.1- 9.5.

20. Colombo E., Costa G., Piccareta L. Results of an investigation on the overvolt-ages due to a vacuum circuit-breaker when switching an h.v. motor // IEEE Transactions on power delivery. 1988.-№ 1. -vol. 3. -pp. 205-213.

21. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. -М.: Энергоатомиздат, 1992. 240 с.

22. Контроль состояния (диагностика) крупных силовых трансформаторов. -М.: НЦ ЭНАС, 202. 216 с.

23. Буткевич Г.В., Жаворонков М.А. К вопросу износа контактов в синхронизированном выключателе // Тр. МЭИ. Электромеханика- 1974, Вып. 87. Ч. 11.-С. 148.

24. Жаворонков М.А. О влиянии скорости размыкания на дуговую эрозию контактов //Сильноточные контакты и электроды. Киев: 1972. С. 258.

25. Чунихин А.А., Анке Э., Строганов Б.Г. Электрическая прочность межконтактного промежутка при синхронном отключении //Электричество-1976, № 12.-С. 12-16. .

26. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиз-дат, 1989.-240 с.

27. Баракаев А.Ф., Воздвиженский В.А., Раховский В.И. Синхронное отключение высоковольтных цепей вакуумным выключателем //Электротехника. 1969, №3.

28. Нечаев О.П., Таратута И.П., Чуприков B.C. Электрические воздействия на оборудование статического тиристорного компенсатора на Молдавском металлургическом заводе // Электротехника. 1989. № 8 - С. 15-19.

29. Ивашин В.В., Сипайлов Г.А. Бездуговое отключение больших токов //Электротехника 1964, № 9. - С.50-54.

30. Лукацкая И.А Исследование коммутационного ресурса вакуумных дуго-гасительных камер // Электротехника. 1998, № 1 - С. 36-38.

31. Лукацкая И.А. Расчет количества электричества, протекающего в дуге отключения переменного тока //Электротехника. 2003, № 3 - С. 1-6.

32. Вакуумные дугогасительные камеры, разработанные Всесоюзным электротехническим институтом им. В.И. Ленина /Г.С. Белкин, И.А. Лукацкая, А.А. Перцев и др. //Электротехника. 1991, № 12. С. 9-14.

33. Работа тиристорного контактора на нагрузку, включенную через трансформатор / М.В. Гельман, М.И. Колкер, С.П. Лохов и др. // Электротехническая промышленность. Сер. «Электротермия». 1976, вып. 4. - С. 10-12.

34. Самарский трансформатор. Режим доступа: http://samaratransformer.ru.-12.04.2007.

35. Кутш В.М., Одреховський В.Б. Математичне моделювання кидкив струму намаппчування силових трансформатор1в /Лесник ВП1. 2005, № 4. -С. 53 - 57 (укр.).

36. Кутш В.М., Одреховський В.Б. Дослщження кидюв струму намаппчування силових трансформатор1в /ДЗюник ВП1. 2005, № 6. - С. 147- 150 (укр.).

37. Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов /Под ред. Ю.К. Розанова. -М.: Энергоатомиздат, 1998. 752 с.

38. Добродеев К. Элегазовые выключатели 110 кВ и выше //Новости электро-техники-2005, № 3. Режим доступа: ww.news.elteh.ru.arh/2005/33/12.php.

39. Воздвиженский В.А., Данилов М.Е. Изоляционные характеристики вакуумных дугогасительных камер //Электричество. 1977, № 6. - С. 67-72.

40. Воздвиженский В.А. Анализ отключающей способности вакуумных дугогасительных камер торцевыми контактами //Электричество. 1977, № 1С. 83-85.

41. Будовский А.И., Иванов В.П. Разработки и исследования вакуумных выключателей на напряжение 6 35 кВ //Электротехника. - 1998, № 1 - С. 36-38. г

42. ГОСТ 687-78. Выключатели переменного тока на напряжение свыше1000 В. Общие технические условия.

43. Vacuum Leistungsschalter ЗАН1/ЗАНЗ als Standartschaltter, 12 kV. Mittel-spannungsgerate. Siemens. KatalogHg 11.11. 1996. S.2/4-2/5.

44. Heberlien J.V.R., Gorman J.G. The high eurrent metal vapor are column between separating electrodes // IEEE Trans. Plasma Sei. Vol. PS-8. P. 283-288.

45. Switching surge in vacuum circuit breakers and vacuum contactors Cataloge of firm Toshiba (Japan) KS1-E1049-1.

46. Вакуумные выключатели в системах управления электродвигателями /В.А. Воздвиженский, А.Ф. Гончаров, В.Б. Козлов и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.

47. Yfnabu S. Vacuum arc under an axial magnetic filed and its interrupting ability // Proc. IEE. 1979. № 4. Vol. 126.

48. Working group paper: Interruption of small Inductive current (chapter 1,2)// Electra. 1980, № 72 - PP. 73-103 (англ.).

49. Перцев A.A., Рыльская JI.A., Чулков В.В. Повторные пробои двух соединенных последовательно ВДК //Электричество. 1991, № 3.

50. Чистяков С.П., Салмин С.В. Вакуумные выключатели серии ВБУ для дуговых сталеплавильных печей //Сб. МДНТП, 1990.

51. Чистяков С.П. Вакуумные выключатели на ,35 и 110 кВ с повышенным коммутационным и механическим ресурсом для электрометаллургии //Доклады международной выставки ЭЛЕКТРО-92. М.: Стандартэлек-тро, 1992. НПО «Элвест», г. Екатеринбург.

52. Gebel R. Vapor Shield Potential in Vacuum Interrupters after Clearing of Short Circuits // IEEE Trans.on Plasma Science. 1989, № 5. Vol. 17.

53. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения (технические преимущества и эксплуатационные характеристики). СПб.: Изд-во М.П. Сизова, 2002.

54. Малогабаритный вакуумный выключатель типа ВБСК-10-20 /В.Б. Василенко, В.А. Лавринович, С.Н. Перепелкин //Электро. 2002, № 5.

55. Василенко В.Н., Лавринович В.А., Стрелков В.Н. Опыт разработки и эксплуатации вакуумных выключателей. Ч. 2. Вакуумные выключатели с пружинно-моторным приводом //Промышленная энергетика. 2002, № 4.

56. Василенко В.Н., Лавринович В.А. Вакуумный выключатель с электромагнитным приводом и возможным ручным оперативным включением //Промышленная энергетика. 2005, № 9. С. 13-14.

57. Перцев А.А., Рыльская Л.А. Вакуумная дугогасительная камера для выключателей на 35 и 110 кВ //Электротехника. 1994, № 1. (ВЭИ)

58. А.С. 1725681 (СССР). Контактная система для вакуумной дугогаситель-ной камеры / А.А. Перцев, С.П. Чистяков. Опубл. в Б.И., 1993, № 23.

59. К вопросу о времени неподвижности дуги отключения на размыкающих контактах / В.П. Мещеряков, С.А. Ака^ев, В.В. Капустин и др. //Электротехника. 2000, № 7. - С. 29-36.

60. Перцев А.А., Рыльская JI.A., Чистяков С.П. Повышение износоустойчивости вакуумных дугогасительных камер при коммутации номинального тока //Электричество. 1995, № 2- С. 26-30.

61. Кулик Ю.А. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1966. - 327 с.

62. Сергеев П.С. Электрические машины. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. -280 с.

63. Снижение тока включения трансформаторов / В.А. Кузьменко, А.И. Лурье, А.Н. Панибратец и др. // Электротехника., 1997. № 2. - С. 22-27.

64. Броски тока включения трансформаторов / В.Н. Елагин, А.И. Лурье, А.Н. Панибратец и др. // Электротехника. 1997. № 2. - С. 29-32.

65. Слаутин Е.А., Порошенко А.Г. Снижение тока включения трансформаторов // Сб. трудов 61-ой науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава. Ч. 11. Барнаул: АлтГТУ, 2003. - С. 35-36.

66. Patent 6392390 United States, G 05 F 1/70. Synchronous switching apparatus for use with a multiple phase power system / Hiroki Ito, Haruhiko Kohyama, Mikio Hidaka-Filed: Jun. 16,1998; Date of Patent: May. 21, 2002.

67. Patent 6523654 United States, В 60 L 9/00. Reducing inrush current when transformer in electric vehicle is connected to power / Brooks D.M. Filed: Jun. 15,2001; Date of Patent: Feb. 25, 2003.

68. Patent 7095139 United States, G 05 F 1/70, H 01 H 83/00. Transformer inrush current elimination system / Hiroyuki Tsutada, Takashi Hirai, Haruhiko Kohyama Filed: Dec.8, 2003; Date of Patent: Aug. 22, 2006.

69. Пат. 2093943 Российская Федерация, МПК6 Н 02 Н 9/02. Способ снижения токов включения при многократных коммутациях трансформатора / Кузьменко В.А. № 94014785/07; заявл. 20.04.94; опубл. 20.10.97.

70. Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Николаев А.А.Снижение броска намагничивающего тока при включении мощного печного трансформатора // Энергетика и энергоэффективные технологии: Сб. докл. междунар. науч-но-техн. конф. Липецк: ЛГТУ. - 2006. - С. 42-47.

71. Метод расчета параметров электропечного контура дуговых сталеплавильных печей /В.Н. Дорогин, Н.А. Пирогов, А.Н., Попов и др. // Электротехническая промышленность. Сер. Электротермия. -1980, вып. 9. С. 4 -8.

72. Галактионов Г.С., Рабинович В.Л., Минеев Р.В. Математическая модель электрического контура дуговой сталеплавильной печи //Электричество-1975, № 11.-С. 76-78.

73. Model VBU Fault Interrupter. Instructions. / Joslyn Mfg. and Supply Co., Hi-Voltage Equip. Div. // Supersedes May 1992, Revised July 1994. (англ.)

74. Шеметов А.Н., Осипов А.В. Использование, математического аппарата нечеткой логики при оперативном управлении режимами электропотребления предприятия // Материалы 64-й научно-технической конференции: Сб. докл. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 98 - 102.

75. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977. - 832 с.

76. Селикатова С.М., Лукацкая И.А. некоторые особенности движения вакуумной дуги отключения в магнитном поле //Журнал технической физики. 1972. Т. XI.II, вып. 7.

77. Корнилов Г.П., Шеметов А.Н., Осипов А.В. Современные проблемы электромагнитной совместимости в системах электроснабжения с резкопере-менными и нелинейными нагрузками //Изв. ВУЗов. Электромеханика-2006,№4.-С. 89-93.