автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов компрессорных станций с электроприводными ГПА и электростанций собственных нужд

ФОМЕНКО ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ С ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫМИ ГПА И ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ СОБСТВЕННЫХ НУЖД

Специальность: 05.09.03- Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 8 ОКТ 2010

Москва-2010

004611950

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Газпром промгаз»

1аучный руководитель -

)фициальные оппоненты -

доктор технических наук, Челазнов Александр Алексеевич,

доктор технических наук, профессор Гамазин Станислав Иванович

кандидат технических наук, доцент Трифонов Александр Александрович

' ¡едущая организация - ООО «Газпромэнергодиагностика»

ащита диссертации состоится 9 ноября_2010 г. в 15 часов 00 минут на

аседании диссертационного совета Д 212.200.14 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования оссийский государственный университет нефти и газа имени И.М.Губкина, 119991, ГСП -1, В-296, Москва, Ленинский проспект, 65., ауд. 308-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина.

Автореферат разослан

"С 4

октября

2010г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.В. Егоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время электроэнергетика газовой промышленности вступает в новый период своего развития, связанный с масштабной реконструкцией энергетических объектов. Из-за недостаточного ввода новых мощностей, парк электроэнергетического оборудования отрасли: трансформаторов, электродвигателей, высоковольтных кабелей, коммутационной аппаратуры и вспомогательного оборудования на напряжение 0,4-6-10-35 кВ на 60-80% выработал назначенный ресурс. 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 (с изоляцией из сшитого полиэтилена), микропроцессорных терминалов релейных защит и т.п.

Целью работы является повышение надежности работы электроэнергетического оборудования объектов транспорта природного газа при возникновении электромагнитных возмущений, вызванных переходными режимами работы электрических сетей и электроприводов электротехнических систем.

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

1. Комплексное исследование влияния частотно-регулируемых электроприводов нового поколения на питающую сеть. Исследование включает:

-разработку математической модели силового преобразователя частоты электроприводного газоперекачивающего агрегата нового поколения для исследования качества электроэнергии в переходных режимах работы;

- разработку математической модели участка электрической сети с учётом результатов натурных экспериментов по обследованию качества электроэнергии существующих электроприводных компрессорных станций с учетом влияния электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения на питающую сеть.

2. Комплексное исследование электромагнитных переходных процессов, возникающих в сетях с блоками генераторов малой мощности передвижных автономных электростанций и стационарных генераторов малой мощности. Исследование включает:

- разработку математической модели для исследований электромагнитных переходных процессов при однофазном дуговом замыкании на землю с анализом влияния однофазных дуговых процессов на режимы работы основного оборудования;

- разработку модели для исследований перенапряжений при использовании маломасляных, вакуумных и элегазовых высоковольтных выключателей в цепях блока передвижных автономных электростанций;

- разработку модели для исследований процессов при синхронизации блока передвижных автономных электростанций.

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, входящего в 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, разработаны требования к защите 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<15кА) 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 высших гармонических составляющих.

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 замыканий 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 н конференциях и семинарах в г. Тюмени, Томске, Новом Уренгое, кафедре ТЭЭ РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина. По теме диссертации опубликовано печатных работ, из них 3 в периодических журналах и обновляемых сборник, научных трудов и 2 доклада на 7-ой Всероссийской научно-техническо конференции «Актуальные проблемы состояния развития нефтегазовог комплекса России» 29-30 января 2007 г.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав заключения, списка использованных источников, содержащего 141 наименование и 4 приложений. Объем работы составляет 238 страниц, включая 38 таблиц и 7 рисунка.

Положения, выносимые на защиту:

- положения по обеспечению электромагнитной совместимости частотно регулируемого электропривода нового поколения и питающей сети пр комплексном подходе к реконструкции электроприводных компрессорны станций, учитывающем как негативное влияние преобразователя частоты н питающую сеть, так и значительное изменение балансов реактивных мощностей энергосистеме;

- требование обязательного экспериментального обследования электрическо сети и выбор устройств защиты с учетом уровня высших гармоник пр реконструкции систем электроснабжения компрессорных станций, включающе ввод частотно-регулируемого электропривода на КС с электроприводными ГПА;

- положение о необходимости защиты сетей передвижных автономнь электростанций и стационарных генераторов малой мощности, путе комплексного обеспечения защиты изоляции генератора от внутренн перенапряжений, обусловленных как аварийными, так и стационарны! режимами эксплуатации сети. При этом полное подавление внутренн: перенапряжений в сети генераторного напряжения передвижных автономнь электростанций собственных нужд возможно только при наличии резистор устанавливаемого в нейтраль генератора;

- требование к параметрам нелинейного ограничителя перенапряжени" заключающееся в том, что параметры должны выбираться с учето ограничивающего действия резистора в нейтрали. Уровень ограничен нелинейного ограничителя перенапряжений в сети генераторного напряжен должен быть не более 2,6 (Уф (фазного напряжения).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работь сформулированы основные задачи исследования, отражена научная новизн работы, её практическая значимость и основные положения, выносимые н защиту.

Глава 1. Исходные данные и основные параметры оборудования электрических сетей 6-35 кВ для исследования электромагнитных переходных процессов

С точки зрения состава оборудования, электрические сети 6(10)-35кВ различных объектов газовой промышленности незначительно отличаются друг от друга, имея в своём составе силовые и измерительные трансформаторы, кабельные и воздушные линии, электродвигатели и дополнительную нагрузку -различающуюся по мощности в зависимости от исследуемого объекта. Каждый элемент исследуемой системы представлялся в виде схемы замещения, параметры которого либо рассчитывают согласно общепринятым правилам, либо получают экспериментально для внедрения в общую математическую модель исследуемого процесса. В главе приведён расчёт всех элементов и их схем замещения, включённых в разработанные математические модели - питающая энергосистема, силовые трансформаторы и трансформаторы собственных нужд, электродвигатели, синхронные генераторы, кабельные линии, воздушные линии, измерительные трансформаторы, ограничители перенапряжений, преобразователи частоты, токоограничивающие и шунтирующие реакторы. Необходимо отметить, что характеристики трансформаторов напряжения и ограничителей перенапряжений были получены экспериментальным путём для более точного моделирования электромагнитных переходных процессов.

Глава 2. Экспериментальные и теоретические исследования электромагнитной совместимости электроприводных компрессорных станций при использовании электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения Постановка исследований. Современные устройства для преобразования параметров электрической энергии являются источниками искажающего воздействия на форму питающего напряжения. Зачастую процесс внедрения новой техники происходит без должного внимания к проблеме электромагнитной совместимости. Проблема усугубляется тем, что при определенных сочетаниях параметров системы электроснабжения и нелинейных потребителей возможно усиление искажения формы кривых напряжений, обусловленное резонансными явлениями, что приводит к нарушению работоспособности электрооборудования. Необходимо отметить, что эти явления происходят на фоне ухудшения качества электроэнергии, поступающей от энергоснабжающих организаций.

Экспериментальное исследование показателей качества электроэнергии в системах электроснабжения компрессорных станций с двигателями СТД-4000. В качестве эксперимента были выбраны 6 компрессорных станций единого газопровода с электроприводными газоперекачивающими агрегатами СТД-4000-2 и нагнетателями Н-280-12-7 (д ном.=13 млн.м3/сутки при РВх-=34,5 ата)-рис.1.

Две компрессорные станции содержат 6 электроприводных1 газоперекачивающих агрегатов, четыре компрессорные станции содержат 51 электроприводных газоперекачивающих агрегатов. Год ввода в эксплуатацию1 всех компрессорных станций - 1980-82.

Рабочий вариант реконструкции компрессорных станций предусматривает! поочерёдную замену двух-трёх электроприводных газоперекачивающих агрегатов^ с СТД-4000-2 на ЭГПА-4000 с частотно-регулируемыми электроприводами нового поколения. 1

Для проведения численных расчётов коэффициентов несинусоидальности1 питающего напряжения в действующих сетях компрессорных станций, были проведены замеры показателей качества электрической энергии. Измерение1 параметров напряжений и токов в сети в нормальном режиме проводилось! прибором ЭРИС-КЭ, рис.2. Дополнительно снималась информация по балансам! активной и реактивной мощности в сети 10 кВ.

Рис.2 Прибор ЭРИС КЭ

I Согласно ГОСТ 13109-97 несинусоидальность напряжения характеризуется ] следующими показателями:

- коэффициентом искажения питающего напряжения; | - коэффициентом и-той гармонической составляющей напряжения. | Основные результаты экспериментов по компрессорным станциям приведены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты измерений показателей качества электроэнергии на КС «Газпром трансгаз Томск» — закрашенные области показывают несоответствие условиям

ГОСТ 13109-97

КС Установившееся отклонение напряжения Отклонение частоты Коэффициент искажения синусоидальности питающего напряжения по коэффициенту п-й гармонической составляющей напряжения по коэффициенту несимметрии напряжений по обратной последовательности - соответствует

КС-1 + + + - +

КС-2 + + + - +

+ + + - +

кс-з - + + - +

- + + - +

КС-4 - + + - +

+ + + - +

КС-5 + + + - +

- + + - +

КС-6 + + + - +

+ + + - -

' В табл.3 представлены номера гармоник, по которым было зафиксировано

' превышение регламентируемых ГОСТ 13109-97 значений для каждой КС.

Таблица 2

Номера гармоник, по которым было зафиксировано превышение по ГОСТ 13109-97

КС Номер гармоники

КС-1 3,6,8

КС-2 3,6,8,16,22,24

КС-3 3,6,16,18,20,21,22

КС-4 3,4,6,8,18,20,21,22

КС-5 4,12,14,16,18,20,2122

КС-6 3,4,6,16,20,21

Необходимо отметить, что коэффициент искажения синусоидальности' питающего напряжения на всех компрессорных станциях не превосходил J значений, установленных ГОСТ 13109-97, и составил в среднем 3%.

Общая характеристика перетоков реактивной мощности в существующих | схемах электроснабжения позволяет сделать вывод о загрузке СТД-4000 в | среднем на 75-85%. Все компрессорные станции эксплуатируются с суммарной j выдачей реактивной мощности в сеть на уровне около 500-1000 квар, что обуславливает приемлемый уровень напряжения в сети ЮкВ питающих) подстанций. I

Теоретические численные исследования электромагнитной I совместимости электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения и питающей сети. Для решения задач электромагнитной совместимости при исследовании частотно-регулируемых электроприводных' газрперекачивающих агрегатов нового поколения применялся интерактивный1 программный комплекс MATLAB Simulink 7.1. На рис.3 приведена схема J замещения электроприводного газоперекачивающего агрегата с частотно- j регулируемым электроприводом, являющаяся основой для внедрения в системе MATLAB Simulink 7.1.

Etta® Ilia Rfls

ZS

Рис.3 Схема замещения электроприводного газоперекачивающего агрегата с частотно-регулируемым электроприводом

На рисунке 4 а,б в качестве примера представлены результаты расчётов гармонических составляющих при эксплуатации 3-х электроприводных газоперекачивающих агрегатов без применения устройств для подавления

армоник для КС-1 и КС-6. Согласно расчётам, на КС-1 отдельные гармонические оставляющие превышают регламентированные ГОСТ 13109-97 значения - №23 2,1%), №25(1,7%) при длительно допустимых амплитудах гармоник №23, 25 в 1% от основной гармоники. Для КС-6 характерные амплитуды высших гармоник, -ырабатываемые ПЧ, также превышают регламентированные значения -623(1,37%), №25 (1,19%). Коэффициент искажения синусоидальности питающего напряжения (без учёта гармоник установившегося режима) составляет ля КС-1 - 2,75%, для КС-6 - 1,81%. Тем не менее, на КС-6 в установившемся ежиме зафиксированы одни из самых высоких значений амплитуд высших гармоник на двух фазах (коэффициент искажения питающего напряжения около 3%). С учётом высших гармоник в установившимся режиме, коэффициент искажения питающего напряжения составляет 4 - 5% для КС-1 и 3-4% для КС-6.

2;-1-----

2-

гЬ

/

о\

118 30

ЦВ10

О:

-А

-2^

0.02 0:03 0-04

о.об а.т к

Т>Ю=2.75%

0.03 0.04 0.05 о.ОБ 0.07 £ С ТНО=1.81%

2\

1.5-

0.5 \

О 10 20 30 40 50 № 70 80 Номер гармоники

10 20 ЗО 40 50 30 70 80 Номер гармоники

а) КС-1 б) КС-6

Рис. 4 Результаты расчётов гармонических составляющих напряжения сети 10 кВ при эксплуатации 3 электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения без применения устройств для подавления гармоник

Исследование уровней высших гармоник в сети 10 кВ КС для 12- и 24-пульсной системах выпрямления преобразователя частоты, при вариации мощности энергосистемы (уровня токов трёхфазного короткого замыкания) приведены на рис.5 и рис.6. В качестве расчетного случая были приняты три одновременно эксплуатирующиеся частотно-регулируемые электроприводные газоперекачивающие агрегаты мощностью 4 и 6,3 МВт, которые предполагаются для использования в проектах реконструкции КС ОАО «Газпром». Закрашенная часть представляет собой область недопустимого превышения коэффициентом несинусоидальности или амплитуд высших гармонических составляющих значений ГОСТ 13109-97.

12 1(3

¡дре вы.шение амплитуд 11ДЗДЗ,25Д5,37____

\ гармоник напряжения согласно ГОСТ 13109-37

З'ЭГПА

~4000кЗт12-5>г£1зе

26 30 34

1С 18 22

ЭГПА 4000 кВт, 12-пульсная схема выпрямления

3,5 3

2,5 Е 2

0..5

яре быше чие амплитуд 23 и 25 \ гармоник напряжения '-V согласно ГОСТ 13109-97

V

3 ЭГПА

4000кВт 24-ри'1*е

1всА 1кВЗ

2 б 10 14 18 22 26 30

ЭГПА 4000 кВт, 24-пульсная схема выпрямления

Рис.5 Коэффициенты искажения синусоидальности питающего напряжения и амплитуды высших гармоник при эксплуатации электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения мощностью 4 МВт на питающую сеть с различными схемами выпрямления преобразователей частоты без применения устройств подавления высших гармоник

12 з

пре вышение амплитуд 11,13,23,25,33,37 гармсяик напряжения согласно ГОСТ 13109-97

3 ЭГПА

5300 чЗт 12-pj.se

б .....Ч-

' и25,Ч

Кн.с.,,%

'и

УЗ 5,%

1С

14

1.8

22

26

30

34 33 42

4,5 -4 3,5 3 2,5 2

1

0

превышение ампл итуд 23 и 25 гармо ни к напряжения согласно ГОСТ 13109-97

3 ЭГПА

5300x5; 24-р-и!1м

\

1123,7 с.........

к.з.,_1кА{10»ВЗ

14

Ы

21

34

Рис.6 Коэффициенты искажения синусоидальности питающего напряжения и амплитуды высших гармоник при эксплуатации электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения мощностью 6.3 МВт на питающую сеть с различными схемами выпрямления преобразователей частоты без применения устройств подавления высших гармоник

Таким образом, при трёх совместно эксплуатируемых газоперекачивающих агрегатов мощностью 4 МВт, и, соответственно 6.3 МВт, для всех рассматриваемых КС, уровень отдельных высших гармоник превышает установленные ГОСТ 13109-97 значения.

Необходимо отметить, что потребление реактивной мощност1 преобразователем частоты составляет согласно расчётам 1600-1700 квар дш одного агрегата, в зависимости от загрузки. Соответственно для дв\ эксплуатирующихся агрегатов потребление реактивной мощности из сел составит 3200 квар, для трёх - 4800 квар, для четырёх - 6400 квар. Необходим« учесть потребление реактивной мощности нагрузками собственных нужд ориентировочно 250 квар. При совместной эксплуатации группь электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения, в питающе! энергосистеме образуется острый дефицит реактивной мощности на уровне 3 4Мвар, что приведёт к значительным просадкам напряжения на шинах стационарном режиме.

Для обеспечения приемлемого уровня амплитуд высших гармоничесю составляющих по ГОСТ 13109-97, а также обеспечения баланса реактивно мощности, возможны следующие варианты:

- применение пассивных электромагнитных фильтров;

- применение СТД-4000 в качестве синхронного компенсатора;

- использование статических тиристорных компенсаторов.

Пассивные электромагнитные фильтры.

В качестве примера на рис.7 представлены результаты расчёто коэффициентов несинусоидальности питающего напряжения и амплиту высших гармоник при эксплуатации на КС-2 одного электроприводног газоперекачивающего агрегата нового поколения мощностью 4 МВт преобразователя частоты с 24-пульсной схемой выпрямления.

Для 24-пульсной схемы выпрямления на КС-2 в самом неблагоприятно случае коэффициент искажения синусоидальности питающего напряжения пр использовании одночастотного, двухчастотного и полосового фильтра состав =0,3%. Отдельные амплитуды высших гармонических составляющих н превышают значений, регламентированных ГОСТ 13109-97.

Использование статических тиристорных компенсаторов. Статически тиристорные компенсаторы обеспечивают быструю компенсацию реактивно мощности нагрузки и поддержание регулируемых параметров в соответствии заданной уставкой, выполняют защиту оборудования, контроль параметре напряжения и сигнализацию отказов и могут быть модифицированы по конкретные требования. Номинальная мощность и схема статическ тиристорных компенсаторов выбирается для каждого конкретного объекта зависимости от параметров схемы электроснабжения, вида компенсируемо нагрузки и требований к качеству электроэнергии. Этот вариант, наравне пассивными электромагнитными фильтрами является наиболе предпочтительным для проработки дальнейших исследований.

70, 60 SO 40 30 20 ЗО

а

z. Ом

2-О

. иЗ ю

1

0.02 О.ОЗ 0.04 0.05 О ОВ 0.07 t С

Ряд Фурье

O-ZS 02 О. IS 0.1 COS

о

\

70

во

50 40 30 20 10 О

ЗООО 2000 3000 ЛОСЮ ЗООО

Частота, Гц

Амплитудно-частотная характеристика

а). Одночастотный фильтр 2-

10 20 30 БО 80 70 ВО

Номер гармоннхн Расчёт высших гармоник

1 д Ом

1 ^ ^

1 ^ '

\ ^ ^

Г I |

\ i i

ОСЗОСО D-04 O.OS O.OS 0-07

t с

SOO WOO 1SOO ЗООО 2SOO

Частота, Гц

OJ3 0.25 0-2 0.1S O.I

aos

Ряд Фурье

кк

Амплитудно-частотная характеристика 73

0 10 20 30 40 50 60 70 ВО

Номер гармонию! Расчёт высших гармоник

SO 40 ЗО 20 W

z, Ом ! 1

б). Двухчастотный фильтр

-

ef

-2]—

U.B 10 /

0-03 ОМ O.OS O.OS 0.07 t с

О 2000 4000 moo sow юосю Частот. Гц

Амплитудно-частотная характеристика

о.з 035 02 0.15 0-1 0.05

L

1 10 20 30 40 50 60 70 80

Номер гармоники Расчёт высших гармоник

с).Полосовой фильтр

Рис.7 Результаты расчётов на КС-2коэффициентов несинусоидальности питающего напряжения и амплитуд высших гармоник при эксплуатации одного электроприводного газоперекачивающего агрегата нового поколения мощностью 4 МВт и преобразователя частоты с 24-пульсной схемой

выпрямления

Исследование резонансных явлений в сетях 0,4 кВ.

При выборе схемы выпрямления нельзя не отметить другой важный фактор, который проектировщики не принимают во внимание, но который отмечен в ряде диссертационных работ - частотный резонанс в сетях 0,4 кВ автоматического воздушного охлаждения газа из-за высших гармоник.

Как известно, приведённые гармоники 12и±1 или 24и±1 являются гармониками по прямой и обратной последовательностям, т.к. образуются в результате коммутации выпрямительных плеч преобразователя частоты, т.е. кратковременного междуфазного короткого замыкания в цепях выпрямителя. Следовательно, гармонический состав питающего напряжения в сети 0,4 кВ напрямую зависит от качества электроэнергии в сети 10 кВ. На рис.8 приведена амплитудно-частотная характеристика схемы замещения комплектной трансформаторной подстанции воздушного охлаждения газа для газотурбинной КС, полученной к.т.н. Погодиным Н.В. и амплитудно-частотная характеристика схемы замещения комплектной трансформаторной подстанции воздушного охлаждения газа КС с электроприводными газоперекачивающими агрегатами нового поколения, полученные автором. При объединении секций комплектной трансформаторной подстанции воздушного охлаждения газа с электроприводными газоперекачивающими агрегатами нового поколения, амплитудно-частотная характеристика лежит в зоне, близкой к резонансной на 11 гармонике (550 Гц), по сути, наиболее выраженной в спектре напряжения на стороне 10 кВ, что по факту приводит к недопустимому «задиранию» напряжения высших гармоник и ухудшению качества электроэнергии. Таким образом, во избежание частотных резонансов на стороне 0,4 кВ в цепях воздушного охлаждения газа, целесообразно использовать преобразователи частоты с 24-пульсной схемой выпрямления.

Глава З.Теоретические исследования электромагнитной совместимости сетей выдачи мощности с резервными источниками на базе передвижных автономных электростанций

Эксплуатационная надежность передвижных автономных электростанций во многом зависит от надежности работы оборудования блоков, в том числе высоковольтных генераторов. Тяжелые условия их эксплуатации (работа в условиях загрязнения, повышенной температуры и вибрации) приводят к преждевременному старению изоляции, что снижает эксплуатационную надежность генераторов при воздействии перенапряжений, сопровождающих аварийные режимы эксплуатации сети и осуществляемые в ней коммутации. В настоящее время большое количество отказов генераторов собственных нужд происходит по причине электромагнитных воздействий при возникновении внутренних перенапряжений в сети генератора.

О-;--:-5-■ .——

2 4 « 3 10 12 14 16 13 20

Ношр ггриомш со^ а) КС с газотурбинными ГПА

б). КС с электроприводными ГПА нового поколения

Рис.8 Амплитудно-частотные характеристики схемы замещения комплектной итающей трансформаторной подстанции воздушного охлаждения газа для КС с различным типами двигателей Цель исследований заключается в разработке требований и созданию етодик по выбору электрических характеристик защитных аппаратов для еспечения надежной эксплуатации генераторных блоков передвижных

автономных электростанций. Задачи, которые необходимо решить д достижения сформулированной цели, сводятся к следующим:

- проведение численных расчетов по определению энергетическ воздействий на резисторы, установленные в нейтралях генераторов или на шина а также на защитные аппараты типа ограничитель перенапряжений г различных коммутациях;

- разработка требований к электрическим характеристикам резисторов ограничителей перенапряжений с учетом реальной электрической прочное генераторов и режимов эксплуатации рассматриваемой сети, а также ти установленных в сети выключателей.

Электромагнитные переходные процессы при дуговых замыканиях I землю. Принципиальная схема электростанций МГ-3500, ПАЭС-2500 приведе на рис.9.

Рис.9 Принципиальная схема электростанций МГ-3500, ПАЭС-2500

Схема замещения рассматриваемой электрической сети для анали процессов при однофазных дуговых замыканиях на шинах приведена на рис 10.

Рис.10. Схема для исследования перенапряжений в режиме однофазных

дуговых замыканий В схеме рис.10, приняты следующие обозначения:

г ¿г+Ас

Ь - ———- - эквивалентная индуктивность присоединения;

п + ^к

Я =--эквивалентное активное сопротивление присоединения;

Сф = 3 ■ (Сг + Ск) - эквивалентная емкость присоединения; Сфф = 0,274 • Сф - эквивалентная междуфазная емкость присоединения; 1

эквивалентное сопротивление в неитрали генератора.

З-ю-Сф

Система уравнений, описывающих процессы в схеме рис.10. имеют

следующий вид:

~и" ~и"

ш Ь

1 г ■ «м

4иа 1 -

и„

орпа 'аЬ ^са п X

¿иь _ 1

с1и„ 1 Л С,

(гА ЧрпЬ Чс + *аЬ)»

0'е Крпс Ча +Чс)>

ГДе ЧРп, = В (7 = а.Ь,с) ; м„ = (/„ + ¿4 + /с ) • ; I-Л1 Г, I = [гаг, Не Ка]Т ;

А =

2 1 л__ 1 1

СФ -г- Сфф 1 2 Ъ 1 +- СФФ СФ 1

"СФ СФ Л

1 1 2 I +- сфф_

"СФ

(1)

(2)

р =

^Ь ^орпЬ *орпа

к

д У

~ ('б ~ !'с Крпс ~~ *орпЬ )

1с 1а 1орпа 1орпс

Л

Д /.

Исследования показали, табл.3, что при самых неблагоприятных режимах перенапряжения на изоляции генераторов для заданных параметров блока могут составлять трёхкратное превышение фазного максимального напряжения и, таким образом, пробивать корпусную изоляцию генератора.

Таблица 3

Кратности неограниченных перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях на шинах

иа/и фт иь/ифт ис/ифт ип/ифт

3,07 3,08 3,18 | 2,09

Где иа!Ь\)Ш, и„/и^т, исИ\т, и„/и^т - отношение амплитудных напряжений соответственно на фазах А,В,С и в нейтрали к максимальному фазному напряжению.

Для ограничения перенапряжений до уровня электрической прочности статорной изоляции генератора 2.6 С/ФМ при дуговых замыканиях на землю, можно предложить три альтернативных решения:

- установку на шинах секции нелинейного ограничителя перенапряжений;

- оснащение нейтрали генераторов резисторами;

- оснащение всех присоединений ограничителями перенапряжений.

Наиболее радикальное мерой является оснащение нейтрали генераторов

резисторами. В этом случае за счет разряда емкости сети к моменту последующего повторного зажигания дуги перенапряжения не превысят уровня, отвечающего первому зажиганию дуги, т.е. не опасного для изоляции генераторов, однако в настоящее время вследствие простоты установки присоединения оснащаются только ограничителями перенапряжений.

Осциллограммы процессов при однофазном дуговом замыкании в случае оснащения нейтрали генераторов резисторами приведены на рис.11 Соответствующие кратности перенапряжений приведены в таблице 4.

2.5 2 1.5 1

€.5

о

0.5 -1 -1.5 -2 -2.5

О.В.

- ■■ 1

Ж" «с

Ч/ " N IVй -V.......[............-

/\ /

/ V

ч , /ип

;иа

..............'¡Г.......|............~

0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 Г.с Рис.11. Процессы при однофазных дуговых замыканиях при установке резистора в нейтрали генераторов

Таблица 4

Кратности перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях на шинах

иа/ифт

1,07 2,14 2,25 1,46

Как показывают результаты расчетов, при однофазных дуговых замыканиях в сети с резистивным заземлением нейтрали установка ограничителей перенапряжений не является необходимой мерой. Поэтому защитные аппараты должны быть выбраны для защиты от перенапряжений, возникающих при коммутациях присоединений.

Электромагнитные переходные процессы при включении присоединений. В настоящее время многие конструкции генераторных выключателей оснащены трёхфазными приводами. Тем не менее, при синхронизации блока, осуществляемого генераторными выключателями, на практике имели случаи последовательного включения фаз, обусловленные небольшими разбросами в действии отдельных полюсов выключателей. В случае разрегулировки приводов фаз выключателей, разбросы в их срабатывании могут достигать нескольких периодов промышленной частоты, т.е. в течение этого времени будет происходить неполнофазная работа генератора.

Рассмотрим процессы, возникающие при включении одной фазы выключателя (при относительно длительной задержке в срабатывании двух других фаз выключателей). Принципиальная и расчетная схемы для этого случая показаны на рис. 12.

и 4 о

Лет

Рис.12 Принципиальная (а) и расчетная (б) схема при включении присоединения Уравнения, описывающие переходные процессы в схеме рис. 12(6), имеют

вид:

di

al dt

J_

dibl dt

dic\ dt

dUal dt dub dt duc ~dt

dia1 dt

dihi dt dig dt

dua2 dt dub 2 dt duc2 dt C,

(ea\ ~UA ~UNl ~К\Кт );

Ом - w6i - «jvi - 'м^г ); (ecI -Mcl -им -/clÄr);

v'al 'ra 'ориа !va />

_ 1 . .

_ Mil + lrb lopnb lvb )>

— „ Mcl he hpnc he )' г

= J~{ea2 ~Ua2 ~UN2

= J~{eb2 ~Ub2 ~UN2 ~'ь2Як)' = ~{ec2 -"c2 ~UN2 ~*с2КЛ

-iha+ia2 +Íca ~1аьУ>

-фк "фк

I

фк

~{hb + ib2 +iab -hc)>

Ove +Íc2 + he -haï'

(3)

гдziopnj=Bu) (j = a,b,c);

Ogi + h\ + ¡а - {«ai + +ucl)!R„) p =-1 + 3 R.JJL,--№

«i

UN2 ~ {}a2 + ib2 +Íc2)-Rn2 >

l = A~l-Г, I = [¿a6/6c/cJT;

А =

2 1 +- £ффк 1 1 1

Сфк 2 1 1 1

Сфк 1 Сфк ^ффк 1 2 Сфк 1 +- ^ффк _

Сфк Сфк

С,

' (Ча + га2 ~ Чь ~ Чс )

фк

С,

Г~(.Чь + Чг ~ Чс ~ Чг)

С,

7~(Чс + 42 - Ча -Ч2)

фк

Результаты расчетов кратностей перенапряжений при варьировании утл включения приведены в табл.5.

Таблица

Кратности напряжений на изоляции генератора в режиме синхронизации 0(/=0),

Уи/Цщ

5 , рад

я/4 я/2 Зтс/4 л

1,22 1,96 2,74 3,12

Как видно из таблицы, в самом неблагоприятном случае необходим дополнительно защищать статорную изоляцию генератора ограничителям! перенапряжений.

Перенапряжения возникающие при отключении генераторног выключателя. Расчетной коммутацией при отключениях в сетях неэффективным заземлением нейтрали является отключение первого полюс выключателя.

Расчетная схема при отключении первого полюса выключателя нормальном эксплуатационном режиме приведена на рис.13. Расчетные схемь отключения трехфазного к.з. на шинах и за выключателем приводятся аналогичн рабочему режиму при закороченной нагрузке.

Ка

Процессы при отключении присоединения маломасляными выключателями. В рассматриваемой схеме установлены маломасляные выключатели, в которых

га горит в масле. Как уже отмечалось, для такой дугогасительной камеры рактерно относительно медленное восстановление электрической прочности ежконтактного промежутка после гашения дуги (порядка 20...30 В/мкс), что иводит к повторному зажиганию дуги при небольшом напряжении на нтактах и на изоляции электрооборудования. Дуга после повторного зажигания гаснет в течение высокочастотного процесса, сопровождающего повторное жигание. К моменту же следующего прохождения тока промышленной частоты рез нулевое значение напряжение на контактах успевает восстановиться до статочно большого значения. Следовательно, при отключении маломасляного нераторного выключателя опасных перенапряжений не возникает.

Процессы при отключении присоединения элегазовыми выключателями. При пользовании в качестве генераторного элегазового выключателя, необходимо оанализировать возможность возникновения повторных зажиганий в юпочателе при отключении первого полюса. Скорость восстановления ектрической прочности элегазового промежутка при размыкании контактов ень высока (порядка 3 кВ/мкс). При заданных параметрах присоединения орость восстановления напряжения на контактах не может превысить скорость сстановления электрической прочности, следовательно, данный вид ммутации при оснащении присоединений элегазовыми выключателями не иводит к повторным пробоям в выключателе, а, следовательно, также не ляется определяющим с точки зрения выбора мероприятий для защиты оляции генератора от перенапряжений при коммутациях.

Процессы при отключении присоединения вакуумными выключателями

В).

Особенностью при отключении присоединений ВВ является свойство куумной дугогасительной камеры гасить высокочастотный ток при охождении его через нуль, что в некоторых случаях сопровождается вторными зажиганиями в камере и существенными перенапряжениями как на рпусной, так и на витковой изоляции электродвигателя. Компьютерная циллограмма начальной стадии процесса при отключении короткого замыкания шинах блока, рис. 14.

Из осциллограмм рис.14 видно, что витковые перенапряжения на статорной оляции генератора при повторных зажиганиях дуги оказываются достаточно лыпими. Причем включение ограничителя перенапряжений с рактеристиками, выбранными, исходя из ограничения перенапряжений при ммутации включения ограничивает перенапряжения лишь на главной аторной изоляции (относительно корпуса машины), но практически не азываются на витковых перенапряжениях. Поэтому для надежной эксплуатации оляции генератора блоки следует оснащать вакуумными выключателями со счётной скоростью восстановления электрической прочности не менее кВ/мс.

■ик кВ

а)

Рис.14 Напряжение на выключателе (а) и на изоляции генератора (б) при отключении тока 3-фазного к.з. на шинах системы вакуумным выключателем

Ограничение перенапряжений с помощью ограничител перенапряжений, установленных на присоединениях.

Исследования показали, что если ориентироваться на уровень статорн изоляции генераторов 2,6 С/ФМ, то снизить уровень перенапряжений до желаемо результата при коммутации включения первого полюса в режиме «грубо синхронизации могут ограничители перенапряжений, опорная точка воль амперной характеристики которых (при токе 250 А) выбрана из условия £/0ст 2,6 £/фм (последний столбец), табл.6.

Таблица 6

граничение перенапряжений при включении в режиме «грубой» синхронизации при наличии ограничителя перенапряжений на присоединениях и резисторов в

нейтрали генераторов_

арактеристики

Без ОПН

РАО ЕЭС

Феникс

Таврида-электрик

Предлагаемый

3,06

2,24

2,47

2,55

2,22

ок ОПН, А

7,8

5,46

4,9

8,7

опн, кДж/кВ

0,0157

8,5е-3

6,1е-3

0,0152

. кВт

22,6 13,1

15,6

16,5

14,4

Ограничение перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях.

В табл. 7 представлены сравнительные результаты расчётов различных юсобов подавления внутренних перенапряжений.

Таблица 7

Ограничение перенапряжений при установке ограничителей перенапряжений различных фирм при наличии резисторов в нейтрали и их отсутствии_

Без ОПН

РАО ЕЭС

Феникс

Таврида-электрик

Рекомендуемый

и/и

фт

без рез.

3,57

2,33

2,59

2,67

2,29

с

резист.

2,28

2,17

2,27

2,27

2,16

Ток Ограничитель еренапряжений, А

без рез.

14,5

15,4

14,7

17,2

с

резист.

4,45

0,87

0,5

4,98

опн, кДж/кВ

без рез.

0,69

0,6

0,58

0,68

с

резист.

0,18

0,04

0,025

0,15

-Ррез, КВТ

28,4

25,8

28,0

28,2

25,8

Как видно из таблицы, наличие резисторов в нейтрали снимает еобходимость дополнительной защиты от однофазных дуговых замыканий с омощью ограничителей перенапряжений. Ограничители, выбранные по словиям синхронизации при включении присоединений, при однофазных

дуговых замыканиях на землю в случае резистивного заземления нейтрг

находятся в легких условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По работе сделаны выводы как методического характера, так и по сущест

рассмотренных вопросов:

1. Разработаны математические модели для исследований электромагнита переходных процессов в сетях 6-10 кВ ОАО «Газпром»:

- модель для исследований электромагнитных переходных процессов п однофазном дуговом замыкании на землю;

- модель для исследований перенапряжений при использовании вакуумны элегазовых и маломасляных силовых выключателей;

- модель для исследований процессов при синхронизации блока передвижн автономных электростанций;

- модель силового преобразователя частоты для исследований процесс качества электроэнергии, а также вспомогательные субмодели, позволяют] описать свойства и технические характеристики элементов сет Разработанные модели были апробированы с учётом эксперименталы данных, полученных при проведении натурных экспериментов и опытов;

2. Для оценки коэффициентов искажения синусоидальности питающе напряжения и амплитуды высших гармоник при эксплуатации груп электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколен мощностью 4 и 6,3 МВт на питающую сеть, были построены номограм изменения /¿нс^Скз.Х что позволяет проектировщикам проводить экспрес оценку влияния приводов на качество электроэнергии.

3. Перед проведением реконструкции КС необходимо проводить полн экспериментальное исследование качества электроэнерги Экспериментальные обследования сетей КС на примере Томск газотранспортной системы выявили несоответствие по коэффициенту п гармонической составляющей напряжения на всех обследованных КС.

4. Анализ балансов реактивной мощности в энергосистеме, при использован силовых преобразователей частоты, показывает, что на один агрегат регулируемым электроприводом 4000 кВт, потребление реактивной мощное составит около 1600-1700 квар. При совместной эксплуатации груп электроприводных газоперекачивающих агрегатов нового поколения, питающей энергосистеме образуется острый дефицит реактивной мощности уровне 3-4 Мвар, что приведёт к значительным просадкам напряжения шинах.

5. При любом исполнении схемы выпрямления преобразователя частоты, урове отдельных высших гармоник превышает установленные ГОСТ 13109-значения. При трёх совместно эксплуатируемых агрегатах мощностью 4 IV и, соответственно 6,3 МВт, для всех рассматриваемых КС, уровень отделы высших гармоник превышает установленные ГОСТ 13109-97 значе! Необходимо отметить, что расчёт производился без учёта внешне гармонического фона.

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

На основе анализа множества вариантов компенсации реактивной мощности и снижения высших гармонических составляющих, целесообразно использовать как статические тиристорные компенсаторы, так и пассивные электромагнитные фильтры, выбранные с учётом последовательности расчётов: анализ балансов реактивной мощности в существующей схеме -потребление реактивной мощности - расчёт параметров фильтров - проверка фильтров на компенсацию высших гармоник численным расчётом. Для предотвращения частотных резонансов в системе воздушного охлаждения газа 0,4 кВ необходимо применять 24-пульсные схемы выпрямления преобразователей частоты в сети ЮкВ для отстройки частот от резонансной области в сети 0,4 кВ.

Анализ перенапряжений, возникающих при однофазных дуговых замыканиях и при включении присоединений, позволяет сформулировать следующие требования к резисторам в нейтрали генераторов и ограничителям перенапряжений, предлагаемых к установке на присоединениях с генераторами:

- величина сопротивления резистора Rpa = 6,5 кОм;

- мощность резистора Pva — 26 кВт;

длительно выдерживаемое напряжение ограничителя перенапряжений Uc = кВ;

опорная точка вольт-амперной характеристики (70СТ= 13,4 кВ при /опнт =

0А;

удельная энергия, поглощаемая защитными аппаратами во время иничного «срабатывания» WyÄ = WmJUü s 0,15 кДж/кВ.

.Резисторы с приведенными характеристиками целесообразно включать в нейтраль генераторов. При установке резистора на шинах секции его сопротивление должно быть 1,5-2 кОм.

.При оснащении блоков передвижных автономных электростанций вакуумными выключателями, определяющей характеристикой дугогасящей камеры является процесс восстановления электрической прочности межконтактного промежутка. Скорость восстановления электрической прочности должна быть не менее 80 кВ/мс. Обеспечение надежной эксплуатации витковой изоляции статора генератора может быть достигнуто при исключении повторных зажиганий дуги в вакуумном выключателе, сопровождающих отключение трехфазных к.з. за выключателем.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В ПУБЛИКАЦИЯХ 1. Звонарёв Ю.Н., Иванов A.B., Кротов Д.И., Фоменко В.В. Аварийные ситуации, возникающие при эксплуатации электрооборудования 6-10 кВ в сетях газоперерабатывающих заводов. - Доклад на 7-ой Всероссийской

научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния развития нефтегазового комплекса России» 29-30 января 2007 г. - М.: РГУ Нефти и газа им И.М.Губкина. - 7 с.

2. Ершов М.С., Иванов A.B., Фоменко В.В. Разработка математической модели частотно-регулируемого электропривода для оценки искажения питающего напряжения в стационарном режиме. - Доклад на 7-ой Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния развития нефтегазового комплекса России» 29-30 января 2007 г. -М.: РГУ Нефти и газа им И.М.Губкина. -12 с.

3. Иванов A.B. Фоменко В.В Анализ воздействия частотно-регулируемых электроприводов нового поколения на питающую сеть // Газовая промышленность - 2007.-№03.

4. Иванов A.B. Фоменко В.В. Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов подстанционного оборудования при внедрении мощных частотно-регулируемых электроприводов нового поколения // Промышленная энергетика - 2007. - №07, С.41-44.

5. Иванов A.B. Фоменко В.В. Экспериментальное исследование переходных процессов при пуске двигателя 6.3 МВт от тиристорного пускового устройства на Оренбургском газоперерабатывающем заводе. // Электро. Электроэнергетика. Электротехника. Электротехническая промышленность. -2008.-№02.

Подписано в печать 24.09.2010 г. Формат 60 X 84 '/16. Бумага офсетная. Усл.-печ.л. - 1,63. Уч.-изд.л. - 1,26. Типография ООО «Информ-Знание». Тираж 100 экз. Заказ № 81

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

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.

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.)

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.