автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности работы систем компенсации емкостных токов однофазного замыкания на землю в сельских электрических сетях напряжением 6-35 кВ

19 7

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНА.МЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИННЕНЕРНЫЙ ЛШВЕРСИТЕТ

ПОЕЬШЕНК; ЭЗФЕКГИБНОСТИ РАБОТЫ СИЯЕМ КОМПЕНСАЦИИ ЙЖОСГНЦХ ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО ЗА?.Ш1САНИЯ НА ЗЕМЛЮ • В СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 6-35 кВ (путём разработки и применения заземлянцих дугогасгадих реакторов с улучшенными характеристиками)

Специальность 05.20.02 -г "Электрификация сельскохозяйственного производства"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ВАЛЕЕВ Галимян Сабирович

Челябинск - 1991

Работа выполнена на кафедре "Электроснабжение промышленных пр приятии, городов и сельского хозяйства" Челябинского государстве ного технического университета.

Научный руководитель - кацдвдат технических наук, доцент

О.А.Петров.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ю.П.Галишников,

кавдедат технических наук, доцент Ю.И.Банников.

Ведущее предприятие -УральскиГ научно-исследовательский, проекта изыскательский и конструкторско-технологиче кий институт "Уралсел ь э н ерг опроект".

Защита состоится "■?/ " Лн^л/^ 1992 г.,в ч.

на заседании специализированного совета Д120.46.02 Челябинского с дена Трудового Красного Знамени государственного агроишенерного университета по адресу: 454080, г.Челябинск, проспект имени В.Ри нина, 75.

С диссертацией можно Автореферат разослан

ознакомиться в библиотеке университета. адс/г(ъ]и<-с, 1991 г.

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат технических наук, „ , „

доцент Л.А.Саплин

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными направлениями развития электрифи-ц'.ш российского села,- являющимися составной частью ресцубликанс-It программы возрождения села и решения продовольственной програм-, предусмотрено к 1995 году увеличение потребления электрической сргии до 180 млрд. кВт.ч, строительство и реконструкция около I млн. год линий электропередач, введение в действие большого ко-чества новых трансформаторных подстанций, повышение технического опня электрооборудования, надежности и качества электроснабжения льских потребителей.'

В распределительных электрических сетях напряжением 6-35 кВ льскохозяйственного назначения, суммарная протяженность которых в рано п настоящее время составляет около 2 млн. км, наиболее час-м видом повреждения являются однофазные замыкания на землю (033). ело их составляет СО...90,ь от всех видов повреждений и примерно еть этих замыканий вследствие возникащих при 033 перенапряжений горения за. емляпцей дуги переходит в междуфазные короткие задания.- Подобные поврездения приводят к нарупению электроснабжения лъскохозяйствешгох потребителей.

Известно, что количество переходов 033 в. меядуфазные короткие ■.тыкания может '5ть существенно снижено за счет использования в азанннх электрических сетях систем компенсации емкостных токов 3, причем чем о!цутимее получаемые при этом результаты, тс.1 эф-ктивность работы этих систем считается .вьше. Поэтому решение во-эсоп, связанных с повышением эффективности работы систем компен-цшг емкостных токов 033, является актуальны*. Диссертационна.. работа выполнена в соответствии с заданием, рдусмотренньм координационным планом межвузовской целевой Прог-«ш "Экономия.электроэнергии'4, утвержденной Государственным ко-гетом СССР го народному образованию, направление 4, п.04.50: азра'отка стоматических систем компенсации токов однофазного '.икания на землю в электрических сетях напряжением 6-35 кВ",-Целью работы является разработка заземлящего дугогасящего ре-гора (Jjp) с улучшенными характеристиками, обеспечивающего повыпив эффективности работы систем компенсации емкостных токов 033 электрических сетях напряжением 6-25 кВ.

Идея работы - повысить надёжность работы сельских электрически сетей напряжением 6-35 кВ за счет внедрения в практику эксплуатации высокоэффективных систем компенсации ёмкостных токов 033, пре дотвращающих развитие 033 и улучоащих условия электробезопасност

Научные положения, разработанные лично' соискателем и новизна.

1. Снижение потерь активной мощности и уровня высших гармоник цепи переменного TdKa заземлящих ДР с годмагничиванкем при изготовлении их магнитопроводов из холоднокатаной анизотропная стали достигается цутём применения нетрадиционной схемы шихтовки иодмаг-ничиваемых стержней с ориентацией направления проката пластин под углом по отношению к оси слоя, параллельной оси стержня.

2. Улучшение характеристик ДР с подмагничиванием обеспечивает^ включением в цепь их подмагничивания управляемого дросселя, в качестве магнито про вода которого используется чствзртый стержень мш нито про вода реактора.

3. Учёт анизотропии холоднокатаной электротехнической стали пр; составлении математической модели ДР с годоагничиванием, а также картины распределения магнитно-силовых линий в подмагничиваемых стержнях и её изменения в зависимости от интенсивности подмагничк-вания позволяет получить описание характеристик реактора как при слабых, так и сильных шлях дадмагничивания.

4. Оптимальные электромагнитные параметры ДР.с годмагничиваииа\ зависят от их номинальдай мощности и кратности регулирования тока.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводаз и рекомендаций подтверждается представленным статистическим материалов потокам 033 в сельских электрических сетях напряжением 6, 10.кВ, собранным автором в различных энергосистемах страны, и по количеств 033 и переходов их в иеадуфазные короткие замьжания в компенсированных электрических сетях напряжением 6-35 кВ, собранным в Масоне го, представленными данными об экспериментальных и аналитических исследованиях характеристик физических моделей ДР и соответствием расчетнш параметрам результатов испытаний опэтных образцов реакто ров с подмагничявакием s лабораторных условиях и в условиях эксплуатации. _ ,

Значения работы. Научное значение работы заключается в разработ 1<е путей улучшения характеристик заземлякцих ДР с подчагничиванием и оценке их эффективности, создании математической модели ДР с нетрадиционной схемой шихтовки подмагничиваемых стержней и угтро:цсико модели для расчёта его статических характеристик, разработке мето-

дики построешя расчетных кривых, функционально связываниях ыезду собой основные электромагнитные параметры ДР с подапгкичиванием при заданных ограничениях.

Птоктичоскоо значение работы состоит в разработке заземлящего ДР с подаапичиваняем, обладающего улучшенным! техшко-зконошчос-кими показателями, и методики их испытаний в лабораторных условиях и в у слови ях\ эк силу аташи, в создании и оценке точности инженерной методами расчета указанного реактора, обеспечивающей проектировало его с оптадпльныш электромагнитными параметрами, а также в " разработке упрощенной конструкции ДР с подтгничиванием,. выполненной на базе магштопровода трехфазного силового трансформатора, и ите нерпой методики ее расчета.

Реаяизащя выводов и рекомондашй работы; Ленинградским транс-форгаторным электроремонтшм заводом ЦПРП Ленэнорго изготовлено 18 заземляюцих ДР с подг.агничнвшием, разработанных с использованием результатов данной диссертахяониой работы. Шесть из указанных реакторов эксплуатируются в электрических сетях трех подстанций сельскохозяйственного назначения ПОЭЭ'Денэнерго (# 191, "Потродворэц" и "Юцши"). .

Инженерная методика расчета ДР с подгхшшчпванием, выполненного на базе тгни то провода трехфазного силового трансформатора, внедрена в ПОЭЭ Челябэнерго и Татэнерго.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы в сельских электрических сетях составил 3,3 тыс. хуб» в год на одну устансв^. Онкольная значимость результатов работы заключается в повышении уровня электробезопасности при эксплуатации сольских электрических сетей напряжением кВ.

Результаты исследований, а также физические модели разработанных авторш ДР используются в учобнем процессе кафедры "Электроснайкс-ние прог.азалекнш предприятий, хЪродов и сельского хозяйства" Челябинского государственного технического, университета (ЧПУ) при чтении лекш:'; и выполнении лаборатории работ по дисциплинам "Релейная защита, автоматика и телемеханика" и "Плектроснабжение про-жпленилс предприятий", а также при выполнении ЩРС и УПРС по вопросам: рекимов нейтралей электрических сетей.

Апообания рпбоу:. Основные полахстя и результаты работы доложены, обсувдещ и одобрены на П а И Бсесопзнза научно-технических конференциях "Злектробезопасность на горнорудных предприятиях черной металлурги! СССР" (Марганец, 1379 и Днепропетровск, 1Э32 г.), на Росгубалканской каучг:о-технлчеснсм хои^еревдз я?е2и:.а нейтрала

в электрических распределительных сетях напряжением 6-¿5 кВ" (Киев, I9dO г.), на I и II региональных научно-технических конференциях "Компенсация токов однофазного замыкания на землю в электрических сетях напряжением 6-Ь5 кВ" (Челябинск, 1900, 1984 гг.) и на юбилейной научно-технической конференции Челябинского государственного arpoинженерного университета (Челябинск, 1991 г.).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 25 работ, из них 5 авторских свидетельств.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из,введения, пяти глав и заключения, изложенных на 173 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 74 рисунка, список литературы из 141 наименований и приложения.

■ ОСНОВНОЕ СОдаьАНИЕ РАБОТЫ

- Во введении обоснована актуальность трчы, излагаются цель и идея диссертационной работы; ее практическая и научная значимость и основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основании анализа результатов обработки статистических данных по токам 033 в распределительных сетях напряжением 6-ó5 кВ сельскохозяйственного назначения семи энергосистем страны для сельских электрических сетей оценена потребность в системах компенсации ёмкостных токов 033, устанавливаемых с целью повышения надёжности работы указанных сетей. Показано, что эффективность работы систем компенсации, применяемых в настоящее время в. сельских электрических сетях, не отвечает требованиям эксплуатации, и что она во многом зависит от свойств и характеристик исполнительны^ органов этих систем - заземляющих дугогасящих реакторов.

Изучение и анализ характеристик систем компенсации ёмкостных токов 023 при условии применения в них известных конструкций ДР, а такхе других регулируемых индуктивностей,- которые потенциально могут быть использованы в качестве ДР, с точки зрения соответствия указанных характеристик техническим требованиям, предъявляемым к системам компенсации с целью обеспечения высокой эффективности их работы, наказали, что ни одна из этих систем не отвечает всем требог ьанпям одновременно, а следовательно, и не обладает высокой эффек-гквность'-с.. Кроме того, они показали, что требованиям эксплуатации сельских электрических сетей в наибольшей мере отвечаот системы компенсации ёмкостных токов 033, в которых пепользуьгея с г.од-м.'^гннчнзанием.

. В связи с изложенным в работе бшш поставлены слодувдио задачи исследования:

1. Разработать нови о конструкции заземляющих ДР с подмагничиза-нием, характеристики которых удовлетворяли б и всем основным техническим требованиям, пред"являешм к таким аппаратам.

2. Найта технические решения, позволяющие улучшить хгчактерис-Т1жи разработанных реакторов, и провести и с следов алия с целью оценки эффективности этих решений.

"3. Создать матег.птическую модель разработанного реактора с под-гагничнванием.

4. Разработать инженерную м^тодап^ расчета ДР с подаагничивани-ем, обеспочиваицую проектирование их с оптимальными электромагнитными параметрами.

5. Рассмотреть вопросы испытаний разработанных реакторов с под-магничиванием в заводских условиях и в условиях эксплуатации, а также оценить технико-экономическую эффективность применения указанных реакторов в сельских 5.;ектр1ческих сетях.

Во второй главе рассматриваются ноше конструкции заземляющих ДР с подмапшчиваниегл и ц/та улучшения их характерютик. Приводятся результаты экспериментальных исследований физических моделей ДР с подмагничиванием, в которых реализованы разработашше автором технические решения, направленные на улучшение характеристик ДР.

Разработка ДР с подевгшчпванием в зависимости от ориентации тгштных потоков рабочей «обмотки и обмотки управления (подшгничи-вания) ведется по трем основным направлениям - с продольным, поперечным и продольно-поперечным подшгничиванием.

Реакторы с продольным подмагничиванием являются наиболее простыми в конст^уктивном отноше!ши, но имеют, npi этом и существенные недостатки. Для большинства из них характерны повышенные потери активной глэщности в цепи переменного тока либо высший уровень высших гармоник в ток е ДР. Поэтог.у при непосредственном'участии автора была разгпботана новая констй/кшя ДР с продольным педаагничпва-нием постоянным током. . •

На pic Л изображена принципиальная конструктивная схема -этого реактора, где показаны условные обозначения обмоток, основных гео-метрпчеекпх размеров тгнптопровода и электромагнитных параметров: 0П1, 0П2 - обмотки подмагничивагеш; ОР, ОБ - обмотки переменного тока соответственно регулировочная и базовая;'^, , - число витков обмоток подмдгшчивания, Ь/„, = ; , - число

Рис.1. Конструкция дугогасящего реактора с подмагничиванием шсгоякным током

витков обмотси перепетого тока соответственно базовой и регулировочной, = Mper - ; ip , in - токи реактор и в его цепи подагшчивашя; Up ,Un - напряжения, приложенные к реактор и к его обмоткам подаагничшзашя; Фл -магнитный потек, создаваемый таком подг.игвдчивания; Ф1 п Фг - магнитные штоки, создаваемые тском iptr , протекаюцим в регулировочной обмотке; Ф3 - магнитный поток, создаваемый таком » протекшоцнм в базовой обмотке. Конструкция реактора шполняется таким образад, что + Ф2~Ф3. При отсутствии подмагнпчизашя ток реактора определяется в основном током ¿Vaj • протекающим в базовой обыотко. При протеканпи . тока в обмотка 0П1 и CU2 подмагничлваются стерли, онзатываешо обмоткой 0?,- и участки ярем, соединящне указанные стержни. Это приводит к увеличению магнитного сопротивления потокам Ф- п5Л| а следовательно, и переменного тока Iper в обмотке OP. Taie как стеряень, содержании немагнитные зазоры, практически но подаагкизд-вавтея, то его магнитное сопротивление потоку 5g меняется незначительно, вследствие чего остается практически неизменным и ток в базовой обмотке ОБ. .

. Исследования характеристик физической модели данного ДР показали, что он, в отличие от известных ДР, отвечает всем техническим требованиям, пред"являемым д таким аппаратам:. Поэтов применение его в снстаах компенсации емкостных токов' 033 позволяет повысить эффективность работы этих сзстш.

Эффективность указанных систем определяется на только подозп-тельным эффектом, обусловленным их работой- в сети, но и стоимостью самих- систем, которая в свою очередь, во многом определяется стоимостью ДР. В са.зи с этим была поставлена задача уменьшения последней. Решение ее било принято осуществлять за счет повышения эффективности использования антйвннх материалов путем улучшения характеристик разработанного реактора и проектирования его с оптимальными параметрами.

С этой целью были проведена, исследования,, в результате которых найдены следу щи е эффективные цути улучшения характеристик ДР с подмагничиванием:

I) включение в цепь подг-агничивания ДР управляемого дросселя, в качестве шгнатопровода которого использ"бтся четвертый стеретень магнитоправода ДР;

?.) использование нетрадиционной схемы пнхтов'кп подаагни'^иваемых стеркней при изготовлении магштопроводов ДР из холоднокатаной анизотропной стали;

3) радааяшзя: шпхтозка подаапшчизаомих стороной.

Второй из перечисленных путей з от.шчле от первого не требует дополнительного расхода акцизных штерналов и проще в реализации но сравнении с третьи«» Поэтощ он '6щ заложен трансформаторным олокт-рорепоктнш заводам ЦПШ Ленэкерго в техни.чесюш условия ТУ 34-29-I0I76-ÛQ на производство ДР с поддагсгсшашем, разработанных о использованием штериадов данной диссертационной работы.

Нетрадащошгость схемы шихтовки поддогаичиваемых стерхкея заклх>-шохся в тш, что каждый слой указашгых стержней собирается из четырех пластин I„,.4 (psic.I), лшшк стыковка которых до;и,г пополам как шрш^ слон» так и высоту стерший. Направления проката пластан по отношена» к лшш стыковки, параллельной оси стерла m, ориентируются под углом Q < <£ £ 30°, -ой_пленным к центру слоя.

Исследовшсиш характеристик физических подслой такого реактора, проведенными в лабораторных условиях при различных значениях угла d установлено» чи» использование данного тохш!ческого ршодоя, такае как л двух других» позволяет сшзлть как : зличшу потерь активной ыоэдости, так и содержание шешх яармошк в цепи переменного тока ДР, причем оптпмашйпа с точки зрегагя уяе!1ьссния указанных шцта-метров являются значения углов 45° i <f- 60°,.

В третьей глава приводятся разработанная автора! кинематическая ?.;одоль реактора с нотрадаиошюИ схемой eïxtobkji подаалшчцваидяс cTepsHoJi, нотодака решениг этой шдеяз к ссновшо результат иссло-довашЛ, прозодошшх с es использованием.- Здесь se пред ста влет упрощенная математическая модель, пззволлхгдя : сосчитывать стаяичост кие характеристики ДР без привлечешь US;:.

На pic. 2 предел.влет cxeî.a замещения '.гтпшгой, а на рис.З -электрических ueneii реактора, согласно которым при • принятых обозначениях, показанных ка рис.1, процесса в рассматриваемом реакторе будут описываться след/дцо! системой уравнений:

1Г - /' D W / dipçr dYper .

UP ~ ЬрсгКргг • btiper T ~~ofi '

ис.2. Схема замещения магнитной цепи дул. гасящего реактора с нетрадиционной схемой шихтовки подмагничиБаемкх стержней

1рег

арег

Ир

сП

0

г.З. Схемы замещения электрических цзпей реактора С яздмагни-чиваниеч: а) - переменного тока; 8) - достоянного тока

ип = ¿ж +ЙП1)*(и^ьм)

Iрег ЪУрег + 1БО$ - Ьп ЬУпг - * ;

Ьрег + у т

1/р - +Я)\

ип « 1п(йп, + йпг),

где и потокосцепления взаимоиндукции первой и второй

обмоток подаагшчивашя; , У&у - потокосцепления взаимоинду-!сции ре1улЕршочной и'базовой обмоток; /?л ,и Д^ег - активные сопротивления обмоток подаагничивания, базовой и радулировоч-ыой¡¿с/п »¿</(йу и ¿с/рег - шзд/ктивности рассеяния обмоток в тот.: >::о порядке следования; -^падение магштного напряяешя на Л -ом участке магнитной цеш; - среднее значение тока в цеш подапг-ничивания; £> - качанная фаза напряяешя.

Решение данной система уравнешй проводилось на 33.1 ЕС-ЮЗО по методике, предложенной авторам, которая была заложена в основу разработанной ил яе программы ^йиА'бЕКЫТ" . При этом учитегвалисъ следующие соотношения5 справедливые для рассматриваемого ДР с под-шгкичивакием:

Упс = 1=1,2) в,

& = 5г = Зз/а; - ¿г = Аг ¿г, '

р - о о Ьг - уг~'-Оо,

в

гс-j

LdittrWr , r-ü;

i=i т/г

Zi-i

t ПРИ t, 2"

¿*2Cz~nSÖ при

Ci ПРИ

ПРИ f-6,

ßo(l

U

dJV -zw WM-Ъ -4-J;

/<-1

Qc/>(Hncp, bmi, ¿г)™» i,^

О пРи г>г.

В этих выражениях: o0 - постоянная и переменные состав-

" о р

лякщно магнитной индукции в подмапшчиваемых стерзшх; » -

длила f" -его участка шгннтопровода и значение капряненносл! магнитного поля на этал участке; , Q/~ - значения углов мездг направлением вектора ¿пгнитной индукиш и направленляо соответственно прокатки пластин и осп стерзия; О , tlö - Длина единичных не-мдиптных зазоров и их количество; Кс - кэзмТлпяект заполнения стертая сталью; Ипср - осредненная Kai с вдоль контура подмагничгза-так л-ьо времени величина напряженности лоля подмагнлч;1Бапия; т , ¿¿('ff-) - ч1сяо учитывао;.зх слагаемых полинома, ошешелцего характер: сгпку нс?.г»гнп'пвяи и* тпатолсовода реактора» язготозден-::ого из л^лоднекатаной' анизотропной сради, црх перелагнячива1зп: с: под углом {Pf- по отношении к оси легкого кл:шшгетшия, к koo'JOsi-.щент при I -о.м слагаемом указанного полилог/а.

Значе'ли.коэффициентов Ъо1- , "bfcm'i » углезих частот idi я углов • Tfri приведены з npjLüa-ejsin к диссертации

Исследования характеристик ДР с подмагнячиваннем, проведенных с псяользсзаняем указанной прогрэлмы, показали, что гфедяояенная ма-гелатачесяот шдель о удеэлрчгоштельной точностью описывает харак-

терпстиуи разработанного реактора как щи слабых, так и сильных полях подшгкичив&чия, о чем свидетельствуют кривые изменения тока физической модели реактора 1'рм к его коэффициента гармоник Кгм в функции напряженности Нпер поля подшпшчивания, найдонше рас-чатинм щтем (сплошные линии) и экспериментальны?.! (итрих-цунктир-ные линии) ц представленные на рис.4.

В диссортавди разработана упрощенная математическая модель ДР с подмагнишваняем для расчета его статических характеристик вида

т1 И пер) д Zr ~ используемых при проектиро-

вании ДР. Здесь Ip , 1Г - действуыцие значения тока реактора и его первой гармоники; &т - емплиоуда г.игнитной индукции основой шетоты. Указанная модель основана на использовании двух'семейств условных кр;вых намагничивания, представлявдих собой зависимости вида //;= %(5т/Ип^)) к Hjj ~ %(&/njH/icp¡) где Hj и Hij -. напряженности поля переменного тока, величины которых определяются действуицим значением тока реактора и его первой гармоники при фиксированном зшчвшш напряженности поля подаапшчивания, равной

HpCpj .

В четвертой главе представлена материалы по разработке инженерной методики расчета ДР с подшгничиванием, обеспечивающей проектирование их с опотшльшш'параметрами, т.е. с шнимальной стоимостью, и произведена оценка точности этой методики.

Используемые в указанной инженерной.методике расчета ДР с под-магнпчиванием зависимости основных электромагнитных параметров, геометри ческих размеров магнитопровода и бака реактора от мощности последнего, ооответствувдио конструкциям с минимальной стоимостью, установлены путем постановки вычислительного эксперимента на'сШ ЕС-ЮЗО, для чего с участием автора была создана программа „REAKTOR " расчета ДР с шдаагшгаванием на ЗШ. При постановке вычислительного эксперимента были использованы расчетные кривые (p¡o,5), функционально связывание мазду собой основные электромагнитные параметры ДР при заданных ограничениях. Методика построения указанных расчетных кривых, предложенная автора.:, рассмотрена в диссертации.

В пятой главе представлена методика испытаний ДР с подмагничивашем в условиях» заводамх лабораторий и эксплуатации, поведены результаты заводских испытаний опытных образцов реакторов мощностью 360 и 150 кВ.А, напряжением (6,3-Ю,5)//3 кВ. "

Здесь se для предприятий, не обладающих необходимой для производства рассмотренных ДР технологаческой осткасткой и материально-технической базой, в работе предложена упроченная конструкция ДР с

IpM Лпм

'A %

■ /о

Spy Brrl

зг

fs 8 o'

- ti §

*

tf Л"?**

// Ста 1 втз АЬЗУО; 4*2 мм! *tor 1

"fs 52 f,6-

. /г

$ 36

% ■гз ■Ф-

0 -so • oK

d = ""ft, ' Iran ~S%

/А

tap'

«v

'ис.4. Зависимости тока модели ре- Рис.5. Расчётные кривые, сзя-

актора 1рм и коэффициента pro высших гармоник Km от напряжённости поля подмаг-

ничивания Н,

ПСр

расчет-

ные; — экспериментальные 6

•зыващие между со бол основные электромагнитные параметры глодали ДР с подмагничиванием при заданных ограничениях

Эг

wt.fi'l

_Jf

9 9 /

о о,г o,v о,б c.smb-a w

SpfiSM ——

:.6. Зависимости годового о ко ноттич е ско го э^фгкта Эг от мощности реактора $рнс!М при различных гг-гелеккях числа 033

подмагничиванием, изготавливаемая на базе силового трехфазного трансформатора с использованием всех его.деталей, за исключением обмоток.. Кроме того, разработана инженерная методика расчета этого реактора.

Показано, что применение разработанных ДР в системах компенсации егжостных токов 033 обеспечивает экономический эффе1ст по срав-нешш с аналогичным! системами, где используются выщскаемые отечественной промышленностью реакторы типа РЗДПСЯЛ, причем величина эффекта зависит от числа 033 и в значительно меньшей степени от годности реактора (píe.6). Кроме того, применение указанных систем обеспечивает и социальный эффект.

Эконог.аческий зфхрект обусловливается снижением числа переходов 033 в междуфазные КЗ, а следовательно, уменьшением недоотщека электрической энергии и потерь сельскохозяйственной проданили, а также снижением повреждаемости электрообосудования и элементов электрической сети при 033.

Социальный эффект обусловливается тем, что повышение кадетлос-ти электроснабжения за счет использования высокоэффективных систем компенсации емкостных токов 033 обеспечивает непрерывную работу машин и механизмов, перерыв в электроснабжении которых приводит к использованию ручного, труда,- например, в лшвотноводстве. Кроме того, социальный эффект связан с улучшением условий электробезопас-кости.

ЕЫБ0Ж И РШИЕЩШЙИ

1. Разработанные ноше констхукши ДР с подмагничиванием постоянным током обладают высокой эксплуатационной надежностью и улуч-шекныш. характеристиками по сравнению с существующими аналогами. Технические показатели этих реакторов отвечают всем-основным требованиям, пред"являемым к таким аппаратам.

2. Применение разработанных ДР с подмагничиванием в системах компенсации емкостных токов 033 дает возможность с высокой степенью надежности поддергивать резана резонансной настройки кошенсапии в процессе экепдуатадаи, обеспечить малую величину остаточного тока

б месте замыкания на землю и высокую эффективность" работы указанных систем, а следовательно, и повысить наличность эяектроснабге-. ния потребителей сельскохозяйственного назначения.

3. Исследованиями установлено, что включение в цепь намагничивания ДР управляемого дросселя,. в качестве гагнитопровода которого используется четвертый стержень гвгнитопровода реактора, позволяет

существенно снизить не только величин шсш« гармоник, но и потери активной мощности в непи переменного тока,

4. Предложено при.изготовлении тгнитолраводов реакторов из холоднокатаной анизотропной стали использовать нетрадиционно схему шихтовки подкогничиваемых стержней с ориентацией направления прокатки пластин под углом 0° <<£ $ 90° по отношегаю к оси стергля. Данное решение позволяет значительно уменьшить как величин потерь активной шщности, так и высших гармоник в цепи пороменного тока реактора, но требуя при этом увеличения активных материалов.

5. Проведенные исследования показали, что р-,акторы с радиально-шихтованными подг.агшрпваемыми стерзсшш пр! условии продольного подмагшчивания по регулировочной способности не'у ступа от рсакто-рам с плоскошихтовшшъм; .стержнями и имеют при этом значительно меньшее потер! активной мощности в цепи переменного тока.

6. Разработанная математическая модель реактора с нетрадиционной схемой ¿жхтовки подшгничиваешх ст орган ей, учитывающая анизотропию холоднокатаной стали и картшу распределения тгнптно-спло-шх линий вгутри указашшх стержней, а также изменение последней

в зависимости от интенсивности подмагничившшя, позволяет получить с достаточной степенью точности описание процессов в указанных реакторах как при слабых, так и сильных полях поддагничнвания.

7. Предложенная в работе инженерная методика расчета разработанного реактора с подмагничиванием обеспечивает проектирование его с оптигалышш электромагнитными параметрам! и обладает достаточной для практических расчетов степенью точности.

8. Для предприятии, не обладаниях гатерпалыга-техннческой базой, необходимой для изготовлешя новых реакторов, предложена уиро^ощгая конструкция реактора с подмагничиванием, выполняемая на базе елового трехфазного трехстеряневого транспорт.птора, и разработана инженерная методика её расчета. Достоинством такой конструкции реактора является возможность использования всех конструктивное элементов трансформатора, за исключением обмотск.

9. Установка в с ел встгах электрических сетях напряжением 6-55 кВ систем компенсации емкосткнх таков 033 в качестве исполнительных органов которых используется разработанные реакторы с под;.тагнпчива-Еие.м, наряду с повышением надежности электроснабжения, способствует улу^пеннэ условий электробезопаскоста. Экономический эффект от внедрения этих спетом на трех подстанциях сельскохозяйственного назначения ПОЗЭ Ленэнерго составил 79,9 та с. ¡у б. в год.

- к -

Основное содержание диссертации оцгбликовало в следувдих работах:

1. Валеев Г. С. Алгоритм расчета на ЕЦШ линейшх размеров магни-топровода догогасящего реактора// Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1981. -

е.6-11.

2. Валеев Г. С. Аппрокситщя характеристик намагничивания дггога-сящих реакторов с пбдаагничиванием ортонормированныш многочленами // Автоматизация энергосистем и энергоустановок прошшленшлс предприятий. - Челябинск: W, I987i - С. 17-22.

3. Валеев Г. С. Исследование уровня высших гармоник и потерь актив ней мощности в трехстеряневом реакторе с подаагничиванием// Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. & Челябинск: 4M, IS8I. - С. 15-18.

4. Валеев Г.С. Проектирование реакторов с подаагничиванием с применением ЗШ// Компенсация токов однофазного зашкалил на землю в

электрических сетях напряжением 6-35 кВ. - Челябинск, 1980. -С. 21-22.

5. Валеев Г. С. Расчет дугогасящего реактора с дискретным рехули-рованием ищуктивности по метода подобия// Автоматизация энергосистем и энергоустановок црошшленных предцриятий. - Челябинск: 4M, 1977. - С. 22-29.

6. Валеев Г.С. Экспериментальное исследование характеристик $изи-чзсксй шдели четырехст еркневого дугогасящего реактора с подмагшт-ванием// Автоматизавдя энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. - Челябинск: ЧТИ, 1987. - С.26-31.

7. Валеев Г.С., Комиссарова Е.Д. Расчет бака д/гогасящего реактора с подаагничиванием на ЗИЛ// Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных цредпрзятий. - Челябинск: ЧПИ,' 1985. -

С. 45-49.

8. Валеев Г.С., Панова Е.Д. Автоматизированное проектирован:;е ду-гогалядах реакторов с подаагничиванием// Электробезопасность на открытых и подземных горных работах. - Днепропетровск, 1982. -

С. 145-148.

9. Валеев Г.С., Панова Е.Д. Алгоритм расчета обмоток дугогасящего реактора с подаагничиванием// Автоматизация энергосистем и энергоустановок црошшленных. предприятий. - Челябинск: ЧПИ, 1983. - С.56-59.

10. Валеев Г.С.; Петров O.A., Долинин В.П. Упрощенная конструкция дугогасящего реактора с подаагничиванием// Электробсзопасность на открытых и подземных горных работах. - Днепропетровск, 1982. - . С. 142-145.

• П. Валеев Т.О., Петров O.A. Исследованао характеристик модели компенсирующего устройства с дискретным регулированием индуктивнос-ги// Автоматизация энергосистем и энергоустановок проышпленних предприятий. - Челябинск: 4M, 1978. - С.44-47.

12. Валеев Г.С., Петров O.A. О влиянии распределения воздешных зазоров в магнптопроводе на характеристики модели дугогасящего аппарата с дискретным регулированием индуктивности// Автоматизация энергосистем и,энергоустановок промышленных предприятий. - Челябинск: Ш, 1979. - С. 29-33.

13. Компенсация емкостных токов однофазного замыкания на землю в ¡етях 6 кВ ССГОКа/ О.А.Петров, В.И.Осасяк, Г.С.Валеев и др.// Горный урнал.-1982.-№ 8.-C.5I-53.

14. Особенности проектирования дугогасящах катушек с продольным одмагничаванием на трехстеряневом магнитопроводе/ Г.С.Валеев, '.Д.Панова, В.И.Пястолов, О.А.Петров// Электроснабжение и автомати-ация промышленных предприятий. - Чебоксары: ^ваш. гос. ун-т, 1976.

С. 21-27.

15. Петро: O.A., Валеев Г,О, фгогасящий реактор с подмагничава-1ем постоянным током// Электрический станции.-1980.-й 7.-С.49-62.

16. Петров O.A., Валеев Г.С. Исследование модели дугогасящего зактора с дискретным регулированием индуктивности// Автоматизация юргосистем и энергоустановок промышленных предприятий. - Челябинск: И, 1977. - С.29-33.

17. Петров O.A., Валеев Г.С. О конструкциях устройств для компен-цни емкостных тисов// Эяектробезопасность на горнорудных предпрня-ях черной металлургии СССР. - Днепропетровск-Марганец, 1979. -61-63.

18. Петров O.A., Валеев Г.С. Пути уменьшения тиела полупроводни-оих ключей в реакторах с дискретным регулированием индуктивности

Режимы центрами в электрически распределительных сетях напрлжо-эм до 35 кВ. - Киев, 1980, - С.62-64.

19. Современные гонстэднют управляемых д/гошеяэдх рга-сторов с -¿игннчнвашем/ Г.С.Валеев, О.А.Петров, В.И.Пястолов л др.// Ком-юацпя токоз однофазного заикания на землю в электричеыих сетях тякониш 6-35 кВ. - Челябинск, 1930. - С.4-6.

20. Четгаехсторжнсвой дугогася^нй реактор с подглгничпваиием/ :.Вапеез, О.А.Петров, 2. Д. Панова п др.// ачектга чески е станции.-

3.-С.50-52.

21. A.c. S94S04 СССР. Рехулпту е:?гй реактор, hkijîïî,:эр, для д.,тога-ил аз'с»:.Ii:::: тс?оз в олейтричэск;:-. еэтях с зазс-млопгол лс-гг^-гл*" ,'..Т.г.-;рз~, Г, С.Бгтсс-?// Откртгпя - 1973. - /,п.

22. A.c. 773757 СССР. Управляемый реактор с подмагничиванием/ О.А.Петров, Г.С.Валеев// Открытия ..., - 1980. !г 39.

23. A.c. 9I510I СССР. Электрический реактор с дискретным регулированием индуктивности/ О.А.Петров, Г.С.Валеев, А.Н.Хабаров// Открытия ..., - I9Ö2. - J?> II.

24. A.c. 930400 СССР. Электрический реактор с продольным подчаг-ничиванием/ Г.С.Валеев, О.А.Петров// Открытия 1982. - № 19.

25. A.c. 1269224 СССР. Устройство для компенсации емкостных то-юв' О.А.Петров, Г.С.Валеев, В.Д.Головчан, К.К.Киренвд'' Открытия .... - 1986.41.