автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Повышение эффективности защит сети 0.4 кВ при однофазных замыканиях

РГб 01

- 3 ш 29С0

На правах рукописи

БОГДАН Владимир Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАЩИТ СЕТИ 0.4 КВ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ

05.14.02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

Новочеркасск 2000

Работа выполнена на кафедре «Электрические станции» ЮжноРоссийского государственного технического университета (НПИ).

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Подгорный Э.В.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Засыпкин A.C.

- кандидат технических наук Дроздов O.A.

Ведущее предприятие - Южный проектно -

изыскательский и научно-исследовательский институт «Энергосетьпроект»

Защита диссертации состоится Зо 2000 г. в />2час. в

107 ауд. главного корпуса на заседании диссертационного совета Д.063.30.01 в Южно-Российском государственном техническом университете по адресу: 346400, Новочеркасск, ГСП-1, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮжноРоссийского государственного технического университета (НПИ).

Автореферат разослан 20 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Золотарев H.A.

3 Ш9. /3 - ол'л. я.ч . п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эксплуатация электрических сетей 0.4 к.В имеет ряд существенных особенностей, одной из которых является их размещение внутри производственных и жилых зданий. Вследствие этого возникает проблема электробезопасности обслуживающего персонала и просто граждан, непосредственно соприкасающихся с действующими электроустановками.

Для обеспечения злетстробезопасности косвенного прикосновения важным условием является время отключения однофазных коротких замыканий (КЗ) на корпус или защитный проводник. Проектный расчет токов однофазных КЗ и, соответственно, выбор уставок защит основывается на методе симметричных составляющих с использованием параметров сети, одним из которых является сопротивление нулевой последовательности (НП) силового трансформатора. Требуется также решение проблемы обеспечения пожарной безопасности зданий и помещений при повреждениях электрической сети. В связи с появлением нормативных документов о применении устройств защитного отключения (УЗО) возникла необходимость его выпуска в Российской Федерации.

Большой вклад в решение научных проблем, связанных с определением токов коротких замыканий и учета влияния параметров сети 0.4 кВ, внесли известные отечественные ученые: С.А. Ульянов, А.А Пястолов, М.Р. Найфельд, П.И. Спеваксв, М.А. Шабад, В.А. Андреев, А.В Беляев, В.Н. Усихин, Э.В. Подгорный, В.В Жуков и др. В настоящее время проводятся работы по таким темам как: учет токоограничнвающего действия дуги, расчет нагрева проводников, влияние повторного заземления нулевого провода.

Проблема определения сопротивления НП силового трансформатора начала разрабатываться в конце 60-х годов. Было показано, что эта величина и ее составляющие сложным образом зависят от магнитного состояния сердечника, а также бака силового трансформатора со схемой соединения обмоток У/У„-0 и указывалось, что рекомендуемые опытные значения можно использовать только для приближенных расчетов. Однако немногочисленные экспериментальные исследования оставили не решенными много вопросов, в частности, о влиянии тока однофазного КЗ на значение сопротивления НП трансформатора.

Цель работы. Повышение эффективности защит сети 0.4 кВ за счет более точного учета сопротивления НП трансформатора, выбора уставок

V " _______________г_____________________________ ___

релейной защиты (го) и ошлмизацлЯ .ллсыро.мелпппче^лил пинчр; л им и устройств защитного отключения.

Для достижения поставленной цели в рамках диссертационной

работы решались следующие основные задачи:

1. Расчет методом теории цепей потокораспрсдслсния нулевой последовательности трансформатора, определение полного сопротивления • НП, его активной и индуктивной составляющих, а также распределение магнитной индукции вдоль элементов конструкции бака трансформатора.

2. Разработка математических моделей трехфазного трехстержневого силового трансформатора, позволяющих рассчитывать режим экспериментального определения сопротивления НП и короткие замыкания на стороне низкого напряжения.

3. Экспериментальное и теоретическое исследование зависимости сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун-0 от режима его работы с учетом нелинейных свойств стали магнитопровода и бака силового трансформатора.

4. Разработка устройства защитного отключения и его электромеханического исполнительного органа (ИО) с малым разбросом тока срабатывания, выполнение унифицированных устройств защиты от однофазных повреждений на принципе управления дифференциальным (остаточным) током.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались положения теории электрических цепей, метода симметричных составляющих, теории электромагнитных переходных процессов, математического анализа. Исследования проводились с использованием математического и физического моделирования, натурного эксперимента.

Научная новизна выполненных исследований и разработок состоит в следующем:

1. Определены основные зависимости сопротивления НП трансформатора от его геометрических размеров и границы его изменения, выявлены причины искажения для различных схем соединения обмоток при экспериментальном определении.

2. Разработан алгоритм решения систем дифференциальных уравнений, описывающих работу подключенных к питающей сети сухих и масляных силовых трансформаторов, основанный на применении неявного метода Эйлера совместно с методом спуска для определения сопротивления нулевой последовательности и расчета токов КЗ иа стороне низкого напряжения, обеспечивающий единственность решения с постоянным шагом.

3. Разработана математическая модель электромеханического устройства защитного отключения, с помощью которой выполнена оптимизация параметров и даны рекомендации для повышения его чувствительности и устранения разброса тока срабатывания

исполнительного органа.

4. Предложен принцип выполнения унифицированного устройства защиты при однофазных замыканиях с большим током повреждения для создания селективных защит.

Практическая ценность работы. Разработано программное обеспечение для расчета токов коротких замыканий в электроустановках 0.4 кВ радиальной структуры и уточнены уставки устройств релейной защиты.

Расчетным и экспериментальным путем определены сопротивления НП силовых трансформаторов со схемой соединения У/Ун-0.

Усовершенствована конструкция электромеханического ИО, изготовлено устройство защитного отключения, обеспечивающее безопасность обслуживания электроустановок 0.4 кВ согласно требованиям международных стандартов.

Реализация результатов работы. Разработанное автором программное обеспечение для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ используется в ОАО «Кубаньэнерго». Оптимизация параметров конструкции позволила подготовить единственное в РФ производство для серийного изготовления электромеханического устройства защитного отключения из деталей и комплектующих, производимых на АООТ «Краснодарский ЗИП».

Апробация работы. По основным результатам работы сделаны доклады на семинарах АН России «Кибернетика электрических систем» по тематике «Электроснабжение промышленных предприятий» и «Диагностика электрооборудования» (Новочеркасск, 1996-2000 гг.), семинаре - совещании начальников служб РЗЛ и др. ОЭС Северного Кавказа. (Пятигорск, 1997), региональной научно - практической конференции «Повышение эффективности электротехнических комплексов и энергетических систем» (Краснодар, 1998) и региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства (Краснодар, ] 999).

Публикации. По результатам работы опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений, изложенных на 167 страницах, содержит 9 таблиц, 47 рисунков. Список использованной литературы состоит из 116 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель диссертационной работы и приведена структура диссертации.

В первой главе выполнен анализ режимов работы трансформаторов

10(6)/0.4 kB и значений токов короткого замыкания в сетях 0.4 кВ.

Величины токов при несимметричных КЗ для всех трансформаторов могут быть выражены через ток трехфазного короткого замыкания в той же точке. Исключение составляют трансформаторы со схемой соединения У/Ун-0, нашедшие широкое распространение. При расчете тока однофазного КЗ, согласно указаниям ПУЭ или ГОСТ, методом симметричных составляющих, кроме сопротивлений прямой и обратной последовательностей необходимо иметь значение полного сопротивления трансформатора прн однофазном КЗ.

Известно, что сопротивление НП в большой степени зависит от конструкции трансформатора (толщина стенок, объема бака, наличия и конструкции охлаждающих труб, ферромагнитных свойств стали). Расчет представлял значительные трудности, и на практике прибегали к опытному определению, причем расхождение опытных величин полного сопротивления HII для трансформаторов одного типа и мощности достигало 30*35 %.

На основании сопоставления опытных данных, полученных в ВЭИ при значениях испытательного напряжения UHcn = (0.8 ~ 1.05)1Гф с полученными на заводах - изготовителях при U„cn = О.Шф, установлено, что сопротивления НП должны приниматься со сниженным коэффициентом 0.5 г 0.55 и 0.7 f 0.8 для трансформаторов У/Ун-0 на-напряжение 10(6) кВ и 35(20) кВ соответственно.

Проведенный сравнительный анализ методов расчета токов КЗ показал, что погрешность при неполном учете всех элементов короткозамкнутой цепи может доходить до 20 i 40 %, что является недопустимым как при проверке электрического оборудования на электродинамическую и термическую стойкость, так и при расчете уставок средств защиты и автоматики.

В связи с тем, что сопротивление заземления оказывает влияние на ток однофазного КЗ, было проведено [2] измерение сопротивления контура заземления 86 подстанций ОАО «Кубаньэнерго», эксплуатируемых Краснодарскими электрическими сетями. Статистическая обработка результатов измерений представлена гистограммой (рис.1) распределения величины сопротивления заземления.

С помощью созданной автором программы «Расчет токов КЗ и определение чувствительности защит 0.4 кВ» проведен расчет тока однофазного КЗ в конце кабеля питающего нагрузки стандартных присоединений для 20 подстанций, имеющих чаще всего трансформаторы собственных нужд (ЮН) мощностью от 63 до 250 кВА, с соединением обмоток У/У„-0. Показано, что величина тока КЗ колеблется в сравнительно небольшом диапазоне 100 f 450 А, причем учет

сопротивления контура заземления приводит к увеличению среднего значения на ЮН 5 %. Проведена проверка согласованности статистического распределения токов КЗ и сопротивлений контуров заземления по критерию %2.

AR.ii

1 / Ом

ГТТ;,

г3, Ом

0.0 0.1 0,2 0.3 0,4 0.5

Рие.1 Распределение сопротивлений контуров заземления

Отключение поврежденных участков при однофазных КЗ происходит с большими выдержками времени, из-за завышенных уставок РЗ в результате неточных расчетов тока КЗ и практически полного отсутствия селективных и чувствительных защит без выдержки времени, которые могли бы применяться для ликвидации КЗ на землю в четырехпроводных сетях 0.4 кВ.

Выявлено, что к первоочередным мероприятиям, повышающим эффективность защит сети 0.4 кВ при однофазных повреждениях, относятся следующие: уточнение уставок РЗ и применение устройств защитного отключения. Структура УЗО позволяет выполнить его с измерением не только дифференциального тока, но и тока питающей фазы. Это дает возможность создать защиты повышенной чувствительности за счет настройки мгновенного токового органа УЗО.

Во второй главе исследованы причины изменения сопротивления нулевой последовательности силовых трансформаторов со схемой. соединения обмоток У/У„-0.

При приближенном определении расчетных индуктивных сопротивлений трансформатора с концентрическими обмотками равной высоты суммарное индуктивное сопротивление КЗ трансформатора

определяют по выражению хк =

и м -и<2й\Я

го р

1

где и' - приведенное число

витков, кр - коэффициент Роговского, / - высота обмотки, Б - площадь

главного канала рассеяния. Индуктивное сопротивление НП сухого

§

трансформатора х0 - ¡лаы —, где Б0 - площадь потока НП, /0 - длина

силовой линии потока НП по воздуху. Установлено, что отношение между индуктивными сопротивлениями КЗ и нулевой последовательности

трансформатора составляет — = —--— = 6 -г 8.

хк 3/0Б*р

Для трансформатора с баком индуктивное сопротивление НП,

1 Б Б

приходящееся на одну фазу, определяется как х0 = /и0со -- н——),

З'об 3/6 э

где 8о5, /об - сечение и средняя длина линии потока НП по воздуху внутри трансформатора с баком; Бс, 4 э- сечение и эквивалентная средняя длина линии потока НП по баку.

Величина индуктивного сопротивления НП будет больше, чем у сухого трансформатора, так как магнитное сопротивление на пути потока нулевой последовательности падает. Однако использовать полученное выражение для расчета индуктивного сопротивления НИ масляного трансформатора не представляется возможным из-за неопределенности в значениях Боб, Б6, /„б, /б э- Анализ показал, что влияние бака многообразно и его учет представляет весьма сложную задачу. При ее решении использовалась сеточная модель для расчета потокораспределения НП трансформатора. Магнитопровод, стенки бака и воздушное пространство разбивались на элементы, в пределах которых индукция и напряженность магнитного поля считались неизменными. Нелинейные свойства материала сердечника и стенок бака учитывались введением нелинейных магнитных сопротивлений.

Определение -потокораспределения осуществлялось итерационным методом. На каждой итерации решалась система линейных уравнений, а переход к следующей итерации осуществлялся методом спуска. Для решения системы уравнений были применены алгоритмы, использующие методы работы с разреженными матрицами. Разработанное собственное программное обеспечение для двух методов решения системы линейных уравнений с разреженными матрицами - метода Гаусса и метода релаксаций позволяет за приемлемое время на ЭВМ типа РС-АТ 586 рассчитывать потокораспределение в сетках размером до 10000 4 15000 контуров. Сравнительный анализ результатов расчета с данными, полученными опытным путем на экспериментальном трансформаторе, показал, что погрешность расчета не превышает 5 ^ 10 %.

На рис.2 представлено расчетное распределение магнитной индукции вдоль элементов конструкции бака трансформатора мощностью 25 кВА

Рис.2 Расчетное распределите магнитной индукции вдоль элементов бака силового трансформатора ТМ-25

при разных значениях тока во вторичной обмотке. Расчет показывает, что уже при токах в 2+3 раза больше номинального участки стенки бака напротив обмотки начинают насыщаться и это существенно влияет на сопротивление НП.

Для проверки адекватности модели определения сопротивления НП и моделирования различных видов коротких замыканий была создана установка, в которой использовался экспериментальный силовой трансформатор с баком.

Показано, что для определения величины сопротивления НП сухого трансформатора является достаточным уровень токов 1иш = (1 -г 2)1ном, при которых напряжение на каждой из фаз составляет иисп = (0.08 +- 0.16)иф. Для трансформатора в баке максимум полного сопротивления НП наблюдается при токе на уровне номинального, который протекает, если к обмоткам каждой из фаз приложено напряжение порядка иисп=(0.1 т 0.2)11ф. При дальнейшем увеличении напряжения происходит уменьшение индуктивной составляющей, так как с увеличением величины магнитной индукции в стенках бака трансформатора все большая часть магнитного потока НП начинает замыкаться по немагнитной среде. Активная составляющая при этом увеличивается, но в целом полное сопротивление нулевой последовательности падает.

Выявлено значительное влияние на величину измеренного сопротивления НП методом вольтметра и амперметра разницы в витках: вторичных обмоток трансформатора. Проведен сравнительный анализ схем соединения обмоток трансформатора при опытном определении сопротивления НП. Предложена схема соединения обмоток, позволяющая определить полное сопротивление трансформатора в режиме однофазного КЗ, не имеющая вышеуказанного недостатка.

Третья глава посвящена математическому моделированию силовых трансформаторов У/Ун-0 и анализу их несимметричных режимов.

Показана возможность применения метода Эйлера с коррекцией методом спуска для решения системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающей схему замещения сухого трансформатора в опыте определения сопротивления НП. В качестве целевой функции принята квадратичная форма относительно невязок значений вторичных

токовР(£аАА) = (*;ап + 02~ь -¡5ь)2 -12с)2 -¿'а + + *с> ;

имеющая единственный минимум, соответствующий точному решению системы уравнений. Доказано, что, благодаря положительной магнитной восприимчивости ферромагнетика, первая производная целевой функции равна нулю только при = 0, <?ь = 0, ¿>с = 0. Вторая производная целевой функции в этой точке положительна, и по критерию Сильвестра

выполняется достаточное условие строгого минимума. Наличие единственного минимума позволяет применить для решения системы нелинейных уравнений, построенных методом Зейделя, метод спуска [6].

Сравнение с опытными данными расчетных зависимостей полного сопротивления НГ1 и его индуктивной составляющей для экспериментального трансформатора без бака (рнс.З.а) и в баке (рис.3.б), от величины испытательного напряжения подтвердило высокую адекватность математической модели.

Расчетные зависимости индуктивного сопротивления НП от испытательного напряжения прн различных расстояниях между баком трансформатора и магнитопроводом (рис.3.в) имеют нелинейный характер. Как видно из графика, уменьшение длины силовой линии магнитной индукции НП /,, происходящее при приближении стенок бака, приводит к росту индуктивного сопротивления НП. В пределе возможен переход к режиму, имеющему место в броневом трансформаторе, когда ток во вторичных обмотках находится на уровне тока холостого хода.

Для существующих расстояний между магнитопроводом и баком трансформатора возможно увеличение индуктивного сопротивления НП в 8*12 раз по сравнению с сопротивлением прямой последовательности.

Из расчетных зависимостей индуктивного сопротивления НП oí испытательного напряжения при различных сечениях бака трансформатора (рис.3.г) следует, что увеличение поперечного сечения стенки бака S6 приводит к росту сопротивления во всем диапазоне напряжений, так как значительно облегчается прохождение потока НП. Происходит смещение максимума кривой и изменяется характер ее дальнейшего спадания, становясь более плавным.

Проведен анализ влияния отклонения числа витков вторичной обмотки одной фазы от проектной. Показано, что ошибка в Ь2 витка может дать погрешность в измерении сопротивления НП в 10*30%. На рис.4 представлены данные расчета величины индуктивного сопротивления НГ1 при последовательном и параллельном соединениях обмоток. Сравнительный анализ с данными, полученными опытным путем, показал, что погрешность расчета составляет не более 10%.

Разработана математическая модель силового трансформатора со схемой соединения У/У„-0. Система нелинейных уравнений для решения с помощью спуска по переменным iu, ¡ib. Вь имеет вид

(t) - Eg(t))At + (E°(t) - E°(t))At - rJy^At + i^At] f

f¡n _ 1 k = I

rJbíbAt+ '?bAt -Llaila + Llbilb +B£sbwlb 4=1 J

"laSa

> V*!

а)

2</21, УХх

б)

Ч*

1.3

1.0 - -

0,0

Х(/Х1 16

и.спЛ^,

0,8

В)

12

дол;

• / аг ;\ :

? о.4

сг^ЦйС!!/

, 1 .....1 . 1 , 1 , "1

0,2

а) сухой; б) масляный; в) при изменении расстояния между магнитопроводом и баком 4/7; г) при изменешга, сечения бака Я б/ Бпержня

Рис.3 Расчетные зависимости сопротивлений НП экспериментального трансформатора от приложенного напряжения

Хо*. б>

1 - в одной из обмоток.

2 - в двух обмотках,;

3 - взаимоисключающая ошибка

Ли'а % 1

Д И'2, %

-2 О ? 4 б -6 О 2 ■?

а) последовательное; б) параллельное соединение Рис.4 Расчетные зависисимости индуктивного сопротивления НП от ошибки в витках вторичной обмотки

1.1

1.0

'1с ~ -11а "Мь ;

п-1 . . (п-1

в? =

»•¡А

(0 - Е^ (0)Л1 - СЕ" (I) - Е" (1))Л1 + г1а + 'Г.Д»

к=1 4=1

/п-1 Л

-Г1с + 1?СЛ1 + - ь1с11с + вак8а

4=1 ;

Н0 = (11с^!с - Ьс Нс/с) / /0; Ф, =фа + фь + фс-ф0;

Вап8а^2а - + ¡5Д1

•п _ _ к = 1

'2а ~

Г2аД1 + Ь2а

В^ь^гь - Ггьёгь^ -г2( +

•п _ _к=1 4=1__

! - — - —

В"8си>2с - г2сХ>^ -г2[ + Д1 •п _ _к=1_4 = 1_

'2с ~ ~ ^ '

Г2сД1 + Ь2с

;п _;п , -П , тП Ч ~12а +12Ь +12с-

Для уточнения распределения потока НП по двум путям прохождения: воздух и воздух-бак трансформатора, на к-гом этапе расчета определяются две величины приближенных значений токов, являющихся базовыми переменными с организацией дополнительного цикла, в котором достигается их схождение. Как показали практические расчеты, минимизируемая функция имеет овражный характер. Это приводило к значительному замедлению в некоторых, заранее не определенных шагах. Для получения решения ограничивалось число циклов коррекции с восстановлением первоначального шага коррекции.

С помощью математической модели проведен анализ работы силового трансформатора схемой соединения У/Уп-0 в режимах одно-, двух- и трехфазного КЗ. Сравнение результатов расчета с данными полученными на экспериментальном трансформаторе показало, что погрешность составляет не более 10 %.

В четвертой главе разрабатывались устройства защиты при. однофазных замыканиях в сети 0.4 кВ.

Специфика однофазного повреждения дает возможность повысить чувствительность аппаратов защиты за счет применения дифференциального принципа сравнения величин и фаз токов в проводниках соединяющих источник питания с потребителем. Выбор был

остановлен на электромеханических УЗО без вспомогательного источника питания. Электронные УЗО обладают принципиальным недостатком: не работают при обрыве рабочего нулевого проводника, в то время как фазный проводник при этом остается под напряжением.

Проведение испытаний образцов ИО устройств защитного отключения нескольких фирм показало довольно широкий диапазон разброса тока срабатывания каждого из образцов. Опытами установлено, что это отклонение определяется степенью чистоты рабочих поверхностей, которыми соприкасаются якорь и ярмо исполнительного органа, а также силы нажатия на подвижный якорь в момент приведения ИО в исходное состояние. Для стабилизации тока срабатывания производитель ИО вынужден обрабатывать рабочие поверхности по 12 классу точности. Однако рабочий зазор нельзя уменьшать беспредельно из-за влияния остаточной индукции и эффекта диффузии, приводящего к слипанию якоря с ярмом и последующего отказа в срабатывании.

Конструкции электромеханических исполнительных органов УЗО фирм-производителей различаются, в частности, расположением постоянного магнита. Анализ показал, что для исполнения ИО по вариантам фирм Ье§гапс1 и ОАО «Технопарк-Центр» имеется постоянная зависимость тока срабатывания от изменения величины зазора в рабочей области. Для исполнения ИО фирмы МегНп-Сегт можно уменьшить зависимость тока срабатывания от величины зазора, если за счет момента постоянного магнита скомпенсировано усилие момента начальной затяжки пружины и момента на срабатывание. Усилием, развиваемым в рабочем зазоре, должна лишь обеспечиваться остаточная сила прижатия якоря к ярму. Доказано, что в конструкции исполнительного органа по варианту МегПп-Оепп возможно обеспечить меньшие требования к обработке рабочих поверхностей ярма и якоря.

Уменьшение магнитного сопротивления магпитопровода возможно за счет выбора материала для изготовления якоря и сердечника при оптимальном распределении индукции в элементах конструкции ИО.

Для УЗО-ЗИП, в разработке которого принимал участие автор, с учетом вышеприведенного анализа конструкций исполнительных органов и технологических возможностей завода выбран вариант, в котором совмещены несколько положительных качеств ИО различных фирм.

В связи с тем, что дифференциальный трансформатор устройства защитного отключения работает при очень малых нервичных ампервитках (0.02т0.05 А), то естественно, что для его магнитопровода следует применять ферромагнетик с наибольшей начальной магнитной проницаемостью. В качестве материала для магнитопровода трансформатора УЗО-ЗИП был рекомендован аморфный сплав на основе

кобальта ГАММАМЕТ 501.

Структура УЗО, в которой имеется согласующий элемент между дифференциальным трансформатором и исполнительным органом, представлена на рис.5. Таковой является емкость Сь включенная последовательно с ИО. Расчет на математической модели показал, что схема УЗО обладает феррорезонансными свойствами, причем появление феррорезонанса увеличивает амплитуду тока, поступающего в ИО. Получена релейная характеристика схемы УЗО, что позволило хорошо отстроиться от токов, не превышающих 0.5 1Дп.

При моделировании [7] исполнительного органа в качестве прототипа принята конструкция ИО с магнитом внутри (рис.6), как теоретически более устойчивая к изменению немагнитного зазора. Установлено, что якорь ИО начинает движение, когда ток практически достигает своего амплитудного значения, причем инерция якоря столь мала, что изменение угла его поворота от 0 до 30" происходит менее чем за полпериода промышленной частоты. Время срабатывания ИО составляет О.ОЬО.ОЗ с и зависит от начальной фазы первичного тока.

Так как условием срабатывания ИО является момент возникновения феррорезонанса во вторичной цепи дифференциального трансформатора, то определение оптимальных параметров элементов цепи для заданного тока с максимально возможным воздействием на исполнительный орган представляет довольно сложную задачу. Автором в качестве целевой функции для оптимизации системы была принята амплитуда намагничивающих ампервитков обмотки ИО с It=25 мА при условии, что феррорезонанс возникает в момент когда 1\=22.5 мА. Данная величина является средним значением разрешенного диапазона срабатывания УЗО с номинальным током 30 мА.

На рис.7 представлены кривые равного уровня поверхности целевой функции Tp-Wp=/Tvv2, u'F. Ci) в координатах независимых переменных для двух вариантов значений первичных витков: Wi и wx=2, в условиях Ii.p„= 22.5 мА, за счет плавного изменения емкости С) УЗО, имеющего дифференциальный трансформатор со стандартным магнитопроводом из аморфного сплава ГАММАМЕТ 501. Из кривых видно, что существует ясно выраженная область оптимума. На рис.8 построены линии равного уровня поверхности функции значений емкости Ci ~t{w2, wp) для условия возникновения феррорезонанса в момент 11рсз= 22.5 мА.

Был предложен и внедрен в производство модернизированный вариант ИО для УЗО-ЗИ11. Для такого исполнительного органа методом Хука-Дживса проведена оптимизация расположения точек закрепления пружины. В качестве целевой функции была принята величина нарастания вращающего момента на якоре при его повороте в момент срабатывания, с

Рис.5 Схема подключения ус1ройства защитного отключения

Рис.6 Кинематическая схема исполнительного органа

Т-Т-1-1-1-1-г

25 30 35 40 45 X 55 60 «5 70 75

б)и-,=1

Рис.7 Кривые равного уровня целевой функции

| I I I I I".

20 25 30 35 « 45 30 55 60

-г-~т—гл—г~т—г—1—Г

25 30 35 40 43 50 60 63 70 75

а) =2 б) м', =1

Рис.8 Зависимость значения емкости С, для целевой функции

пределами изменения угла а от 0 до 15°, то есть до начала соприкосновения с приводом расцешпеля автоматического выключателя. Разработанное УЗО позволяет иметь ток срабатывания от 30 до 500 мА.

Для построения модулей защит от замыканий на землю в сети 0.4 кВ предлагается унифицировать выполнение защитных устройств, приняв за основу УЗО с 1дп=0.5 А, а для увеличения первичного тока срабатывания и изменения уставки использовать отдельный дифференциальный трансформатор. Преобразовательная часть устройства защиты на большие токи состоит из двух последовательно включенных трансформаторов, первый из которых выполняет функцию дифференциального. Его вторичная обмотка выполняется с ответвлениями для ступенчатого переключения уставки срабатывания.

Анализ поведения последовательного соединения двух трансформаторов тока, в котором промежуточный трансформатор является существенно нелинейной нагрузкой для дифференциального, а последний не является источником бесконечной мощности, проведен методом математического моделирования. Анализируемое устройство защиты имело дифференциальный трансформатор и подключенный трансформатор одного размера с магпитопроводами из одинакового материала. Феррорезонанс, необходимый для срабатывания исполнительного органа, возникал при первичном токе порядка 50 А. Меняя число вторичных витков дифференциального трансформатора можно изменять уставку срабатывания УЗО в пределах 10 * 200 А не изменяя настройки ИО и феррорезонансной цепи. Таким образом, возможно создание серии защитных аппаратов с временем действия 0.020.04 с для построения селективных защит при однофазных повреждениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты, полученные в настоящей работе, могут быть сформулированы следующим образом.

1. Показано, что одним из малоизученных факторов, существенно влияющим па ток однофазного КЗ и уставки защиты при малой мощности трансформаторов и небольших токах повреждений, является сопротивление нулевой последовательности силового трансформатора со схемой соединения У/Ун-0.

2. Разработана методика, по которой определены сопротивления нулевой последовательности сухого и масляного трансформаторов с различными видами баков на основе сеточной модели для расчета потокораспределения НИ.

3. Разработаны математические модели трехфазного трехстержневого

силового трансформатора, позволяющие моделировать опыт определения сопротивления нулевой последовательности и короткие замыкания на стороне низкого напряжения. Показано влияние тока однофазного короткого замыкания на магнитное состояние стержней магнитопровода трансформатора и стенок бака. Определены зависимости сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун-0 от режима его работы с учетом нелинейных свойств магнитопровода и бака силового трансформатора.

4. Метод спуска позволил использовать постоянный шаг при решении систем дифференциальных уравнений математических моделей силовых трансформаторов с нелинейными зависимостями кривых намагничивания магнитопровода и стенок бака, а также электромеханического УЗО с нелинейными зависимостями момента противодействующей пружины. Доказано существование единственности решения при моделировании процессов работы силовых трансформаторов.

5. Разработано и внедрено программное обеспечение для расчета токов коротких замыканий в электроустановках 0.4 кВ радиальной структуры с учетом всех параметров элементов сети.

6. На основе существующих конструкций ИО предложено исполнение, сочетающее положительные качества известных УЗО. Разработаны математические модели для исследования поведения устройства защитного отключения в режиме срабатывания и выбрано устройство сопряжения исполнительного органа с дифференциальным трансформатором, позволившее использовать феррорезонанс для повышения стабильности и чувствительности УЗО.

7. Проведена оптимизация параметров схемы феррорезонансного УЗО, определены области оптимальных значений витков вторичной обмотки дифференциального трансформатора и обмотки исполнительного органа в условиях ограничений, наложенных конструктивными размерами устройства. Оптимизированы параметры кинематической схемы исполнительного органа. На основе исследований и рекомендаций выпущена опытная партия УЗО-ЗИП.

8. Предложен принцип выполнения унифицированного устройства защиты при однофазных замыканиях с большим током повреждения для создания селективных защит при последовательном включении автоматических отключающих аппаратов на принципе УЗО-Д.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Богдан В.А., Грабовсков С.Н. Токи КЗ в сетях 0.4 кВ. - Изв. вузов.

Электромеханика. 1997. № 1-2. С. 124.

2. Богдан В.Л Оценка чувствительности защит сети 0.4 кВ собственных нужд подстанций. Изв. вузов. Электромеханика. 1998. № 2-3. С.93-94.

3. Богдан В.А., Богдан A.B. Расчет токов КЗ и определение чувствительности аппаратов защиты 0.4 кВ. // Повышение эффективности электротехнических комплексов и энергетических систем.: Тез. докл. науч.- практ. конф. / Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 1998. С.12-13.

4. Богдан В.А., Богдан A.B. Расчет на ЭВМ токов КЗ в сети 0.4 кВ собственных нужд подстанций. // Тез. докл. семинара - совещания. Пятигорск: Южный центр подг. кадров, 1998. С.61.

5. Богдан В.А., Подгорный Э.В. Определение сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемой соединения Y/Y-0. -Изв. вузов. Электромеханика. 1999. №1. С.60-61.

6. Богдан В.А, Сиваш В.М., Богдан A.B. Математическая модель силового трансформатора для определения сопротивления нулевой последовательности. Научный журнал «Труды КубГТУ». - Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 1999. - Т.З. - Сер.: Энергетика. Вып.1. С.236-240.

7. Богдан В.А., Бердичевский М.Г., Богдан A.B., Пох А.Г. Анализ принципа выполнения исполнительного органа устройства защитного отключения. Научный журнал «Труды КубГТУ». - Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т, 1999. - Т.З. - Сер.: Энергетика. Вып. 1. С.232-236.

8. Богдан В.А., Подгорный Э.В. Математическое моделирование устройства защитного отключения. // Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства». - Краснодар, 1999. С.141-142.

Введение

1. Анализ режимов работы трансформаторов 10(6)/0.4 кВ и величин 11 токов короткого замыкания в сетях 0.4 кВ

1.1. Особенности несимметричных режимов работы трансформаторов

1.2. Сравнение методов расчета однофазных КЗ

1.3. Оценка влияния параметров цепи тока короткого замыкания

1.4. Токи КЗ в сетях собственных нужд подстанций

1.5. Релейная защита сети 0.4 кВ и ее аппаратура

1.6. Выводы по главе.

2. Исследование причин изменения сопротивления нулевой 40 последовательности силовых трансформаторов со схемой соединения У/Ун

2.1. Приближенное определение расчетных индуктивных 42 сопротивлений трансформатора

2.1.1. Сопротивление рассеяния двухобмоточного трансформатора с 42 концентрическими обмотками равной высоты с 2.1.2. Сопротивление нулевой последовательности сухого трансформатора

2.1.3. Сопротивление нулевой последовательности масляного 48 трансформатора

2.2. Определение сопротивлений НП трансформатора с помощью 51 расчета магнитного поля методами электрических цепей

2.2.1. Моделирование магнитного поля НП сухого трансформатора

2.2.2. Расчет влияния бака на магнитное поле НП трансформатора

2.3. Экспериментальное определение сопротивлений 68 нулевой последовательности трансформаторов

2.3.1. Физическая модель силового трансформатора У/Ун

Q 2.3.2. Схемы соединения обмоток трансформатора при 75 определении сопротивлений НП

2.4. Выводы по главе

3. Математическое обеспечение для анализа 84 несимметричных режимов силовых трансформаторов У/Ун

3.1. Анализ численного метода для расчета токов в обмотках 84 трансформатора 3.2. Математические модели силового трансформатора в режиме 96 определения сопротивления НП

3.3. Математическая модель силового трансформатора со схемой 106 соединения У/Ун

3.4. Выводы по главе

4. Разработка устройства защиты при однофазных замыканиях 114 в сети 0.4 кВ

4.1. Выбор принципов выполнения основных элементов УЗО

4.1.1. Конструкция исполнительного органа

4.1.2. Выполнение дифференциального трансформатора

4.2. Математическое моделирование устройства защиты

4.2.1. Моделирование электромагнитной части

4.2.2. Моделирование исполнительного органа

4.3. Оптимизация параметров схемы УЗО-ЗИП

4.4. Выполнение устройства защиты для больших токов 144 однофазных повреждений

4.5. Выводы по главе 150 Заключение 151 Список литературы 153 Приложение 1. Основные электрические характеристики и 163 геометрические размеры силовых трансформаторов 10/0.4 кВ У/Ун

Эксплуатация электрических сетей 0.4 кВ имеет ряд существенных особенностей, одной из которых является их размещение внутри производственных и жилых зданий. Вследствие этого возникает проблема электробезопасности обслуживающего персонала и просто граждан, с непосредственно соприкасающихся с действующими электроустановками.

Существуют, также требующие решения, проблемы обеспечения пожарной безопасности зданий и помещений.

В конце 80 - х и начале 90-х годов в России начали активно вводиться новые государственные стандарты [1-4] и другие нормативные документы [5], в которых ужесточались требования к обеспечению безопасности о электроустановок на основе рекомендаций стандартов МЭК.

Одним из существенных отличий нового ГОСТ [6] является установленная в настоящее время следующая классификация типов систем заземления: нулевой рабочий и нулевой защитный проводник работают раздельно по всей системе (TN-S), объединены в одном проводнике в части сети (TN-C-S), объединены в одном проводнике по всей сети (TN-C), проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, с электрически не связанному с заземлителем нейтрали источника питания (ТТ), заземлены только открытые проводящие части электроустановки (IT).

Правила [7] решением Департамента электроэнергетики и Главгосэнергонадзора от 18.02.94 г. были дополнены требованиями о выполнении групповых сетей однофазных потребителей жилых и общественных зданий трехпроводными линиями, включающими фазный, нулевой рабочий и защитный проводники, а также по внедрению о пятипроводных трехфазных сетей.

Для обеспечения электробезопасности косвенного прикосновения становится весьма актуальным время отключения однофазных коротких о О о замыканий (КЗ) на корпус или защитный проводник. В тоже время проектный расчет токов [10] однофазных КЗ основывается на методе симметричных составляющих с использованием параметров сети, одним из которых является Гго и х-го - соответственно активная и индуктивная составляющая полного сопротивления нулевой последовательности (НГТ) понижающего трансформатора. В [11, 12] предлагается использовать параметр Zr(1) - полное сопротивление трансформатора при однофазных КЗ, как рекомендуемый Госэнергонадзором.

Большой вклад в решение научных проблем, связанных с определением токов коротких замыканий и учета влияния параметров сети 0.4 кВ, внесли известные отечественные ученые С.А. Ульянов, А.А Пястолов, М.Р. Найфельд, П.И. Спеваков, М.А. Шабад, В.А. Андреев, А.В Беляев, В.Н. Усихин, Э.В. Подгорный, В.В Жуков, и др. В настоящее время работы, в основном, проводятся по темам: учет токоограничивающего действия дуги, расчет нагрева проводников, влияние повторного заземления нулевого провода.

К проблеме изменения сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора и его экспериментального определения относятся с только работы конца 60-х годов. Тогда было показано, что эта величина и ее составляющие сложным образом зависят от магнитного состояния сердечника, а также бака силового трансформатора схемой соединения обмоток У/Ун-0 и указывалось, что рекомендуемые опытные значения можно использовать только для приближенных расчетов. Однако, в настоящее время пользуются значениями сопротивлений нулевой последовательности трансформаторов, полученными в те годы. Таким образом, немногочисленные экспериментальные результаты, оставили много вопросов для дальнейших исследований.

Целью настоящей работы является повышение эффективности защит сети 0.4 кВ за счет более точного учета сопротивления нулевой последовательности трансформатора, выбора уставок релейной защиты (РЗ) и оптимизации электромеханических конструкций устройств защитного отключения.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи.

1. Разработана сеточная модель для расчета методом теории цепей потокораспределения нулевой последовательности трансформатора, о позволяющая определить полное сопротивление НП, его активную и О индуктивную составляющие, а также распределение индукции вдоль элементов бака трансформатора.

2. Разработаны математические модели трехфазного трехстержневого силового трансформатора, позволяющие рассчитывать режимы экспериментального определения сопротивления нулевой последовательности о и короткие замыкания на стороне низкого напряжения.

3. Определены зависимости сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун-0 от режима его работы с учетом нелинейных свойств стали магнитопровода и бака силового трансформатора, а также дана оценка влиянию величины тока однофазного КЗ на магнитное состояние стержней магнитопровода силового с трансформатора и стенок бака.

4. Разработана математическая модель устройства защитного отключения (УЗО) и его электромеханического исполнительного органа (ИО) позволяющая анализировать их работу, определены границы и причины разброса тока срабатывания.

5. Усовершенствована конструкция ИО, позволяющая выполнить устройство защитного отключения электромеханической конструкции, обеспечивающее безопасность обслуживания электроустановок 0.4 кВ согласно требованиям международных стандартов.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались положения теории электрических цепей, метода с симметричных составляющих, теории электромагнитных переходных процессов, математического анализа. Исследования проводились с использованием математического моделирования, физического моделирования и натурного эксперимента.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Разработан алгоритм решения систем дифференциальных уравнений, ° описывающих работу подключенных к питающей сети сухих и масляных ^ силовых трансформаторов, основанный на применении неявного метода

Эйлера совместно с методом спуска для определения сопротивления нулевой последовательности и расчета токов КЗ на стороне низкого напряжения.

2. Определены основные зависимости сопротивления НП силового трансформатора от его геометрических размеров. Выявлены причины и границы изменения величины сопротивления нулевой последовательности трансформатора для различных схем соединения обмоток при экспериментальном определении.

3. Разработана математическая модель устройства защитного отключения электромеханической конструкции, даны рекомендации для повышения его чувствительности и устранения разброса тока срабатывания исполнительного органа.

4. Предложен принцип выполнения унифицированного устройства защиты при однофазных замыканиях с большим током повреждения для создания селективных защит.

Практическая ценность. Применение разработанного математического обеспечения уточнит уставки устройств релейной защиты в сетях 0.4 кВ, что совместно с использованием УЗО и унифицированного устройства защиты повысит селективность, чувствительность защит и сократит время отключения, обеспечив безопасность эксплуатации электроустановок.

Разработанные сеточные и математические модели силового трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун-0 могут использоваться с для расчета сопротивления НП, анализа влияния геометрических размеров, электрических и магнитных характеристик элементов, а также для определения токов однофазных КЗ.

Разработанная математическая модель электромеханического УЗО может использоваться для расчета его характеристик при проектировании. Устройство защитного отключения, необходимое для предотвращения поражений человека электрическим током, повышения пожарной безопасности, борьбы с хищениями, на использованном принципе должно найти широкое применение, в сравнении с полупроводниковыми аналогами.

Реализация. Разработанное автором программное обеспечение для расчета токов КЗ в сетях 0.4 кВ используется в ОАО «Кубаньэнерго». Оптимизация параметров конструкции позволила подготовить единственное в РФ производство для серийного изготовления электромеханического устройства защитного отключения из деталей и комплектующих, производимых на АООТ «Краснодарский ЗИП».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XVI1I-XXI сессиях семинара «Киберненика электрических систем» по тематике «Электроснабжение промышленных предприятий» и «Диагностика электрооборудования» (г. Новочеркасск, 19962000 гг.), семинаре - совещании начальников служб РЗА и др. ОЭС Северного Кавказа, (г. Пятигорск, 1997), региональной научно-практической конференции «Повышение эффективности электротехнических комплексов и энергетических систем» (г. Краснодар, 1998) и первой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства (г. Краснодар, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений, изложенных на 167 страницах,

4.5. Выводы по главе

1. Определены зависимости колебания тока срабатывания от изменения воздушного зазора между ярмом и якорем электромеханических ИО, выпускаемых фирмами Merlin-Gerin, Legrand, ОАО «Технопарк-Центр», а также условия повышения чувствительности исполнительного органа.

2. Разработано программное обеспечение математической модели электромеханического устройства защитного отключения, позволяющее проводить анализ его поведения в широком диапазоне токов. Модель использовалась в процессе проектирования и изготовления УЗО-ЗИП на АООТ «Краснодарский ЗИП».

3. Метод спуска позволил использовать постоянный шаг при решении систем алгебраических уравнений математических моделей элементов электромеханического УЗО с нелинейными зависимостями момента противодействующей пружины.

4. Проведена оптимизация параметров схемы феррорезонансного УЗО, определены области оптимальных значений витков вторичной обмотки дифференциального трансформатора и обмотки исполнительного органа в условиях ограничений, наложенных конструктивными размерами устройства. Оптимизированы параметры кинематической схемы исполнительного органа.

5. Предложен принцип выполнения унифицированного устройства защиты при однофазных замыканиях с большим током повреждения для создания селективных защит при последовательном включении автоматических отключающих аппаратов на принципе УЗО-Д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью исследования методов повышения эффективности защит сетей 0.4 кВ при однофазных повреждениях получены следующие результаты.

1. Показано, что одним из малоизученных факторов, существенно влияющим на ток однофазного КЗ и уставки защиты при малой мощности трансформаторов и небольших токах повреждений, является сопротивление нулевой последовательности силового трансформатора со схемой соединения У/Ун-0.

2. Разработана методика, по которой определены сопротивления нулевой последовательности сухого и масляного трансформатора с различными видами баков на основе сеточной модели для расчета потокораспределения НП.

3. Разработаны математические модели трехфазного трехстержневого силового трансформатора, позволяющие моделировать опыт определения сопротивления нулевой последовательности и короткие замыкания на стороне низкого напряжения. Показано влияние тока однофазного короткого замыкания на магнитное состояние стержней магнитопровода трансформатора и стенок бака. Определены зависимости сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун-0 от режима его работы с учетом нелинейных свойств магнитопровода и бака силового трансформатора.

4. Метод спуска позволил использовать постоянный шаг при решении систем дифференциальных уравнений математических моделей силовых трансформаторов с нелинейными зависимостями кривых намагничивания магнитопровода и стенок бака, а также электромеханического УЗО с нелинейными зависимостями момента противодействующей пружины. Доказано существование единственности решения при моделировании процессов работы силовых трансформаторов.

5. Разработано и внедрено программное обеспечение для расчета токов коротких замыканий в электроустановках 0.4 кВ радиальной структуры с учетом всех параметров элементов сети.

6. На основе существующих конструкций ИО предложено исполнение, сочетающее положительные качества известных УЗО. Разработаны математические модели для исследования поведения устройства защитного отключения в режиме срабатывания и выбрано устройство сопряжения исполнительного органа с дифференциальным трансформатором позволившее использовать феррорезонанс для повышения стабильности и чувствительности УЗО.

7. Проведена оптимизация параметров схемы феррорезонансного УЗО, определены области оптимальных значений витков вторичной обмотки дифференциального трансформатора и обмотки исполнительного органа в условиях ограничений, наложенных конструктивными размерами устройства. Оптимизированы параметры кинематической схемы исполнительного органа. На основе исследований и рекомендаций выпущена опытная партия УЗО-ЗИП.

8. Предложен принцип выполнения унифицированного устройства защиты при однофазных замыканиях с большим током повреждения для создания селективных защит при последовательном включении автоматических отключающих аппаратов на принципе УЗО-Д.

1. ГОСТ 12.4.155-85. Устройства защитного отключения: Классификация. Общие технические требования. М.: Издательство стандартов, 1985. -9с.

2. ГОСТ Р 50571.3 94 (МЭК 364-4-4Ь92). Электроустановки зданий. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током. - М.: Издательство стандартов, 1995. -21с.

3. ГОСТ Р 50669-94. Электроснабжение и электробезопасность мобильныхинвентарных) зданий из металла или металлическим каркасом для • *уличной торговли и бытового обслуживания населения. М.: Издательство стандартов, 1994. -9с.

4. ГОСТ Р 50807-95 (МЭК 755-83). Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. М.: Издательство стандартов, 1996. -75с.

5. Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования: ВСН 59-88/Госкомархитектуры.-М.:Стройиздат, 1990.-88с.

6. ГОСТ Р 50571.2-94 (МЭК 364-3-93). Электроустановки зданий. Часть-3. Основные характеристики. М.: Издательство стандартов, 1995. -59с.

7. Правила устройства электроустановок. -6-е изд. М.: Энергоатомиздат 1986. -648с.

8. Карякин Р.Н. Нормативные основы устройства электроустановок. -М.: ЗАО «Энергосервис», 1998. -237с.

9. Карякин Р.Н. Заземляющие устройства электроустановок. -М.: ЗАО «Энергосервис», 1998. -375с.

10. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. М.: Издательство стандартов, 1994. -63с.

11. Правила устройства электроустановок. -4-е изд. -М.: Энергия, 1966. -463с.

12. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0.4 кВ. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. -176с.

13. Жуков В.В, Крючков Н.Г1., Кузнецов Ю.П., Неклепаев Б.Н. Сравнительный анализ методов расчета токов КЗ в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. Электрические станции, 1996, №6. - с.41-51.

14. Спеваков П.И. Проверка на автоматическое отключение линий в сетях до 1000В. -М.: Энергия, 1971. -88с.

15. Голубев М.Л. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0.4 35 кВ. -М.: Энергия, 1980. -88с.

16. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. -М.: Энергия. 1970. -520с.

17. Справочник по релейной защите. Под общей редакцией М.А. Берковича. -М.: Энергия, 1963. -512с.

18. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Л.: Энергоатомиздат, 1985. -296с.

19. Каганович Е.А., Райхлин И.М. Испытания трансформаторов мощностью до 6300 кВА и напряжением до 35 кВ. М.: Энергия, 1980. -296с.

20. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1989. -240с.

21. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1976. -559с.

22. Пястолов А.А., Козюков В.А. Особенности несимметричных режимов работы трансформаторов со схемой звезда-звезда с нулем. Промышленная энергетика, 1968, №4. -с.37-40.

23. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества энергии в системахэлектроснабжения общего назначения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. -31с.

24. Бебко В.Г., Буц А.Н. О целесообразности применения трансформаторов 10/0.4 кВ с соединением обмоток звезда зигзаг с выведенной нулевой точкой. - Энергетик, 1986, № 9. -с.31-32.

25. Воронов О.Н. и др. Повышение качества напряжения в электрических сетях 0.38 кВ. Промышленная энергетика, 1991, № 8.-с.42-43.

26. Карташев И.И. и др. Применение статических тиристорных компенсаторов для обеспечения качества электроэнергии в сетях низкого-напряжения. -Промышленная энергетика, 1991, № 11. -с.40-44.

27. Розенкрон Я.К., Биманис В.В. Температурно-токовые защиты трансформаторов от аварийных й систематических перегрузок. -Электротехника, 1985, №8. -с.36-38.

28. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. -ML: ИПК Издательство стандартов, 1999. -38с.

29. Пястолов А.А., Попов Е.П. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов с алюминиевыми обмотками. Электрические станции, 1963, №4, -с.82-84.

30. Козюков В.А., Пястолов А.П. Опытное определение параметров нулевой последовательности трансформаторов. Электрические станции, 1967, №1. -с.77-79.

31. Найфельд М.Р., Спеваков П.И. Сопротивление трансформаторов в режиме однофазного замыкания в сетях напряжением до 1000 В. Промышленная энергетика, 1968, №11. -с.34-38.

32. Жуков В.В. Короткие замыкания в узлах комплексной нагрузки электрических систем. М.: Издательство МЭИ, 1994. -224с.

33. Котляр З.В., Зятин В.М., Поляков В.И. О методах учета сопротивления электрической дуги при расчетах токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В.- Электрические станции, 1992, №9. -с.54-62.

34. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. -М.: Энергия, 1973. -263с.

35. Усихин В.Н. Об оценке сопротивления электрической дуги при расчетах токов КЗ в сетях напряжением до 1000 В. Электрические станции, 1994, №7. -с.55-57.

36. Усихин В.Н. О предельных длинах электрических сетей по условию отключения однофазных коротких замыканий. -Промышленная энергетика, 1991, №8. -с.60-63.

37. Брон О.Б., Шестиперов Ю.И. О токах короткого замыкания в мощных сетях с напряжением до 1000 В. Электричество, 1979, № 2. -с. 13-17.

38. Шиша М.А. Учет влияния электрической дуги на ток КЗ в сетях напряжением до 1 кВ переменного и постоянного тока. Электрические станции, 1996, №11. -с.49-55.

39. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбинаи др. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -576с.

40. Жуков В.В. Расчет токов коротких замыканий в электроустановках, питаемых от аккумуляторных батарей. Электрические станции, 1996, №9. -с.29-35.

41. Шелков Е.А. Расчет нагрева проводников при коротком замыкании. -Электрические станции, 1975, №4. -с.49-51.

42. ГОСТ 28895-91. Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева. -М.: Издательство стандартов, 1991. -13с.

43. Волович Г.И., Клиначев Н.В. Прибор для контроля переходного сопротивления контактных соединений. Энергетик, 1995, № 2. -с.21-22.

44. Кухтиков В.А. Новый прибор для измерения активных сопротивлений -Энергетик, 1995, № 5. -с.З 4.

45. Андреев В.А., Шишкин В.Ф., Дубов A.JI. Методика расчета режимов воздушных линий 0.38 кВ. -Промышленная энергетика, 1991, № 2. -с.27-30.

46. Тудоровский Я.Л. К вопросу о сопротивлении нулевой последовательности В Л 0.4 кВ. Промышленная энергетика, 1988, №1. -с.36-39.

47. Андреев В.А., Дубов А.Л., Шишкин В.Ф. Влияние заземляющих устройств нулевого провода на токи нулевой последовательности в воздушных сетях напряжением 0.38 кВ. Электричество, 1989, №12. -с.54-56.

48. Беляев А.В., Шабад М.А. Учет переходных сопротивлений при выборе защит и аппаратуры в сетях 0.4 кВ. Электрические станции, 1981, №3. -с.50-55.

49. Гордон С.В. Монтаж заземляющих устройств. М.: Энергоатомиздат, 1987, -128 с.

50. Найфельд М.Р. Заземление и другие защитные меры. М.: Энергия, 1975. -105 с.

51. Рекомендации по обеспечению селективности защиты в сетях напряжением до 1000 В переменного тока. М.: ЦБНТИ, 1980. -15с.

52. Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. М.: Энергия, 1970. -543 с.

53. Кузнецов А.П., Степанов Ю.А. Методы и средства проверки релейной защиты и автоматики в распределительных электросетях. -М.: Энергоатомиздат, 1992. -90с.

54. Таев И.С. Основы теории электрических аппаратов. М.: Высш. шк., 1987. -351с.

55. Шабад М.А. Максимальная токовая защита. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. -96с.

56. Морозов Н.Р. Выбор уставок максимальной токовой защиты на автоматических выключателях серии «Электрон». -Электрические станции, 1981, №6. -с.53-57.

57. Татаринцев А.Г. О выборе уставок защиты от однофазных коротких замыканий в сетях 0.4 кВ. Электрические станции, 1984, №9. -с.58-59.

58. Херсонский А.С. Левин А.Ш. Фексон Я.М. Селективная защита от однофазных коротких замыканий ФО-О.4 для распределительных электросетей 0.4 кВ. Электрические станции, 1975, №3. -с.47-48.

59. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1991. -496с.

60. Селивахин А.И., Кобазев В.П., Желиховский Х.М. Защита воздушной линии электропередачи 0.38 кВ при обрыве фазного провода. -Механизация и электрофикация сел. хоз-ва, 1985, № 7. -с.36-39.

61. А.с. 1417079 (СССР). Устройство для защиты линии электропередачи / В.А.Андреев и др. Опубл. в Б.И. 1988, №30. с. 120.

62. А.с. 487431 (СССР) Устройство для защиты от дуговых коротких замыканий / А.А. Азовцев и др. Опубл. в Б.И. 1975, № 37. с. 166

63. Колядин Е.А. и др. Электрическая защита судового электрооборудования. -Л.: Судостроение, 1983. -240с.

64. Голубев М.Л. Защита вторичных цепей от коротких замыканий. М.: Энергоиздат, 1982. -80с.

65. Гессен В.Ю. Аварийные режимы и защита от них в сельскохозяйственных электросетях. М.; Л.: Сельхозгиз, 1961. -496с.

66. Беркович М.А., Молчанов В.В., Семенов В.А. Основы техники релейной защиты. 6-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -375с,

67. Рюденберг, Рейнхольд. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок. -Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние 1981. -576с.

68. Пиотровский Л.М. Электрические машины. М.: ГЭИ, 1950. -528с.

69. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1982. -44с.

70. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. JL: Энергия, 1970. - 432с.

71. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. Учебное пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. -М.: Энергия, 1976. -544с.

72. Каден Г. Электромагнитные экраны в высокочастотной технике и технике связи. М.: ГЭИ, 1957. -327с.

73. Бинс К. и Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. Пер. с англ. Н.И. Таламова. М.: Энергия, 1970. -376с.

74. Шоффа В.И. и др. Анализ и расчет поляризованных магнитных систем методом теории цепей с учетом потоков рассеяния и сопротивления магнитопроводов. Электричество, 1994, №9. -с.69-72.

75. Джорги А., Лю Дги. Численное решение больших разреженных систем уравнений. Пер. с англ., М.: Мир, 1984. -333с.

76. Чуа Л.О., Лин Пен-Мин. Машинный анализ электронных схем: алгоритмы и вычислительные методы. Пер. с англ., М.: Энергия, 1980. -640с.

77. Засыпкин А.С. и др. Учет внешних магнитных полей в переходных режимах трансформаторов тока с сердечниками из магнитодиэлектрика. -Электромеханика. Изв. вузов СССР, 1999, №1. -с.22-27.

78. Астахов В.И. Математическое моделирование инженерных задач в электротехнике: Учеб. пособие. Новочеркасск: НГТУ, 1994. -192 с.

79. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирование. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1984. -439с.

80. Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. -М.: Энергия, 1981. -392с.

81. Петров Г.Н. Электрические машины. В 3-х частях. 4.1. Введение. Трансформаторы. Учебник для вузов. М.: Энергия, 1974. -240 с.

82. Сергеенков Б.Н., Киселев В.М., Анисимова Н.А. Электрические машины. Трансформаторы. -М: Высшая школа, 1989. -387с.

83. Дымков A.M. Расчет и конструирование трансформаторов. М.: Высш. школа. 1971. -264с.

84. Сахновский Н.Л. Испытания и проверка электрического оборудования. -М.: Энергия, 1975. -104с.

85. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. М.: Высшая школа, 1977.-343с.

86. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. -5-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. -527с.

87. Подгорный Э.В. и др. Сравнение численных методов расчета переходных токов трансформаторов тока на ЦВМ. Изв. вузов СССР. -Электромеханика, 1974, №2. -с. 163-172.

88. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. -М.: Наука, 1986. -328с.

89. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1994. -544 с.

90. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М.: Энергия, 1974. -240с.

91. Афанасьев В.В. и др. Трансформаторы тока. 2-е изд. перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1989. -416с.

92. Кифер И.И. Характеристики ферромагнитных сердечников. М.: Энергия, 1967. -168с.

93. Ершов Р.Е. Зависимость В(Н) при статическом перемагничивании ферромагнетиков. Электричество, 1994, №2. -с.63-69.

94. Рейнбот Г. Магнитные материалы и их применение. Пер. с нем. под ред.

95. А.А. Преображенского. JL: Энергия, 1974. -384с.

96. Новаш В.И., Абраменко В.М. О расчете броска намагничивающего тока в трехфазных силовых трансформаторах с учетом потоков в околостержневом пространстве. Изв. вузов СССР. Энергетика. - 1973, №1. -с.25-30.

97. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. -М.: Наука 1967. -368с.

98. Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Б.Х. Математический анализ. М.: Гл. ред. физ. мат. лит-ры изд. «Наука», 1979. -720с.

99. Реклеймис Г. и др. Оптимизация в технике: В 2 х кн. Кн.1. Пер. с англ. -М.: Мир, 1986. -349с.

100. Морозов Д.Н. Добавочные потери в элементах конструкции трансформатора от полей рассеяния. Л.: Госэнергоиздат 1962. -368с.

101. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин / Под ред. Р.Б. Уманцева 9-е изд. перераб. и доп. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1989 - 336с.

102. Циркулярное письмо Главгосэнергонадзора № 42-6/34-ЭТ, от 23.10.95.

103. Циркулярное письмо Главгосэнергонадзора № 42-1/301, от 15.05.96.

104. Техническая информация. ГАММАМЕТ ИНФОРМ,1995, №1.

105. Проблемы применения устройств защитного отключения (УЗО).-Автоматизация и производство, 1996, № 10. -с.34-37.

106. Слободкин А.Х. О концепции электробезопасности в сетях 380/220 В с заземленной нейтралью и некоторых путях ее реализации / Промышленная энергетика, 1998, № 4. -с.31-36.

107. Слободкин А.Х. Анализ влияния устройств защитного отключения на электробезопасность в сетях 380/220 В с заземленной нейтралью -Промышленная энергетика, 1997, № 3, -с.45-49.

108. О применении устройств защитного отключения / Промышленная энергетика, 1996, № 3. -с.48-52.

109. Богдан В.А., Грабовсков С.Н. Токи КЗ в сетях 0.4 кВ. -Электромеханика. Изв.вузов СССР. 1997, № 1-2. -с. 124.

110. Богдан В.А Оценка чувствительности защит сети 0.4 кВ собственных нужд подстанций. -Электромеханика. Изв.вузов СССР. 1998, № 2-3.-С.93-94.

111. Богдан В. А., Богдан А.В. Расчет токов КЗ и определение чувствительности аппаратов защиты 0.4 кВ. Тез.докл. научно-практической конференции./Кубан. гос. технол. ун-т, 1998 г., -с.63.

112. Богдан В.А., Богдан А.В. Расчет на ЭВМ токов КЗ в сети 0.4 кВ собственных нужд подстанций. Тез.докл. семинара-совещания./ РАО "ЕЭС России", РП "Южэнерготехнадзор", Южный центр подг. кадров, Пятигорск, 1998. -С.61.

113. Богдан В.А., Подгорный Э.В. Определение сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемой соединения Y/Y-0. -Электромеханика. Изв.вузов СССР. 1999, №1. -с.60-61.

114. Основные электрические характеристики и геометрические размеры силовых трансформаторов 10/0.4 кВ У/У„

115. Основные размеры магнитопровода, обмоточные данные и электрические параметры масляных трансформаторов мощностью 25 630 кВА взяты из технической документации Краснодарэнергоремонт ОАО «Кубаньэнерго» приведены в табл. П1.1 и табл. П1.2.