Разработка методики расчета жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ

Чистова, Людмила Евгеньевна

Электростанции и электроэнергетические системы

автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка методики расчета жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ

кандидата технических наук: Чистова, Людмила Евгеньевна
город: Москва
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.14.02

Диссертация по энергетике на тему «Разработка методики расчета жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики расчета жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ"

На правах рукописи

ООбО^оч«-

Чистова Людмила Евгеньевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЖЕСТКОЙ ОШИНОВКИ

НАПРЯЖЕНИЕМ 35-750 кВ 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 ЯНВ 2013

Москва, 2012 г.

005048406

Работа выполнена на кафедре электрических станций Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Кандидат технических наук, доцент Долин Анисим Петрович

Доктор «Основ ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» Кудрявцев Евгений Петрович

технических наук, кафедры конструирования машин»

Кандидат технических наук, главный специалист ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» Евтушенко Владимир Антонович

Ведущая организация: ЗАО ПФ «КТП-Урал»,

г. Березовский Свердловской области

Защита состоится «08» февраля 2012 г. в аудитории Г-200 в 15 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» по адресу: Москва, ул. Красноказарменная, д. 17,2 этаж, корпус «Г».

Отзывы и замечания на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим присылать по адресу: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет «НИУ «МЭИ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «НИУ «МЭИ».

Автореферат разослан «03» як ¿аА-»- 2012 г.

Председатель

диссертационного совета Д 212.157.03 доктор технических наук, профессор

Жуков В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные распределительные устройства (РУ) напряжением 110 кВ и выше электрических станций и подстанций все чаще выполняются с использованием конструкций с жесткими трубчатыми шинами (жесткой ошиновкой). Наибольшее распространение жесткая ошиновка получила в открытых РУ (ОРУ). При создании экономичных компоновок РУ достаточно широко применяются конструкции с жесткими шинами сложной пространственной конфигурации, имеющие надставки, ответвления, повороты и т.п. Вместе с тем, существующие инженерные расчеты, требования к испытаниям в настоящее время не в полной мере позволяют получать достоверные оценки работоспособности шинных конструкций в экстремальных условиях: при воздействиях ветровых и электродинамических нагрузок (ЭДН). В частности, нет достаточно точных решений задачи определения электродинамической стойкости жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями. Это приводит в одних случаях к необоснованному снижению прочности и, соответственно, надежности конструкции, а в других - к неоправданно высоким запасам прочности и, как следствие, увеличению стоимости шинных конструкций.

Разработка и внедрение жесткой ошиновки в ОРУ напряжением 330750 кВ потребовали использование шин с длиной пролета 17-20 м и более. Опыт эксплуатации длиннопролетных конструкций показал, что применение демпфирующих устройств в виде провода и стержня, используемых в шинах меньшей длины в ОРУ 35-220 кВ, не обеспечивает подавление устойчивых ветровых резонансных колебаний. Эоловые вибрации шин могут ежедневно продолжаться в течение нескольких часов. Вибрации приводят к ослаблению болтовых соединений и усталостным разрушениям. Они оказывают отрицательное психологическое воздействие на персонал ОРУ. Поэтому одной из задач работы являлась разработка гасителей колебаний для длиннопролетных конструкций жесткой ошиновки, обеспечивающих глубокий уровень демпфирования как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости колебаний.

Объектом исследования является жесткая ошиновка ОРУ напряжением 35-750 кВ.

Предметом исследования являются:

- электродинамические нагрузки и ее отдельные временные составляющие в конструкциях жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями.

- электродинамическая стойкость конструкций жесткой ошиновки сложной пространственной конструкции и влияние отдельных составляющих ЭДН на электродинамическую стойкость изоляторов и шин;

- ветровые (эоловые) колебания длиннопролетных конструкций с жесткими трубчатыми шинами;

- демпфирующие устройства жесткой ошиновки, используемые для подавления эоловых вибраций;

Целью работы является разработка методики расчета электродинамической стойкости шинных конструкций с поворотами и ответвлениями; разработка демпфирующих устройств, обеспечивающих эффективное подавление устойчивых ветровых резонансных колебаний длиннопролетных шин, а также повышение их ветровой и электродинамической стойкости.

Задачи работы:

1) разработать методику расчета электродинамических нагрузок в шинных конструкциях с поворотами и ответвлениями и рекомендации по инженерным расчетам их электродинамической стойкости;

2) провести экспериментальные исследования свободных колебаний жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ и оценить факторы, влияющие на рассеяние энергии при колебаниях в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

3) разработать конструкцию эффективного динамического гасителя вибраций для шинных конструкций напряжением 330-750 кВ, провести его натурные испытания на полномасштабных конструкциях;

4) разработать рекомендации по проектированию жесткой ошиновки на основе анализа работоспособности современных конструкций напряжением 35750 кВ;

5) разработать экспериментально-аналитическую методику проверки эффективности отстройки жесткой ошиновки от ветровых резонансов, а также методику экспериментального определения прогиба шин от собственного веса и веса гололеда.

Методы исследования. Решение поставленных задач проводилось численными методами на основе решения систем уравнений, а также на основе решения дифференциальных уравнений четвертого и второго порядка в частных производных с использованием программы МаЛСас!.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые научные результаты:

1) разработана методика расчета неравномерно распределенных электродинамических нагрузок в конструкциях жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями;

2) разработана методика расчета электродинамической стойкости ошиновки сложной пространственной конфигурации при неравномерно распределенных ЭДН;

3) разработана и внедрена конструкция динамического гасителя вибраций длиннопролетных шин ОРУ 35-750 кВ и выше;

4) разработан экспериментально-аналитический метод определения эффективности отстройки от ветровых резонансов;

5) разработана методика экспериментального определения прогиба шин (в том числе для конструкций с поворотами и ответвлениями) от собственного веса и веса гололеда;

6) разработаны рекомендации по проектированию и модернизации

современных шинных конструкций напряжением 35-750 кВ различного исполнения на основании анализа расчетов и испытаний работоспособности ошиновки.

Достоверность научных положений диссертационной работы обусловлена:

- корректным использованием расчетных моделей при расчете электродинамической стойкости шинных конструкций и сопоставлением результатов расчета жесткой ошиновки по разработанной методике с известными решениями;

- проверкой работоспособности исследуемой жесткой ошиновки при испытаниях токами КЗ, а также в эксплуатационных условиях;

- обоснованностью принятых допущений при разработке методики расчета колебаний шин с динамическим демпфером и удовлетворительным совпадением результатов расчета с экспериментальными данными, а также положительным результатом испытаний разработанного демпфера на полномасштабных конструкциях.

На защиту выносятся следующие положения:

1) методика определения электродинамических нагрузок в системе параллельных и перпендикулярных проводников;

2) методика расчета электродинамической стойкости конструкций жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями;

3) результаты экспериментально-аналитических исследований параметров свободных колебаний жесткой ошиновки с различными демпфирующими устройствами;

4) методика расчета ветровых резонансных колебаний жесткой ошиновки с динамическим гасителем вибраций;

5) конструкция динамического гасителя вибраций шин, а также результаты исследований свободных и вынужденных колебаний длиннопролетных конструкций с динамическим гасителем вибраций;

6) методика экспериментального определения прогиба шин сложной пространственной конфигурации, от собственного веса, а также собственного веса и веса гололеда;

7) рекомендации по совершенствованию конструкций жесткой ошиновки, повышению технико-экономических показателей и эксплуатационной надежности конструкций напряжением 35-750 кВ.

Реализация и внедрение результатов работы:

1) предложенные рекомендации по гашению ветровых резонансных колебаний были использованы при разработке шинных конструкций напряжением 35-750 кВ следующими заводами-изготовителями: ЗАО ПФ «КТП-Урал» (г. Екатеринбург), ЗАО «ЗЭТО» (г. Великие Луки), ОАО «Орбита» (г. Саранск), ЗАО ГК «Электрощит-ТМ «Самара» (г. Самара), ЗАО «ЧЭАЗ» (г. Чебоксары) и другими;

2) теоретические результаты работы по оценке электродинамической стойкости шинных конструкций с поворотами использованы при разработке

жесткой ошиновки ОРУ, выполненных по мостиковым схемам, напряжением 35, 110 кВ ЗАО ПФ «КТП-Урал»; 110, 220 кВ ЗАО ГК «Электрощит-ТМ «Самара»; 35-220 кВ ЗАО «АИЗ»; 35,110 кВ ЗАО «ЧЭАЗ»;

3) разработанное демпфирующее устройство внедрено в производство и принято к установке в конструкции жесткой ошиновки напряжением 330, 500 кВ производства ЗАО ПФ «КТП-Урал» и 330, 500 и 750 кВ - ЗАО «ЗЭТО»;

4) разработаны методика проведения испытаний по определению максимального статического прогиба при гололеде и методика экспериментально-аналитической проверки эффективности отстройки жестких шин ОРУ от ветровых резонансов, которые вошли в стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ».

Реализация и внедрение результатов работы подтверждены актами о внедрении и использовании результатов диссертационной работы от ЗАО «ЗЭТО», ЗАО ПФ «КТП-Урал», ЗАО ГК «Электрощит-TM «Самара», ООО НТЦ «ЭДС» (автор стандарта ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.1172012).

Апробация работы. Работа была апробирована на следующих конференциях:

- научно-технический семинар на ХП международной специализированной выставке «Электрические сети России 2009» секция «Электротехническое оборудование и распределительные устройства» (ВВЦ, г. Москва, 2009 г.);

- XVI ежегодная международная научно-технической конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (МЭИ, г. Москва, 2010 г.);

- XVII ежегодная международная научно-технической конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (МЭИ, г. Москва, 2011 г.);

- всероссийская научно-практическая конференция «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем» - ЭНЕРГО-2010 (МЭИ, Москва, 2010 г.);

- II всероссийская научно-практическая конференция «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем» - ЭНЕРГО-2012 (МЭИ, Москва, 2012 г.);

- научно-производственная конференция по теме «Особенности конструирования и проектирования жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110 кВ и выше» (МЭИ, Москва, 2010 г.);

- II научно-производственная конференция по теме «Современные ОРУ 35-750 кВ с жесткой ошиновкой» (МЭИ, Москва, 2011 г.);

- III научно-производственная конференция «Жесткая ошиновка и современное электрооборудование ОРУ 35-750 кВ» (МЭИ, Москва, 2012 г.).

Публикации. По результатам исследований было опубликовано десять печатных работ, в том числе две статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов диссертационных работ [1, 2], патент на полезную модель №100859 [3], стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 5694700729.060.10.117-2012 [10].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, состоящего из 144 наименований, шести приложений. Основной текст изложен на 154 страницах, включает 71 рисунок. Общий объем диссертации 259 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, научная новизна, формулируется цель и основные задачи исследований, описывается реализация и внедрение результатов работы, дается краткое содержание глав работы.

В первой главе проведен аналитический обзор работ по исследованию электродинамических нагрузок при двух- и трехфазных КЗ для нитевидных параллельньшпротяженных проводников, расположенных в одной плоскости и по вершинам треугольника, а также нагрузок и моментов, действующих на прямолинейные проводники с учетом геометрических размеров шин прямоугольного и других сечений. Проведен анализ работ по оценке электродинамической стойкости шинных конструкций с жесткими проводниками на основе решения задачи на статическую нагрузку, равную максимуму электродинамической нагрузки, а также на основе решений колебаний балки с распределенными параметрами, закрепленной на неподвижных (абсолютно жестких) опорах, на упругоподатливых опорах и в виде рамной конструкции. Представлен ряд работ, описывающих решения электродинамической стойкости шинных конструкций на основе расчета колебаний систем с одной степенью свободы.

Проведен анализ работ по исследованию ветровой стойкости, а также ветровых резонансных колебаний жестких шин и методов борьбы с эоловыми колебаниями.

Также рассмотрены вопросы применения жесткой ошиновки в современных распределительных устройствах (РУ), некоторые особенности конструкций и основные требования к жесткой ошиновке, предъявляемые нормативными документами.

Во второй главе разработана методика расчета электродинамических нагрузок в шинных конструкциях с поворотами и ответвлениями.

В системе из N произвольно расположенных нитевидных проводников электродинамические нагрузки, Н/м, в точке г проводника с номером/ от токов, протекающих по шинам с номерами к=\,2..п(кф]), равны

dO - N N _____

1] 4=1

А/У А*]

где Qj - электродинамическая сила, Н; /у - длина проводника_/, м; г) - ток в_/'-ом проводнике, А; /0; - единичный вектор, направление которого совпадает с принятым в расчете направлением тока /}; - вектор магнитной индукции, Тл, от тока 4 в точке с координатой г на осиу'-ого проводника.

Принято, что начало координат хуг связано с одним из концов проводника с номером] (рис. 1). При этом ось 2 системы координат направлена вдоль этого проводника. Для практических расчетов электродинамические нагрузки удобно представить в виде проекций на ортогональные плоскости хОг и _уОг:

= Е^Ч^ОО, (2)

4=1 k*j

к=1 Ы]

где Оо - параметр, равный 2-Ю'7 H/A2; а - минимальное расстояние между фазами (осями проводников разных фаз), м; ц, ij - ток в &-ом и 7-ом проводнике соответственно, A; - коэффициент, определяемый геометрическим

расположением проводников j и к в пространстве.

к*

Рис. 1. Принятая система координат и главные плоскости инерции шины хОг иуОг

Получены коэффициенты распределения электродинамических нагрузок для произвольно расположенных параллельных и перпендикулярных проводников конечной длины (рис. 2), которые приводятся в таблице 1.

Рис. 2. Геометрическое расположение проводников] и к. а - произвольно расположенные параллельные шины; б - перпендикулярные шины, расположенные в разных плоскостях

В таблице 1 приняты следующие обозначения: гки гн, укъ уа, ха, -координаты начала и конца проводника к, г - текущая координата проводника с

индексом j по оси z, принадлежащая интервалу (0; lj).

Таблица 1

__Коэффициенты ß^/z)_

№ рис. Коэффициенты ß^ (z)

а xk / Ч г~2к\ , zk2~z

2, а 2 4+yi №"

ß&«= а Ук ( \ 2-z» | zk2~z

2 *l+yl

а 1 ( Хк2 хк\ щтук*0

2,6 j

а 1 / Ук2 Ук\ при хк * 0

-ч)1 КЬк2 + 4 +{z~zk f Jy2kl +xl+(z-zk) г

Ток КЗ в проводниках с номерами kvij можно представить как

/.=/„

sin

2я/ л\ V-y(i-l)

(а-1,2,3), (3)

где 1Ш - амплитуда периодической составляющей тока КЗ, А; со = 2лf- угловая частота тока в сети, рад/с; / - частота тока в сети, Гц; t — время, с; \|/ - угол включения тока КЗ, рад; Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с; s — параметр, равный 1 при двухфазном КЗ и трехфазном КЗ для фазы А, 2 и 3 - при трехфазном КЗ, соответственно, для фаз В и С.

Уравнение (2) с учетом (3) приводится к виду

= ^■ ejkI2mj ■ 2D„(W, z) ■ T„(t) = ^Ilj qkj ,

(4)

n=\

где =Imk/I„¡,; q^ =^Z)„(v|/,z)-rn(i) - относительная нагрузка; T„ - функции

* п=1

Т2 = е~2'!т-;

sinoaf; Т4 =е coscof;

времени г равные тх = 1; Т5 = зт2<и/; Т6 - сое 2га г; - коэффициенты, зависящие от угла

включения тока КЗ, вида КЗ, фазы проводника (А, В или С) и геометрического расположения шин относительно друг к другу и их размеров, равные

г) = (5)

*=1

где (¡ь, - коэффициенты, зависящие от вида КЗ, угла включения тока КЗ и фаз проводников у и к.

Значения коэффициентов йу» полученные для двух- и трехфазных КЗ, приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Коэффициенты у) при двух- (2) и трехфазном (3) КЗ_

п Коэффициенты с/ьОе) для фазы проводников ¿и //вида КЗ

А-В/(3) A-CI{ 3) ß-C/(3) A-A; B-B; C-C/(3) любое сочетание/(2)

1 -0,25 -0,25 -0,25 -0,25

2 1 • 2 VÍ3 . 0 -—siny ——sin 24/ 1 • 2 V3 . -—sin\|r +—sin2y -— -—cos2\i/ 4 2

3 sin у2 +^-sin2\|/ sin y2 -^-sin2f ■i+cos2\|/

4 ^ „ 1 . „ —cos2y+—sm 2\|/ --^cos2\(í+-isin 2y -sin2y ( 2 ^ -sin 2y--(í-1) v 3 )

5 1 Vs . „ —cos2\jr——sin 2*/ 1 S —cos2v|/+—sin 2w 4 4 1 (. 2-я, Л --cosí 2y—— (í-1)

6 1 • 0 Vs 0 -—sin2y--eos 2\ií 4 4 1 S —-sin2w+—cos2w 4 4 1 • 0 —sin2\)/ -sin 2y—— (í-1) ¿V J /

Была разработана прикладная программа расчета ЭДН в среде МаШСАГ), и определены распределения электродинамических нагрузок и ее отдельных временных составляющих для конструкций с поворотами и ответвлениями при трех- и двухфазных КЗ. Кроме того, для типовых конструкций определены максимальные значения ЭДН, являющиеся функцией угла включения тока КЗ V, координаты шины г и времени ь

В третьей главе рассмотрен расчет электродинамической стойкости шинных конструкций на основе расчета колебаний системы с распределенными и сосредоточенными параметрами.

В соответствии с ПУЭ и другими нормативными документами жесткая ошиновка отвечает условиям электродинамической стойкости, если наибольшие расчетные напряжения в материале шин апах и нагрузки на изоляторы остаются ниже допустимых значений

°шк ^ Одоп ' -^шах ^ ^яоп > (6)

где ашах и Одоп - максимальное расчетное и допустимое напряжение в материале шин, Па; и -Рдоп - максимальная расчетная и допустимая силы (нагрузки) на изоляторы, Н.

Расчет напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы сводится к расчету колебаний шины при КЗ под воздействием электродинамических

нагрузок. Колебания шины с учетом рассеяния энергии описываются дифференциальным уравнением

(7)

где s = 1 соответствует колебаниям шины в плоскости xOz, значение 5 = 2-колебаниям шины в плоскости yOz; ys - прогиб шины, м; t - время, с; /г = 5/s -коэффициент затухания, с"1; 8 - логарифмический декремент колебаний шины; fs - собственная частота колебаний шины, Гц; qs - электродинамическая нагрузка, Н/м.

Решением уравнения (7) является сумма частного решения этого уравнения Yu и общего решения однородного уравнения Y2s. Для конструкций с абсолютно жесткими опорами эти решения в каждой плоскости инерции шины с номером s можно найти в виде суммы рядов по собственным функциям Хк (z):

y(z,t) = Yt (Z,t) + Y2 (z,t) = ±Sk (t)Xk (z) + ¿0, {t)Xk (z). (8)

i=! Ы1

Здесь и ниже индекс s для упрощения записи опущен. Функции времени Sk(t) определяются по формуле

(/) = —(ф-sin рк (t-r)dr, (9)

тРк о

где Рк = ja] - h] - угловая частота собственных колебаний шины при наличии

рассеяния энергии, рад/с; Пк - собственная угловая частота колебаний шины без учета рассеяния энергии, рад/с, определяемая по формуле

"*=2 nfk=r1k4Ejfall1-, (10)

здесь fk - собственная частота колебаний шины, Гц; Нк (/) - функция времени, равная

Hk=\q{z,t)xk(z)dz/\xl{z)dz. (11)

о /о

Функции времени 0$) равны

(0 = А № Л' + h cos • (12)

При нулевых начальных условиях коэффициенты Л^ и Lk и функция обращаются в ноль. Для балки с шарнирным опиранием, характерным для шин РУ 110 кВ и выше, собственные формы колебаний равны

Xk(t)=Sm(V/l), (13)

где / - длина пролета шины, м; гк - корни характеристического уравнения колебаний балки, равные гк = Ы (к = 1,2,3.. .и).

Расчеты показывают, что для практических расчетов достаточно ограничиться 3-4 членами ряда (8).

Нагрузки на изоляторы, Н, и напряжения в материале шин, Па, определяются по формулам

где /7- момент сопротивления поперечного сечения шины, м3.

Максимальные напряжения в материале шин, Па, и нагрузки на изоляторы, Н, при колебаниях в плоскостях хОг (5 = 1) и уОг (я = 2), а также результирующие напряжения и нагрузки (2), приводятся к виду

_а/

(15)

(16)

где а - параметр, равный 2-Ю'7 и л/з-10"7 Н/А2 соответственно при двух- и трехфазном КЗ; X и р - параметры, зависящие от условий опирания шин; 'уд =kJn> - ударный ток КЗ, А; куд= l + e-°fiUT< - ударный коэффициент; 1И(Е)> Л^х) - динамические коэффициенты, равные

Динамические коэффициенты являются функцией частоты собственных колебаний шинной конструкции fk, кроме того, значение динамического коэффициента определяется взаимным расположением шин.

На основе рассмотренной выше методики в среде MathCad была разработана программа расчета прогибов, напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы, а также динамических коэффициентов шинных конструкций сложной пространственной конфигурации (рис. 4).

По*-

Q I ■ II. i ..............I III ' ' ■>

S 10 15 2S » 4» SO SSHMU «S 100 10S Ш 110 1S0 »0 100 I» Гц

Рис. 4. Динамические коэффициенты результирующих напряжений в материале шины крайней фазы нижнего яруса жесткой ошиновки ОРУ 110 кВ, выполненного мостиковой схемой, при трехфазном КЗ и декременте затухания равным 0,114

При приближенных оценках электродинамической стойкости изоляторов и шин удобно использовать простую расчетную схему с одной степенью свободы, движение которой описывается обыкновенным дифференциальным уравнением второго порядка

где Шщ, у^ с„р - соответственно приведенные масса, кг, прогиб, м, жесткость, Н/м, шинной конструкции; - приведенная электродинамическая нагрузка, Н.

Решение уравнений (7) и (17) оказываются близкими, если параметры расчетной схемы с одной степенью свободы удовлетворяют условиям

Оф =/?(*)№; с„=с; /ир = /1, (18)

где с - жесткость шинной конструкции, Н/м; /пр - приведенная частота колебаний расчетной схемы с одной степенью свободы, Гц; - первая (основная) частота колебаний шинной конструкции, Гц.

Уравнение (17) может быть использовано как для конструкций с абсолютно жесткими, так и упруго-податливыми опорами. В последнем случае частота собственных колебаний определяется с учетом жесткости и массы опор.

Значения напряжений в материале и нагрузок определяются по формулам

(19)

где Ост и ^ст - максимальные напряжения и нагрузки от статической нагрузки, равной максимуму ЭДН; т| - динамический коэффициент, полученный из решения задачи для системы с одной степенью свободы.

Дальнейшее упрощение задачи можно получить, учитывая, что частота собственных колебаний жесткой ошиновки 110 кВ и выше, как правило, не превышает 1-5 Гц, то есть остается много ниже частот периодических составляющих электродинамической нагрузки 50 и 100 Гц.

Как показал анализ результатов расчетов шинных конструкций 110 (в некоторых случаях 35) кВ и выше расчеты электродинамической стойкости можно проводить, учитывая только первые две временные составляющие ЭДН (4) постоянную и апериодическую. Более того, расчеты можно проводить для эквивалентной постоянной составляющей электродинамической нагрузки

<7с= (20)

где А - коэффициент при временной составляющей Т\ электродинамической нагрузки; у = (1 + ДО/Д); АО определяется как импульс от апериодической составляющей электродинамической нагрузки за полупериод собственной частоты колебания Т/2 = 1/(2/0

Г/2 ( 1 >

Ю = = 1-е«

0 ч

Тогда наибольшие нагрузки на изоляторы вычисляются по формуле (19), в которой аст и определяются при статической нагрузке (20), а динамический коэффициент принимается равным 2.

(21)

Четвертая глава посвящена анализу ветровых воздействий на ошиновку, которые вызывают два вида нагрузок: продольные, действующие вдоль оси х (рис. 1), при которых определяется стойкость ошиновки при наибольших нормированных скоростях ветра, и поперечные нагрузки - вдоль оси у при резонансных эоловых колебаниях.

Ветровые резонансные колебания жестких трубчатых ттшн ОРУ обусловлены периодическими срывами вихрей, возникающих при относительно небольших (порядка нескольких метров в секунду) скоростях ветра. В результате на шину действуют периодические нагрузки, направленные поперек воздушного потока. Если частота срыва вихрей (нагрузок) совпадает или близка к частоте собственных колебаний шины, наступает ветровой резонанс. Частота срыва вихрей определяется по формуле Струхаля и зависит от скорости воздушного потока.

Устойчивые резонансные колебания не возбуждаются, если наибольший прогиб уртах не достигает допустимого (критического) значения урдоп

Уртах —1 Урдоп *

(22)

Допустимый прогиб составляет 0,02-0,04 от внешнего диаметра шины. Максимальные расчетные прогибы при ветровом резонансе приближенно равны

Уртк тВ5у ' К )

где Суа - коэффициент аэродинамических нагрузок, который принимается равным 0,8; р„ - плотность воздуха, кг/м3; £> - внешний диаметр шины, м; г1у параметр первой частоты собственных колебаний шины в вертикальной плоскости; к, - коэффициент, определяющий область скоростей ветра при устойчивых колебаниях, равный 0,7-1,37; В - коэффициент пропорциональный жесткости шины; т — погонная масса шины с учетом массы демпфирующего устройства, кг/м; - логарифмический декремент колебаний шины в вертикальной плоскости.

Таким образом, одним из эффективных путей подавления устойчивых эоловых колебаний является увеличение логарифмического декремента колебаний, то есть увеличение рассеяния энергии при колебании шины в вертикальной плоскости.

При непосредственном участии автора были проведены испытания по определению логарифмического декремента и частоты свободных колебаний более 30 конструкций жесткой ошиновки ОРУ напряжением 35-750 кВ с различными демпфирующими устройствами. Исследовались головные и серийные шинные конструкции следующих производителей: ЗАО «ЗЭТО», ЗАО ПФ «КШ-Урал», ЗАО ГК «Элекгрощит-ТМ «Самара», ЗАО «ЧЭАЗ» и другие. Цель работы заключалась в выборе экономичного и эффективного демпфирующего устройства, обеспечивающего гашение устойчивых ветровых резонансных колебаний шин, а также в выявлении конструктивных недостатков и разработке предложений по их устранению. (

Для экспериментального определения логарифмического декремента колебаний проводилось осциллографирование свободных колебаний шины с помощью вибрационного датчика ЭВ1 с частотным диапазоном от 0 до 60 Гц, чувствительностью 2,2 B/g. В качестве регистрирующего устройства использовался цифровой осциллограф АСКЗ107.

Логарифмический декремент колебаний определялся по формуле

5=—— ln^L (к>т), (24)

к-т Ак

где кит- номера амплитуд свободных колебаний; А - амплитуда колебаний, м.

Результаты измерений свободных колебаний различных шинных конструкций показывают, что осциллограммы колебаний имеют достаточно сложный характер, поскольку возбуждаются несколько форм колебаний ошиновки, имеют место удары демпферов о стенку шины, а также соударения других элементов за счет люфтов крепежных деталей. Кроме того, логарифмический декремент 5 является функцией амплитуды прогиба шины А. Все это затрудняет обработку экспериментальных данных. Поэтому при обработке осциллограмм по формуле (24) использовались достаточно большие интервалы времени с выборкой характерных амплитуд.

Кроме того, в работе проводилась обработка осциллограмм и определение логарифмического декремент колебаний спектральным методом и методами сглаживания и огибающих. Для этого использовалась программная система для цифровой обработки осциллограмм колебаний различных объектов VST Decrements 07.

При использовании спектрального метода экспериментальные осциллограммы снимаются в виде дискретных цифровых рядов с заданной частотой точек. Данный метод имеет ограничение, поскольку дает завышенные значения малых декрементов (относительные декременты менее 1 %) на низких частотах (менее 10 Гц).

Наличие шумов в осциллограммах существенно усложняет их обработку, чтобы выделить существенные пики на фоне шумов и нерегулярностей, проводится сглаживание. Предусмотрено три способа сглаживания: простая замена каждой точки средним арифметическим по заданному окну; замена каждой точки взвешенным средним гауссовой плотностью вероятности (с центром распределения на заменяемой точке); релаксационное сглаживание на основе простейшей явной разностной схемы численного решения уравнения диффузии. Корректность работы алгоритма определения собственных частот и ширины спектральных линий была проверена графическим анализом Фурье спектров мощности.

Метод сглаживания основан на формуле (24) применительно к сглаженным осциллограммам. Сглаживание проводится на основе релаксационной процедуры до выявления основной гармоники с наименьшей частотой. Результат работы процедуры демонстрируется на рис. 5. Данный метод хорошо работает при наличии одной явно выраженной частоты.

АЛЛАМИ

а) б) в)

Рис. 5. Пример релаксационного сглаживания и влияния сглаживания на спектр мощности: а - исходная осциллограмма; б - сглаженная осциллограмма; в - спектр мощности: 1 - исходный; 2 - сглаженный

Метод огибающих применялся при наличии двух близких низких частот. Метод заключается в численном определении среднего тангенса угла наклона зависимости логарифмов амплитуд от времени методом наименьших квадратов. При наличии одной гармоники данный метод дает точное значение декремента, при наличии двух-трех близких низкочастотных гармоник такая процедура дает величину, называемую эффективным наклоном. Тогда соответственно эффективный декремент определяется по формуле

8 = 8* =5//*" (25)

где 5 - тангенс угла наклона зависимости логарифмов амплитуд от времени - значение эффективной частоты, вычисляемой как средневзвешенное значение по низким частотам с весами, равными высотам соответствующих пиков спектра мощности.

Для правильного определения декрементов предварительно проводится релаксационное сглаживание, далее строятся нескольких последовательных огибающих до получения монотонно спадающей кривой. На рис. 6 представлен пример обработки осциллограммы данным методом.

Рис. 6. Пример обработки осциллограммы методом огибающих: а -исходная осциллограмма; б - сглаженная осциллограмма; в - первая (1) и вторая (2) огибающие

На основе результатов экспериментально-аналитических исследований установлено, что для конструкций 35-220 кВ типовые демпферы в виде провода, металлического стержня (или проволоки) при определенных значениях длин и масс обеспечивают необходимый уровень рассеяния энергии и подавление устойчивых ветровых резонансных колебаний. Однако, в длиннопролетных (более 15 м) шинных конструкциях напряжением 330-750 кВ типовые демпферы в виде проводов и стержней не эффективны.

При участии автора НТЦ «ЭДС» разработано и внедрено в производство демпфирующее устройство (патент на полезную модель №100859) [3], представляющее собой опрессованный трос определенной жесткости с грузом на свободных концах. Устройство может подвешиваться к шине снизу, навешиваться на шину сверху, устанавливаться внутри трубчатой шины.

Разработана и реализована в программе МаШсаё методика расчета колебаний шин с динамическим гасителем колебаний для оценки его наиболее эффективных параметров. Методика основана на решении системы уравнений, описывающих колебания шины с демпферами как упругой системы с двумя степенями свободы при ветровом резонансе

КЛ + (с, + с2)у, -с2у2 + (6, + Ъ2)ух -Ъгуг = ц(ух)\

\™гУг ~ сгУ\ + сгУг ~ Ь2УХ + Ьгу2 = 0, где гп\ и тг - приведенные массы шины и демпфера; С\ и с2 - приведенные жесткости шины и демпфера; Ъ\ и Ь2 - коэффициенты демпфирования шины (без гасителя вибраций) и демпфера; у\ — перемещение шины в точке подвески демпфера; уг - перемещение демпфера; - нагрузка, действующая на

шину при ветровом резонансе.

Экспериментальные исследования демпфера проводились на полномасштабных конструкциях жесткой ошиновки ОРУ напряжением 330, 500 и 750 кВ с установкой демпфера НТЦ «ЭДС» снаружи (сверху, снизу) и внутри. Следует отметить, что полученные при испытаниях значения логарифмического декремента колебаний шин с разработанным демпфером оказались близкими к расчетным.

Проведенные экспериментальные и аналитические исследования колебаний шин с различными модификациями динамического гасителя вибраций подтвердили его эффективность, позволили определить его оптимальные параметры и принять к установке на современных шинных конструкциях 330-750 кВ отечественных производителей. При этом логарифмический декремент колебаний шины с этим демпфером в 3-5 раз выше, чем у конструкции без демпфера, и в 2,7-3,5 раза - по сравнению с ошиновкой с демпфером типа провод или стержень. Таким образом, была решена задача обеспечения глубокого уровня демпфирования современных длиннопролетных конструкций жесткой ошиновки напряжением 330-750 кВ.

Исследования показали, что демпфер НТЦ «ЭДС» значительно повышает логарифмический декремент не только при колебаниях шин в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости. Таким образом, установка такого демпфера не только обеспечивает подавления эоловых вибраций, но и повышает ветровую (7-20 %) и электродинамическую стойкость (15-25 %), прежде всего при повторных включениях на КЗ,

На основе проведенной работы сформулирована экспериментально-аналитическая методика определения эффективности отстройки от ветровых резонансов и стойкости ошиновки при сочетании нагрузок, вошедшая в стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 [10].

В пятой главе проведен анализ современных конструктивных решений, расчетов и испытаний жесткой ошиновки ОРУ 35-750 кВ, рассмотрены особенности различных условий выбора, проверок и испытаний жесткой ошиновки.

При разработке большинства современных отечественных конструкций с жесткими шинами напряжением 35-750 кВ автором были выполнены аналитические проверки более 60 модификаций ошиновок по условиям рабочих режимов и КЗ. В результате расчетов были выявлены несоответствия ряда разрабатываемых шинных конструкций требованиям нормативных документов, что позволило своевременно внести корректировки в конструкции, изменить параметры шин, исполнения узлов крепления, а также выбрать изоляторы с прочностными характеристиками, соответствующими ожидаемым гололедным, ветровым и электродинамическим нагрузкам.

После проведения расчетов и внесения необходимых конструкторских изменений шинные конструкции успешно прошли квалификационные испытания и аттестацию для использования на объектах ОАО «ФСК ЮС», Холдинг «МРСК» и других организациях. Большинство конструкций внедрены и успешно эксплуатируются на подстанциях сетевых компаний и промышленных предприятий.

Подробно рассмотрен выбор шин по статическому прогибу от собственного веса и веса гололеда. Наибольший прогиб шин от собственного веса и силы тяжести ответвлений не должен превышать допустимого

статического прогиба _уст.доп-

Обычно статический прогиб шин определяется аналитически методами строительной механики. Тем не менее, если шины имеют предварительную деформацию, сложное конструктивное исполнение (например, в виде плоской или пространственной фермы) и в ряде других случаев статические прогибы рекомендуется определять экспериментально.

Поскольку гололедная нагрузка имеет распределенный характер, а при испытаниях ее моделирование осуществляется эквивалентными сосредоточенными нагрузками, определены поправочные коэффициенты км0Д, учитывающие место установки и массу сосредоточенных грузов.

Таким образом, была сформулирована методика экспериментального определения прогиба шин от собственного веса и веса гололеда, которая вошла в стандарт организации ОАО «ФСК ЮС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 [10].

На основании проведенного анализа расчетов и испытаний жесткой ошиновки на нагрев при протекании номинального тока в рабочем режиме, а также токов КЗ (термической стойкости) разработаны рекомендации по применению различных алюминиевых сплавов для изготовления шин и снижения материалоемкости шинных конструкций. Например, обоснована целесообразность замены шин из сплава 1915Т на шины из сплавов АД31Т1, 6063-Т6, АВТ1 для внутриячейковых связей, а при рабочих токах более 3000 А -сборных шин ОРУ 35-220 кВ без снижения надежности по условиям ветровой и

электродинамической стойкости, а также при выполнении всех других установленных для жесткой ошиновки требований.

Установлено, что для типовых конструкций 110 кВ и выше при ударном токе КЗ более 102 кА необходима установка изоляторов с минимальной разрушающей нагрузкой более 10 кН.

Использование полимерных изоляторов приводит к увеличению прогибов шин при воздействии электродинамических и ветровой нагрузок, что следует учитывать при выборе расстояний между фазами.

Разработанные рекомендации позволили успешно внедрить шинные конструкции различного исполнения в ОРУ 35-500 кВ, обеспечив необходимую эксплуатационную надежность.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате работы были определены распределенные электродинамические нагрузки и отдельные их временные составляющие в шинных конструкциях с поворотами и ответвлениями при двух- и трехфазных КЗ.

2. Обоснована методика расчета электродинамической стойкости жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями, которая основана на определении прогибов, напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы от статической нагрузки равной сумме первой и эквивалентной второй составляющим электродинамической силы с учетом динамического коэффициента, равного 2.

3. Разработан и внедрен эффективный гаситель вибраций длиннопролетных шин ОРУ напряжением 330-750 кВ, обеспечивающий подавление ветровых резонансных колебаний и повышающий электродинамическую и ветровую стойкость ошиновки. Разработана методика расчета шинных конструкций при ветровых резонансах с учетом влияния динамического гасителя колебаний, определены его конструктивные параметры и даны рекомендации по его применению.

4. Разработана экспериментально-аналитическая методика определения эффективности отстройки от ветровых резонансов, а также методика экспериментального определения прогиба шин от собственного веса и веса гололеда, которые включены в стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ».

5. Разработаны рекомендации по проектированию жесткой ошиновки на основе анализа работоспособности современных конструкций напряжением 35750 кВ различного исполнения.

6. Результаты работы позволили разработать и успешно внедрить более 25 типов шинных конструкций различного исполнения в ОРУ напряжением 35750 кВ, обеспечив необходимую эксплуатационную надежность.

Основные положения диссертации опубликованы в следующи: работах:

1. Долин А.П., Егорова Л.Е. Анализ конструкций и опыт проведена расчетов и испытаний жесткой ошиновки 110 кВ и выше // Энергетик. 201С №8. С. 36-39.

2. Долин А.П., Егорова Л.Е. Современные демпфирующие устройств жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 35-750 кВ // Электро. Электротехнике электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2012. №2. С. 28-32.

3. Официальный бюллетень «Изобретение. Полезные модели» за 2010 г Бюллетень №36. Опубликован 27.12.2010 г. Издание «Роспатент». ФБ"5 «ФИПС» Патент на полезную модель №100859. Зарегистрирован государственном реестре полезных моделей РФ 21.12.2010 г.

4. Долин А.П., Егорова Л.Е. Конструктивные особенности и опы аналитических и экспериментальных исследований жесткой ошиновки ОР"! 110-500 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2011. №5(8). С. 76-81.

5. Долин А.П., Егорова Л.Е. Исследование влияния конструктивны параметров на ветровую и электродинамическую стойкость жесткой ошиновк // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тез. докл. XVI Междунар науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: В 3-х т. М.: Издательство МЭЕ 2010. Т. 3. С.413-414.

6. Долин А.П., Егорова Л.Е. Воздействие электродинамических нагрузо в шинах с поворотами и ответвлениями // Радиоэлектроника, электротехника: энергетика. Тез. докл. XVII Междунар. науч.-техн. конф. студентов ] аспирантов: В 3-х т. М.: Издательство МЭИ, 2011. Т. 3. С. 353-355.

7. Долин А.П., Долин С.А., Егорова Л.Е. Обеспечени эксплуатационной надежности жесткой ошиновки ОРУ 110-500 кВ // Труда Всероссийской науч.-практ. конф. «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем» - ЭНЕРГС 2010. В 2-х Т. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Т. 2. С.26-29.

8. Долин АЛ., Егорова Л.Е. Применение современных демпфирующи устройств жесткой ошиновки ОРУ // Труды П всероссийской науч.-практ. кон4 «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станци и энергетических систем - ЭНЕРГО-2012. М.: Издательский дом МЭИ. С. 36-39.

9. Долин А.П., Егорова Л.Е. Применение современных шинодержателе в отечественных конструкциях жесткой ошиновки // Электроэнергия. Передач и распределение. 2012. №4(13). С. 66-71.

10. СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методик квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жестко ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ» Утвержден и введен в действие Приказа ОАО «ФСК ЕЭС» № 135 от 20.03.2012. // Разделы 12,18. С. 55-64,76-87.

Подписано в печать^' Зак. 4 6 У Тир. !0О п.л.

Полиграфический центр МЭИ

Красноказарменная ул.,д.13

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Чистова, Людмила Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1. Применение жесткой ошиновки в современных распределительных устройствах.

1.2. Основные требования к жесткой ошиновке.

1.3. Состояние вопроса электродинамической стойкости.

1.4. Состояние вопроса по расчету шинных конструкций на ветровую стойкость, ветровой резонанс и другие параметры.

1.5. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В ШИННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ С ПОВОРОТАМИ И ОТВЕТВЛЕНИЯМИ.

2.1. Введение.

2.2. Основные положения методики расчета электродинамических нагрузок в системе прямолинейных произвольно расположенных проводников.

2.3. Условия наступления максимальных электродинамических нагрузок при КЗ.

2.4. Оценка влияния геометрических размеров конструкции при решении практических задач.

2.5. Расчет коэффициентов Д, при временных составляющих электродинамической нагрузки.

2.6. Выводы.

3. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ЖЕСТКОЙ ОШИНОВКИ С ПОВОРОТАМИ И ОТВЕТВЛЕНИЯМИ.

3.1. Расчетные схемы жесткой ошиновки.

3.2. Условия стойкости шинных конструкций.

3.3. Основные положения методики расчета шинной конструкции как балки с распределенными параметрами на абсолютно жестких опорах.

3.4. Расчет электродинамической стойкости жесткой ошиновки на основе расчетной схемы балки на абсолютно жестких опорах с шарнирным опиранием.

3.5. Оценка электродинамической стойкости жесткой ошиновки на основе решения уравнения колебаний системы с одной степенью свободы.

3.6. Расчет напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы при КЗ

3.7. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭФФЕКТИВНОГО ГАШЕНИЯ ВЕТРОВЫХ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЖЕСТКИХ ШИН И ПОВЫШЕНИЯ ВЕТРОВОЙ СТОЙКОСТИ.

4.1. Ветровые воздействия на жесткую ошиновку.

4.2. Способы гашения ветровых резонансных колебаний.

4.3. Методика проведения экспериментально-аналитических исследований параметров свободных колебаний жесткой ошиновки.

4.3.1. Определение логарифмического декремента колебаний с помощью акселерометра.

4.3.2. Экспериментальное определение логарифмического декремента колебаний.

4.4. Цифровая обработка осциллограмм свободных колебаний жесткой ошиновки.

4.5. Результаты экспериментального определения логарифмических декрементов и основной частоты свободных колебаний шинных конструкций напряжением 35-750 кВ.

4.5.1. Общие сведения.

4.5.2. Результаты испытаний.

4.6. Разработка демпфирующего устройства для длиннопролетных шинных конструкций.

4.7. Выводы.

5. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ И ИСПЫТАНИЙ ЖЕСТКОЙ ОШИНОВКИ ОРУ 35-750 кВ.

5.1. Современные конструкции жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ

5.2. Проверка шин по допустимым прогибам от собственного веса и веса гололеда.

5.2.1. Расчет максимального прогиба шин.

5.2.2. Экспериментальное определение статического прогиба шин.

5.2.3. Влияние конструктивных параметров жесткой ошиновки на статический прогиб от собственного веса, а также веса гололеда.

5.3. Проверка шин по нагреву в рабочих режимах.

5.4. Термическая стойкость шин.

5.5. Проверка изоляторов и шин на стойкость при действии ветровых, гололедных и электродинамических нагрузок.

5.5.1. Ветровая стойкости шинных конструкций с жесткими проводниками.

5.5.2. Электродинамическая стойкость при неуспешных АПВ (повторных включениях на КЗ).

5.5.3. Выбор прочности изоляционных опор, исходя из условия стойкости конструкции при сочетании нагрузок.

5.6. Выводы.

Введение 2012 год, диссертация по энергетике, Чистова, Людмила Евгеньевна

Актуальность работы. Современные распределительные устройства (РУ) 35 кВ и выше электрических станций и подстанций все чаще выполняются с использованием конструкций с жесткими трубчатыми шинами (шинные конструкции, жесткой ошиновкой). Последние годы активно разрабатываются и внедряются новые конструкторские решения. Стремление к экономичному использованию площади РУ в настоящее время привело к тому, что наравне с классическим плоскопараллельным расположением токоведущих частей широко применяются конструкции с жесткими шинами сложных пространственных сооружений.

Вместе с тем, для поддержания требуемой эксплуатационной надежности, особенно при воздействии токов КЗ, штормовых ветрах, гололедных отложениях необходимы достоверные оценки работоспособности шинных конструкций в этих условиях. Существующие инженерные подходы, выполняемые приемо-сдаточные испытания и проверки в настоящее время не в полном объеме отвечают на эти вопросы. В частности, нет решений для конструкций с поворотами и ответвлениями при воздействии электродинамических нагрузок, представленных в удобном для практических расчетов виде. В результате новые прогрессивные современные конструкции открытых распределительных устройств (ОРУ) с жесткими шинами в ряде случаев не обеспечивают необходимый уровень надежности. Недостатки принятых проектных и конструкторских решений проявляются в одних случаях на этапе монтажа, а в других - в процессе достаточно длительной эксплуатации. Вместе с тем, необоснованное завышение запаса прочности (стойкости) приводит к увеличению стоимости ОРУ.

Анализ аварий за рубежом, где накоплен большой и продолжительный опыт сооружения компактных РУ с жесткой ошиновкой, показал, что в среднем для всех напряжений около 20 % аварий в РУ происходят на сборных шинах. Непрерывный рост уровней токов короткого замыкания (КЗ) указывает на то, что надежность проектируемых конструкций токоведущих частей РУ в значительной степени зависит от их электродинамической стойкости.

Кроме того, в связи с существующей тенденцией сокращения габаритов проектируемых РУ и оптимизации расположения электрооборудования в условиях реконструкции существующих РУ под большие рабочие токи актуальность проблемы электродинамических воздействий токов КЗ на жесткую ошиновку возрастает. В этих условиях перед заводами-изготовителями жесткой ошиновки стоит задача разработки компактных конструкций стойких к электродинамическому действию больших токов КЗ.

Вычисление электродинамических нагрузок (ЭДН) в конструкциях жестких шин с поворотами и ответвлениями, а также возникающих при их воздействии напряжений в материале шин и нагрузок на изоляторы представляет собой сложную задачу при проектировании РУ. Существующие методы расчета жестких шин охватывают не все конструкции или не приведены к удобному виду для инженерных расчетов. Это значительно затрудняет оценку эффективности отдельных конструкторских решений, а также разработку новых. В результате существующие методы разработаны непосредственно к определенным типам шинных конструкций, поскольку частота колебаний, а, следовательно, и коэффициент динамической нагрузки, жесткость и податливость системы шина-изолятор являются функциями многих переменных и зависят от расчетной схемы, способов крепления шин на изоляторах, от крепления самих изоляторов к фундаменту и т.д.

За последнее десятилетие в России активно разрабатывались и внедрялись аналоги зарубежных узлов крепления жестких шин обжимного типа, как правило, отвечающих шарнирному условию закрепления в отличие от условий закрепления шин напряжением до 35 кВ, обеспечивающих защемление шины. До настоящего времени не была представлена методика расчета электродинамической стойкости жесткой ошиновки при неравномерном распределении ЭДН.

Для проведения оценки электродинамической стойкости современных конструкций жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями необходима универсальная методика определения распределения электродинамических нагрузок вдоль каждого проводника и расчета механической прочности конструкции с учетом взаимовлияния всех проводников друг на друга. Следует отметить, что в отличие от шин 6-10 кВ жесткая ошиновка выше 35 кВ обладает низкой частотой собственных колебаний, таким образом, следует также исследовать распределение и влияние отдельных составляющих ЭДН. Такая методика и разработанные на ее основе алгоритмы расчета, представленные в программе МаШСаё, позволяют исследовать различные конструкции жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями при КЗ.

В связи с развитием в последние годы жесткой ошиновки наблюдается расширение классов напряжения разрабатываемых конструкций до 750 кВ. В результате опыта эксплуатации, а также экспериментальных исследований было установлено, что отстройка длиннопролетных шин напряжением 330750 кВ от устойчивых ветровых резонансных колебаний при применении типовых демпфирующих устройств, используемых на ошиновках до 220 кВ, не эффективна.

Ветровые вибрации шин нежелательны, так как они оказывают отрицательное психологическое воздействие на персонал ОРУ, а также могут приводить к ослаблению болтовых соединений и даже к усталостным разрушениям, поскольку их продолжительность может быть длительной: практически ежедневной в течение нескольких часов. Поэтому одной из задач работы являлось разработка гасителей колебаний для длиннопролетных конструкций жесткой ошиновки, обеспечивающих глубокий уровень демпфирования как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости колебаний.

Объектом исследования является жесткая ошиновка ОРУ на класс напряжения 35-750 кВ.

Предметом исследования являются:

- электродинамические нагрузки в конструкциях жесткой ошиновки с поворотами и ответвлениями, а также влияние отдельных составляющих ЭДН на электродинамическую стойкость изоляторов и шин;

- электродинамическая стойкость конструкций жесткой ошиновки сложной пространственной конструкции;

- ветровые (эоловые) колебания длиннопролетных конструкций с жесткими трубчатыми шинами;

- способы демпфирования этих колебаний;

- современные отечественные конструкции жесткой ошиновки ОРУ 35-750 кВ различного исполнения и оценка их работоспособности при заданных условиях эксплуатации;

Задачи работы:

4) разработать рекомендации по проектированию жесткой ошиновки на основе анализа работоспособности современных конструкций напряжением 35-750 кВ;

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые научные результаты:

3) разработана и внедрена конструкция динамического гасителя вибраций длиннопролетных шин ОРУ 35-750 кВ и выше;

6) разработаны рекомендации по проектированию и модернизации современных шинных конструкций напряжением 35-750 кВ различного исполнения на основании анализа расчетов и испытаний работоспособности ошиновки.

Достоверность научных положений диссертационной работы обусловлена:

На защиту выносятся следующие положения:

1) методика определения электродинамических нагрузок в системе параллельных и перпендикулярных проводников относительно друг друга;

4) методика расчета ветровых резонансных колебаний жесткой ошиновки с динамическим гасителем вибраций;

5) результаты исследования параметров свободных колебаний длиннопролетных конструкций с динамическим гасителем колебаний, оценка его конструктивного исполнения внедренного в производство;

6) методика экспериментального определения прогиба шин, включая конструкции сложной пространственной конфигурации, от собственного веса, а также собственного веса и веса гололеда;

7) рекомендации по совершенствованию конструкций жесткой ошиновки, повышению технико-экономических показателей и эксплуатационной надежности конструкций, а также расширению класса напряжений применения жестких шин.

Реализация и внедрение результатов работы:

2) теоретические результаты работы по оценке электродинамической стойкости шинных конструкций с поворотами использованы при разработке жесткой ошиновки ОРУ, выполненных по мостиковым схемам, напряжением 35, 110 кВ ЗАО ПФ «КТП-Урал»; 110, 220 кВ ЗАО ГК «Электрощит-ТМ «Самара»; 35-220 кВ ЗАО «АИЗ»; 35, 110 кВ ЗАО «ЧЭАЗ»;

4) разработаны методика проведения испытаний по определению максимального статического прогиба при гололеде и методика экспериментально-аналитической проверки эффективности отстройки жестких шин ОРУ от ветровых резонансов, которые включены в стандарт ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ».

НТЦ «ЭДС» (автор стандарта ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 5694700729.060.10.117-2012).

Апробация работы. Работа была апробирована на следующих конференциях:

- научно-технический семинар на XII международной специализированной выставке «Электрические сети России 2009» секция «Электротехническое оборудование и распределительные устройства» (ВВЦ, г. Москва, 2009 г.);

- II научно-производственная конференция по теме «Современные ОРУ 35-750 кВ с жёсткой ошиновкой» (МЭИ, Москва, 2011 г.);

Публикации. По результатам исследований было опубликовано десять печатных работ [29, 136-144], в том числе две статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов диссертационных работ «Энергетик» и «Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность» [137, 138], стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ» [29], получен патент на полезную модель №100859 [136].

Заключение диссертация на тему "Разработка методики расчета жесткой ошиновки напряжением 35-750 кВ"

3. Результаты работы позволили разработать и успешно внедрить более 25 типов шинных конструкций различного исполнения в ОРУ напряжением 35-750 кВ, обеспечив необходимую эксплуатационную надежность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены новые теоретические и практические результаты:

4. Разработана экспериментально-аналитическая методика определения эффективности отстройки от ветровых резонансов жесткой ошиновки ОРУ 35-750 кВ.

5. Разработана методика экспериментального определения прогиба шин от собственного веса и веса гололеда.

6. Разработаны рекомендации по проектированию жесткой ошиновки на основе анализа работоспособности современных конструкций напряжением 35-750 кВ различного исполнения.

Использование практических результатов:

1. Методика определения эффективности отстройки от ветровых резонансов, а также методика экспериментального определения прогиба шин от собственного веса и веса гололеда включены в стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ» (разделы 12 и 18) [29].

2. Рекомендации по проектированию жесткой ошиновки на основе анализа работоспособности современных конструкций напряжением 35-750 кВ были использованы ЗАО ПФ «КТП-Урал», ЗАО «ЗЭТО», ЗАО ГК «Электрощит-ТМ «Самара» и другими.

Библиография Чистова, Людмила Евгеньевна, диссертация по теме Электростанции и электроэнергетические системы

1. Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Открытые распределительные устройства с жесткой ошиновкой. М.: Энергоатомиздат, 1988.-192 с.

2. Кошкин A.A., Шаталов Г.Г., Штеренфельд Н.С. Разработка и внедрение блочных подстанций 35-220 кВ заводского изготовления // Энергетическое строительство. 1980. № 9. С.32-35.

3. Долин А.П. Современные токопроводы. М.: Высшая школа, 1988.-80 с.

4. Долин А.П. Электродинамическая стойкость сварных шин // Промышленная энергетика. 1983. N 12. С.23-26.

5. Долин А.П., Шонгин Г.Ф. Пути совершенствования конструктивных решений ОРУ с жесткой ошиновкой // Энергетическое строительство. 1988. N 5. С.32-34.

6. Долин А.П. Научные основы методики расчета и эффективности применения жесткой ошиновки ОРУ 110 кВ и выше // Электрические станции. 1990. N 10. С.36-41.

7. Конструкции открытых распределительных устройств и компоновки электростанций и подстанций / А.П.Долин, И.П.Крючков, В.А.Старшинов и др. М.: Изд-во МЭИ, 1993.-28 с.

8. Долин А.П., Козинова М.А. Основные положения и требования новых нормативных документов по жесткой ошиновке ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ // Электро. 2008. №2. С. 31-37.

9. Шонгин Г.Ф. Внедрение распределительных устройств 110-500 кВ с жесткой ошиновкой // Энергетическое строительство. 1982. N11. С.50-52.

10. Важнецова JI.C., Шонгин Г.Ф. Открытое распределительное устройство 500 кВ с применением жесткой ошиновки // Электрические станции. 1976. № 1. С. 39-44.

11. Фомин А.И. Внедрение жесткой ошиновки в тресте электростройподстанции при сооружении ОРУ 110, 220 кВ // Энергетическое строительство. 1982. N 9. С.28-29.

12. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. Расчет жесткой ошиновки распределительных устройств. М.: Энергия, 1981.-96 с.

13. Кудрявцев Е.П. Основные положения расчета шинных линий на электродинамическую стойкость // Межвузовский тематический сборник №16. Методы расчета, проектирования и оптимизации управляемых систем, машин и механизмов. М.: МЭИ, 1983. С. 92-97.

14. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. Расчет жесткой ошиновки распределительных устройств. М.: Энергия, 1981.-96 с.15. «ЭнТерра»: применение жесткой ошиновки 35, 110, 220, 330 и 500 кВ в распределительных устройствах // Новости электротехники. 2011. N 2. С.2-3

15. Долин А.П., Козинова М.А. Инженерный расчет жесткой ошиновки на электродинамическую стойкость при неуспешных АПВ // Сб. научных трудов N 163. Повышение надежности и экономичности электрической части электростанций. М.: МЭИ, 1988. С.78-84.

16. ЗАО «ЗЭТО» Комплекты жесткой ошиновки // Новости электротехники. 2002. N 5. С.21.

17. СТО 56947007-29.060.10.005-2008. Руководящий документ по проектированию жесткой ошиновки ОРУ 110 500 кВ . Утверждён и введён в действие Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 25.06.2007 № 176.

18. СТО 56947007-29.060.10.006-2008. Методические указания по расчету и испытаниям жесткой ошиновки ОРУ 110 500 кВ. Утверждён и введён в действие Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 25.06.2007 № 176.

19. Hayde David. An electrical switchboard assembly. 2002 г.: Заявка 2354887 826, МКИН 02 В 1/20,Н 02 G 5/02; N 9922988.2; Заявл. 19990929 Опубл. 20010404 НКИ Н2Е, U1S.

20. Norio Sugiyama, Yazaki Corp. Bus bar-holding structure. 2002 г.: Заявка 5967821 840,МКИ H 01 R 13/64 /.- N 09/078136; Заявл. 19980514 Опубл. 19991019. Приоритет 19970515N 9-1255170 НКИ 439/246

21. Okashita Hiroshi, Kawakami Junichi, Mitsubischi denki K.K. Busbar connecting terminal. 2004 г.: Заявка 1396917 220,МКИ H 02 G 5/06,Н 02 В 11/04,- N 019386671; Заявл. 20010614 Опубл. 20040310.

22. Roane R. W., Thomas W.G. TV А opts for rigid buswork at 500 kV // Electrical world. 1979. №2. P. 90-92.

23. Bisson Didier ,Chantrel Philippe ,Mougin Franck. Dispositif de fixation et de contact pour barres de bus. : Заявка 2844926 250,МКИ H 02 В 1/044 / FCI SA.- N 0211807; Заявл. 20020924 Опубл. 20040326.

24. СТО 56947007-29.060.10.117-2012 «Типовые программы и методики квалификационных, периодических и приемосдаточных испытаний жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 110-500 кВ». Утверждён и введён в действие Приказом ОАО «ФСК ЕЭС» от 20.03.2012 № 135.

25. Васильев A.A. Электрическая часть станций и подстанций. 4.1. М.-JL: Госэнергоиздат, 1963.-495 с.

26. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. Расчет жесткой ошиновки распределительных устройств. М: Энергия, 1981.-96 с.

27. Жуков В. В. Короткие замыкания в электроустановках напряжением до 1 кВ. Изд-во МЭИ, 2004 г.-192 с.

28. Крючков И.П., Неклепаев Б.Н., Старшинов В.А. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования М.: Издательский центр «Академия», 2005.-416 с.

29. Крючков И.П., Старшинов В.А., Гусев Ю.П., Долин А.П., Пираторов М.В., Монаков В.К. Короткие замыкания и выбор электрооборудования. М.: Издательский дом МЭИ, 2012.-568 с.

30. Семчинов А.И. Токопроводы промышленных предприятий. Л.: Энергоиздат, 1982. -208 с.

31. Романовский В.Б. Об электродинамическом воздействии между токоведущими системами // Вестник электротехники. 1931. N 5-6. С.71-107.

32. Халявский Г.Б. Расчет электродинамических усилий в электрических аппаратах. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.-156 с.

33. Халявский Г.Б. Расчет электродинамических усилий в электрических аппартах. Л.: Энергия, 1971.-156 с.

34. Руцкий А.И. Электрические станции и подстанции. Минск: Высшая школа. 1974,-438 с.

35. Загоровский E.H., Стрелюк М.И. Электродинамические силы при произвольном расположении фаз токопровода // Известия вузов. Энергетика. 1965. N 12. С.8-16.

36. Стрелюк М.И., Зарецкий Е.Ф. Расчет электродинамических усилий в системе произвольно расположенных прямолинейных проводников // Электричество. 1976. N 5. С.77-79.

37. Стрелюк М.И., Павловец В.В. Электродинамические усилия в системе прямолинейных и винтовых проводников // Известия вузов. Энергетика. 1980. N 6. С.95-100.

38. Карацуба Л.А., Карацуба A.C. Электродинамические усилия в системе проводников с учетом их пространственного расположения. Киев: ИЭД АН УССР, 1977.-51 с.

39. Christenen А.Н. Calculating rigid bus A-frame supports strength // Trasmiss and Distribution. 1979. V.31. N 8. P.26-30.

40. Стрелюк М.И., Зарецкий Е.Ф. Электродинамические усилия между произвольно расположенными проводниками, имеющими форму дуг окружностей // Известия вузов. Энергетика. 1976. N 12. С.48-53.

41. Стрелюк М.И., Павловец В.В. Численный метод расчета электродинамических усилий в системе произвольно расположенных винтообразных проводников // Электричество. 1981. N 5. С.86-88.

42. Васецкий Ю.М. Электродинамические силы, действующие на спиральные проводники с током // Электричество. 1987. N 2.С.39-42.

43. Стрелюк М.И., Скварко Э.А. Коэффициент формы для прямоугольных шин // Научные и прикладные проблемы энергетики. Вып.4. Минск: 1977. С. 90-95.

44. Меркулов В.Г., Цицикян Г.Н. Электродинамические силы взаимодействия тонкостенных прямоугольных шин с током // Электричество. 1984. N5. С.39-42.

45. IEC 865/1993 (МЭК 865/1993). Short-circuit currents—Calculation of effects. Part 1: Definitions and calculation methods, Bureau Central de la CEI.

46. Geneve/Suisse.Triantafyllidis, D.G., Dokopoulos, P.S., Labridis, D.P. Parametric short-circuit force analysis of three-phase busbars-a fully automated finite element approach // IEEE Transaction on Power Delivery. 2003. V.18. N 2. P.531-537.

47. Романовский В.Б. Теория колебаний шин и изоляторов под влиянием электродинамических усилий // Высоковольтное аппарато-строение. М.: ОНТИ НКТП СССР. 1935. С.207-268.

48. Руцкий А.И., Стрелюк М.И. Расчет токопроводов с расположением фаз в разных плоскостях на механическую прочность при коротких замыканиях // Известия вузов. Энергетика. 1968. N 4. С.7-13.

49. Стрелюк М.И., Скварко Э.А. Расчет трехфазных токопроводов с произвольным расположением изоляторов на электродинамическую стойкость при КЗ // Известия вузов. Энергетика. 1974. N 8. С. 14-18.

50. Руцкий А.И., Стрелюк М.И., Скварко Э.А. Распределение тока КЗ в пакетных токопроводах в переходном режиме // Известия вузов. Энергетика. 1975. N 8. С.9-13.

51. Руцкий А.И., Скварко Э.А. Силюк С.М. Резонансные явления в шинных устройствах // Известия вузов. Энергетика. 1979. N 8. С.3-9.

52. Стрелюк М.И. Колебания токоведущих шин при расположении фаз токопровода в разных плоскостях // Известия вузов. Энергетика. 1966. N 3. С.6-12.

53. Стрелюк М.И. Моделирование колебаний токоведущих шин при расположении фаз токопровода в различных плоскостях // Известия вузов. Энергетика. 1968. N 3. С. 1-6.

54. Электрическая часть электростанций и подстанций / Под ред. A.A. Васильева. М.: Энергоатомиздат, 1990.- 576 с.

55. Кудрявцев Е.П., Долин А.П., Васильев A.A. Методика расчета шин и опорных изоляторов распределительных устройств напряжением до 35 кВ на электродинамическую стойкость // Промышленная энергетика. 1975. N 11. С.36-39.

56. Васильев A.A., Кудрявцев Е.П., Долин А.П. ПриближенныйIрасчет шин и опорных изоляторов на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях // Известия вузов. Электромеханика. 1976. N 7. С.797-800.

57. Кудрявцев Е.П. К методике оценки электродинамической стойкости токопроводов // Труды МЭИ. Вып.274. М.: МЭИ, 1975. С.142-146.

58. Москаленко В.Н., Кудрявцев Е.П. Статистические оценки электродинамической стойкости шинных линий распределительных устройств электроустановок // Известия вузов. Энергетика. 1987. N 7. С.7-10.

59. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. Электродинамическая стойкость жесткой ошиновки напряжением 110 кВ и выше // Электрические станции. 1980. N 5. С.52-55.

60. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. Методика расчета электродинамической стойкости токопроводов напряжением 110 кВ и выше с учетом упругости опор // Электричество. 1977. N 5. С.15-19.

61. Кудрявцев Е.П., Долин А.П. К выбору расчетной схемы для оценки электродинамической стойкости токопроводов // Труды МЭИ. N 307. Электрическая часть электростанций. М.: МЭИ, 1976. С. 18-23.

62. Кудрявцев Е.П., Долин А.П., Крючков И.П. Основные положения методики электродинамического расчета токопроводов // Современные проблемы энергетики и электротехники. М.: МЭИ. 1977. С. 163.

63. Долин А.П., Кудрявцев Е.П., Козинова М.А. Расчет электродинамической стойкости и других параметров жесткой ошиновки ОРУ высоких и сверхвысоких напряжений // Электрические станции. 2005. N 4. С.49-53.

64. Долин А.П., Базыкин Р.В. Экспериментальные исследования поведения шин, работающих в области упруго-пластических деформаций // Труды МЭИ. N 346. Повышение надежности и экономичности работы электрических станций. М.: МЭИ. 1977. С.29-32.

65. Базыкин Р.В., Долин А.П. Исследование стойкости изоляционных опор ЗхОНШ-35-2000 // Электрические станции. 1984. N 1. С.56-59.

66. Долин А.П. Расчет электродинамической стойкости жесткой ошиновки с учетом ее колебаний при коротких замыканиях. М.: МЭИ, 1981.32 с.

67. Долин А.П. Электродинамическая стойкость шин и опорных изоляторов при двухфазных коротких замыканиях // Труды МЭИ. N 274. Электрическая часть электростанций. М.: МЭИ, 1975. С. 137-141.

68. Долин А.П. Приближенный расчет токопроводов на электродинамическую стойкость с учетом податливости опор // Повышение надежности и мощности энергетического оборудования. М.: МЭИ, 1976. С.14-15.

69. Федоров А.А., Гуреев И.А. Некоторые сведения о выборе и проверке шин по механическому резонансу в ошиновке // Промышленная энергетика. 1960. N 4. С. 18-22.

70. Федоров А.А., Буй Тхань Жанг. Исследование колебаний шинопроводов с поворотами методом продолжения // Промышленная энергетика. 1978. N 4. С.29-31.

71. Федоров А.А., Юркевич Г.П. Электродинамическая стойкость шинопроводов // Труды МЭИ. Вып. 558. М.: МЭИ, 1982. С.3-10.

72. Юркевич Г.П. Напряженно-деформированное состояние трехфазной системы перпендикулярных шин под действием электродинамических усилий // Труды МЭИ. Вып. 261. М.: МЭИ, 1984. С.110-115.

73. Юркевич Г.П. Экспериментальные исследования упругих колебаний шинопроводов // Труды МЭИ. Вып. 37. М.: МЭИ, 1984. С. 150-156.

74. Юркевич Г.П. Инженерная методика расчета электродинамической стойкости трехфазной системы перпендикулярных шин, расположенных в одной плоскости // Труды МЭИ. Вып.59. М.: МЭИ, 1984. С.131-135.

75. Schurig O.R., Sayre M.F. Mechanical stresses in busbar supports during short-circuits // Transactions AIEE. 1925. N 2. P.217-237.

76. Schurig O.R., Frick C.W., Sayre M.F. Practical calculation of short-circuits stresses in supports for straight parallel bar conductors // General Electrical Rewiew. 1926. V. XXIX. N 8. P.534-544.

77. Mavromaras D., Sieber P. Zur Berechnung der Beanspruchung von Sammelschienen und Stutzisolatoren im Rurzschlussfall // Elektrizitatswirtschaft. 1966. V.65.N8. S.251-259.

78. Mavromaras D., Sieber P. Beitrag zur Ermittlung der dei Kurzschlüssen fur Stromleiter zulassigen mechanischen Beanspruchnung // Electrotechnishe eitschrift. 1968. Bd.89. N 2.S.34-38.

79. Quilico G. Summary of the study mechanical behavior under short-circuit of a set bars assembled on flexible supports // Electra. 1970. N 12. P. 83-86.

80. Deter O. Berechnung der Dymanischen Kurzschussbeanspru-chung von Anlagen mit biegesteifen Stromleitern und elastichenStutzpunkten // Brown Boveri Mitt. 1975. A.62. N 3. S.99-104.

81. Hoseman G., Tsanakas D. Beitrag zur analytishen Berechnung der dynamischen Kurzschlussbeanspruchung von Schaltanlagen // Electrotechnische Zeitschrift. 1976. A.97. N 8. S.493-498.

82. Tsanakas D. Dynamische Kurzschlussbeanspruchung von Hochspannungsschaltanlagen mit biegesteifen leitern // Electrotechnische Zeitschrift. 1977. A.98. N 6. S.399-403.

83. Tsanakas D., Papadias B.C. Influence of short-circuit duration on dynamic stresses in substations // IEEE Transaction on Power Apparatus and System. 1983. V.102. N 2. P.636-650.

84. Hoseman G., Tsanakas D. Efforts dynamiques de court circuit sur des structures de barres omnibus aves der conducteurs rigid. Etudes paramétriques et conclusions des methodes simplifiées de calcul // Electra. 1980. N 68. P.37-64.

85. Mesyrement of culating the forces short-circuit stresses on rigid conductor busbar system and comparison of test results / Deter O., Gibbon R.R., Hoseman G. and other // Electra. 1973. N 30. P.35-54.

86. Keller W. Zur Dimensionierung von Mehrfachstromschienen im Kurzschlussfall // Elektrie. 1971. A.25. N 11. S.424-426.

87. Scheider D., Keller W. Die mechanische Kurzschluss-beansruchung von Mehrfachleitern // Elektrie. 1979. A.33. N 4. S. 179-183/

88. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1986. 640 с.

89. Жукрв В. В. Выбор электрических схем, аппаратов и проводников распределительных устройств электростанций и подстанций / Ред. В. А. Старшинов . М. : Изд-во МЭИ, 1989 . - 60 с.

90. Овчаренко А.С., Юровская Э.Е. Трубчатые токопроводы для электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1976.- 144 с.

91. Романовский В.Б. Теория колебаний шин и изоляторов под влиянием электродинамических усилий // Высоковольтное аппарато-строение. М.: ОНТИ НКТП СССР. 1935. С.207-268.

92. Attri N.C., Edgar John N. Response of bus bars on elastic supports subjected to a suddenly applied force // IEEE Transaction on Power Apparatus and System. 1967. V.86. N 5. P.636-650.

93. Quilico G. Summary of the study mechanical behavior under short-circuit of a set bars assembled on flexible supports // Electra. 1970. N 12. P. 8386.

94. Palante G. Behaviour of rigid conductors and their supports under short-circuit conditions comparision of calculated measured values. CIGRE. International Conference on Large Voltage Electric Systems. 1976 Session. Paper 23-10. 11 p.

95. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.-36 с.

96. Савицкий Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения. М.: Стройиздат. 1972.-520 с.

97. Барштейн М.Ф. Динамический расчет высоких сооружений на действие ветра // Динамический расчет зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1984. С. 169-197.

98. Долин А.П. Вероятностные характеристики динамического воздействия ветровой нагрузки на жесткую ошиновку ОРУ // Известия вузов. Энергетика. 1987. N 4. С.30-35.

99. Долин А.П. Исследование стойкости жесткой ошиновки при ветровых нагрузках // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. Т.36. 1990. N4. С.57-66.

100. Райгородский И.М. Применение трубчатых шин в открытых распределительных устройствах высокого и сверхвысокого напряжений в ФРГ // Энергохозяйство за рубежом. 1976. № 3. С.33-36.

101. Adami H., Batch В.А. Aeolion vibrations of tubulars in outdoor substations // Electra. 1981. N 75. P.99-120.

102. Лисовский Г.С. Трубчатые и гибкие шины для открытых распределительных устройств // Энергетическое строительство за рубежом. 1981. N6. С.28-33.

103. Diana G., Falko M. Jn the forces transmitted to a vibrating cylinder by a blowing fluid // Meccanica. 1971 Vol.6, N 1. P.9-22.

104. Schlotz H. Eigenschwingungen an Stromschienen aus AI-Rohren und deren Dampfung // Eletrizitats Wirtschaft. Ig.74. 1975. H.18. S.697-702.

105. Прочность, устойчивость, колебания. Спр-к в трех томах / Под ред. И.А.Биргера и Я.Г.Пановко. М.: Машиностроение, 1968. Т.1 -831 с. Т.2 -463 с. Т.З 567 с.

106. Долин А.П. Исследование стойкости жесткой ошиновки при ветровых нагрузках // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. Т.36. 1990. N4. С.57-66.

107. Долин А.П., Корягин АЛ. Расчет колебаний жесткой ошиновки ОРУ при ветровых резонансах // Известия вузов. Энергетика. 1989. N10. С.21-26.

108. Winterstein Steven R., Kashef Tina. Moment-based load and response models with wind engineering applications // Trans. ASME. J. Sol. Energy Eng.-2000.-T.122,.-c. 122-128 : 8.-17.-ISSN 0199-6231.

109. Вибрации в технике. Спр-к в 6-ти т. Т.1 Колебания линейных систем / Под ред. В.В.Болотина. М.: Машиностроение, 1978.-352 с. Т.2 Колебания нелинейных механических систем / Под ред. И.И. Бехмана. М.: Машиностроение, 1979.-351 с.

110. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. М.: Машиностроение, 1976.-320 с.

111. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Наука, 1987.-352 с.

112. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.:Дрофа, 2004.-591 с.

113. Коренев Б.Г., Резников J1.M. Расчет сооружений, оборудованных динамическими гасителями колебаний // Динамический расчет сооруженийна специальные воздействия. М.: Стройиздат, 1981. С. 149-175.

114. Бирбраер А.Н. Расчет конструкций на сейсмостойкость. СПб.: Наука, 1998. -255 с.

115. Lehman W., Lilien J.I., Orkis J.G. The mechanical effects of short-circuit currents in substations with flexible conductors numerical methods computer approach // CIGRE. 1982. Pap. N 23-08.8 p.

116. Справочник по сопротивлению материалов /Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.- 3-е изд., перераб. и доп.- К.: «Издательство Дельта», 2008.-816 с.

117. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. М.: Энергосервис, 2003.

118. Встовский Г.В., Казновский П.С., Казновский А.П. Спектральный метод определения декрементов механических колебаний по результатам динамических испытаний // Заводская лаборатория. 2008, 74. №6. С. 55-62.

119. Встовский Г.В., Казновский П.С., Казновский А.П. Функциональные аспекты оценки сейсмостойкости по данным динамических испытаний // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2008. №6. С. 13-23.

120. Вибрации в технике. Спр-к в 6-ти т. Т.5 Измерения и испытания / В. В. Алесенко, и др. ; Ред. М. Д. Генкин . М. : Машиностроение, 1981. — 496 с.

121. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. М.: Машиностроение, 1970.-732 с.

122. Программа N AGRE VEDSV3. Свидетельство о государственной регистрации № 2010615912 от 10.09.2010 г.

123. ГОСТ 18475-82. Трубы холоднодеформированные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. Утвержден и введен вдействие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17.12.1982 г. №4801

124. Дарков A.B., Шапошников H.H. Строительная механика. СПб.: Издательство «Лань», 2005.-656 с.

125. Долин А.П., Егорова JI.E. Анализ конструкций и опыт проведения расчетов и испытаний жесткой ошиновки 110 кВ и выше // Энергетик. 2010. №8. С. 36-39.

126. Долин А.П., Егорова JI.E. Современные демпфирующие устройства жесткой ошиновки ОРУ и ЗРУ 35-750 кВ // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2012. №2. С. 28-32.

127. Долин А.П., Егорова JI.E. Конструктивные особенности и опыт аналитических и экспериментальных исследований жесткой ошиновки ОРУ 110-500 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2011. №5(8). С. 7681.

128. Долин А.П., Егорова JI.E. Применение современных шинодержателей в отечественных конструкциях жёсткой ошиновки // Электроэнергия. Передача и распределение. 2012. №4(13). С. 66-71.

Похожие работы

Энергетика
05.14.00