автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Защита тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий

На правах рукописи

Андреев Алексей Николаевич

ЗАЩИТА ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ОТ РАЗВИВАЮЩИХСЯ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Специальность 05.09.12 - «Силовая электроника»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2004

Работа выполнена на кафедре «Электрические станции, сети и системы» Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор ME. Гольдштейн.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Б.Ю. Алтунин;

кандидат технических наук, P.P. Гайнуллин.

Ведущее предприятие — компания «Энергомаш (ЮК) лимитед», департамент ЭТО,

инженерный центр, г. Екатеринбург.

Защита состоится 25 марта 2004 г., в 12 часов, в ауд. № 380 на заседании диссертационного совета Д 212.298.05 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ. Факс: (3512) 67-92-46. E-mail: alexn@74.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Ю.С. Усынин

ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность работы. Системы возбуждения (СВ) синхронных генераторов (СГ) большой мощности выполнены на базе двухгрупповых схем вентильных преобразователей, одногрупповых (трехфазных мостовых) и каскадных схем. Многолетний опыт разработки и эксплуатации таких схем, а также современная элементная база позволили в последние десятилетия в большинстве СВ отказаться от дорогостоящих схем. Наибольшее распространение получил одногрупповой преобразователь, выполненный по трехфазной мостовой схеме. В преобразователях СВ применяется параллельное соединение полупроводниковых приборов, вентильных секций и вентильных мостов. Это, с одной стороны, позволяет получить нормируемую величину рабочего тока, а с другой - повышает надежность работы преобразователя. При этом отказ одной из параллельных ветвей становится только частичным отказом для системы возбуждения СГ в целом. По этому признаку они могут быть отнесены к сильноточным.

Распространенными причинами отказов сильноточных полупроводниковых преобразователей являются внутренние короткие замыкания (КЗ), вызванные пробоями вентилей и пропусками включения вентилей или групп параллельных вентилей, приводящих к перегреву оставшихся в работе приборов и их пробою, а также внешние КЗ. Защита при этих повреждениях направлена на предотвращение развития аварии и создание условий, при которых отказ становится частичным. Между тем, данные по авариям тиристорных СВ синхронных генераторов показывают, что защита во многих случаях недостаточна и развивающиеся повреждения приводят к полному отказу системы и аварийному отключению генератора. Поэтому, особенности схем и режимов систем возбуждения синхронных генераторов определяют необходимость создания специальных защит их преобразователей, позволяющих увеличить надежность генератора.

Построить защиту можно, только изучив электромагнитные процессы (ЭМП) в тиристорных преобразователях при нормальных и аварийных режимах работы. Детально рассмотрены ЭМП в преобразователях, выполненных по трехфазной мостовой схеме, в трудах П.Д. Андриенко, Г.С. Зиновьева, И.Л. Ка-ганова, Ф.И. Ковалева, М.П. Костенко, Г.П. Мостковой, Л.Р. Неймана, А.В. Поссе, B.C. Руденко, Ю.И. Хохлова, И.М. Чиженко и др. Большое количество исследований посвящено защите тиристорных преобразователей от аварий. Интегрировано эти вопросы отражены в работах Е.М. Глуха и В.Е. Зеленова. Но в этих работах не рассматриваются развивающиеся короткие замыкания (аварии), связанные с отказами исполнительных органов защиты. Подразумевается, что при развитии аварии работают резервные

тационные аппараты, установленные в системе. Однако, в системах возбуждения синхронных генераторов большой мощности такие коммутационные аппараты недопустимы, так как отключение ими преобразователей при действии резервных защит приводят к дополнительным аварийным отключениям генератора. Кроме того, отказы этих аппаратов при нормальной работе преобразователей могут приводить к дополнительным аварийным отключениям генератора.

Для защиты от внутренних повреждений, вызванных пробоями вентилей, последовательно с ними включены быстродействующие предохранители, назначение которых - ограничение тока двухфазного короткого замыкания и отключение поврежденного тиристора. Для преобразователей, содержащих параллельные вентили, секции, мосты это основной способ защиты. Между тем, недостаточная надежность быстродействующих предохранителей приводит к тому, что при пробое тиристора наблюдаются случаи их отказов, проявляющихся в неспособности отключить короткое замыкание. В результате длительного протекания по предохранителю аварийного тока, происходит его разрушение, сопровождающееся выбросом ионизированных газов, возникновением перекрытий изоляции с неустойчиво горящими дугами, появлению перенапряжений, новым перекрытиям изоляции и дальнейшему развитию аварии.

Повреждения подобного рода в системах возбуждения обычно сопровождаются практически полным разрушением преобразователя и приводят к аварийному отключению генератора. Большая величина ущерба, включающая затраты на восстановление поврежденного оборудования и недоотпуск электроэнергии из-за аварийного простоя генератора, обуславливает необходимость дополнительной защиты системы возбуждения генератора. Поэтому, является актуальной задача поиска или создания специальной защиты, имеющей повышенное быстродействие и обеспечивающей восстановление нормального режима работы генератора без его отключения.

Цель работы. Обосновать принципы построения и реализации защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя.

Идея работы. Перевод аварийного тока из отказавшей ветви в цепь с резервным предохранителем и последующее его отключение.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: кусочно-припасовочный метод анализа электромагнитных процессов в схемах с силовыми полупроводниковыми приборами, графоаналитический метод расчета температуры перегрева полупроводниковой структуры, численные методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

- для предотвращения развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя, достаточно перевести аварийный ток из отказавшей ветви в цепь с резервным предохранителем;

- перевод аварийного тока из отказавшей ветви в цепь резервного предохранителя возможен путем шунтирования нагрузки преобразователя в момент завершения следующей после возникновения короткого замыкания коммутации тиристоров;

- новый способ и устройство защиты тиристорного преобразователя системы возбуждения синхронного генератора от развивающихся коротких замыканий;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных процессов при развивающихся коротких замыканиях в преобразователях и работе предложенного алгоритма защиты.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются аргументированностью принятых допущений, использованием известных моделей объектов и методов расчета исследуемых цепей, соответствием характера ЭМП при теоретическом и экспериментальном исследовании работы защиты для различных видов пробоя тиристора и режимов синхронного генератора.

Научное значение работы

- На основе анализа обзоров аварий в системах возбуждения синхронных генераторов и исследования работы известных защит при развивающихся коротких замыканиях, показана актуальность создания специальной защиты и определены требования к ней.

- На основе анализа ЭМП в преобразователе с учетом предложенного способа защиты при различных видах пробоя тиристора и режимах генератора, получены алгоритмы работы и структурные схемы устройств, реализующих эти алгоритмы на различной элементной базе.

- Результаты совместного анализа тепловых режимов исполнительных органов защиты и ЭМП в преобразователе при защите в различных режимах работы синхронного генератора позволили сформулировать критерии выбора исполнительных органов и уставок защиты.

Практическое значение работы

- Предложен способ защиты сильноточных тиристорных преобразователей СВ синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий, обеспечивающий предотвращение развития аварии и сохранение нормального режима работы синхронного генератора.

- Разработаны варианты реализации защиты на аналоговой и микропроцессорной элементной базе, применение которых возможно как во вновь проектируе-

мых системах возбуждения синхронных генераторов, так и находящихся в эксплуатации.

- Обоснованны критерии выбора и методы расчета параметров исполнительных органов и уставок защиты тиристорных преобразователей СВ, обеспечивающие функционирование защиты при возникновении повреждения в различных режимах работы синхронного генератора.

- Показано, что годовой эффект от внедрения защиты на одном из турбогенераторов мощностью 200 МВт может составить от 10 до 160 тыс. руб. в год, в зависимости от дефицитности энергосистемы и цен на электроэнергию.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований использованы при разработке и наладке опытного образца защиты. Принято решение об установке защиты на тиристорных преобразователях системы возбуждения блока №1 ЧТЭЦ-3.

Апробация работы. Основные положения работы и ее отдельные разделы докладывались на следующих научных конференциях и семинарах.

- Научно-практической конференции «Энергосбережение в промышленности и городском хозяйстве», Челябинск, 2000.

- Второй и Третьей Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Энергентика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», Благовещенск, 2000.

- Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, безопасность», Екатеринбург, 2001 и 2003.

- Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», Новочеркасск, 2001.

- Российском национальном симпозиуме по энергетике, Казань, 2001.

- XIII научно-технической конференции по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики в энергосистемах Урала РАО ЭиЭ «ЕЭС России», ОДУ Урала, МЭС Урала, Екатеринбург, 2001.

- Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России», С.-Петербург, 2002.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, в том числе 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований и 4 приложений. Основной материал содержит на 134 страницы машинописного текста, 68 иллюстраций, 7 таблиц. Общий объем работы составляет 179 страниц.

Работа поддержана Министерством образования РФ и Администрацией Челябинской области (конкурс грантов на 2002 год для студентов, аспирантов,

молодых учёных вузов Челябинской области по «Программе поддержки научного творчества молодежи в вузах Челябинской области»).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследования, указана научная новизна и практическая ценность работы, а также приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ статистики повреждений сильноточных тиристорных преобразователей систем возбуждения мощных синхронных генераторов, выполненный на основе обзоров аварий ОРГРЭС за период с 1969 по 1995г. Исследованы электромагнитные процессы, происходящие при развитии аварий, связанных с отказами быстродействующих предохранителей, выполнен анализ возможности и эффективности применения известных в настоящее время защит, обоснованна актуальность создания специальной защиты и сформулированы требования, предъявляемые к ней, предложен оригинальный способ и алгоритм защиты тиристорного преобразователя от данного вида повреждений.

Показано, что характерными причинами аварий сильноточных вентильных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов, являются внутренние повреждения, вызванные пробоями тиристоров, а их наибольшее количество наблюдается у тиристорных преобразователей с естественным охлаждением СВ генераторов мощностью 200-220 МВт, работающих при предельных параметрах.

Особенностью сильноточных преобразователей является использование, для обеспечения больших рабочих токов, параллельных вентилей, секций и мостов. Основным средством защиты при повреждениях вентилей являются быстродействующие предохранители, включенные последовательно с вентилями. Однако, достаточно часто наблюдаются случаи их отказов, сопровождающиеся дальнейшим развитием аварии.

На основании анализа ЭМП при подобных повреждениях и в частности, анализе осциллограмм развития аварии в СВ блока №1 ЧТЭЦ-3 22.09.2000 г. установлен алгоритм развития процессов, согласно которому, при пробое тиристора и последующем отказе предохранителя, длительное протекание тока короткого замыкания становится причиной разрушения предохранителя, сопровождавшегося выбросом ионизированных газов. Вследствие этого, происходят перекрытия изоляционных промежутков между токоведущими частями тири-сторного преобразователя и появляются новые короткие замыкания. В конечном итоге возникает устойчивое трехфазное короткое замыкание, которое отключается штатной защитой генератора по потере возбуждения. От момента

пробоя тиристора до прекращения тока короткого замыкания в преобразователе при таких повреждениях проходит несколько десятых долей секунды, а то и несколько секунд. За это время происходит практически полное разрушение преобразователя. Подобные повреждения наблюдались и на других генераторах производства «Уралэлектротяжмаш», оснащенных системами возбуждения серии СТС с преобразователями с естественным охлаждением.

Принятие после первой аварии чисто конструктивных мер, таких как усиление изоляции токоведущих частей, установка дополнительных изолирующих перегородок, усиление вентиляции и т.д. не принесло ощутимого эффекта, поэтому для снижения ущерба при внутренних КЗ и отказах предохранителей, необходима специальная быстродействующая защита сильноточного преобразователя, предупреждающая развитие аварии.

Проведенный анализ ЭМП в преобразователях при работе известных средств защиты тиристорных преобразователей, таких как отключение КЗ тиристорами, установленными в цепи первичной обмотки трансформатора; съем (блокировка) управляющих импульсов тиристоров; перевод выпрямителя в ин-верторный режим; принудительное прерывание аварийного тока с помощью коммутирующего конденсатора; шунтирование нагрузки преобразователя ти-ристорным короткозамыкателем (защита от коротких замыканий на кольцах ротора) и их комбинаций, показал их неэффективность при развивающихся коротких замыканиях. Одни из них не обеспечивают необходимого быстродействия, другие приводят к аварийному отключению системы, что не допустимо для генераторов, некоторые дороги и громоздки в исполнении.

На основе выполненных исследований электромагнитных процессов в тиристорных преобразователях СВ при развивающихся коротких замыканиях с учетом выявленных особенностей и недостатков типовых бесконтактных защит, предложен оригинальный способ защиты преобразователя от рассматриваемого вида повреждений. Он позволяет в большинстве случаев предотвратить развитие аварии без аварийного отключения преобразователя. Имеет высокую надежность, благодаря наличию трех ступеней защиты. Простая реализация этого способа позволяет установить защиту на большинстве сильноточных преобразователей, находящихся в эксплуатации.

На рис. 1 приведена схема преобразователя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, в каждом плече которого включено п параллельных ветвей, содержащих тиристоры с последовательно-включенными быстродействующими предохранителями. С трехфазной сетью вентильная часть связана через трансформатор. В плече 2 показаны параллельные ветви, остальные плечи отображены только одной ветвью. Рассмотрим принцип работы защиты при тепловом пробое тиристора У021 на интервале работы тиристорных групп У02 и

У03. В момент включения тиристоров У04 в преобразователе возникнет двухфазное короткое замыкание, ток которого будет протекать по контуру I. Предохранитель Б21 должен прервать этот ток, тем самым, отключив поврежденный вентиль, а оставшиеся параллельные вентили (УВ22-УВ2и) должны обеспечить дальнейшую работу преобразователя. В случае отказа Б21, короткое замыкание продолжается.

Предложенная зашита ожидает включения группы тиристоров У05 и завершения коммутации тиристоров УО3 и У05, после чего подается импульс управления на тиристорный короткозамыкатель ТКЗ. Его включение приводит к возникновению нового контура для протекания тока КЗ, имеющего значительно меньшее сопротивление, чем контур, содержаший отказавший предохранитель и следовательно включающий сопротивление его дуги. В результате ток КЗ переходит из контура I в контур II. Поврежденный предохранитель оказывается зашунтированным и дуга в нем гаснет, предотвращая разрушение последнего. Функцию отключения тока КЗ берет на себя резервный предохранитель ПР, фактически осуществляя резервирование штатных предохранителей преобразователя.

подключением исполнительных органов защиты

Предложенный способ позволяет реализовать три ступени защиты. Первая — штатными предохранителями преобразователя, установленными последовательно с тиристорами и отключающими ток короткого замыкания при пробое соответствующего тиристора. Если предохранитель не отключает ток КЗ, то запускается вторая ступень, реализуемая предложенным алгоритмом и соответствующей схемой, переводящей ток КЗ в контур с резервным предохранителем ПР, отключающим ток КЗ и предотвращающим выброс плазмы из предохранителя предыдущей ступени. Если резервный предохранитель ПР не отключает ток КЗ, то вступает в действие третья ступень, реализованная штатными предохранителями преобразователя, установленными последовательно с тиристорами, по которым проходит ток II контура (контура, содержащего резервный предохранитель ПР). Следовательно, третью ступень обеспечивают предохранители "здоровых" плеч преобразователя (плеч 4 и 5 на рис.1), отключающие ток короткого замыкания в случае отказа резервного предохранителя ПР.

Во второй главе представлены исследования электромагнитных процессов в сильноточных тиристорных преобразователях СВ синхронных генераторов при работе защиты. Рассмотрены случаи тепловых пробоев и пробоев по напряжению на интервалах работы различных групп тиристоров. Здесь же исследовано влияние режима работы генератора на протекание электромагнитных процессов, сопровождающих срабатывание защиты. Проведенный анализ позволил уточнить алгоритм работы защиты, сформулировать требования к ее элементам, определить диапазон рабочих режимов СГ, в которых рассматриваемая защита эффективна, и таким образом определить область применения защиты.

На рис.2 приведены диаграммы токов и напряжений преобразователя СВ синхронного генератора работающего в номинальном режиме с при тепловом пробое одного из параллельных тиристоров группы 2. В это время, включены тиристоры групп 2 и 3. В момент времени ^ приходит импульс тока управления на тиристоры группы 4, начинается коммутация тиристоров групп 2 и 4, в результате чего ток в неповрежденных тиристорах группы 2 снижается до нуля и они закрываются. Но, так как один из тиристоров второй группы пробит, двухфазное КЗ в контуре коммутации продолжается с увеличением тока, протекающего по тиристорам группы 4 и пробитому тиристору в группе 2.

В момент времени 12 ток одной из фаз преобразователя превышает величину уставки защиты что приводит защиту в состояние готовности. В мо-

»1 ч чч ч ч

Рис.2. Электромагнитные процессы при тепловом пробое тиристора и работе защиты

мент ^ появления импульсов управления на тиристорах 5-ой группы, под действием ЭДС еСА происходит коммутация 3-ей и 5-ой групп тиристоров. В момент времени ^ коммутация заканчивается, и в работе остаются тиристоры групп 4 и 5, а также пробитый тиристор второго плеча. Зашита действует на включение короткозамыкателя ТКЗ в момент 1;4, одновременно снимая импульсы управления тиристорами преобразователя. Ток короткого замыкания, протекавший через поврежденный вентиль по контуру I (рис.1), переводится во вновь образовавшийся контур II, тем самым, достигается шунтирование дуги в предохранителе ее гашение. В момент времени ; в резервном предохранителе ПР загорается дуга, которая способствует ограничению тока КЗ и выведению энергии, сосредоточенной в индуктивностях силового трансформатора и трехфазной сети. В момент времени ^ ток короткого замыкания в контуре II снижается до нуля и короткое замыкание отключается. Прекращение тока через короткозамыкатель фиксируется датчиком нуля тока, установленным в его цепи, и защита восстанавливает импульсы управления тиристорами, что приводит к восстановлению рабочего режима преобразователя.

Анализ электромагнитных процессов при пробоях тиристоров по напряжению показал, что в зависимости от момента пробоя, исходного режима генератора (угла управления тиристорами) и величины тока КЗ, возможна работа защиты по одному из двух сценариев: 1) шунтирование дуги, горящей в отказавшем предохранителе, и отключение тока КЗ с помощью резервного предохранителя; 2) ограничение величины тока КЗ при коммутации, вызванной пробоем тиристора по напряжению, с последующим шунтированием дуги, горящей в отказавшем предохранителе, и отключением тока КЗ с помощью резервного предохранителя. Это учтено при разработке логической части защиты и выборе ее силовых элементов.

Величина и длительность тока короткого замыкания, протекающего по отказавшему предохранителю, в режиме гашения поля СГ значительно меньше, чем при его форсировке. Это снижает вероятность разрушения предохранителя в случае его отказа. Проведенные исследования показали, что в ряде случаев для защиты преобразователей в этом режиме, достаточна типовая защита блокировкой импульсов управления тиристорами преобразователя, так как начиная с некоторых углов термическое воздействие тока КЗ на предохрани-

тель пробитого тиристора будет меньше предельно допустимого значения ^пред и его разрушения не произойдет. Однако, при а<амин возможно как плавление предохранителей здоровых плеч (потеря одного плеча преобразователя и соответственно его отключение) так и разрушение предохранителя про-

битого тиристора с развитием короткого замыкания. В этом случае, использование рассматриваемой защиты является необходимым.

Проведенный анализ электромагнитных процессов при пробоях тиристоров по напряжению показал, что вне зависимости от момента пробоя, они эквивалентны досрочному включению в работу плеча, содержащего пробитый тиристор, и в конечном счете сводятся к электромагнитным процессам при тепловых пробоях тиристоров. Следовательно, и в этих случаях рассматриваемая защита эффективна.

В результате выявлено, что при тепловых пробоях тиристоров и работе защиты от развивающихся КЗ наиболее тяжелым режимом, для исполнительных органов защиты, предохранителей первой, второй и третьей ступеней, является пробой тиристора при работе СВ в режиме форсировки генератора с предельной кратностью по напряжению. В этом случае наблюдается как наибольшая амплитуда тока КЗ, так и наибольшая его длительность. С увеличением а (включая и режим гашения поля СГ) эти величины уменьшаются, что снижает вероятность разрушения предохранителя в случае его отказа. Это позволяет считать данный режим расчетным при выборе основных параметров защиты.

В третьей главе проведен анализ влияния параметров исполнительных органов и уставок защиты на ее эффективность и быстродействие. Исходя из этого, сформулированы основные условия выбора параметров резервного предохранителя, количества и типа тиристоров короткозамыкателя.

Выдержка времени срабатывания защиты и ее уставка по току, определяют быстродействие защиты и ее селективность. Показано, что выбор уставки срабатывания защиты по току с отстройкой от тока преобразователя в режиме форсировки СГ не снижает быстродействия защиты. Проведенный анализ термического воздействия на предохранитель пробитого тиристора позволил предложить алгоритм определения оптимальной выдержки времени срабатывания защиты. Предложены способы ее регулирования, в частности, ускорением срабатывания защиты.

При выборе резервного предохранителя, с одной стороны, необходимо, для обеспечения лучших условий гашения шунтируемой дуги, иметь как можно большую величину интеграла плавления и соответственно интеграла полного отключения. С другой стороны, при этом не должно происходить плавление предохранителей, защищающих «здоровые» тиристоры, и находящихся в контуре протекания тока КЗ. С учетом этих требований выведено результирующее выражение для определения предельной величины полного интеграла отключения резервного предохранителя, используя параметры элементов защищаемого преобразователя

где

^плп " интеграл плавления штатных предохранителей преобразователя; П - количество параллельных тиристоров в плече преобразователя; кн - коэффициент неравномерности распределения токов в плече; Е2 - линейная ЭДС приведенная к вентильной части преобразователя; Ху - индуктивное сопротивление сети, питающей преобразователь, приведенное к напряжению вентильной части;

Ян

- сопротивление нагрузки преобразователя;

Д1 - задержка срабатывания защиты;

Т - период питающего напряжения.

Для выбора количества и типа тиристоров короткозамыкателя предложено использовать критерий максимально-допустимой температуры перегрева полупроводниковой структуры (ТПС), которая зависит от формы и величины импульса тока тиристоров, особенностей их конструкции, параметров (вольтам-перной характеристики и тепловых сопротивлений) и условий охлаждения. Для ее расчета используется графоаналитический метод вычисления максимальной ТПС тиристора, в котором, в качестве исходных данных выступает импульс мощности, рассеиваемой в полупроводниковом приборе и его каталожные параметры. При этом, использована реальная вольтамперная характеристика (ВАХ) тиристора, имеющая вид «петли», ширина которой увеличивается с ростом амплитуды тока. Математическая модель тиристора с такой ВАХ, позволила учесть деформацию ВАХ за счет нагрева полупроводниковой структуры при протекании по тиристору импульса тока КЗ.

Анализ полученных данных показал, что при увеличении количества параллельных тиристоров в короткозамыкателе сглаживается зависимость ТПС от режима работы преобразователя. Это позволяет при установке более трех параллельных тиристоров использовать упрощенную методику их выбора, в которой рассчитывается ТПС только в режиме предельной форсировки генератора (при работе преобразователя с

На основе проведенных исследований разработана программа расчета параметров исполнительных органов и уставок защиты на ЭВМ, позволяющая определить: задержку срабатывания защиты, необходимость ускорения защиты, закон изменения угла управления тиристорами при ускорении, закон изменения

адаптивной задержки срабатывания защиты, тип тиристоров короткозамыка-теля, количество параллельных тиристоров выбранного типа.

В четвертой главе произведена детализация алгоритма работы защиты, рассмотрены принципы его реализации на различной элементной базе. Разработан вариант принципиальной электрической схемы защиты на полупроводниковых элементах, сформированы основные принципы ее настройки. Показаны преимущества микропроцессорной защиты, предложена соответствующая структурная схема и обоснованны требования к ее основным параметрам. Проведен анализ данных, полученных в результате испытаний опытного образца защиты. Выполнена оценка возможного технико-экономического эффекта от внедрения разработанной защиты.

Для реализации защиты без изменения угла управления тиристорами на полупроводниковой элементной базе, разработана следующая структурная схема защиты. Она включает датчики токов фаз ДТ-А, ДТ-В, ДТ-С, блок определения завершения коммутации тиристоров БОЗКТ, блок определения наличия тока короткого замыкания БОНКЗ, блок определения ликвидации короткого замыкания БОЛКЗ, блок логики, управления и сигнализации БЛУС, а также блок включения тиристоров короткозамыкателя БВТКЗ. Детализированный алгоритм работы защиты представлен на рис.3.

При аппаратной реализации этого алгоритма наиболее сложными являются блоки определения завершения коммутации тиристоров и определения отключения тока КЗ. Предложенные алгоритмы и схемные решения позволяют реализовать эти блоки, с использованием только фазных токов преобразователя.

Защита на микропроцессорной элементной базе позволяет закладывать более гибкие алгоритмы защиты, в частности, реализующие изменение угла управления тиристорами преобразователя, адаптивную задержку срабатывания защиты, контроль термического воздействия на предохранитель пробитого тиристора и т.д. Показано, что наиболее значимым параметром микропроцессорной защиты является частота дискретизации аналогово-цифрового преобразования, для определения которой предложен метод оценки средней погрешности преобразования сигнала с учетом его предполагаемой формы.

Проведены испытания опытного образца защиты от развивающихся коротких замыканий, предназначенного для установки в СВ турбогенератора блока №1 ЧТЭЦ-3 и выполненного на полупроводниковой элементной базе. Испытания защиты проводились для случаев пробоя тиристора по току при работе СВ в длительном режиме, режиме форсировки и режиме гашения поля СГ. Кроме этого, при работе в длительном режиме генератора, были проведены испытания защиты при пробоях тиристоров по напряжению в различные моменты

времени. Анализ полученных осциллограмм подтвердил результаты теоретических исследований и показал, что защита эффективна при всех режимах работы генератора и при различных видах повреждений тиристоров.

Выполненная оценка технико-экономического эффекта от внедрения защиты, показала, что годовой эффект от внедрения защиты на турбогенераторе мощностью 200 МВт может составить, в зависимости от дефицитности энергосистемы, от 10 до 160 тыс. руб. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлено новое решение актуальной научно-технической задачи: обоснование принципов построения и реализации защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя. При этом получены следующие основные результаты.

1. На основе анализа электромагнитных процессов при развивающихся коротких замыканиях при применении известных средств защиты тиристорных преобразователей СВ синхронных генераторов показана их неэффективность и необходимость создания дополнительной быстродействующей защиты. Определены основные требования к такой защите.

2. Предложен оригинальный способ и разработан алгоритм работы защиты, удовлетворяющий поставленным требованиям и обеспечивающий три ступени защиты тиристорного преобразователя системы возбуждения синхронного генератора.

5. Проведенный анализ электромагнитных процессов при пробоях тиристоров по току и напряжению показал, что предложенный алгоритм защиты преобразователей эффективен для всех режимов работы систем возбуждения синхронных генераторов.

6. Разработаны методы расчета уставок защиты и параметров ее элементов. Исследовано их влияние на эффективность защиты преобразователей систем возбуждения в различных режимах работы.

7. Проработаны варианты аппаратной реализации защиты на аналоговой и микропроцессорной элементной базе. Показаны преимущества микропроцессорной, в частности, возможность реализации контроля термического воздействия тока короткого замыкания, одновременно обеспечивающие и максимальное быстродействие и требуемый уровень селективности защиты.

8. Результаты испытаний опытного образца защиты для СВ блока №1 ЧТЭЦ-3, подтвердили теоретические исследования и показали возможность создания простых и надежных устройств для защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий.

9. Определено, что экономический эффект от установки защиты в системе возбуждения синхронного генератора мощностью 200 МВт может составить от 10 до 160 тыс. руб. в зависимости от мощности генератора и избыточности или дефицитности энергосистемы.

Основное содержание диссертации изложено в работах

1. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита силовых полупроводниковых преобразователей от развивающихся коротких замыканий // Научно-практическая конференция «Энергосбережение в промышленности и городском хозяйстве». - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. - С. 10-11.

2. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита от развивающихся коротких замыканий в силовом тиристорном преобразователе системы возбуждения генератора // Вторая Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Энергентика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов». - Благовещенск: Изд. АГУ, 2000. - С. 353-354.

3. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Трехступенчатая защита от внутренних повреждений в тиристорных преобразователях систем возбуждения синхронных генераторов // XIII НТК по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики в энергосистемах Урала РАО ЭиЭ «ЕЭС России» ОДУ Урала, МЭС Урала. - Екатеринбург: Изд. УГТУ-УПИ,2001.-С. 19-21.

4. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита сильноточных полупроводниковых преобразователей от развивающихся коротких замыканий. Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - Выпуск 1. - 2001. - №4. - С.94-99.

5. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий в тиристорных системах возбуждения // Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. -Казань: Изд. КГЭУ, 2001. - Том II. - С. 77-80.

6. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Электромагнитные процессы в тири-сторных преобразователях систем возбуждения синхронных генераторов при работе защиты от развивающихся коротких замыканий // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, безопасность». - Екатеринбург: Изд. УГТУ-УПИ, 2001. - С. 256-260.

7. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Выбор силовых элементов защиты от развивающихся коротких замыканий в преобразователях тиристорных систем возбуждения генераторов // Материалы международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими». Часть 2. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ(НПИ), 2001. - С. 712.

8. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Управление электромагнитными процессами при развивающихся коротких замыканиях в сильноточных вентильных преобразователях // Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России. Труды Международной научно-практической конференции. - С.-Петербург: Изд. СПбГТУ, 2002. - С. 210-211.

9. Андреев А.Н. Защита от развивающихся коротких замыканий в сильноточных полупроводниковых преобразователях // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: Сборник рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002. - С. 27-28.

10. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Микропроцессорная защита от развивающихся коротких замыканий в преобразователях систем возбуждения генераторов // Сборник трудов второй Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» - Благовещенск: Изд. АГУ, 2003.-С. 150-155.

11. Патент РФ № 2197051. Способ и устройство защиты тиристорного преобразователя от развивающихся коротких замыканий / Андреев А.Н., Гольд-штейн М.Е. // Бюл. изобр. - 2003. -№ 2.

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 17.02.2004. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Тираж 80 экз. Заказ 22.

УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

Р-40 15

Введение.

1. Алгоритм защиты преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий.

1.1. Развивающиеся короткие замыкания в тиристорных преобразователях систем возбуждения синхронных генераторов.

1.2. Анализ работы известных схем защит тиристорных преобразователей при развивающихся внутренних повреждениях.

1.3. Обоснование требований к защите тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий.

1.4. Разработка алгоритма защиты от развивающихся коротких замыканий.

1.5. Выводы.

2. Электромагнитные процессы в тиристорных преобразователях систем возбуждения, оснащенных защитой от развивающихся коротких замыканий.

2.1. Тепловой пробой тиристоров в длительных режимах и режиме форсировки генератора.

2.2. Пробой тиристоров по напряжению в длительных режимах и режиме форсировки генератора.

2.3. Особенности электромагнитных процессов при тепловых пробоях тиристоров в режиме гашения поля генератора.

2.4. Особенности электромагнитных процессов при пробоях тиристоров по напряжению в режиме гашения поля генератора

2.5. Выводы.

3. Обоснование параметров исполнительных органов и уставок защиты.

3.1. Величина уставки защиты по току.

3.2. Выдержка времени срабатывания защиты.

3.3. Параметры резервного предохранителя.

3.4. Параметры тиристоров короткозамыкателя.

3.4.1. Расчетный режим работы тиристоров короткозамыкателя.

3.4.2. Тепловой режим короткозамыкателя.

3.4.3. Определение количества параллельных тиристоров в короткозамыкателе.

3.5. Выводы.

4. Реализация защиты.

4.1. Основные принципы реализации алгоритма работы защиты.

4.2. Защита на полупроводниковых элементах.

4.3. Защита на микропроцессорной элементной базе.

4.4. Результаты испытаний опытного образца защиты.

4.5. Оценка технико-экономического эффекта от внедрения защиты.

4.6. Выводы.

Актуальность работы. Системы возбуждения (СВ) синхронных генераторов (СГ) большой мощности выполнены на базе двухгрупповых схем вентильных преобразователей, одногрупповых (трехфазных мостовых) и каскадных схем [34-36,43,62,89]. Многолетний опыт разработки и эксплуатации таких схем, а также современная элементная база позволили в последние десятилетия в большинстве СВ отказаться от дорогостоящих схем. Наибольшее распространение получил одногрупповой преобразователь, выполненный по трехфазной мостовой схеме [37,43]. В преобразователях СВ применяется параллельное соединение полупроводниковых приборов, вентильных секций и вентильных мостов. Это, с одной стороны, позволяет получить нормируемую величину рабочего тока, а с другой - повышает надежность работы преобразователя [43,45]. При этом отказ одной из параллельных ветвей становится только частичным отказом для системы возбуждения СГ в целом. По этому признаку они могут быть отнесены к сильноточным.

Распространенными причинами отказов сильноточных полупроводниковых преобразователей являются внутренние короткие замыкания (КЗ), вызванные пробоями вентилей и пропусками включения вентилей или групп параллельных вентилей, приводящих к перегреву оставшихся в работе приборов и их пробою, а также внешние КЗ [28,98]. Защита при этих повреждениях направлена на предотвращение развития аварии и создание условий, при которых отказ становится частичным. Между тем, данные по авариям тиристорных СВ синхронных генераторов [10-16,65-73] показывают, что защита во многих случаях недостаточна и развивающиеся повреждения приводят к полному отказу системы и аварийному отключению генератора. Поэтому, особенности схем и режимов систем возбуждения синхронных генераторов определяют необходимость создания специальных защит их преобразователей, позволяющих увеличить надежность генератора.

Построить защиту можно, только изучив электромагнитные процессы (ЭМП) в тиристорных преобразователях при нормальных и аварийных режимах работы. Детально рассмотрены ЭМП в преобразователях, выполненных по трехфазной мостовой схеме, в трудах П.Д. Андриенко, Г.С. Зиновьева, И.Л. Каганова, Ф.И. Ковалева, М.П. Костенко, Г.П. Мостковой, JI.P. Неймана, А.В. Поссе, B.C. Руденко, Ю.И. Хохлова, И.М. Чиженко и др. [27,28,38,53,55,56,78,79,85-87,90,94,95,99,100]. Большое количество исследований [1-4,27,39,41,42,51] посвящено защите тиристорных преобразователей от аварий. Интегрировано эти вопросы отражены в работах Е.М. Глуха и В.Е. Зеленова [39-42]. Но в этих работах не рассматриваются развивающиеся короткие замыкания (аварии), связанные с отказами исполнительных органов защиты. Подразумевается, что при развитии аварии работают резервные защиты, воздействующие на коммутационные аппараты, установленные в системе. Однако, в системах возбуждения синхронных генераторов большой мощности такие коммутационные аппараты недопустимы [36], так как отключение ими преобразователей при действии резервных защит приводят к дополнительным аварийным отключениям генератора. Кроме того, отказы этих аппаратов при нормальной работе преобразователей могут приводить к дополнительным аварийным отключениям генератора.

Для защиты от внутренних повреждений, вызванных пробоями вентилей, последовательно с ними включены быстродействующие предохранители, назначение которых - ограничение тока двухфазного короткого замыкания и отключение поврежденного тиристора. Для преобразователей, содержащих параллельные вентили, секции, мосты это основной способ защиты. Между тем, недостаточная надежность быстродействующих предохранителей приводит к тому, что при пробое тиристора наблюдаются случаи их отказов, проявляющихся в неспособности отключить короткое замыкание. В результате длительного протекания по предохранителю аварийного тока, происходит его разрушение, сопровождающееся выбросом ионизированных газов, возникновением перекрытий изоляции с неустойчиво горящими дугами, появлению перенапряжений, новым перекрытиям изоляции и дальнейшему развитию аварии [19].

Повреждения подобного рода в системах возбуждения обычно сопровождаются практически полным разрушением преобразователя и приводят к аварийному отключению генератора. Большая величина ущерба, включающая затраты на восстановление поврежденного оборудования и недоотпуск электроэнергии из-за аварийного простоя генератора, обуславливает необходимость дополнительной защиты системы возбуждения генератора. Поэтому, является актуальной задача поиска или создания специальной защиты, имеющей повышенное быстродействие и обеспечивающей восстановление нормального режима работы генератора без его отключения.

Цель работы. Обосновать принципы построения и реализации защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя.

Идея работы. Перевод аварийного тока из отказавшей ветви в цепь с резервным предохранителем и последующее его отключение.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: кусочно-припасовочный метод анализа электромагнитных процессов в схемах с силовыми полупроводниковыми приборами, графоаналитический метод расчета температуры перегрева полупроводниковой структуры, численные методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

- для предотвращения развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя, достаточно перевести аварийный ток из отказавшей ветви в цепь с резервным предохранителем;

- перевод аварийного тока из отказавшей ветви в цепь резервного предохранителя возможен путем шунтирования нагрузки преобразователя в момент завершения следующей после возникновения короткого замыкания коммутации тиристоров;

- новый способ и устройство защиты тиристорного преобразователя системы возбуждения синхронного генератора от развивающихся коротких замыканий; результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных процессов при развивающихся коротких замыканиях в преобразователях и работе предложенного алгоритма защиты.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются аргументированностью принятых допущений, использованием известных моделей объектов и методов расчета исследуемых цепей, соответствием характера ЭМП при теоретическом и экспериментальном исследовании работы защиты для различных видов пробоя тиристора и режимов синхронного генератора. Научное значение работы

- На основе анализа обзоров аварий в системах возбуждения синхронных генераторов и исследования работы известных защит при развивающихся коротких замыканиях, показана актуальность создания специальной защиты и определены требования к ней.

- На основе анализа ЭМП в преобразователе с учетом предложенного способа защиты при различных видах пробоя тиристора и режимах генератора, получены алгоритмы работы и структурные схемы устройств, реализующих эти алгоритмы на различной элементной базе.

Результаты совместного анализа тепловых режимов исполнительных органов защиты и ЭМП в преобразователе при защите в различных режимах работы синхронного генератора позволили сформулировать критерии выбора исполнительных органов и уставок защиты.

Практическое значение работы

Предложен способ защиты сильноточных тиристорных преобразователей СВ синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий, обеспечивающий предотвращение развития аварии и сохранение нормального режима работы синхронного генератора.

- Разработаны варианты реализации защиты на аналоговой и микропроцессорной элементной базе, применение которых возможно как во вновь проектируемых системах возбуждения синхронных генераторов, так и находящихся в эксплуатации.

- Обоснованны критерии выбора и методы расчета параметров исполнительных органов и уставок защиты тиристорных преобразователей СВ, обеспечивающие функционирование защиты при возникновении повреждения в различных режимах работы синхронного генератора.

- Показано, что годовой эффект от внедрения защиты на одном из турбогенераторов мощностью 200 МВт может составить от 10 до 160 тыс. руб. в год, в зависимости от дефицитности энергосистемы и цен на электроэнергию.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований использованы при разработке и наладке опытного образца защиты. Принято решение об установке защиты на тиристорных преобразователях системы возбуждения блока №1 ЧТЭЦ-3.

Апробация работы. Основные положения работы и ее отдельные разделы докладывались на следующих научных конференциях и семинарах.

- Научно-практической конференции «Энергосбережение в промышленности и городском хозяйстве», Челябинск, 2000.

- Второй и Третьей Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Энергентика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов», Благовещенск, 2000.

- Всероссийской научно-технической конференции «Энергосистема: управление, качество, безопасность», Екатеринбург, 2001 и 2003.

- Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», Новочеркасск, 2001. -Российском национальном симпозиуме по энергетике, Казань, 2001.

- XIII научно-технической конференции по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики в энергосистемах Урала РАО ЭиЭ «ЕЭС России», ОДУ Урала, МЭС Урала, Екатеринбург, 2001.

- Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России», С.-Петербург, 2002.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, в том числе 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 103 наименований и 4 приложений. Основной материал содержит 134 страницы машинописного текста, 68 иллюстраций, 7 таблиц. Общий объем работы составляет 179 страниц.

4.6. Выводы

1) Разработана блок-схема алгоритма защиты преобразователей СВ, учитывающая особенности электромагнитных процессов в них при пробоях тиристоров как по току, так и по напряжению в различных режимах генератора. Предложены варианты реализации ее основных блоков как на полупроводниковой, так и микропроцессорной элементной базе. Показано, что применение микропроцессоров позволяет закладывать более гибкие алгоритмы защиты, в частности, реализующие адаптивную задержку срабатывания защиты и контроль термического воздействия тока короткого замыкания на предохранитель пробитого тиристора.

3) Показано, что основным параметром микропроцессорного варианта защиты, влияющим на быстродействие и селективность работы защиты, является частота дискретизации входных аналоговых сигналов, поступающих с датчиков токов фаз преобразователя. Выбрана методика, позволяющая определить оптимальную частоту дискретизации, исходя из формы регистрируемого сигнала и требуемой точности преобразования.

4) Проведены испытания макетного образца защиты при пробоях тиристоров как по току, так и по напряжению в различных режимах работы преобразователя. Анализ осциллограмм подтверждает полученные ранее результаты теоретических исследований электромагнитных процессов в преобразователе при работе разработанной защиты.

5) Выполнена оценка технико-экономического эффекта от внедрения защиты, показавшая, что экономический эффект от установки защиты в системе возбуждения генератора блока №1 ЧТЭЦ-3 в зависимости от дефицитности энергосистемы, может составить от 10 до 160 тыс. руб. в год.

Заключение

В диссертационной работе представлено новое решение актуальной научно-технической задачи: обоснование принципов построения и реализации защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развития аварии, вызванной пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя. При этом получены следующие основные результаты.

1. На основе анализа электромагнитных процессов при развивающихся коротких замыканиях при применении известных средств защиты тиристорных преобразователей СВ синхронных генераторов показана их неэффективность и необходимость создания дополнительной быстродействующей защиты. Определены основные требования к такой защите.

2. Предложен оригинальный способ и разработан алгоритм работы защиты, удовлетворяющий поставленным требованиям и обеспечивающий три ступени защиты тиристорного преобразователя системы возбуждения синхронного генератора.

5. Проведенный анализ электромагнитных процессов при пробоях тиристоров по току и напряжению показал, что предложенный алгоритм защиты преобразователей эффективен для всех режимов работы систем возбуждения синхронных генераторов.

6. Разработаны методы расчета уставок защиты и параметров ее элементов. Исследовано их влияние на эффективность защиты преобразователей систем возбуждения в различных режимах работы.

7. Проработаны варианты аппаратной реализации защиты на аналоговой и микропроцессорной элементной базе. Показаны преимущества микропроцессорной, в частности, возможность реализации контроля термического воздействия тока короткого замыкания, одновременно обеспечивающие и максимальное быстродействие и требуемый уровень селективности защиты.

8. Результаты испытаний опытного образца защиты для СВ блока №1

ЧТЭЦ-3, подтвердили теоретические исследования и показали возможность создания простых и надежных устройств для защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий.

9. Определено, что экономический эффект от установки защиты в системе возбуждения синхронного генератора мощностью 200 МВт может составить от 10 до 160 тыс. руб. в зависимости от мощности генератора и избыточности или дефицитности энергосистемы.

1. А.с. 1010691 СССР. Способ защиты преобразователя от внутренних повреждений / М.Е. Гольдштейн, А.Ф. Гаген. // Бюл. изобр. - 1981. - № 13.

2. А.с. 1176410 СССР. Электроэнергетическая установка / М.Е. Гольдштейн,

3. A.Ф. Гаген, P.P. Гайнуллин, П.Н. Сенигов. // Бюл. изобр. 1985. — № 32.

4. А.с. 1210175 СССР. Способ защиты управляемого преобразователя и цепиего нагрузки / М.Е. Гольдштейн, А.Ф. Гаген, П.Н. Сенигов, P.P. Гайнуллин. //Бюл. изобр. 1986-№5.

5. А.с. 1363365 СССР. Синхронная электрическая машина / М.Е. Гольдштейн, А.Ф. Гаген, P.P. Гайнуллин и др. // Бюл. изобр. 1987. - №48. #50

6. А.с. 161189 ЧССР. Схема защиты полупроводниковых выпрямителей / Sladky Josef.

7. А.с. 264527 СССР. Устройство принудительной коммутации тиристорных преобразователей / Загорский В.Т. и др. // Бюл. изобр. 1970. - №9.

8. Щ 7. А.с. 314303 СССР. Устройство принудительной коммутации / Загорский

9. B.Т. и др. // Бюл. изобр. 1971. -№27.

10. А.с. 382196 СССР. Устройство защиты от токов короткого замыкания / Лихошерст В.И., Копырин B.C. // Бюл. изобр. 1973. - №22.

11. Алтунин Б.Ю., Туманов И.М. Тиристорные и тиристорно-контактные установки для стабилизации и регулирования параметров электроэнергии. -Н. Новгород: изд. НГТУ, 1993. 223 с.

12. Анализ аварий и случаев брака в работе на электростанциях и в сетях # энергосистем. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960, 1961, 1962, 1964, 1965,1966.

13. Анализ работы энергетических блоков 300, 500 и 800 МВт. М.: ОРГРЭС, 1972,1973, 1974, 1975, 1976.

14. Анализ работы энергетических блоков мощностью 150 1200 МВт за 1980г. - М.: Союзтехэнерго, 1981.-41 с.

15. Анализ работы энергетических блоков мощностью 150 800 МВт за 1978г., 1979г.-М.: Союзтехэнерго, 1980.- 19 с.

16. Анализ работы энергетических блоков мощностью 150 и 200 МВт за 1975г.-М.: ОРГРЭС, 1976.-24 с.

17. Анализ работы энергетических блоков мощностью 150 и 200 МВт за 1977г. М.: Союзтехэнерго, 1978. - 32 с.

18. Анализ работы энергетических блоков мощностью 300 МВт. М.: ОРГРЭС, 1966, 1968, 1970, 1971.

19. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита силовых полупроводниковых преобразователей от развивающихся коротких замыканий // Научно-практическая конференция «Энергосбережение в промышленности и городском хозяйстве». Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. - С. 10-11.

20. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита сильноточных полупроводниковых преобразователей от развивающихся коротких замыканий. Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». Выпуск 1. - 2001. - №4. - С.94-99.

21. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Защита синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий в тиристорных системах возбуждения // Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Казань: Изд. КГЭУ, 2001. - Том II. — С. 7780.

22. Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. Электромагнитные процессы в тиристорных преобразователях систем возбуждения синхронных генераторов при работе защиты от развивающихся коротких замыканий // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции

23. Энергосистема: управление, качество, безопасность». Екатеринбург: Изд. УГТУ-УПИ, 2001. - С. 256-260.

24. Андриенко П.Д. Защита реверсивных тиристорных преобразователей. — Киев: «Техшка», 1977. 144 с.

25. Андриенко П.Д. Исследование аварийных режимов реверсивных тиристорных преобразователей для электропривода: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Одесса, 1971.-27 с.

26. Бардин В.М., Волков Б.В. Закон распределения отказов силовых тиристоров при воздействии токовых перегрузок // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1976. - №3. -С.22-25.

27. Беркович М.А., Молчанов В.В., Семенов В.А. Основы техники релейной защиты. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 375 с.

28. Бурцев Э.Ф., Евсеев Ю.А., Челноков В.Е. Вольтамперные характеристики кремниевых структур при нагреве импульсами прямого тока большой плотности // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1972. - №5. - С.9-11.

29. Гельман М.В., Лохов С.П. Тиристорные регуляторы переменного напряжения. М.: «Энергия», 1975. - 104 с.

30. Гессе Б.А. Эксплуатация тиристорных систем возбуждения генераторов. -Киев: Техника, 1981. 143 с.

31. Глебов И.А. Научные основы проектирования систем возбуждения мощных синхронных машин. -JI.: Наука, 1988. 335 с.

32. Глебов И.А. Системы возбуждения мощных синхронных машин. — JI.: Наука, 1979.-316 с.

33. Глебов И.А. Системы возбуждения синхронных генераторов с управляемыми преобразователями. — M.-JL: Изд. АНСССР, 1960. 335 с.

34. Глебов И.А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин. -JI.: Наука, 1987.-344 с.

35. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Быстродействующие системы защиты тиристорных преобразователей для электропривода // Тезисы конференции «Тири-сторный управляемый асинхронный электропривод. Свердловск: 1968. -С.32-37.

36. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. — М.: Энергоиздат, 1982. 152 с.

37. Глух Е.М., Зеленов В.Е., Канашев Н.М. Новые методы быстродействующей защиты силовых тиристорных преобразователей // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики. Электромеханика. Том 38. М.: 1972. - С. 159-181.

38. Гольдштейн М.Е. Вентильные системы возбуждения синхронных генераторов: Учебное пособие. — 3-е издание, переработанное. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001.- 100 с.

39. Групповое соединение вентилей как метод повышения надежности работы мощных преобразователей / JI.P. Нейман, С.Р. Глинтерник, А.В. Емельянов, В.А. Шипулина // Электричество. 1956. - №6. - с. 12-17. #9

40. Давидов П.Д. Анализ и расчет тепловых режимов полупроводниковых приборов. Москва: Энергия, 1967. - 144 с.

41. Защита генератора от коротких замыканий в цепи ротора и ее функциональные связи с автоматикой. / В.Е. Поляков, P.P. Гайнуллин и др. // Известия ВУЗ'ов. Электромеханика. 1989. - №8. -С.14-18.

42. Защита мощных синхронных машин при повреждениях в цепи ротора. / А.Ф. Гаген, P.P. Гайнуллин, М.Е. Гольдштейн, В.В. Пеклер, В.Е. Поляков // Электрические станции. 1989. - №5. - С.72-75.

43. Заявка 2310022 Франция. Статическая система возбуждения синхронного генератора. Alimentation statique en courant continu, notamment pour machine electrique synchrone. / Barindelli Luigi.

44. Заявка 2549019 ФРГ. Устройство быстродействующей защиты / Muller Reinhold, Watermann Gregor, Offergeld Helmut. // Anordnung zur Schnellab-scheltung eines Verbraucherstromes. Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH.

45. Зеленов В.Е. Быстродействующие бесконтактные системы защиты тиристорных преобразователей: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 1969. - 19 с.

46. Зиновьев Г.С. Основы преобразовательной техники. Новосибирск: НЭТИ, 1971.-102 с.

47. Инструкция по определению экономической эффективности технических мероприятий. Выпуск 1.-М.: Союзтехэнерго, 1979. С.17-18.

48. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи, ч. III. М.: Гос-энергоиздат, 1956. - 523 с.

49. Костенко М.П., Нейман JI.P. Электромагнитные процессы в системах с мощными выпрямительными установками. — M.-JL: Изд-во Акад. Наук СССР, 1946.- 107 с.

50. Линт Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 112 с.

51. Лысенко Е.В. Функциональные элементы релейных устройств на интегральных микросхемах. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 192 с.

52. Маркин В.В., Миронов В.Н., Обухов С.Г. Техническая диагностика вентильных преобразователей. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 152 с.

53. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 584 с.

54. Медне Э. Я., Моте Г. Э. Состояние и перспектива развития быстродействующих плавких предохранителей // Тезисы докладов «Основы унификации вентильных преобразователей». Талин, 1977. - С.33-34.

55. Морозова Ю.А. Параметры и характеристики вентильных систем возбуждения мощных синхронных генераторов. — М.: Энергия, 1976. 153 с.

56. Намитоков К.К. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств. — М.: Энергоатомиздат, 1988. 280 с.

57. Намитоков К.К., Хмельницкий Р.С., Аникеева К.Н. Плавкие предохранители. М.: Энергия, 1979. - 176 с.

58. Обзор аварий и других нарушений в работе на электростанциях и в электрических сетях за 1975г. М.: ОРГРЭС, 1976. - 19 с.

59. Обзор аварий и других нарушений в работе на электростанциях и в электрических сетях энергосистем. М.: Союзтехэнерго, 1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985.

60. Обзор аварий и других нарушений в работе на электростанциях и в электрических сетях. -М.: ОРГРЭС, 1986, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1995.

61. Обзор аварий и случаев брака в работе на электростанциях и в электрических сетях энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1967, 1969, 1970, 1971, 1972, 1973, 1974.

62. Обзор работы энергетических блоков мощностью 200 и 150 МВт за 1973г. М.: ОРГРЭС, 1974. - 27 с.

63. Обобщение опыта эксплуатации тиристорных систем возбуждения турбогенераторов 200 800 МВт (обзор за 74 - 75г.) - М.: Союзтехэнерго, 1976.-60 с.

64. Обобщение опыта эксплуатации тиристорных систем возбуждения турбогенераторов 200 800 МВт (обзор за 79 - 80г.) - М.: Союзтехэнерго, 1982.-45 с.

65. Обобщение опыта эксплуатации тиристорных систем возбуждения турбогенераторов 200 800 МВт (обзор за 83 - 85г.) - М.: Союзтехэнерго, 1986.-59 с.

66. Обобщение опыта эксплуатации турбогенераторов с непосредственным охлаждением мощностью 150-300 МВт за 1966г. М.: ОРГРЭС, 1967. -39 с.

67. Патент 5038509 Япония. Система защиты тиристоров. / Ватабэ Аиумн, Уэда Акитеру.

68. Патент РФ № 2197051. Способ и устройство защиты тиристорного преобразователя от развивающихся коротких замыканий / Андреев А.Н., Гольдштейн М.Е. // Бюл. изобр. 2003. - № 2.

69. Повышение надежности системы возбуждения генератора блока №1 ЧТЭЦ-3. Рабочий отчет по договору №99187. Челябинск: ЮУрГУ, кафедра ЭССиС, 2000. - 52 с.

70. Полупроводниковые выпрямители / Е.И. Беркович, Ф.И. Ковалев, П.П. Мостков. -М.: Энергоатомиздат, 1978.-478 с.

71. Поссе А.В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока. — JI.: Энергия, 1973.-303 с.

72. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. -М.: Энер-гоатомиздат, 1988. 319 с.

73. Приборы полупроводниковые силовые. Тиристоры. Методы расчета и выбора для применения в преобразовательных устройствах. Руководящий документ. РД 16.270-85. М.: ВЭИ, 1985. - 255 с.

74. Пястолов В.В. Нагрузки вентилей и предохранителей в аварийных и по-слеаварийных режимах полупроводниковых преобразователей: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук — Ниж.Новгород: НГТУ, 1993. 17 с.

75. Пястолов В.В., Синютин П.А. Вольтамперные характеристики тиристоров при токах, близких к ударным // Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. Челябинск: ЧПИ, 1985. - С.20-24.

76. Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы. М.: Изд. ВШ, 1967.-528 с.

77. Руденко B.C., Сенько В.И., Жуйков В.Я. Квазиустановившиеся и переходные процессы при несинусоидальных периодических воздействующих напряжениях. «Проблемы технической электродинамики». Выпуск 45. -М.: 1974. С.54-60.

78. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. -Киев: Издательское объединение «Вища школа», 1978. 424 с.

79. Система тиристорного самовозбуждения типа СТС. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Свердловск, 1983. - 120 с.

80. Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. ГОСТ 21558-88. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 14 с.

81. Ситник Н.Х. Силовая полупроводниковая техника. М.: «Энергия», 1968. -320 с.

82. Твердин J1.M., Ващенко А.П., Сорокина В.А. Защита тиристорного преобразователя от чрезмерных перегрузок по току путем перевода в инвер-торный режим. // Силовые полупроводниковые приборы и установки. -М.: Информэлектро, 1967. — С.8-21.

83. Устройство защиты выпрямительной установки при внутреннем коротком замыкании. // Электромеханика (Известия ВУЗ'ов.). 1976. — № 7. -С.807-808.

84. Устройство превентивного обнаружения внутренних аварий мостового тиристорного преобразователя / Велламяэ У. А., Матчак А. Т., Томсон Т. И. // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1981. — № 4. - С.18-20.

85. Хохлов Ю.И. Компенсированные выпрямители с фильтрацией в коммутирующие конденсаторы нечетнократных гармоник токов преобразовательных блоков. Челябинск: ЧГТУ, 1995. - 355 с.

86. Хохлов Ю.И., Хусаинов Ш.Н. Анализ сложных многофазных вентильных цепей контурно-узловым методом. // Электричество. 1985. - №4. -С.43-51.

87. Цифровые защиты преобразовательных мостов / В.А. Андронов, С.Н. Глезеров, А.Е. Гуревич. и др. // В кн. «Иерархические микропроцессорные структуры автоматического управления аварийными режимами систем энергетики». Сыктывкар, 1984. - С.56-62.

88. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М.: Энергия, 1974. - 679 с.

89. Чижаев И.А. Исследование аварийных режимов выпрямителя при потере управления отдельными тиристорами: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Тбилисский политехнический институт, 1971. 20 с.

90. Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. — М.: Энергия, 1974. 430 с.

91. Электропередача постоянного тока как элемент энергетических систем / JI.P. Нейман, С.Р. Глинтерник, А.В. Емельянов и др. М.-Л.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1962. - 340 с.

92. Benouar М. Protecting Power Semiconductors. Using Fast Acting and Current Limiting Interrupting Devices // Ind. and Commer. Power Sist. Techn. Conf. Atlanta, 7-10 May, 1984.-New York, 1984.-P.86-96.

93. Howe A.F. and oth. Dc Fusing in Semiconductor Circuits / A.F. Howe, P.G. Newberi, N.P.M. Nurse // IEEE Trans. Ind. Appl. 1986. Vol. 22. №3. - P. 56-62.

94. Schaltung fur schnelles Loschen des Kurzschlupstromes bei Thyristor-gleichrichtern. Tirus Burcea // Elektrotechn. und Maschinenbau. Bd 102. — 1985. №2. - S.72-82.