Детальная информация

Название: Генераторный элегазовый выключатель 15 кВ, 100 кА: выпускная квалификационная работа магистра: 13.04.02 - Электроэнергетика и электротехника ; 13.04.02_11 - Электрические аппараты управления и распределения энергии
Авторы: Климанов Максим Евгеньевич
Научный руководитель: Тонконогов Евгений Николаевич
Другие авторы: Тонконогов Евгений Николаевич
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2019
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: Выключатели высокого напряжения — Дугогасительные устройства; элегазовый генераторный выключатель; номинальный ток отключения 100 ка; аппаратно-генераторный комплекс; выбор оптимальных параметров контактной системы; выбор динамических характеристик
УДК: 621.316.542.027.3.064.4
Тип документа: Выпускная квалификационная работа магистра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Уровень высшего образования: Магистратура
Код специальности ФГОС: 13.04.02
Группа специальностей ФГОС: 130000 - Электро- и теплоэнергетика
Ссылки: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2019/vr/vr19-5449
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Дополнительно: Все документы
Ключ записи: ru\spstu\vkr\2359

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие 'Загрузить' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

В данной работе проведен обзор конструкций современных выключателей, зарубежных и отечественных, вакуумных и элегазовых. Предложена модернизированная конструкция дугогасительного устройства генераторного выключателя и проведено моделирование процессов коммутации токов КЗ в дугогасительном устройстве. Определены геометрические параметры сопловой системы, главной контактной системы и гидравлического устройства генераторного выключателя.

The thesis contains a review of modern circuit breaker designs, developed locally as well as overseas, of both vaccum and gas-insulated design. An updated version of an arc suppressor of a generator circuit breaker, wiring short-circuit currents in a arc suppressor is simulated. Geometrics of a nozzle blow-out system, main contact system, a hydraulic circuit of a generator circuit-breaker were estimated.

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи СПбПУ Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ)
-> Интернет Анонимные пользователи

Оглавление

  • Введение
  • ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ ГЕНЕРАТОРНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 63-100 кА
    • 1.1 Анализ современных генераторных цепей и требования к коммутационным аппаратам.
    • 1.2. Вакуумные генераторные выключатели
    • 1.3. Элегазовые генераторные выключатели
    • 1.4. Анализ конструкций дугогасительных устройств элегазовых генераторных выключателей.
  • ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ
    • 2.1 Анализ работы генераторного выключателя при отключении КЗ со стороны сети и со стороны генератора
    • 2.2 Анализ переходного восстанавливающего напряжения со стороны сети и со стороны генератора.
    • 2.3Анализ апериодической составляющей тока короткого замыкания от генератора.
    • 2.4 Анализ режима рассогласования фаз генератора
    • 2.5 Современные требования к генераторным выключателям по испытаниям КЗ.
  • ГЛАВА 3 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГЕНЕРАТОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
    • 3.1 Анализ влияния шунтирующей емкости на повышение отключающей способности.
    • 3.2 Абляция сопла и выбор его оптимального диаметра.
  • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА ДИНАМИЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ГЕНЕРАТОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
    • 4.1 Анализ конструкции автокомпрессионного дугогасительного устройства
    • 4.2 Математическая модель автокомпресионного дугогасительного устройства.
    • ,𝐑-г.=𝟓𝟕
    • ,𝐏-н.=𝟏 МПа
    • Расчет площади поршня:
    • S=,,𝑭-𝒂.-,𝝈-п.∙,𝒑-𝟎.. = ,𝟐𝟎∙,𝟏𝟎-𝟑.-𝟏,𝟓∙,𝟏𝟎-𝟔.. = 133 ,см-𝟐.
    • ,где ,𝐅-𝐚.− активное усилие на контактную систему (определяется гидроприводом); ,𝝈-п.− обобщенный параметр; ,𝒑-𝟎.− начальное давление в камере сжатия
  • ГЛАВА 5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
    • 5.1 Анализ пневмомеханических характеристик ДУ.
    • 5.2 Анализ динамических характеристик автокомпрессионного ДУ с задержкой открытия металлического сопла
    • 5.3 Синхронная коммутация и инжекция жидкого элегаза.
    • 1) Наличие синхронных контроллеров, отслеживающих кривую тока КЗ, и подающие импульс на электромагнит приводного устройства.
    • 2) По фазное исполнение приводного устройства ( 1 привод на фазу).
    • 3) Привода должны быть высокой мощности и надежности, для того чтобы в кратчайшее время развести большие массы на определенное расстояние
    • В связи с тем, что токи в трехфазной системе смещены друг относительно друга по фазе на ,𝟏𝟐𝟎-𝒐., использование одного приводного устройства при синхронной коммутации не представляется возможным. По фазное исполнение приводного устройства, делает к...
    • Также необходимо, чтобы каждый из приводов с отдельным синхронным контроллером, который также имеет свое время срабатывания, что тоже уменьшает надежность аппарата.
    • Рис.5.6 Коммутация со случайным разведением контактов
    • Рис. 5.7 Синхронная коммутация
    • Данное уравнение отличается от уравнения для давления в классической математической модели автокомпрессионного ДУ слагаемым ,𝒌-ин.,,𝒎.-ин.,𝑹-г.𝑻, которое характеризует инжекцию жидкого элегаза, где ,,𝒎.-ин.−дополнительный массовый расход, обеспеч...
    • Непосредственно за инжекцию отвечает коэффициент ,𝒌-ин., который может быть равен 0,когда клапан инжекции закрыт и равен 1, когда клапан инжекции открыт.Необходимо при неизменном массовом расходе инжекции обеспечить максимальную эффективность впрыск...
    • Рис. 5.9 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 30 мм момент инжекции 0.028 с)
    • Рис. 5.10 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 30 мм момент инжекции 0.029 с)
    • Рис. 5.11 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 30 мм момент инжекции 0.0295 с)
    • Рис. 5.12 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 20 мм момент инжекции 0.028 с)
    • Рис. 5.13 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 20 мм момент инжекции 0.029 с)
    • Рис. 5.14 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 20 мм момент инжекции 0.0295 с)
    • Рис. 5.15 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 10 мм момент инжекции 0.028 с)
    • Рис. 5.16 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 10 мм момент инжекции 0.029 с)
    • Рис. 5.17 График перепада давления в камере сжатия с инжекцией жидкого элегаза (диаметр клапана 10 мм момент инжекции 0.0295 с)
    • Результаты численного моделирования показывают, что перепад давления в нуле тока зависит от момента впрыска и разумеется от диаметра клапана. Инжекция производилась за 2;1;0.5 мс от нуля тока. Сравнивая результаты численных экспериментов перепада давл...
    • Таблица 5.1 Результаты численного эксперимента
    • Для всех трех диаметров клапана инжекции обеспечено «окно отключения» в 10 мс, при этом по ГОСТ 52565-06 [1] минимальное «окно отключения» для выключателей 35 кВ и ниже составляет 7 мс. Результаты численного моделирования показывают, что наиболее эффе...
    • Рассмотренная конструкция специфична и имеет недостатки, связанные с ранним сбросом давления, но при этом, удается существенно снизить температуру газа в камере сжатия и уйти от абляции сопла и избежать пробоя по его корпусу, а также использование шун...
    • Выводы:
    • 1) Анализ результатов численного эксперимента показал, что конструкция автокомпрессионного ДУ с задержкой открытия металлического сопла и диаметром изоляционного сопла в 45 мм показал, что средняя температура газа в камере сжатия снижена до 400 К, с...
    • 2) Идея синхронной коммутации как способ коммутации больших токов КЗ весьма перспективна, однако эта идея требует по фазного исполнения приводного устройства и требует разведения больших масс за 2-3 мс. На сегодняшний день таких приводов нет.
    • 3) В качестве альтернативы синхронной коммутации была рассмотрена идея синхронной инжекции. Было предложено наличие дополнительного объема в неподвижном поршне с жидким элегазом. Впрыск осуществлялся посредством открытия клапана, электромагнитом, кото...
    • 4) Факт повышения давления за счет инжекции, способствует отключению тока КЗ в тепловой и диэлектрической фазе пробоя, а также делает конструкцию автокомпрессионного ДУ с диаметром изоляционного сопла в 45 мм дееспособной. Рассмотренная конструкция с...
    • 5) Основная идея синхронной инжекции состоит в поддержании перепада давления в области нуля тока, для достижения максимальной эффективности в реальной конструкции, целесообразно открывать клапан импульсом, и после отключения первой фазы его закрывать,...
  • ГЛАВА 6. РАСЧЕТ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ И ГИДРОПРИВОДА ГЕНЕРАТОРНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
    • 6.1 Анализ системы главных контактов
    • 6.2 Анализ сваривания контактов по данным фирмы Multi-contact.
    • 6.3 Расчет системы главных контактов генераторного выключателя
    • 6.4 Анализ гидромеханических характеристик гидропривода
    • 6.5 Расчет этапа разгона поршня гидропривода
    • 6.6 Расчет этапа торможения поршня гидропривода
    • Выводы:
    • 1) Проанализирована и рассчитана главная контактная система. Расчет показал, для того чтобы, контактная система выдержала все токовые нагрузки, нужно использовать 2 системы ламелей LA-CUT/0,25/0 фирмы Multi-contact.
    • 2) Произведен расчет гидравлического приводного устройства. Рабочая площадь гидроцилиндра составила 𝟑.𝟏∙,𝟏𝟎-−𝟑.,м-𝟐.; расчетное активное усилие составило 𝟐𝟏∙,𝟏𝟎-𝟑. Н. Установившаяся расчетная скорость подвижной системы совпадает с результ...
  • Заключение
  • Список используемой литературы
    • 1. Климанов М.Е. Элегазовый генераторный выключатель 100 кА. Выпускная квалификационная работа бакалавра СПБПУ 2017 г.
    • 2. ГОСТ 52565-06 Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.− Стандартинформ, 2007-67с.
    • 3. INTERNATIONAL STANDART IEC 62271-100, First edition 2012, Part 100
    • 4. Тонконогов Е.Н. Конструкции электрических аппаратов. Элегазовые выключатели высокого напряжения: Учебное пособие. СПб.: Изд-во Политехнического университета,2008. -160 с.
    • 5. Тонконогов Е. Н Электрические и электронные аппарты. Выключатели высокого напряжения. Часть 1: учеб.пособие / Е. Н. Тонконогов. - СПб. : Изд- во Политехн. ун-та, 2012 – 204 с.
    • 6. Каталог «Вакуумные выключатели типа VAH, фирмы SchneiderElectric». МКР-САТ-VAH-13 10-2013
    • 7. Брошюра «Элегазовые генераторные распределительные устройства HECPS» фирмы «ABB». Документ 1HC0015509 R01/AA09/UA, 2010-03
    • 8. Аверьянова С.А. Газовые и гидравлические устройства высоковольтных выключателей: Учебное пособие. СПб: Издательство Политехнического ун-та 2018-128 с.
    • 9. Каталог фирмы Multi-Contact (№6), 2002
    • 10. Каталог E00000467 «Выключатели высоковольтного напряжения трехполюсные серии ВГМ-20-90/11200 УЗ ВГМ-20-90/8000 ТСЗ и ВГГ-20-90
    • 11. H.Ikeda, T.Ueda. DEVELOPMENT OF LARGE-CAPACITY, SF6 GAS INTERRUPTION CHAMBER AND ITS APPLICATION TO GIS IEEE, 1984
    • 12. Burkhard Fenski, Manfred Lindmayer Post-Arc Currents of Vacuum Interrupters with Radial and Axial Magnetic Field Contacts-Measurements and Simulations
  • Приложение 1
  • Приложение 2

Статистика использования

stat Количество обращений: 140
За последние 30 дней: 0
Подробная статистика