Детальная информация

Данная работа посвящена исследованию сборных шин КРУ 6(10) кВ на электродинамическую стойкость от токов короткого замыкания. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Обзор сетей генераторного напряжения. Изучение классификации и конструкции КРУ. Анализ нормативных документов. Изучение КРУ серии «Волга». 2. Разработка математической модели генераторной сети с учетом секции собственных нужд в среде MATLAB Simulink, представление и анализ результатов моделирования. 3. Создание трехмерной модели токоведущей системы отсека сборных шин ячейки КРУ в программном комплексе SOLIDWORKS. 4. Создание математической модели работы токоведущей системы КРУ при возникновении КЗ в программе COMSOL Multiphysics. Описание математической модели процессов токоведущей системы КРУ. 5. Расчет электродинамических усилий в токоведущей системе КРУ при протекании токов КЗ, представление и анализ полученных результатов. В ходе работы были разработаны математическая модель генераторной сети и геометрическая модель отсека сборных шин КРУ 6(10) кВ. На их основе произведено моделирование электродинамических процессов в сборном отсеке шин при пропускании тока КЗ. В завершение работы было выполнено определение максимального напряжения в шинах на основании требований ГОСТ Р 52736-2007, что дало возможность сопоставить результаты моделирования и расчетов с установленными нормативными пределами и сформулировать соответствующие выводы. Для достижения данных результатов в работе были использованы программные комплексы MATLAB Simulink, SOLIDWORKS и COMSOL Multiphysics.

This work is devoted to the study of 6(10) kV control panel busbars for electrodynamic resistance against short-circuit currents. Tasks that were solved during the research: 1. Overview of generator voltage networks. The study of the classification and construction of the MCS. Analysis of regulatory documents. The study of the Volga MCS. 2. Development of a mathematical model of the generator network, taking into account its own needs in the MATLAB Simulink environment, presentation and analysis of simulation results. 3. Creation of a three-dimensional model of the current-carrying system of the busbar compartment of the control panel cell in the SOLIDWORKS software package. 4. Creation of a mathematical model of the operation of a current-carrying switchgear system in the event of a short circuit in the COMSOL Multiphysics program. Description of the mathematical model of the processes of the currentcarrying control panel system. 5. Calculation of electrodynamic forces in a current-carrying switchgear system during the flow of short-circuit currents, presentation and analysis of the results obtained. In the course of the work, a mathematical model of the generator network and a geometric model of the 6(10) kV busbar compartment were developed. Based on them, the electrodynamic processes in the bus assembly compartment are modeled when short-circuit current is passed. At the end of the work, the maximum tire voltage was determined based on the requirements of GOST R 52736-2007, which made it possible to compare the results of modeling and calculations with the established regulatory limits and formulate appropriate conclusions. To achieve these results, the software complexes MATLAB Simulink, SOLIDWORKS and COMSOL Multiphysics were used in the work.

• РЕФЕРАТ
• ABSTRACT
• ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• СОДЕРЖАНИЕ
• Введение
• Глава 1. Комплектные распределительные устройства
  • 1.1. Обзор сетей генераторного напряжения
  • 1.2. Классификация КРУ
  • 1.3. Производители КРУ среднего напряжения 6-10 кВ с воздушной изоляцией
  • 1.4. Пример КРУ от российского производителя
  • 1.5. Конструкция КРУ «Волга» 10 кВ
  • 1.6. Анализ нормативных документов
• Глава 2. Разработка математической модели генераторной сети 588 МВА с учетом секции собственных нужд в среде MATLAB Simulink
  • 2.1. Выбор аппаратов и проводников
    • 2.1.1. Расчет токов короткого замыкания
    • 2.1.2. Выбор генератора
    • 2.1.3. Выбор трансформаторов
    • 2.1.4. Выбор выключателя ввода на секцию собственных нужд
    • 2.1.5. Собственные нужды
    • 2.1.6. Нагрузка
  • 2.2. Получение модели в среде MATLAB Simulink
  • 2.3. Представление и анализ результатов моделирования в схеме без отключения выключателя ввода на секцию СН
  • 2.4. Представление и анализ результатов моделирования в схеме с отключением выключателя ввода на секцию СН
  • 2.5. Преобразование осциллограмм в набор данных для дальнейшего анализа
• Глава 3. Разработка трехмерной модели токоведущей системы отсека сборных шин ячейки КРУ в программе SOLIDWORKS
• Глава 4. Разработка математической модели электродинамических процессов в токоведущей системе КРУ в программном комплексе COMSOL Multiphysics
  • 4.1. Физико-математическое обоснование модели
  • 4.2. Разработка модели отсека сборных шин в программном комплексе COMSOL Multiphysics
    • 4.2.1. Создание геометрии расчетной области
    • 4.2.2. Задание материалов
    • 4.2.3. Импорт данных из MATLAB Simulink
    • 4.2.4. Работа с узлом Physics и добавление граничных условий
    • 4.2.5. Построение расчетной сетки
• Глава 5. Результаты расчета электродинамического воздействия на токоведущую систему при воздействии токов КЗ
  • 5.1. Результаты расчета в программном комплексе COMSOL Multiphysics
    • 5.1.1. Номинальный режим работы
    • 5.1.2. Протекание ударного тока КЗ по шинам
    • 5.1.3. Момент отключения выключателя ввода на секцию СН
    • 5.1.4. Момент погасания тока КЗ после отключения выключателя ввода на секцию СН
    • 5.1.5. Момент начала затухания тока от асинхронных двигателей
    • 5.1.6. Момент полного затухания тока от асинхронных двигателей
  • 5.2. Результаты расчета согласно ГОСТ Р 52736-2007
• Глава 6. Анализ полученных результатов
• Заключение
• Список источников