Электрические сети сверх- и ультравысокого напряжения ЕЭС России.
Теоретические и практические основы: в 3 т. / под общей редакцией
чл.-корр. РАН А.Ф. Дьякова. М.: НТФ «Энергопрогресс» Корпорации
«ЕЭЭК», 2012.
Том 2. Электрические подстанции переменного тока. Средства и
интеллектуальные системы управления. — 668 с., ил.
Рассмотрены внешняя и внутренняя изоляция оборудования ПС СВН и
УВН, импульсные перенапряжения в обмотках трансформаторов,
электрические аппараты ПС СВН и УВН, установки продольной
компенсации, схемы электрических соединений в ОРУ, требования и
нормы технологического проектирования подстанций СВН, направления
совершенствования систем технологического управления сетей СВН
энергообъединений, статические тиристорные компенсаторы и
управляемые шунтирующие реакторы, управляемые (гибкие) линии
электропередачи, перспективы развития элементной базы силовой
электроники.
Книга предназначена для специалистов в области разработки, проектирования и эксплуатации электропередач СВН и УВН, студентов, аспирантов и преподавателей электроэнергетических специальностей, а также для системы повышения квалификации персонала энергетических компаний. Оглавление Внешняя изоляция электрооборудования
Исходные данные для выбора внешней изоляции
Определение габаритных размеров внешней изоляции основного оборудования СВН и УВН в условиях глубокого ограничения перенапряжений
Координация внутренней изоляции электрооборудования и методы ее испытаний
Импульсные перенапряжения в обмотках трансформаторов и их ограничение
Вступление
Расчет начального распределения напряжения
Индуктивные параметры схемы
Перенапряжения в однородных обмотках
Факторы, влияющие на снижение перенапряжений в обмотках
Электрические аппараты
Выключатели
Разъединители
Элегазовые электрические аппараты
Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ)
Поведение элегазовой изоляции в условиях высоких напряжений
Гашение дуги в элегазовых выключателях
Силовые трансформаторы
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 400 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 500 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 750 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 1150 кВ
Научно-технические аспекты разработки и освоения трансформаторов и АТ СВН и УВН
Силовые трансформаторы СВН со сниженным уровнем изоляции
Шунтирующие реакторы
Вступление
Длинная ЛЭП и роль ШР
Технические требования к реакторам
Виды реакторов
Особенности конструкций реакторов
Особенности испытаний мощных ШР
Особенности эксплуатации
Шунтирующие реакторы для сети СВН
Шунтирующие реакторы средних классов напряжения
Шунтирующие реакторы 400 и 500 кВ
Шунтирующие реакторы 750 кВ
Шунтирующие реакторы 1150 кВ
Измерительные трансформаторы
Трансформаторы напряжения
Трансформаторы тока
Перспективы совершенствования измерительных трансформаторов
Синхронные и асинхронизированные компенсаторы
Синхронные компенсаторы
Асинхронизированные компенсаторы
Сопоставление СК и АСК
Режимы работы СК и АСК в энергосистеме
Компенсаторы в узлах с ударной нагрузкой
Асинхронизированные компенсаторы на промежуточной ПС длинной ЛЭП
Установки продольной компенсации индуктивности высоковольтных линий
Анализ условий работы установок продольной компенсации (УПК) на линиях электропередачи
Влияние УПК на ограничение перепада напряжения на линии
Влияние компенсирующих устройств на пропускную способность линии
УПК в мире
УПК в СССР / России
УПК ЛЭП 400 кВ Куйбышевская ГЭС - Москва
УПК ЛЭП 500 кВ Братская ГЭС - Иркутск
УПК в Швеции
Схемы электрических соединений распределительных устройств подстанций
Общие требования, предъявляемые к схемам ПС
Влияющие факторы
Целевая функция при выборе схемы
Расчетные условия обоснования и выбора схемы
Классификация схем
Типовые схемы
Опыт использования схем
Особенности режимов работы коммутационного оборудования на ПС
Надежность ячеек элегазовых выключателей ПС
О применении рабочих, резервных и обходных систем сборных шин на ПС
Методические положения обоснования и выбора схем ПС
Требования и нормы проектирования подстанций СВН
Вступление
Схемы электрических соединений распределительных устройств ПС
Компоновка и тип оборудования распределительных устройств ПС
Открытые распределительные устройства
Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией
Основное оборудование ПС
Силовые трансформаторы, автотрансформаторы
Выключатели, устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности
Ограничители перенапряжений
Защита от перенапряжений, заземление, электромагнитная совместимость
Собственные нужды, кабельное хозяйство, оперативный ток, освещение
Собственные нужды
Кабельное хозяйство
Оперативный ток
Освещение
Управление, автоматика и сигнализация
Оперативная блокировка неправильных действий при переключениях в электроустановках
Средства связи
Генеральный план и транспорт
Застройка территории (горизонтальная планировка)
Вертикальная планировка
Автомобильные дороги
Железные дороги
Вспомогательные сооружения (масляное, пневматическое и газовое хозяйство)
Водоснабжение, канализация, противопожарные мероприятия, отвод масла
Хозяйственно-питьевое водоснабжение и канализация
Техническое водоснабжение
Противопожарные мероприятия
Ремонт, техническое и оперативное обслуживание
Охранные мероприятия и биологическая защита
Учет электроэнергии
Особые условия окружающей среды
Охрана окружающей среды
Реконструкция ПС
Автоматизированные системы управления технологическими процессами подстанций
Вступление
Основные термины и определения
АСУТП ПС МЭС в иерархии систем производственно-технического и диспетчерско-технологического управления
Текущее состояние АСУТП ПС МЭС, перспективы создания и совершенствования
Основные функции АСУТП ПС МЭС
Принципы построения АСУТП ПС МЭС
Проблемы интеграции различных средств и систем автоматизации в АСУТП
Интеграция средств РЗА и автоматизированного управления
Интеграция средств и систем автоматического управления в составе АСУТП ПС
Интеграция данных АСКУЭ
Интеграция средств сбора и передачи телеинформации, аварийной регистрации, контроля и диагностики основного оборудования ПС
Перспективы создания систем диспетчерского управления ПС
Проблемы построения подсистем управления, мониторинга и диагностики оборудования ПС МЭС
Цели и задачи подсистемы управления, мониторинга и диагностики оборудования ПС МЭС
Управление оборудованием и режимами работы ПС
Критерии диагностики состояния основного и вспомогательного оборудования
Объемы первичной информации
Принципы построения и архитектура ПСУМД основного и вспомогательного оборудования
Развитие информационно-технологических систем электрических сетей и электросетевых объектов
Перспективы создания цифровых подстанций
Релейная защита и линейная автоматика электропередач сверхвысокого напряжения переменного тока
Обзор развития техники релейной защиты электрических сетей
Основные принципы выполнения релейной защиты и линейной автоматики (P3ЛA) ЛЭП СВН
Особенности выполнения релейной защиты ЛЭП СВН
Комплекс микроэлектронных устройств РЗЛА серии ПДЭ 2000 для электропередач 500-1150 кВ
Микропроцессорные комплексы устройств РЗЛА ЛЭП 330-750 кВ
Структурная схема микропроцессорного терминала релейной защиты и автоматики
Комплекс микропроцессорных устройств РЗЛА ЛЭП 330-750 кВ производства НПП «ЭКРА»
Общая характеристика и особенности выполнения зарубежных комплексов РЗЛА ЛЭП СВН
Эксплуатация устройств релейной защиты и автоматики
Организация учёта и анализа работы устройств РЗА
Современное состояние находящихся в эксплуатации устройств РЗА
Совершенствование средств наладки и технического обслуживания устройств РЗА
Компьютерный испытательный комплекс нового поколения РЕТОМ-51 (РЕЛЕ-ТОМОГРАФ-51)
Основные особенности усовершенствованного компьютерного испытательного комплекса РЕТОМ-61
Испытательный комплекс РЕТОМ-ВЧм
Комплектные МП испытательные установки «Уран-1» и «Уран-2»
Определение мест повреждения на воздушных линиях
Вступление
Определение места КЗ по параметрам аварийного режима
Определение места КЗ по двухстороннему измерению параметров аварийного режима
Современные фиксирующие индикаторы
Особенности применения индикаторов на ЛЭП сверхвысокого напряжения
Возможности дальнейшего повышения точности ОМП
Противоаварийное управление
Противоаварийная автоматика
Общие положения
История создания ПА на электропередачах СВН
Современные технические требования к устройствам и комплексам ПА, устанавливаемым на электропередачах СВН
Общие положения
Автоматика предотвращения нарушения устойчивости
Автоматика ликвидации асинхронного режима
Автоматика ограничения повышения напряжения
Электромагнитная совместимость автоматических и автоматизированных систем технологического управления в электросетевых объектах СВН и УВН
Электромагнитная обстановка в местах расположения автоматических и автоматизированных систем технологического управления
Источники электромагнитных воздействий
Электромагнитные воздействия на ААСТУ
Переходные процессы при ударах молнии
Коммутационные процессы в цепях СВН
Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием подстанций
Радиочастотные поля
Электромагнитный импульс ядерного взрыва
Разряды статического электричества
Классификация электромагнитной обстановки и степени жесткости испытаний на помехоустойчивость
Общие положения
Классификация электромагнитной обстановки окружающей среды
Воспроизведение электромагнитных воздействий при испытаниях ААСТУ
Обеспечение электромагнитной совместимости при проектировании энергообъектов
Общие положения
Компоновка оборудования, зданий и помещений
Заземляющие устройства
Кабельная канализация
Молниезащита
Система оперативного постоянного тока
Система электропитания переменным током
Защита от электромагнитных полей радиочастотного диапазона
Защита от магнитных полей промышленной частоты
Защита от разрядов статического электричества
Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания
Основные направления совершенствования систем технологического управления сетей СВН энергообъединений
Основные принципы построения и развития автоматизированных систем технологического управления энергообъединений
Совершенствование систем управления объектов СВН
Основные требования к интегрируемым системам управления вновь сооружаемых и модернизируемых подстанций СВН
Общие принципы построения ИСУ подстанций СВН
Принципы интеграции в ИСУ устройств РЗА
Принципы интеграции в ИСУ устройств систем автоматического управления
Разработка основных направлений совершенствования АСТУ энергообъединений на примере ОЭС Центра
Предпосылки реконструкции систем технологического управления ОЭС Центра
Разработка проекта реконструкции АСТУ ОЭС Центра
Статические тиристорные компенсаторы
Вступление
Построение схем тиристорных компенсаторов
Тиристорный вентиль
Примеры схем СТК
Управляемый шунтирующий реактор (компенсатор) трансформаторного типа
Принципиальная схема управляемого шунтирующего реактора (компенсатора) трансформаторного типа (УШРТ)
Принцип действия и конструкция реактора
Система управления и защиты УШРТ
Современный действующий УШРТ
Эффективность применения УШРТ в электрических сетях
Управляемые шунтирующие реакторы с подмагничиванием
Вступление
Принцип действия УШРП
Область применения УШРП
Состав и параметры оборудования УШРП
Технические возможности УШРП
Функциональное назначение УШРП
Режимы работы УШРП
Управление реактором
Внедрение высоковольтных УШРП
Трёхфазный управляемый реактор 110 кВ, 25000 кВА
Трехфазный управляемый реактор 220 кВ, 100 MBA
Трехфазный управляемый реактор 330 кВ, 180 MBA
Трехфазный управляемый реактор 500 кВ, 180 MBA
Управляемая установка продольной компенсации
Вступление
Тиристорные УПК с непрерывным управлением
Выбор параметров блоков управления
Особенности управляемой УПК
Влияние управляемой УПК на режимы ЛЭП
УПК с применением полностью управляемых (запираемых) силовых полупроводниковых приборов (УПКС)
Управляемые (гибкие) электропередачи (зарубежный опыт)
Вступление
Преобразователь напряжения - основной элемент ГЭП
Классификация управляемых устройств на основе ПН для систем ГЭП
Параллельный компенсатор
Параллельно-последовательный компенсатор
Последовательный компенсатор
Накопители электрической энергии
Характеристики ГЭП с устройствами разного типа
Элементная база силовой электроники и перспективы ее развития - основа создания управляемых систем электропередачи и мощной преобразовательной техники для энергетики
Книга предназначена для специалистов в области разработки, проектирования и эксплуатации электропередач СВН и УВН, студентов, аспирантов и преподавателей электроэнергетических специальностей, а также для системы повышения квалификации персонала энергетических компаний. Оглавление Внешняя изоляция электрооборудования
Исходные данные для выбора внешней изоляции
Определение габаритных размеров внешней изоляции основного оборудования СВН и УВН в условиях глубокого ограничения перенапряжений
Координация внутренней изоляции электрооборудования и методы ее испытаний
Импульсные перенапряжения в обмотках трансформаторов и их ограничение
Вступление
Расчет начального распределения напряжения
Индуктивные параметры схемы
Перенапряжения в однородных обмотках
Факторы, влияющие на снижение перенапряжений в обмотках
Электрические аппараты
Выключатели
Разъединители
Элегазовые электрические аппараты
Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ)
Поведение элегазовой изоляции в условиях высоких напряжений
Гашение дуги в элегазовых выключателях
Силовые трансформаторы
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 400 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 500 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 750 кВ
Силовые трансформаторы и АТ на напряжение 1150 кВ
Научно-технические аспекты разработки и освоения трансформаторов и АТ СВН и УВН
Силовые трансформаторы СВН со сниженным уровнем изоляции
Шунтирующие реакторы
Вступление
Длинная ЛЭП и роль ШР
Технические требования к реакторам
Виды реакторов
Особенности конструкций реакторов
Особенности испытаний мощных ШР
Особенности эксплуатации
Шунтирующие реакторы для сети СВН
Шунтирующие реакторы средних классов напряжения
Шунтирующие реакторы 400 и 500 кВ
Шунтирующие реакторы 750 кВ
Шунтирующие реакторы 1150 кВ
Измерительные трансформаторы
Трансформаторы напряжения
Трансформаторы тока
Перспективы совершенствования измерительных трансформаторов
Синхронные и асинхронизированные компенсаторы
Синхронные компенсаторы
Асинхронизированные компенсаторы
Сопоставление СК и АСК
Режимы работы СК и АСК в энергосистеме
Компенсаторы в узлах с ударной нагрузкой
Асинхронизированные компенсаторы на промежуточной ПС длинной ЛЭП
Установки продольной компенсации индуктивности высоковольтных линий
Анализ условий работы установок продольной компенсации (УПК) на линиях электропередачи
Влияние УПК на ограничение перепада напряжения на линии
Влияние компенсирующих устройств на пропускную способность линии
УПК в мире
УПК в СССР / России
УПК ЛЭП 400 кВ Куйбышевская ГЭС - Москва
УПК ЛЭП 500 кВ Братская ГЭС - Иркутск
УПК в Швеции
Схемы электрических соединений распределительных устройств подстанций
Общие требования, предъявляемые к схемам ПС
Влияющие факторы
Целевая функция при выборе схемы
Расчетные условия обоснования и выбора схемы
Классификация схем
Типовые схемы
Опыт использования схем
Особенности режимов работы коммутационного оборудования на ПС
Надежность ячеек элегазовых выключателей ПС
О применении рабочих, резервных и обходных систем сборных шин на ПС
Методические положения обоснования и выбора схем ПС
Требования и нормы проектирования подстанций СВН
Вступление
Схемы электрических соединений распределительных устройств ПС
Компоновка и тип оборудования распределительных устройств ПС
Открытые распределительные устройства
Комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией
Основное оборудование ПС
Силовые трансформаторы, автотрансформаторы
Выключатели, устройства регулирования (компенсации) реактивной мощности
Ограничители перенапряжений
Защита от перенапряжений, заземление, электромагнитная совместимость
Собственные нужды, кабельное хозяйство, оперативный ток, освещение
Собственные нужды
Кабельное хозяйство
Оперативный ток
Освещение
Управление, автоматика и сигнализация
Оперативная блокировка неправильных действий при переключениях в электроустановках
Средства связи
Генеральный план и транспорт
Застройка территории (горизонтальная планировка)
Вертикальная планировка
Автомобильные дороги
Железные дороги
Вспомогательные сооружения (масляное, пневматическое и газовое хозяйство)
Водоснабжение, канализация, противопожарные мероприятия, отвод масла
Хозяйственно-питьевое водоснабжение и канализация
Техническое водоснабжение
Противопожарные мероприятия
Ремонт, техническое и оперативное обслуживание
Охранные мероприятия и биологическая защита
Учет электроэнергии
Особые условия окружающей среды
Охрана окружающей среды
Реконструкция ПС
Автоматизированные системы управления технологическими процессами подстанций
Вступление
Основные термины и определения
АСУТП ПС МЭС в иерархии систем производственно-технического и диспетчерско-технологического управления
Текущее состояние АСУТП ПС МЭС, перспективы создания и совершенствования
Основные функции АСУТП ПС МЭС
Принципы построения АСУТП ПС МЭС
Проблемы интеграции различных средств и систем автоматизации в АСУТП
Интеграция средств РЗА и автоматизированного управления
Интеграция средств и систем автоматического управления в составе АСУТП ПС
Интеграция данных АСКУЭ
Интеграция средств сбора и передачи телеинформации, аварийной регистрации, контроля и диагностики основного оборудования ПС
Перспективы создания систем диспетчерского управления ПС
Проблемы построения подсистем управления, мониторинга и диагностики оборудования ПС МЭС
Цели и задачи подсистемы управления, мониторинга и диагностики оборудования ПС МЭС
Управление оборудованием и режимами работы ПС
Критерии диагностики состояния основного и вспомогательного оборудования
Объемы первичной информации
Принципы построения и архитектура ПСУМД основного и вспомогательного оборудования
Развитие информационно-технологических систем электрических сетей и электросетевых объектов
Перспективы создания цифровых подстанций
Релейная защита и линейная автоматика электропередач сверхвысокого напряжения переменного тока
Обзор развития техники релейной защиты электрических сетей
Основные принципы выполнения релейной защиты и линейной автоматики (P3ЛA) ЛЭП СВН
Особенности выполнения релейной защиты ЛЭП СВН
Комплекс микроэлектронных устройств РЗЛА серии ПДЭ 2000 для электропередач 500-1150 кВ
Микропроцессорные комплексы устройств РЗЛА ЛЭП 330-750 кВ
Структурная схема микропроцессорного терминала релейной защиты и автоматики
Комплекс микропроцессорных устройств РЗЛА ЛЭП 330-750 кВ производства НПП «ЭКРА»
Общая характеристика и особенности выполнения зарубежных комплексов РЗЛА ЛЭП СВН
Эксплуатация устройств релейной защиты и автоматики
Организация учёта и анализа работы устройств РЗА
Современное состояние находящихся в эксплуатации устройств РЗА
Совершенствование средств наладки и технического обслуживания устройств РЗА
Компьютерный испытательный комплекс нового поколения РЕТОМ-51 (РЕЛЕ-ТОМОГРАФ-51)
Основные особенности усовершенствованного компьютерного испытательного комплекса РЕТОМ-61
Испытательный комплекс РЕТОМ-ВЧм
Комплектные МП испытательные установки «Уран-1» и «Уран-2»
Определение мест повреждения на воздушных линиях
Вступление
Определение места КЗ по параметрам аварийного режима
Определение места КЗ по двухстороннему измерению параметров аварийного режима
Современные фиксирующие индикаторы
Особенности применения индикаторов на ЛЭП сверхвысокого напряжения
Возможности дальнейшего повышения точности ОМП
Противоаварийное управление
Противоаварийная автоматика
Общие положения
История создания ПА на электропередачах СВН
Современные технические требования к устройствам и комплексам ПА, устанавливаемым на электропередачах СВН
Общие положения
Автоматика предотвращения нарушения устойчивости
Автоматика ликвидации асинхронного режима
Автоматика ограничения повышения напряжения
Электромагнитная совместимость автоматических и автоматизированных систем технологического управления в электросетевых объектах СВН и УВН
Электромагнитная обстановка в местах расположения автоматических и автоматизированных систем технологического управления
Источники электромагнитных воздействий
Электромагнитные воздействия на ААСТУ
Переходные процессы при ударах молнии
Коммутационные процессы в цепях СВН
Электрические и магнитные поля промышленной частоты, создаваемые силовым оборудованием подстанций
Радиочастотные поля
Электромагнитный импульс ядерного взрыва
Разряды статического электричества
Классификация электромагнитной обстановки и степени жесткости испытаний на помехоустойчивость
Общие положения
Классификация электромагнитной обстановки окружающей среды
Воспроизведение электромагнитных воздействий при испытаниях ААСТУ
Обеспечение электромагнитной совместимости при проектировании энергообъектов
Общие положения
Компоновка оборудования, зданий и помещений
Заземляющие устройства
Кабельная канализация
Молниезащита
Система оперативного постоянного тока
Система электропитания переменным током
Защита от электромагнитных полей радиочастотного диапазона
Защита от магнитных полей промышленной частоты
Защита от разрядов статического электричества
Авторский надзор за выполнением проекта и приемо-сдаточные испытания
Основные направления совершенствования систем технологического управления сетей СВН энергообъединений
Основные принципы построения и развития автоматизированных систем технологического управления энергообъединений
Совершенствование систем управления объектов СВН
Основные требования к интегрируемым системам управления вновь сооружаемых и модернизируемых подстанций СВН
Общие принципы построения ИСУ подстанций СВН
Принципы интеграции в ИСУ устройств РЗА
Принципы интеграции в ИСУ устройств систем автоматического управления
Разработка основных направлений совершенствования АСТУ энергообъединений на примере ОЭС Центра
Предпосылки реконструкции систем технологического управления ОЭС Центра
Разработка проекта реконструкции АСТУ ОЭС Центра
Статические тиристорные компенсаторы
Вступление
Построение схем тиристорных компенсаторов
Тиристорный вентиль
Примеры схем СТК
Управляемый шунтирующий реактор (компенсатор) трансформаторного типа
Принципиальная схема управляемого шунтирующего реактора (компенсатора) трансформаторного типа (УШРТ)
Принцип действия и конструкция реактора
Система управления и защиты УШРТ
Современный действующий УШРТ
Эффективность применения УШРТ в электрических сетях
Управляемые шунтирующие реакторы с подмагничиванием
Вступление
Принцип действия УШРП
Область применения УШРП
Состав и параметры оборудования УШРП
Технические возможности УШРП
Функциональное назначение УШРП
Режимы работы УШРП
Управление реактором
Внедрение высоковольтных УШРП
Трёхфазный управляемый реактор 110 кВ, 25000 кВА
Трехфазный управляемый реактор 220 кВ, 100 MBA
Трехфазный управляемый реактор 330 кВ, 180 MBA
Трехфазный управляемый реактор 500 кВ, 180 MBA
Управляемая установка продольной компенсации
Вступление
Тиристорные УПК с непрерывным управлением
Выбор параметров блоков управления
Особенности управляемой УПК
Влияние управляемой УПК на режимы ЛЭП
УПК с применением полностью управляемых (запираемых) силовых полупроводниковых приборов (УПКС)
Управляемые (гибкие) электропередачи (зарубежный опыт)
Вступление
Преобразователь напряжения - основной элемент ГЭП
Классификация управляемых устройств на основе ПН для систем ГЭП
Параллельный компенсатор
Параллельно-последовательный компенсатор
Последовательный компенсатор
Накопители электрической энергии
Характеристики ГЭП с устройствами разного типа
Элементная база силовой электроники и перспективы ее развития - основа создания управляемых систем электропередачи и мощной преобразовательной техники для энергетики