Добірка наукової літератури з теми "Обмежувач перенапруг нелінійний"

Purpose. The study of surge arrester models using oscillograms of real lightning currents and taking into account the polarity of lightning has been further developed. Methodology. Methods of circuit simulation for electrical scheme modes, free software for digitizing a bitmap graphic image of a lightning current oscillogram and converting it into an array of points are used. Results. A studying the model of a typical surge arrester with a nominal discharge current of 10 kA, intended for use in a 10 kV network was carried out. A well-known dynamic (frequency-dependent) model proposed by the IEEE working group was used to simulate the surge arrester. Oscillograms of real lightning currents of negative and positive polarity which were recorded on special towers were digitized. Using a free circuit simulation program, the residual voltage at the terminals of the surge arrester was determined and the energy that the surge arrester should absorb in the event that lightning currents of different waveforms and polarities flow through it, but with the same amplitude of 10 kA. It has been found that positive lightning strikes are potentially more dangerous than negative lightning strikes. It was shown that before the ending of the positive lightning current, the surge arrester have to absorb more than ten times more energy than before the ending of the negative lightning current of the same amplitude. Further development of the proposed approach is seen in its use for the tasks of improving the lightning protection of overhead power lines and protecting the high-voltage insulation of electrical equipment of substations from lightning overvoltage. Originality. The approach takes into account the differences between impulses of lightning currents of negative and positive polarity, which cannot be achieved when using the approximation of lightning currents by simplified expressions. Practical value. The use of the proposed approach improves the accuracy and visualization of research, since it takes into account the actual features of the lightning current curve. References 20, figures 12.

Purpose. The results of studying the voltage drop in the inductive ractance of the connecting wires of surge arresters installed in open switchgear are presented. Methodology. Free software for circuit simulation was used to solve electri- cal circuits with nonlinear parameters. To take into account the differences between the negative and positive lightning current impulses, the oscillograms of real lightning currents were digitized using free specialized software. Results. The duration of the impulse front (as well as the total impulse duration) of the positive lightning significantly exceeds the corresponding parameters of the negative lightning current, so the charge carried by the positive lightning significantly exceeds the charge carried by the negative lightning. For these reasons, positive lightning, although less common than ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА, ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського. Випуск 4/2021 (129) 162 negative lightning, is more dangerous. It is found that due to the slower front of the impulse, the voltage drop in induc- tive reactance of connecting wires of the surge arresters in the case of positive lightning in 8-11 times less than in the case of negative lightning. Analytical formulas for calculating the inductance of the connecting wires, which take into account the geometric dimensions of the wires, provide more accurate results than the average inductance value of 1.3 μH/m given in the literature. Originality. The approach takes into account the differences between impulses of light- ning currents of negative and positive polarity, which cannot be achieved with use of the approximation of lightning currents by simplified mathematical expressions. Practical value. It is found that voltage drops in the inductive reac- tance will be more dangerous in case of long wire lengths and negative lightning current impulses with a steep front. Conclusions. Further development of the proposed approach is seen in its use for the analysis of circuits for protection of electrical equipment of high-voltage electrical networks from lightning overvoltages using surge arresters. Refer- ences 15, figures 10.

Purpose. Studying the effect of non-identical protective characteristics of surge arresters on the efficiency of several arresters in parallel connection. Methodology. Free software for circuit simulation was used to solve electrical circuits with nonlinear parameters. To simulate the effect closest to real conditions, oscillograms of real lightning currents, digitized using free specialized software, were used. Results. The study of the parallel connection of two typical surge arresters designed for high-voltage networks of voltage class 110 kV was performed. To analyze the effect of non- identical protective characteristics, the residual voltage of one of the arrester was varied as a percentage of the residual voltage of the other one. It was found that when the difference between the residual voltages of the surge arresters ex- ceeds 6%, the current distribution through the surge arresters can reach a ratio of 1:4. Deliberate parallel connection of surge arresters is an effective solution to increase energy handling capability, provided that the residual voltages of the surge arresters are as close as possible. It was shown that a small difference in residual voltages is more dangerous in the case of positive lightning, which is characterized by a longer current impulse duration than negative lightning. It was shown that at the same amplitude of lightning currents, at struck by a positive lightning the surge arrester should absorb energy 10 times more, than at struck by a negative lightning. Originality. The approach takes into account the differences between impulses of lightning currents of negative and positive polarity, which cannot be achieved when using the approximation of lightning currents by simplified mathematical expressions. Practical value. The use of the proposed approach allows a more in-depth analyzing the various schemes of protection of electrical networks against overvoltages, because it takes into account the actual features of the lightning current curve. Conclusions. Further development of the proposed approach is seen in its use both in the selection of surge arresters to protect electrical equip- ment of high-voltage electrical networks, and in the educational process.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.
The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.09.03 - Electrotechnical complexes and systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkov 2015. Dissertation is devoted to actual scientific and technical problem of determining the effect of the higher harmonics of the voltage on the selection and exploitation of surge arresters for protection electricity supply systems is important and enhances the efficiency and reliability of power supply systems. In this area, the following results. The analysis of existing requirements for the selection and exploitation of surge arresters in electricity supply systems of different voltage classes. Experimental studies of electrophysical characteristics of varistors and surge arresters assembled the world's leading manufacturers in the different frequencies of the applied voltage and current voltage characteristics of varistors and surge arresters in an assembled state in the area of leakage current. Іmproved the mathematical model for selecting the energy characteristics of the arrester at a low power quality in the power supply system on the basis of equivalent circuits in the area of the arrester leakage current of the current-voltage characteristics (CVC). Offered the method for determination of active power losses in the arrester on the basis of the obtained current-voltage characteristics in the area of leakage current and the analysis of the impact of non-sinusoidal voltage to the amount of energy exerted on surge arresters, as well as determined the effect of the normal operation of surge arresters Surge lightning and switching current pulses and high frequency voltage. Developed the methods for determining the current-voltage characteristics in the area of the arrester leakage current on the basis of the experimental CVC arresters based on neural networks and approximation CVC two curves of the first order. Іmproved the mathematical model of thermal modes of surge arresters in low power quality in the power supply system and to study the effect of different factors on the thermal stability of the arrester. Experimentally investigated for poor quality of electricity supply systems of various types of industry of Ukraine; An improved method for selecting surge arresters in power supply systems of different rated voltages with low quality electric energy. Іmproved the basic principles for the use and operation of surge arresters under the influence of higher harmonic voltage. Justify the use of thermal imagers and pyrometers for operational monitoring of the arrester.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спецiальністю 05.09.03 - електротехнiчнi комплекси та системи. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків 2015 р. Дисертація присвячена актуальній науково-технічній проблемі визначення пливу вищих гармонік напруги на вибір та експлуатацію обмежувачів перенапруг для захисту електротехнічних комплексів та систем, що має важливе значення та забезпечує підвищення ефективності та надійності функціонування систем електропостачання. В рамках даного напряму отримані наступні результати. Виконано аналіз існуючих вимог до вибору та експлуатації перенапруг нелінійних (ОПН) в системах електропостачання різних класів напруги; Проведено експериментальні дослідження електрофізичних характеристик варисторів та ОПН в зібраному стані провідних світових виробників при різних частотах прикладеної напруги та вольт амперних характеристик варисторів і ОПН в зібраному стані в зоні струмів витоку. Удосконалено математичну модель для вибору енергетичних характеристик ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання на базі схем заміщення ОПН в зоні струмів витоку їх вольт-амперної характеристики (ВАХ). Запропановано метод визначення втрат активної потужності в ОПН на базі отриманих ВАХ в зоні струмів витоку, та проведено аналіз впливу несинусоїдальності напруги на величину енергії, що діє на ОПН, а також визначено вплив на нормальну роботу ОПН перенапруг грозового і комутаційного імпульсів струму та підвищеної напруги промислової частоти. Розроблено методи визначення ВАХ ОПН в зоні струмі витоку на основі отриманих експериментальних ВАХ ОПН, які базуються на нейронних мережах та апроксимацією ВАХ двома кривими першого порядку. Удосконалено математичну модель теплових режимів ОПН при низькій якості електричної енергії в системі електропостачання та виконані дослідження впливу різних чинників на теплову стабільність ОПН. Експериментально досліджено наявність порушень якості електричної енергії в системах електропостачання різних видів промисловості України. Удосконалено методи вибору ОПН в системах електропостачання різних номінальних напруг з низькою якістю електричної енергії. Сформульовані основні засади застосування та експлуатації ОПН при впливі вищіх гармонік напруги. Обгрунтовано використання тепловізорів та пірометрів для експлуатаційного контролю стану ОПН.
The thesis for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.09.03 - Electrotechnical complexes and systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". Kharkov 2015. Dissertation is devoted to actual scientific and technical problem of determining the effect of the higher harmonics of the voltage on the selection and exploitation of surge arresters for protection electricity supply systems is important and enhances the efficiency and reliability of power supply systems. In this area, the following results. The analysis of existing requirements for the selection and exploitation of surge arresters in electricity supply systems of different voltage classes. Experimental studies of electrophysical characteristics of varistors and surge arresters assembled the world's leading manufacturers in the different frequencies of the applied voltage and current voltage characteristics of varistors and surge arresters in an assembled state in the area of leakage current. Іmproved the mathematical model for selecting the energy characteristics of the arrester at a low power quality in the power supply system on the basis of equivalent circuits in the area of the arrester leakage current of the current-voltage characteristics (CVC). Offered the method for determination of active power losses in the arrester on the basis of the obtained current-voltage characteristics in the area of leakage current and the analysis of the impact of non-sinusoidal voltage to the amount of energy exerted on surge arresters, as well as determined the effect of the normal operation of surge arresters Surge lightning and switching current pulses and high frequency voltage. Developed the methods for determining the current-voltage characteristics in the area of the arrester leakage current on the basis of the experimental CVC arresters based on neural networks and approximation CVC two curves of the first order. Іmproved the mathematical model of thermal modes of surge arresters in low power quality in the power supply system and to study the effect of different factors on the thermal stability of the arrester. Experimentally investigated for poor quality of electricity supply systems of various types of industry of Ukraine; An improved method for selecting surge arresters in power supply systems of different rated voltages with low quality electric energy. Іmproved the basic principles for the use and operation of surge arresters under the influence of higher harmonic voltage. Justify the use of thermal imagers and pyrometers for operational monitoring of the arrester.