Оцінка перспективи застосування вакуумних та елегазових вимикачів в енергетичній системі з дослідженням перенапруги при їх комутації

Abstract

Традиційні масляні вимикачі, що тривалий час використовувалися в електроустановках, мають низку суттєвих недоліків — високу пожежонебезпечність, значні витрати на технічне обслуговування, обмежений ресурс контактної системи та екологічні ризики. Це обумовлює перехід на сучасні типи комутаційних апаратів, серед яких найпоширенішими є вакуумні та елегазові вимикачі. Вакуумні вимикачі відзначаються високою надійністю, компактністю та тривалим терміном служби, тоді як елегазові забезпечують ефективне гасіння дуги при високих напругах та стабільні параметри ізоляції навіть у складних експлуатаційних умовах. Актуальність даного дослідження також зумовлена тенденцією переходу до «розумних» електричних мереж (Smart Grid), інтеграцією відновлюваних джерел енергії та підвищенням вимог до енергоефективності й автоматизації процесів керування. У цих умовах вибір оптимального типу комутаційного апарата, здатного забезпечити стабільну роботу системи з мінімальними втратами та перенапругою, є одним із ключових завдань сучасної електроенергетики. Мета магістерської кваліфікаційної роботи – комплексна оцінка ефективності застосування вакуумних та елегазових вимикачів у системах електропостачання з урахуванням процесу виникнення перенапруги при їх комутації та визначення оптимальних умов їх використання для підвищення надійності, енергоефективності й безпеки електричних мереж.Traditional oil circuit breakers, which have been used in electrical installations for a long time, have a number of significant disadvantages - high fire hazard, significant maintenance costs, limited contact system life, and environmental risks. This necessitates the transition to modern types of switchgear, among which the most common are vacuum and SF6 circuit breakers. Vacuum circuit breakers are characterized by high reliability, compactness and long service life, while SF6 circuit breakers provide effective arc extinguishing at high voltages and stable insulation parameters even in difficult operating conditions. The relevance of this study is also due to the trend of transition to "smart" electrical networks (Smart Grid), integration of renewable energy sources and increasing requirements for energy efficiency and automation of control processes. In these conditions, the selection of the optimal type of switching device capable of ensuring stable operation of the system with minimal losses and overvoltage is one of the key tasks of modern electric power engineering. The purpose of the master's qualification work is a comprehensive assessment of the effectiveness of the use of vacuum and SF6 circuit breakers in power supply systems, taking into account the process of overvoltage occurrence during their switching and determining the optimal conditions for their use to increase the reliability, energy efficiency and safety of electrical networks.