Synthesis and characterisation of nanocrystalline ZrN PVD coatings on AISI 430 stainless steel

The nanocrystalline films of zirconium nitride have been synthesized using ion-plasma vacuum-arc deposition technique in combination with high-frequency discharge (RF) on AISI 430 stainless steel at 150oC. Structure examinations X-ray fluorescent analysis (XRF), X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) with microanalysis (EDS), and transmission electron microscopy (TEM), nanoidentation method – were performed to study phase and chemical composition, surface morphology, microstructure and nanohardness of coatings. The developed technology provided low-temperature coatings synthesis, minimized discharge breakdown decreasing formation of macroparticles (MPs) and allowed to deposit ZrN coatings with hardness variation 26.6…31.5 GPa. It was revealed that ZrN single-phase coatings of cubic modification with finecrystalline grains of 20 nm in size were formed

АЛГОРИТМ БЛОКИРОВКИ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ПРИ БРОСКЕ ТОКА НАМАГНИЧИВАНИЯ

The paper presents blocking algorithm for current protection during inrush process. The algorithm is based on the evaluation of the ratio of the positive sequence second harmonic current to the negative sequence first harmonic current.Представлен алгоритм блокировки токовых защит при броске тока намагничивания, реализуемый на основе оценки отношения тока прямой последовательности второй гармоники к току обратной последовательности первой гармоники

Investigation оf Microprocessor Differential Protection оf Power Reducing Transformer

The paper presents investigations on functioning of a differential protection of 110 kV reducing transformer  with internal faults using computer simulation. Internal single-, double-, double-phase-to- ground and three-phase faults including faults accompanied with saturation of current transformers have been considered in the paper

Investigation of the quasifission process by theoretical analysis of experimental data of fissionlike reaction products

The fusion excitation function is the important quantity in planning experiments for the synthesis of superheavy elements. Its values seem to be determined by the experimental study of the hindrance to complete fusion by the observation of mass, angular and energy distributions of the fissionlike fragments. There is ambiguity in establishment of the reaction mechanism leading to the observed binary fissionlike fragments. The fissionlike fragments can be produced in the quasifission, fast fission, and fusion-fission processes which have overlapping in the mass (angular, kinetic energy) distributions of fragments. The branching ratio between quasifission and complete fusion strongly depends on the characteristics of the entrance channel. In this paper we consider a wide set of reactions (with different mass asymmetry and mass symmetry parameters) with the aim to explain the role played by many quantities on the reaction mechanisms. We also present the results of study of the $^{48}$Ca+$^{249}$Bk reaction used to synthesize superheavy nuclei with Z = 117 by the determination of the evaporation residue cross sections and the effective fission barriers $$ of excited nuclei formed along the de-excitation cascade of the compound nucleus.Comment: 21 pages, 15 figures, 2 table

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 6–35 кВ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

The paper describes new algorithm of detecting the fault location for the power lines 6–35 kV with unilateral feed. The results of operational control of the short-circuit current for the faulted phases are the only initial data needed for the fault location algorithm. Analysis of the impact of the type of short circuit, transition resistance at the damaged point, errors of current transformers, load of the line, power and resistance of supply system, calculation errors of short-circuit currents at the beginning and at the end of the line on the performance of this algorithm is also performed. Estimated parameters of the algorithm of detecting the fault location based on identified influencing factors were established by method of computational experiment. Analysis of the simulation results performed shows that the variation of the relative error in the fault location determination for different types of faults is about the same. Moreover levels of these relative errors from the effects of all influencing factors can be less than just from one of them. This is due to the mutual compensation of the various factors’ influence on values of relative errors. This fact must be taken into consideration when performing the corresponding estimates for the worst case scenario.This paper presents the dynamic characteristics of this algorithm for detecting the fault location that allows estimating the time of detecting the fault location in different modes. Their analysis shows that there is almost no difference in quantitative and qualitative dependencies for different loads and types of faults. As the evaluation of results performed it should be noted that by means of the control only one parameter in short current mode, i.e. the short-circuit current, it is possibly with acceptable accuracy to detect the fault location. Рассмотрена работа нового алгоритма определения места повреждения на линиях напряжением 6–35 кВ с односторонним питанием. Входной информацией для данного алгоритма являются только результаты оперативного контроля токов короткого замыкания поврежденных фаз. Сделан анализ влияния на работу данного алгоритма следующих факторов: вида короткого замыкания, переходного сопротивления в месте повреждения, погрешности трансформаторов тока, величины нагрузки линии, мощности и сопротивления питающей системы, погрешности расчета токов короткого замыкания в начале и конце линии. Оценочные параметры указанного алгоритма определения места повреждения с учетом обозначенных влияющих факторов получены методом вычислительного эксперимента. Анализ результатов проведенного моделирования показал, что характер изменения относительной погрешности определения места короткого замыкания при различных видах повреждений примерно одинаковый. При этом уровни указанных относительных погрешностей от воздействия всех влияющих факторов могут быть меньше, чем только от одного из них. Это объясняется взаимной компенсацией влияния на значения относительных погрешностей различных факторов. Данное обстоятельство необходимо учитывать при выполнении соответствующих оценок для наихудшего случая.Представлены динамические характеристики работы рассматриваемого алгоритма определения места повреждения, позволяющие оценить время его работы в различных режимах. Их анализ свидетельствует о практически не отличающихся в количественном и качественном отношениях зависимостях для различных нагрузок и видов повреждений. В ходе оценки результатов выполненных исследований обращено внимание на то, что, контролируя в режиме коротких замыканий только один параметр, а именно ток коротких замыканий, вполне возможно с приемлемой достоверностью определить место повреждения

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АЛГОРИТМА ФОРМИРОВАНИЯ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВХОДНЫХ ВЕЛИЧИН В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ЗАЩИТАХ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

The paper considers a new algorithm for formation of orthogonal components of input values in microprocessor relay protection of power lines in distribution networks. Results of the executed investigations have been given in the paper and they reveal high efficiency of the proposed algorithm and a principle possibility of its use in microprocessor relay protection of distribution networks.Предложен новый алгоритм формирования ортогональных составляющих входных величин в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей. Приведены результаты выполненного исследования, которые свидетельствуют о высокой эффективности предложенного алгоритма и принципиальной возможности его использования в микропроцессорных защитах линий распределительных сетей

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

The  6–35  kV  power-grid  current  protection  serves  to  protect  the  transmission  lines against phase-to-phase short-circuits. The major disadvantage of it lies in the relatively large time delays of the last stages especially in the main sections of the grid owing to the stepped relay characteristics as well as a large number of the steps. A full-fledged protection of the 6–35 kV lines against inter-phase short circuits can be provided by the two-stage current protection: the first stage being the current cutoff without any time delay and the second stage – the maximum current protection where the time delay is linear contingent on the distance between the protection placement and the fault-point location. The article introduces the rating formulae for the time delays of the second-stage and their exemplary graphic presentation. The authors offer a variant for solving the problem with computation of the second-stage time delays in those instances where several feeders diverge from the bus bars of the substation located in the end of the protected line.Improving current protections for the 6–35 kV transmission lines with one-end power supply against interphase short-circuits can be based on the collective application of the following principles: accounting for the type and location of the short-circuit which provides for the high-performance cutoff zone instantaneous expansion and its independence on the mode of failure and the grid operation mode. It also allows increase of the last stage sensitiveness towards asymmetrical short-circuits; detection of the short-circuit location only on the results of fault currents measurement which simplifies the protection implementation; realization of the last (second) protection stage with linear-dependent time delay which ensures potentiality of its operation speed increase.Токовые защиты линий распределительных сетей 6–35 кВ используются для их защиты от междуфазных коротких замыканий. Главный недостаток состоит в относительно больших выдержках времени последних ступеней, особенно на головных участках сети, вследствие ступенчатых характеристик срабатывания, а также значительного количества ступеней. Полноценная защита линий 6–35 кВ от междуфазных коротких замыканий может быть обеспечена двухступенчатой токовой защитой, у которой первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени, а вторая – максимальная токовая защита с выдержкой времени, линейно зависящей от расстояния от места установки защиты до точки повреждения. В статье представлены формулы расчета характеристик выдержек времени второй ступени и их примерный графический вид. Авторами предложен вариант решения проблемы с расчетом выдержек времени второй ступени защиты в тех случаях, когда от шин подстанции, расположенной в конце защищаемой линии, отходят несколько присоединений.Совершенствование  токовых  защит  линий  6–35  кВ  с  односторонним  питанием от междуфазных коротких замыканий может быть основано на использовании в совокупности таких принципов, как: учет места и вида коротких замыканий, что обеспечивает расширение зоны мгновенного отключения быстродействующей ступени и ее независимость от вида повреждения и режима работы сети, а также позволяет увеличить чувствительность последней ступени к несимметричным коротким замыканиям; определение места коротких замыканий по результатам измерения только токов повреждения, что упрощает выполнение защиты; выполнение последней ступени защиты с линейно зависимой выдержкой времени, что обеспечивает возможность повышения ее быстродействия

ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

The article describes the implementation of the principle of overcurrent protection from interphase  short-circuits  on  the  power  lines  with  unilateral  feed.  The  expression  of  the detection of the fault location by the relative value of the distance from the installation of pro- tection to the point of damage with the help of the results of operational control of the short- circuit current damaged phases has been suggested in the article. Also the expression for determining  the  time  delay response  for  such  protection  has been  presented,  taking  into account fault location that had been detected.The paper proposes and describes the functional diagram of the overcurrent protection in detail, provides realization of the implementation of the principles set out in the article. Paper content includes the description of the elements of the considered overcurrent protection, such as input current transducers connected to the measuring current transformers of the protected line, maxiselector, miniselector, block of the determination of the mode type, the measuring unit with the setting unit, detecting fault location unit with the setting unit, calculation unit and control unit with time delay parameter setting, an OR gate, the actuating element, that opens circuit breaker of the protected line. The operation of the proposed scheme is reviewed in  the  article.  All  units  and  elements  of functional  circuit overcurrent protection  can  be implemented with the help of analog and digital technology. Modern microprocessors can be used for these purposes.The efficiency of provided implementation of the principles of overcurrent protection from phase-to-phase short circuits on the power lines with unilateral feed was studied by computational experiments. These results confirm the effectiveness of the proposed solutions and also trip of short-circuit within the main zone line protection is provided without delay, and in the end zone redundancy – with time delay that is not exceeding 2Δt in all  areas, including the head portion of the network.Рассмотрен принцип выполнения токовой защиты линий с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий. Предложено выражение для определения места короткого замыкания по относительному значению расстояния от места установки защиты до точки повреждения только по результатам оперативного контроля токов короткого замыкания поврежденных фаз. Также представлено выражение для определения выдержки времени срабатывания такой защиты с учетом определенного места короткого замыкания.Предложена и подробно описана функциональная схема токовой защиты, обеспе- чивающая реализацию изложенных принципов ее выполнения. Рассматриваемая схема защиты содержит входные преобразователи тока, подключаемые к измерительным трансформаторам тока защищаемой линии, макси- и миниселектор, блок определения вида режима, измерительный орган с блоком задания уставок, блок определения места короткого замыкания с блоком задания параметров, блок расчета и контроля выдержки времени с блоком задания параметров, логический элемент ИЛИ, исполнительный эле- мент, отключающий выключатель защищаемой линии. Рассмотрено функционирование предложенной схемы. Все блоки и элементы функциональной схемы токовой защиты могут быть реализованы на базе средств аналоговой и цифровой техники. В качестве последней предполагается использование современных микропроцессорных средств.Работоспособность  изложенных  принципов  выполнения  токовой  защиты  линий с  односторонним  питанием  от  междуфазных  коротких  замыканий  применительно к цифровой реализации исследована методом вычислительного эксперимента. Полученные результаты подтверждают эффективность предлагаемых решений, а также то, что отключение короткого замыкания  в пределах основной зоны защиты линии обеспечивается без выдержки времени, а в конце зоны резервирования – с выдержкой времени, не превышающей 2Δt на всех участках, включая головные участки сети