Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ / Электротехника / Электротехнические комплексы и системы

Определение характера и места однофазных повреждений в сельских электрических сетях 10 кВ

Диссертация

Автор: Юндин, Михаил Анатольевич

Заглавие: Определение характера и места однофазных повреждений в сельских электрических сетях 10 кВ

Справка об оригинале: Юндин, Михаил Анатольевич. Определение характера и места однофазных повреждений в сельских электрических сетях 10 кВ : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.03 Москва, 1984 264 c. : 61 85-5/1367

Физическое описание: 264 стр.

Выходные данные: Москва, 1984




Стоимость Доставки
500 руб.


Содержание:

ВВВДЕНИЕ
ГЛАВА I ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СЕШЖИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ И ПУТИ ИХ УЛУЧШЕНИЯ
11 Анализ повревдаемости в сельских электрических сетях
12 Аналитический обзор существующих методов определения характера и места однофазных повреждений в сельских электрических сетях
13 Выводы
ГЛАВА 2 РАСПОЗНАВАНИЕ ВИДА ОДНОФАЗНОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ В
СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С УЧЕТОМ ЕГО ХАРАКТЕРА
21 Экспериментальные исследования смещения нейтрали сети в различных эксплуатационных режимах
22 Распознавание однофазных замыканий на землю с учетом полноты замыкания
23 Распознавание однофазных замыканий на землю в сочетании с аварийным режимом воздушной линии 10 кВ
24 Выводы
ГЛАВА 3 ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОВРЕМЕННОЙ ЛИНИИ
31 Экспериментальные исследования переходных процессов при однофазных замыканиях на землю в сельских электрических сетях с различным режимом работы нейтрали
32 Измерение расстояния до места повреждения по индуктивному сопротивлению линии при переводе однофазного замыкания на землю в двойное
33 Измерение расстояния до места однофазного замыкания на землю в сети, нейтраль которой заземлена через дугогасящую катушку
34 Выводы
ГЛАВА 4 СЕЛЕКТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ ОДНОФАЗНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В СЕТИ НА ШИНАХ НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ II0-35/I0 кВ
41 Разработка устройства для селективной сигнализации однофазных повреждений в сельских электрических сетях
42 Функциональные возможности устройства для селективной сигнализации
43 Экономический эффект от применения устройства для селективной сигнализации однофазных повревдений в сельских электрических сетях
44 Выгоды
ГЛАВА 5 ПРдаПРЩДЕНИЕ РАЗРУШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР
С УЧЕТОМ ХАРАКТЕРА РЕЖИМА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
51 Выбор параметров для оценки состояния железобетонной опоры при замыкании на землю
52 Контроль нагрева подземной части железобетонной опоры по сетевым параметрам режима однофазного замыкания на землю
53 Рекомендации по предупреждению разрушения железобетонных опор при однофазном замыкании на землю
54 Экономический эффект от внедрения в практику эксплуатации сельских электрических сетей рекомендаций по предупреждению разрушения железобетонных опор при замыкании на землю
55 Выводы

Введение:
Мартовский (1965г.) Пленум ЦК КПСС положил начало бурному развитию электрификации сельского хозяйства нашей страны. Потребление электроэнергии в сельском хозяйстве увеличилось с 21,1 млрд.кйг.ч. (уровень 1965г.) до 118 млрд.кВг.ч. в 1982 году, т.е. почти в шесть раз. Для передачи такого количества электроэнергии потребовалось выполнить, в сравнительно короткий срок, очень большой объем работ по строительству сельских электрических сетей, протяженность которых к 1983 году превысила 3,8 млн.км / 32 /?
На современном этапе все усилия работников агропромышленного комплекса направлены на реализацию Продовольственной программы/1 /, принятой майским (1982г.) Пленумом ЦК КПСС. Решения Пленума исходят из признания огромной роли в жизни страны сельского хозяйства, которое обеспечивает 28$ национального дохода / 63 /.
Принятая Продовольственная программа еще более остро ставит вопрос о дальнейшем повышении надежности электроснабжения сельских потребителей, которая продолжает оставаться недостаточной / 70,100 /, несмотря на ряд мероприятий / 2,89 / предпринимаемых эксплуатационными подразделениями, занимающихся сельской электрификацией.
Большинство сельскохозяйственных объектов получает электроэнергию по разветвленным радиальным воздушным линиям (ВЛ) напряжением 6-10 кВ, которые, незначительно уступая по протяженности Ж 0,38 и 35 кВ вместе взятым, имеют 60$ / 4 / общего количества повревдений в сетях 0,38-35 кВ.
Частично отрицательные последствия столь высокой повреждаемости для потребителей устранены принятым в нашей стране режимом работы нейтрали этих сетей. Такие однофазные повреждения как, например, замыкание на землю и обрыв провода ВЛ с одновременной "землей" в сельских электрических сетях (СЭС) 6-10 кВ не отключаются релейной защитой и существуют продолжительное время. Однако длительное существование отмеченных режимов работы сети способствует: перерастанию однофазного замыкания на землю (ЗНЗ) в междуфазное короткое замыкание (КЗ) вследствие появляющихся перенапряжений; разрушению железобетонных опор ВЛ действием тока однофазного замыкания; возникновению пожаров хлебных массивов при падении проводов на землю; аварийному выходу из строя асинхронных электродвигателей из-за работы на двух фазах.
Полностью исключить повреждения изоляции воздушных линий электропередачи нельзя, поскольку большое количество находящихся в эксплуатации линейных изоляторов трудоемко профилактически испытывать. Отсутствие профилактических испытаний изоляции в СЭС приводит к снижению ее уровня и более частым пробоям изоляторов на ВЛ. В сети 10 кВ с железобетонными опорами горение электрической дуги однофазного ЗНЗ вызывает пережог проводов ВЛ, например, уже при токе ЗНЗ 5 А /20/ ненормальный режим может развиться в аварийный.
Эффективным путем предупреждения перечисленных выше отрицательных последствий аварийных и ненормальных режимов работы ВЛ является достоверное определение характера однофазного повреждения и последующее быстрое обнаружение его места на линии /33/.
Применяемые в настоящее время в СЭС релейная защита и средства автоматики не решают в полной мере указанных задач, что отмечалось на совещании в Таллине /67/. Объясняется это, с одной стороны, тем, что до недавнего времени сельскохозяйственное производство было недостаточно электромеханизированным и автоматизированным и перерывы в электроснабжении или выход из строя оборудования не приводили к срывам технологического процесса в такой мере, как это имеет место на современных сельскохозяйственных предприятиях /91/, Поэтому задача определения характера и места однофазного повреждения на воздушных линиях электропередачи раньше не являлась столь актуальной. С другой стороны, в связи с массовым внедрением железобетонных опор в практику строительства СЭС 6-10 кВ /81/ участились случаи разрушения железобетонных опор при однофазных ЗНЗ /20,129/, даже если емкостный ток сети не превышает 10 А, как и предусмотрено Правилами /97/. Замена, например, одной опоры на линии сопровождается перерывом в электроснабжении сельскохозяйственных потребителей на 5,6 часа /86/. Возникшая проблема привела к необходимости исследования режима однофазного ЗНЗ при пробое изолятора на железобетонной опоре.
Как отмечалось /32/ на данном этапе эффективны такие мероприятия по повышению надежности работы СЭС, которые не требуют значительных капиталовложений и серьезной реконструкции сети. Выдвинутым требованиям наиболее полно удовлетворяет комплексная автоматизация сетей рассматриваемого класса напряжения /32/, которая немыслима без достоверного выявления аварийных и ненормальных режимов ВЛ и их последующего устранения'на основе быстрого нахождения места повреждения.
Целью работы является повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей путем достоверного выявления аварийных и ненормальных режимов BI, контроля их протекания и ускорения обнаружения места однофазного повреждения.
В диссертационной работе решаются следующие основные задачи :
1. Исследуются эксплуатационные показатели надежности сельских электрических сетей напряжением 6-10 кВ и определяются пути их улучшения.
2. Проводятся экспериментальные исследования возможности распознавания вида однофазного повреждения по величине и длительности скачка напряжения смещения нейтрали сети.
3. Экспериментально исследуется целесообразность использования известных методов измерения расстояния до места однофазного замыкания на землю в сельских электрических сетях при различной полноте замыкания.
4. Исследуется применимость принципа измерения расстояния до места однофазного ЗНЗ по индуктивному сопротивлению участка линии на промышленной частоте.
5. Разрабатываются средства для контроля за аварийными и ненормальными режимами работы ВЛ на стороне низшего напряжения подстанций 110-35/10 кВ.
6. Исследуется режим однофазного замыкания на землю на железобетонной опоре и разрабатываются рекомендации по предупреждению разрушения опор.
Научная новизна. Определены диапазоны напряжения смещения нейтрали сети, по которым можно распознавать аварийные и ненормальные режимы работы ВД. Новизна устройства, реализующего указанный принцип, подтверждена решением ВНИИГПЭ по заявке 3521324/24-07 о выдаче авторского свидетельства.
В результате проведенных исследований установлена полнота замыкания на землю, при которой применим принцип измерения расстояния до места однофазного ЗНЗ по индуктивному сопротивлению линии на промышленной частоте. Предложено устройство для измерения расстояния до места замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью защищенное авторскими свидетельствами № 1003224 и № 1037370, а в сети с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку , -авторским свидетельством 1000943.
На основании выполненных исследований получена зависимость, позволяющая для конкретной сети при возникшей полноте замыкания на землю определить допустимое время существования ненормального режима с гарантией того, что железобетонная опора не потеряет своей первоначальной прочности и не будет разрушена.
Практическая ценность. Своевременное обнаружение и контроль за ходом протекания неполного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью на железобетонных опорах предупреждает разрушение последних и повышает безопасность оперативного персонала занятого ликвидацией повреждения.
Применение принципа измерения расстояния до места полного замыкания на землю по индуктивному сопротивлению линии позволяет ускорить процесс поиска места повреждения и этим самым уменьшает вероятность перехода ненормального режима работы сети в аварийный.
Разработанное устройство селективной сигнализации однофазных повреждений своевременным обнаружением неполнофазных режимов в сети 6-10 кВ предупреждает перегрев асинхронных электродвигателей, а четким выявлением неполных замыканий на землю способствует успешному проведению работ по предупреждению разрушения железобетонных опор.
Внедрение результатов работы. Рекомендации по предупреждению разрушения железобетонных опор при однофазных ЗНЗ используются в практике эксплуатации на предприятиях электрических сетей РЭУ "Ростовэнерго" и в Мичуринском ПЭС
РЭУ "Тамбовэнерго". Разработанное устройство селективной сигнализации однофазных повреждений успешно прошло лабораторные испытания и внедрено в опытно-промышленную эксплуатацию в Южных электрических сетях РЭУ "Ростовэнерго".
Основные положения диссертации опубликованы в одиннадцати печатных работах /16-18,110,138-145/ и докладывались на:
• совещании "Повышение надежности электроснабжения сельского хозяйства" (г.Москва, ВДНХ, сентябрь 1982г.);
• научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов МИИСП (г.Москва, 1981-1983гг.);
• научных конференциях по итогам НИР АЧИМЭСХ (г.Зерноград, I98I-I982 гг.);
• конференции "Повышение эффективности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей" (г.Краснодар, октябрь, 1983г.).
В первой главе приведены данные о показателях надежности сельских электрических сетей, собранные автором в РЭУ "Тамбовэнерго" и "Ростовэнерго", в сравнении с аналогичными сведениями из литературных источников. Здесь же приведен аналитический обзор методов и средств определения характера и места однофазных повреждений применительно к сетям 10 кВ.
Во второй главе на основании экспериментальных исследований в различных эксплуатационных режимах установлены диапазоны напряжения смещения нейтрали сети для наиболее распространенных аварийных и ненормальных режимов ВН. Показано, что при одновременном контроле значений фазных напряжений и напряжения на нейтрали сети можно распознавать однофазные повреждения в сельских электрических сетях.
Третья глава содержит результаты экспериментальных исследований переходных процессов при однофазных замыканиях на землю в сетях с различными режимами работы нейтрали при разной полноте замыкания. Предложены методы образования измерительных контуров в сети с изолированной и заземленной через дугогасящую катушку нейтралями для реализации принципа измерения расстояния до места повревдения по индуктивному сопротивлению участка ВЯ.
В четвертой главе приведена принципиальная схема устройства селективной сигнализации аварийных и ненормальных режимов Ж и описана ее работа при однофазных повреждениях. Дан расчет экономического эффекта от внедрения устройства селективной сигнализации в сельских электрических сетях.
Пятая глава отражает результаты теоретических исследований процесса протекания тока однофазного замыкания на землю через железобетонную опору. Представлено аналитическое выражение, позволяющее для конкретной электрической сети при возникшей полноте замыкания рассчитать критическую продолжительность режима неполного замыкания на землю с гарантией того, что разрушения железобетонной опоры не произойдет. Изложены рекомендации, позволяющие предупредить разрушение железобетонных опор в сетях с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях на землю, оценена их эффективность.
В приложении содержатся материалы о проведенном патентном поиске, протоколы и программы испытаний, вспомогательные расчеты и их программы, акты внедрения.
На защиту выносятся следующие наиболее существенные научные результаты:
I. Метод и устройство распознавания вида ненормальных и аварийных режимов ВЛ по значениям фазных напряжений с учетом смещения нейтрали сети,
2. Методы создания измерительных контуров в сети с изолированной и заземленной через дугогасящую катушку нейтралями для определения расстояния до места повреждения.
3* Аналитическое выражение, позволяющее для конкретной сети при возникшей полноте замыкания на землю определить критическую продолжительность ненормального режима.
4. Рекомендации по защите железобетонных опор от разрушения при однофазном замыкании на землю.
Работа выполнена на кафедре "Электроснабжение сельского хозяйства" Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П.Горячкина.