Введение к работе
Актуальность mem. Первопричиной многих аварий, сопровождающихся значительным экономический ущербом, в олеістрических кабельных сетях 6 - 10 кВ систем электроснабжения предприятий различных отраслей промышленности, городов и объектов сельского хозяйства являются однофазные замыкания на землю (033). Они составляют но менее 75 от общего числа электрических повреждений. От быстроты обнаружения поврежденного элемента, осупївствляемого средствами защиты от 033, зависит -также степень электробезопасности эксплуатационного персонала.
Эффективный способом нейтрализации негативных последствия 033 является резонансное заземление нейтрали электрических сетей 6 - 10 кВ, однако возникающие при этом проблемы с выполнением защиты от 053 (действующей в рассматриваемых сетях, как правило, на сигнал), ограничивают область его применения. Поэтому создание эффективных способов и средств селективной сигнализации 033, обеспечивающих устойчивое функционирование при любой степени компенсации емкостного тока замыкания, является актуальнім.
В работе приводятся результаты исследований и разработок принципов построения и устройств сигнализации 033, основанных на контроле начальных фазовых соотношений токов и напряжений нулевой последовательности переходного процесса при 033.
Известно, что устройства селективной сигнализации 033, использующие для своего действия электричоскио величины переходного процесса, возникающего при пробое изоляции фазы сети на землю, потенциально обладают больаиии возможностями, чом устройства, реагирующие на токи и напряжения установившегося рекшма. К числу их преимуществ можно отнести независимость функционирования от режима заземления нейтрали сети, возможность опроделения поврежденного присоединения при всех видах 033 (устойчивых, кратковременных самоустраняющихся, прерывистых, в тон числа и через перемежающуюся дугу), высокое быстродейотвта и чувствительность, простоту"отстройки от токов небаланса и помех и др.
Цвлъ работа и задачи исследования. Целью работы является разработка принципов построения и создание комплекса технических средств селективной сигнализации 033 в кабельных сетях 6 - 10 кЗ, основанных на использовании переходных процессов.
Для достижения указанной цели в работе поставлены и районы следующие основные задачи:
-
Анализ известных способов и исполнения устройств защиты и сигнализации 033, реагирующих на электрические величины переходных процессов, с целью выбора наиболее перспективных принципов выполнения устройств сигнализации 033.
-
Теоретический анализ, математическое и физическое моделирование электромагнитных переходных процессов в компенсированных и некомпенсированных кабельных сетях 6 - 10 кВ в аспекте выбора информационных признаков для определения поврежденного присоединения при 033.
-
Экспериментальные и теоретические исследования процессов передачи переходных- токов и напряжений трансформаторами тока и напряжения нулевой последовательности и контрольными кабелями.
-
Разработка, на основе указанных выше исследований, принципов построения и практическая реализация централизованных нап-равлэнных устройств сигнализации 033 (ВДУСЗ), реагирующих на электрические величины переходного процесса.
6. Разработка принципов построения и практическая реализация централизованной системы сигнализации и регистрации 033 (ЦССЗ) на базе ЭВМ и средств микропроцессорной техники.
МеяоЭы исследования. Исследования проводились с использованием методов теории электромагнитных переходных процессов в электрических системах, теории электрических цепей, методов автоматизированного моделирования и проектирования. .
Научная новизна. Научная новизна выполненных исследований и разработок заключается в следующем:
-
Получены и исследованы аналитические решения уравнений переходного процесса при 033 в сети с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов, учитывающие как процессы разряда емкости повревдекной фазы на землю, так и процессы перезаряда емкостей неповрежденных фаз.
-
На основе теоретического анализа и моделирования на ЭВМ переходных процессов при 033 в кабельных сетях 6-Ю кВ обоснованы алгоритмы функционирования направленных иэшрительшх органов устройств сигнализации 033, основанных на использовании начальных фазовых соотношений электрических величин переходного процесса.
-
Разработаны принципы построения централизованных направленных уотройотв сигнализации 'однофазных замыканий на землю.
-
Разработаны ігринциш построения централизованной системы сигнализации и регистрации однофазных закыканий на землю на базе ЭВМ и. средств микропроцессорной техники.
Практическая ценность. Разработанный комплекс технических средств сигнализации 053, включающий централизованные направленные устройства сигнализации замыканий на землю типа "Темп-1" и "Импульс" различных модификаций, централизованную систему селективной сигнализации и регистрации 033, технические сродства проверки вторичных цепей, позволяет в основном решить проблему селективной сигнализации этого вида повреждений, обеспечивая эксплуатацию компенсированных кабельных сетей 6 - 10 кВ в оптимальном режиме резонансной настройки и тем самым повышая надежность электроснабжения и электробезопасность потребителей.
Реализация результатов работы. Разработанные устройства типа "Темп-1" и "Импульс" внедрены в АО Ивэнерго, Владимирэнерго, Костромаэнэрго, Башкирэнерго, Кижновэнерго, на предприятиях различных отраслей промышленности. Всего в эксплуатации находится около 100 комплектов устройств, рассчитанных на подключение до 16 присоединений каїнднй. Опыт эксплуатации подтвердил высокую эффективность разработанных устройств селективной сигнализации 033. Централизованная система сигнализация и регистрации 033 на база ПЭВМ IBM PC/AT внедряется на Светогорском ЦБК.
Устройства демонстрировались на всесоюзной (ВДНХ-1886 г.) и международной (Интерэлектро-1992 г.) выставках.
Апробация рабапн. Результаты работы докладывались и обсуждались на всесоюзных и республиканских научно-технических конференциях и семинарах: "Программируемые устройства релейной защиты и автоматики энергосистем" (г. Рига, .1985 г.), "Опыт применения средств технической диагностики и'контроля .за_состоянием электроэнергетического оборудования" (г'. Суздаль, 1986 г.), "Техническая диагностика устройств релейной защиты и автоматики элокггричоских систем" (г. Мариуполь, 1990 г.), "Состояние и шрстактиш развития элэктротехнологии" (г. Иваново, 1986, 1867, 1991, 1992, 1994 г.г.>, "Проблемы комплексной автоматизации электроэнергетических систем на основи микропроцессорной техники" (г. Ккэв, 1990 г.), "Современная релейная заицгга электроэнергетических объектов" (г. Чебоксары, 1991 г.), "Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике" (Харьков, 1992 г.), "Релейная защита и аэтомапка энергосистем" (г. Новочеркасск, 1992 г.).
Публикации По результатам исследований опубликовано 16 печатных работ. Материалы диссертации отражены такяо в 10 отчетах по научно-исследовательским работам кафедры "Автоматическое управление электроэнергетическими системами" ЙТЭУ.
Структура и о&ьоя равсти. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 164 страницах машинописного текста, содержит 49 иллюстрация, 4 таблицы, список литературы из 137 наименований, ? приложений на 41 странице. Общий объем работы составляет 212 страниц.
