Введение к работе
Актуальность проблемы. В системах электроснабжения промып-ленности и сельского хозяйства ведется интенсивная работа по улучшении технико-экономических, показателей эксплуатации сетей, напряжением 6-35 кВ. Существенный вклад в решение задач повше-нкя надежности и электробезопасности этих сетей внесен сотрудниками и учеными ВНИИЭ, ИЭД АН УССР, ВЗИ, ЭШН, СибКИИЭ, ИГД, АзНИИ енергетики, ВИЭСХ, Союзтехэкерго, ЗСТ1, Сельэкергспроекта, ВостНЙИ, МЭИ, УПИ, БГМ, РПй, НПИ, ИЭИ, НЭТИ, ТІМ, да, КИИСП, КШ, ЧШ, МГИ, КГРИ и ряда .других организаций. Однако, несмотря на значительные капитальные вложения, шітроко' применяемое резервирование питания потребителей, увеличение затрат на модернизацию оборудования, .внедрение устройств автоматики, признать эти показатели удовлетворительными нельзя, что объясняется, в частности, несовершенством средств запиты сетей 6-35 кВ от однофазных замыканий. В качестве способа оптимизации режима нейтрали Правилами устройства электроустановок рекомендуется лишь компенсация емкостных токов однофазных замыканий. Практически не используются возможности развитых сетей для автоматической локализации повреждений. Значителен ущерб от аварийных отключений потребителей, а производительность труда персонала в процессе определения, участка линии с однофазным замыканием остается крайне низкой. Относительно высока вероятность возникновения ситуаций, представляющих опасность для людей.
Исследования по проблеме защиты распределительных сетей от однофазных замыканий разобщены по ее частным направлениям. Отсутствуют методы объективной оценки эффективности режимов нейтрали, использования устройств автоматики, действующих при замыканиях на земли. Реї мендации по применению средств защиты от однофазных замыканий не учитывают особенностей формирующихся схем и новых условий эксплуатации городских, промышленных и сельсхих сетей 6-35 кВ. Поэтому развитие методов анализа режимов нейтрали и автоматических устройств, действующих при замыканиях на землю, решение задач построения соответствующих современным требованиям средств комплексной (от перевекции повреждений, характерных для электроустановок с изолированной
нейтралью, до ускорения ликвидации их последствий " eocctukoe-ления нормальной схе:,'.ы сета) защиты от однофазних г-'.-.Е&;п"Г: представляют собой крупну» научно-теззическуэ проблем, Ш'л.:~ щув ваіное значение для повышения кадезкостк и електробезонас; нести эксплуатации распределительны»: естє/і.
Научно-исследовательские работы, результаты глторых єдез.'л кзлксенн, выполнены в соответствии с;
комплексным планом развития наук;: и ускорения Кїїї в областях северо-западного региона УССР на 1982-1983 г.г. (сазс-рс-западный научный центр АН-УССР) по программа "Азтоііатіїзтар1:'' (п.3.3.9.; 3.3.16);
приказом Ізініїстерстза радиотехнической правленное?;: СССР Р 707 от 10.II.1984 г.;
координационным планов "0 сосі-оянхи рабо? по создакгэ систем диагностики" (п.4.7), утв. решение:.: Коллеги:: Ійікзксрго УССР 2I.II.I9S5 г.;
научно-технической программой 0.74.08, утв. Постановлением ПОТ СССР ?,з 553 (этап 02.02.02) 30.10.1985 г.;
отраслевой научно-технической программой Кинзиергс СССР 01.Об.10 (п. 08.0І.ВЗ),
Цель работы состоит в теоретической обобщен»: а решипгл крупно* научной проблемы развития методов анализа, разработки принципов построения к создания на их основе средств комплексной залкты от однофазных замішаний, оказываяцих определявшее влияние на надежность и влектробезопасность оксплуатацта сетей 6-35 кБ,
Автор внносит на заздту:
-
Квалиметруческий метод оценки эффективности рехімов нейтрали распределительных сетей 6-35 кЕ.
-
Принципы построения средств комплексной защиты сетей 6-35 кВ от однофазных замыканий.
-
Метод исследования реагирующего органа релейной защиты, работоспособного при установившихся и перемежающихся однофазных замыкания;:.
5. Метод определения ефрективности быстродействующего автоматического устройства заземления поврежденной фазы.
0. Разработанные устройства, входящие з комплекс средств садити о? однофазных са.-:іп:анігЛ и рекомендации по их применения в еавнсі-уостп от степени развития и условия эксплуатации сетей 5-S5 :--3.
ЬДуиная новизна. 3 работе на ос. .ове системного подхода ~аз:?и? квалккетрическ.Л s.-.етод оценки качества реиима нейтрали, ,-..>:: фектсра, окйзыЕазкзго определяющее влияние на показатели яадеззостп и рлгктробезепдености эксплуатации сетей 6-35 кВ.
?азрайоты:а математические модели для исследования эф-J j;-:r;i2K0C";i при-меисния средств защиты от однофазных замыканий, і'Сіїнзап'л.'гз Е::.<ззленны8 стохастические взаимосвязи параметров сет::, ре-жділ ксЛтрали, устройств автоматики и релейной защ-ты о еа:а:::ак!Г-ї на земя».
.исходя из результатов анализа совокупности показателей качества реж.!:>. нейтрали и его влияния на параметры устройств автоматики, дзйствуетк при замыканиях на землю, обоснована сксэ структуры средств комплексной запити сетей 6-35 кВ от л::сфзз:их згндпмкиЯ, как суммы мер от предупреждавших возник-::зЕЄ!';:з позрежцешй,' характерных для эт.'ос сетей, до способст-гіукзк ускорению ликвидации их последств'сй и зосстановления ,!ор:.:алы:ой' схе:э сети.
Г.:зрвь;о рзпзна задача построения простого реагирующего
^рганз рзлойной защиты, функционирувздго в установившихся и
пгрсизкасаихся режимах однофазных замыканий. С учетом влияния
гихосткых характеристик сети на соотнопение зон релейной защи-
гы и контроля изоляции по напряженив и току нулезой последова
тельности разработана методика согласования параметров нового
омллектаого устройства релейной зааиты от однофазных замыка-
:иЯ.
Лрздложекы новые эффективные направления улучшения усло-:ій безопасности эксплуатации промышленных и сельских сетей, 5 tc;j числе а при выполнении работ под напряжением в случае озникноЕскня однофазного зекыкйнпя п лябоЯ точке электрически :зязанной сети. Разработан кето.д определения эффективности шетродействушего овтоматкческого заземления повреждено? фа-!Ы, учитывающий обнаруженное и исследованное явление заэиси-:ости полной вероятности тяжелого исхода злектроперажекия че-ювека от распределений Еерояткостей начальных углов фазного
- о -
напрянєжя в момент его прикосновения к тоЕОзедущей части электроустановки.
Обоснован принципиально новій подход к решению проблемы защиты сетей 6-35 кВ от замыканий на зеылю посредством внедре-няя впервые рассмотренной в работе автоматизированной системы централизованного управления распределительной сетью, которая позволяет осуществить определение вида повревдения, в том числе, к при непэлнофазных режимах, а такне оперекавщее включение резервного источника питания ответственных потребителей относительно момента отключения поврежденного участка сети.
Практическая значимости и реализация результатов работы.
На основе проведенных исследований даны рекомендации по применении средств комплексной защиты от однофазных замыканий на предстоящий период развития распределительных сетей различного назначения в зависимости от конкретных условий их эксплуатации. Разработана новые эффективные устройства для заземления нейтрали, контроля изоляции и релейной защиты от однофазных за-ыыкакий, сигнализации поврежденного участка, автоматического заземления фазы, определения мест повреждений в кабельных сетях, пспользование которых позволяет повысить надежность систем элек-троснабаения, производительность и безопасность труда персонала, существенно улучспть технико-экономические показатели эксплуатации сетей 6-35 ісВ.
Результаты исследований режимов нейтрали использованы при разработке ТЗ на устройства для заземления нейтрали, их проектировании н освоении серийного производства на ВШО "Энерготехпроы". НПО "Аналог" осуществлена разработка проектно-конструкторской документации на оборудование для определения мест повреждений ка- -бельных линий.
Обоснована инженерная методика определения уставок релейной защиты от замыканий ка зешт в сети с высокооыным резистором в нейтрали.
По результатам исследований издано учебное пособие "Режимы нейтрали и автоматизация сетей каггряяением 6-35 кВ", рекомендованное сдувателям факультетов повышения квалификации - работникам энергосистем и энергетических слуяо предприятий, что способствует расширению объемов внедрения разрзботанных средств защиты в эксплуатирующихся сетях. Устройства входящие
в комплекс средств защиты сетей 6-35 гсВ от однофазных заиканий, внедрены: в йряпнсксм горно-обогатятельнсгі комбинате ст. ХХУ съезда КПСС Министерства цветной металлургия СССР - устройства эптианзация решма нейтрали распределительных сетей б кВ к желейной заз^ты от однофазных замыканий; П50 "Екнкпцаэнерго" -устройства заземления нейтрали, контроля язоляцкя, сигнализации і заяиты, действуйте гптл однофазных за*шкакнях, оборудование утя определения мест повреждений кабельну линий; на предприятиях "Нева", "Аналог", "Торонд", Ьінистерстаа радпотехгсгческой ромшленностк - оборудование для испытаний и определения месс оврээдений кабельних линий.
Экономическая эффективность уке используекых разработок оставила 657 тыс. рублей в год с долевым вкладом автора 423 ыс. рублей. НПО "Аналог" и научно-производственным подразде-ением Винницкого политехнического института начато производство средств комплексной зениты от однофазных замыхакяй, годо-зй объем вкпуска которых з соответствии с утверзденявии пла-алл составляет 1,.8 млн. рублей.
Апробация работы. Основные результати ргботы докладнва-
:сь на Республиканском научно-техническом семинаре "Режякк
гйтрали в электрических системах" (Клев, 1974 г.), на семк-
іре-совезакня 1Э к Э УССР "Охранз труда к техника безопас -
юти на экергспредприятаях" (Киев, 1978 г.), на общегосудар-
'зенной научной конференции ЧССР "Автоматизация и управление
распределительных системах" (Ческе Вудейовице, 1978 г.), ка
орой я третьей Всесоззных научно-технических конференциях
лектробезопасяость на горно-рудных предприятиях черной метзл-
ргия СССР" (Днепропетровск, 1979, 1982 г.г.), ка Республл -
некой научно-технической конференции "Регкка нейтрали з злек-
тоеских распределительных сетях напрякензен до 35 кВ" .(Киев,
30 г.), на Республиканском семинаре "Повкзенче безопасности
гктроснабзеная сельского хозяйства" (Севастополь, 1984,1955г.),
седьмой Всесоюзной научно-технической конференции "Измери-
гьно-инфориационные системы" (Винница, 1985 г.), на расакрен-
! заседании сектой "Электрические станция и подстанции" Мос-
іского отделения НТО Э и ЗП "Заземление нейтрали трансфориа-
юв через активное сопротивление для ограничения перенапря -
ий при замыканиях на земля в сетях 6-35 кВ" (йосква, 1985г.),
проблемной сеиянаре отдела автоматизации электри -
ческих систем Института электродинамики АН УССР (Киев, 1986 г.] Разработки по- теме диссертации отмечень' первой премией-Всесоюзного конкурса ЦД НТО Э и ЭП, дипломами и медалями ВДНХ УССР и СССР.
Публикации. Содержание диссертации опубликовано в 56 печах;;: -л работах, из которых - одна монография, одно учебное пособие, 13 авторских свидетельств на изобретения.
Структура и объем работа. Научный доклад содержит общуи характеристику работы, четыре раздела, выводы и сп: сок основных' публикаций.
