Введение к работе
Актуальность проблемы и степень исслелопанГй>дйссертанп
Определение мест повреждения (ОМП) в воздушных линиях электропередач (ВЛ) напряжением 6-35 кВ — это сложная, длительная технологическая операция, которая стала повседневной оперативной задачей диспетчерских служб электрических сетей и систем.
В настоящее время значительные успехи достигнуты в разработке методов и средств ОМП для линий с напряжением 110-750 кВ. Распределительные сети (PC) напряжением 6-35 кВ имеют специфические особенности по сравнению с сетями более высокого напряжения, которые почти исключают возможность применения для них методов ОМП, используемых в сетях более высокого напряжения. Распределительные сети работают в режиме изолированной или компенсированной нейтрали сети, имеют сложную древовидную конфигурацию, часто секционируются с помощью разъединителен и выключателей нагрузки. Токи замыкания на землю относительно невелики и определяются не расстоянием к месту замыкания, а емкостной проводимостью фаз сети относительно земли и величиной сопротивления в месте замыкания. Выполняются участки PC проводами различной марки н сечения. Основным видом повреждения в PC является однофазное замыкание на землю (ОЗЗ) (60-80 % от общего количества повреждений).
В настоящее время в воздушных PC, используются методы ОМП, которые по алгоритму функционирования можно разделить на дистанционные (ДМ), топографические (ТМ) и методы последовательного деления сети (МПДС).
Дистанционные методы применяются для определения расстояния до места междуфазного КЗ. Они имеют низкую точность измерения и сложную аппаратурную реализацию- Топографические методы используют последовательный обход сети, нечувствительны к междуфазным КЗ в конце линии и не эффективны при поиске ОЗЗ на ранней стадии его развития. Методы последовательного деления сети позволяют выделить лишь поврежденный участок сети и требуют большого объема предварительных вычислений для расчета оптимальной последовательности проверок.
Таким образом, существует задача совершенствования методов и средств поиска повреждений в воздушных PC. Особенно актуальна эта задача для сетей сельскохозяйственного назначения.
Цель диссертационной работы - развитие методов и средств
определения мест повреждения в PC.
Поставленная цель потребовала решение следующих научно-технических задач: 1. Исследование PC, как объекта поиска дефекта и анализ существующих методов поиска.
-
Теоретическое обоснование и разработка диагностической модели поиска дефекта в PC.
-
Теоретическое обоснование и разработка методов алгоритмизации поиска дефектов в PC с учетом их основных особенностей.
-
Оптимизация алгоритмов поиска дефекта, отвечающих требованиям диагностирования систем в конкретных условиях.
-
Разработка методов дистанционного определения расстояния до места междуфазиого КЗ и однофазного замыкания на землю.
-
Разработка принципиальной схемы измерительной системы, изготовление макетов, их лабораторные испытания.
7. Оценка эффективности информационной системы поиска
дефекта в PC.
Объектом исследования являются воздушные распределительные сети напряжением 6-35 кВ.
Методы исследования. Методы исследования основаны на использовании математического анализа, вычислительной математики, технической диагностики, теории вероятностей и математігческой статистики, теории надежности, а также сопоставления результатов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований на опытных образцах и моделях. Численные результаты получены на ПЭВМ с использованием разработанных автором программ. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, которая обеспечивала исследование погрешностей разработанных устройств ОМП и снятие динамических характеристик устройств.
Научная новизна работы заключается в следующем:
t. Теоретически обоснована целесообразность совместимого использования дистанционных, топографических методов и метода последовательного деления сети при определении поврежденного участка воздушной PC.
2. Разработана универсальная модель и программа поиска повреждений в воздушной PC, обеспечивающая выбор оптимальной стратегии поиска при различных видах повреждения, методах поиска и средств контроля ее технического состояния. Основу программы составляет оптимизированные алгоритмы поиска, которые предварительно рассчитываются с помощью ПЭВМ для каждой линии и корректируются в зависимости от дополнительной информации, полу-
ченноіі дистанционными или топографическими методами ОМП.
3. Предложен способ ОМП при междуфезком КЗ, предусматри
вающий непрерывный контроль режима работы каждой линии, отхо
дящей от 1шш подстанции, измерение, фиксацию и запомішание тока
нагрузки, короткого замыкания линии и реактивного напряжения
петли КЗ и вычисления расстояния до места КЗ с помощью
переносного устройства путем считывания зафиксировашгых величин.
4. Для ОМП при ОЗЗ предложен способ, основанный на
принципе непрерывного контроля активного сопротивления фаз
сети относительно земли, избнрання поврежденной фазы, искусст
венного замыкания неповрежденной фазы, фиксации тока аварий
ного режима, а также реактивной составляющей напряжения петли
двойного замыкания на землю. По результатам измерения этих ве
личин определяют и запоминают расстояние к месту ОЗЗ.
Теоретическая и практическая ценность работы состоит в следующем:
В результате проведенных исследовании разработана матема-тігческая модель и программа, позволяющая упростить предварительный, расчет оптимальной стратегии поиска поврежденного участка воздушной линии при междуфазных КЗ. и ОЗЗ, а также метод и устройство, уменьшающие методическую погрешность при определении расстояния до места повреждения, совместное использование которых позволяет уменьшить иедоотпуск электроэнергии потребителям в процессе поиска и время поиска.
Конкретный личный вклад диссертанта в разработку новых научных результатов, которые выносятся на защиту.
математическая модель и программа поиска междуфазного КЗ и однофазного замыкания на землю в процессе эксплуатации PC;
оптимальные алгоритмы поиска поврежденного участка PC при междуфазных и однофазных замыканиях на землю;
методы и средства определения расстояний до места междуфазного КЗ;
метод и средства определения расстояния до места однофазного замыкания на землю.
Реализация результатов исследований. Программа расчета он тимальной стратегии поиска повреждений и устройство для опред. леиия расстояния до места между фазных КЗ внедрены в PC 10 кВ ПЭО "Винницаэнерго", а также в учебный процесс кафедры "Електрические станции" ВГТУ и используются при чтении лекционных курсов.
Апробация результатов научных исследовании. Основные ре-
зультаты диссертационной работы докладьюались и обсуждались їй ІІІ-ей, IV-ой международных технических консреренциях стран СНГ "Контроль и управление в технических системах" (г. Винница, 1995, 1996 г.), 1-ой международной научш-техштческой конференции "Математическое моделирование в электрокике а электроэнергетике" (г. Львов, 1995 г.), 28-ой и 29-ой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов ВГТУ с участием инженерно-технических работников предприяпш г. Винницы и области в 1995-1996 г.г., на научных семинарах ВГТУ в 1994-1996 г.г., на техническом совете ПЭО "Випшцаэиерго".
Публикации по результатам работы-.опубликовано шесть р о Гот.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 5 приложений. Работа содержігг 154 страницы основного машинописного текста, 40 рисунков, 11. таблиц, список литературы из 69 наименований и приложения на 78 страницах.
