Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ 11 СИСТЕМЫ МОНГОЛИИ.
Современное состояние ЭЭС Монголии 11
Перспективы развития электроэнергетической системы 20 Монголии
Анализ существующих фиксирующих приборов для определения 20 мест повреждения на ВЛ в Монголии
Ущерб у потребителей от перерывов электроснабжения при 23 аварийном отключении и ОМП ВЛ в ЦЭЭС Монголии
Выводы по главе 26 ГЛАВА 2. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 27
МЕСТ ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ.
Дистанционные методы и средства определения 30 места повреждения
Односторонние методы определения расстояния до места КЗ 32
Указатели повреждений 54
Рекомендация по выбору состава комплекса средств ОМП в ЭЭС 55 Монголии
Выводы по главе 57 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫБОРА НАСТРОЕЧНЫХ 58
ПАРАМЕТРОВ ФИКСИРУЮЩИХ ПРИБОРОВ.
Выбор значения пускового параметра и оценка 67 чувствительности пуска фиксирующего прибора
Пример выбора настроечных параметров ФП для ЭС 74 Монголии
Выводы по главе 77 ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОМП И МЕТОДА 78
ДОСТОВЕРИЗАЦИИ ПОКАЗАНИЯ ФИКСИРУЮЩИХ ПРИБОРОВ.
Разработка метода проверки достоверности показаний 89 фиксирующих приборов
Задание погрешностей и промахов для серийных пробных 93 расчетов
Экономический эффект при использовании предлагаемых 103 методов ОМП
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 109
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Пример проектирования ФП в части ЭС Монголии. 118
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Расчеты проверки разработанных метода ОМП и 124
метода достоверизации показаний ФП. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Программное средство достоверизации показаний ФП 151
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Долгосрочный план развития электроэнергетической 157
системы Монголии
Введение к работе
Монголия находится в центральной Азии и занимает площадь 1565 тыс.км2. Население по данным 2004 года составило 2,5 милл.человек. Территория разделяется на 21 территориальную единицу «аймаки», (рис 1.1) Плотность населения неравномерна по районам страны, почти 75% населения сосредоточено в центральной части, в которую входят крупные промышленные центры: Улан-Батор, Эрдэнэт, Дархан, Хотол, Багануур и т.д.
В настоящее время в Монголии основное место занимает горнорудная и строительная промышленность. На основе использования природных богатств планируется дальнейшее развитие горнорудной промышленности, цветной металлургии и промышленности строительных материалов.
Особенность линий электропередачи (ЛЭП) электроэнергетической системы (ЭЭС) Монголии заключается в том, что большинство ЛЭП являются одиночными и слабо нагружены по сравнению с их пропускной способностью. По данным статистики видно что, годовая повреждаемость воздушных линии (ВЛ) электропередачи 110-220 кВ ЭЭС Монголии по ряду причин (климатические, геологические и др.) значительно выше, чем в большинстве других стран мира. Отсюда следует, что необходимо внедрение современных средств и методов определения места повреждения (ОМП), которые позволяют получить значительный технико-экономический эффект за счет сокращения перерывов в электроснабжении, предотвращения перехода неустойчивых повреждений в устойчивые, снижения транспортных и других расходов по обслуживанию трасс ВЛ и др.
В ЭЭС Монголии для ОМП на В Л 110-220 кВ применяются фиксирующие амперметры и вольтметры (типа ФИП, ЛИФП) омметры (МНР) и регистраторы (REMI). Но в настоящее время некоторые устройства выведены из работы. Причиной этого является старение элементных баз и истечение срока эксплуатации этих устройств, т.е. система ОМП недостаточно эффективна, не отвечает современным требованиям. Поэтому необходимо создать более новую, совершенную систему ОМП в ЭЭС Монголии и проектировать установку фиксирующих приборов комплексно.
Для повышения эффективности определения мест повреждения на ВЛ необходимо рассматривать достоверизацию показания фиксирующих приборов (ФП). Поэтому актуальными являются задачи выбора настроечных параметров при проектировании установки ФП (комплект средств ОМП) и разработки метода обработки показания ФП (метод обеспечивает ближнее и дальнее резервирования), метода проверки достоверности показаний ФП, установленных в разных точках сети, собранных для определения мест повреждения на линии электропередачи. Данная диссертационная работа посвящена решению этих задач.
Целью настоящей работы является исследование и разработка методов повышения эффективности системы ОМП на В Л электропередачи 110-220 кВ на примере ЭЭС Монголии.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
оценить показатель ущерба от недоиспользавания средств ОМП в действующих сетях 110-220 кВ Монголии;
исследовать существующие методы и средства ОМП и разработать рекомендации по выбору структуры комплекса средств ОМП на В Л 110220 кВ;
разработать методику выбора значений настроечных параметров ФП на В Л 110-220 кВ при проектировании и эксплуатационной проверке;
исследовать и разработать метод ОМП, обеспечивающий ближнее и дальнее резервирования при обработке показаний ФП;
исследовать и разработать метод проверки достоверности показаний ФП на ВЛ 110-220 кВ;
разработать программное обеспечение методов проверки достоверности и обработки показаний фиксирующих приборов на В Л 110-220 кВ;
определить ожидаемый экономический эффект при использовании предлагаемых методов и средств ОМП в сетях 110-220 кВ Монголии.
Решение перечисленных задач основано на использовании методов: фундаментальных положений теории электрических цепей, методов определения мест повреждения, статистических испытаний, языка программирования Delphi.
Новые научные положения, выносимые на защиту:
Повышение эффективности ОМП за счет комплексного системного применения средств и методов ОМП, которое включает в себя дистанционные и топографические средства, одно- и двухсторонние технические средства и методы по ПАР и волновые методы ОМП, обеспечение ближнего и дальнего резервирования.
Разработанная методика выбора настроечных параметров ФП с оценкой коэффициентов чувствительности пуска и запасов по верхнему и нижнему пределам измерения в основной зоне и в зоне резервирования, а также контроль каскадности запуска.
Разработанные и подтвержденные многовариантными расчетами на модельном наборе данных многоточечный метод обработки набора показании ФП, установленных в различных точках сети, а также метод проверки достоверности аварийной информации, обеспечивающий устойчивый результат ОМП за счет ближнего и дальнего резервирования и позволяющей отбраковывать недостоверные показания технических средств.
Разработанная диалоговая система с графическим представлением информации в процессе вычислительных и логических процедур решения задачи многоточечного ОМП и проверки достоверности данных.
Доказана важность применения системы ОМП и разработаны рекомендации по комплексной системе ОМП для ЭЭС Монголии.
Разработана методика проектирования установки фиксирующих приборов и проверки значений настроечных параметров установленных ФП.
Внедрены рекомендации по применению комплексной системы ОМП в ЭЭС Монголии, включающие следующие методики: выбора вида и схем включения ФП и проверки значений настроечных параметров ФП, находящихся в эксплуатации.
Внедрена методика выбора настроечных значений ФП в учебном процессе для подготовки специалистов в МЭИ (ТУ) по специальности релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем.
Разработан алгоритм многоточечного метода обработки показаний ФП и метода проверки достоверности показаний при расчете ОМП.
Создано программное средство, позволяющее реализовать многоточечный метод обработки показаний ФП и метод проверки достоверности показаний при расчете ОМП.
Практическая значимость работы:
Достоверность и обоснованность научных положений, результатов и выводов базируется на применении фундаментальных положений теории электрических цепей, методов статических испытаний и совпадении результатов альтернативных расчетных экспериментов. Достоверность результатов работы обеспечивается точностями результата расчета ОМП при использовании программного обеспечения ТКЗ-МЭИ. Многоточечный метод ОМП обеспечивает устойчивость и сходимость результата в условиях погрешностей и промахов (больших погрешностях) в показаниях ФП.
Апробация работы: Основные положения диссертации докладывались на международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Москва, МЭИ. 2003, 2004 гг.), на научно-технических семинарах Монгольского Государственного Университета науки и технологии (Уланбатор 2004 г) и на кафедре РЗ и А МЭИ (Москва 2003, 2004 гг.) и на конференции «Релейная защита и автоматика энергосистем-2004 ВВЦ» (Москва 2004 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в которых отражены основные результаты диссертационной работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 4 главы, заключение, список использованной литературы из 80 наименований и 4 приложения. Основной материал изложен на 117 страницах и содержит 23 рисунков и 13 таблиц.
Первая глава посвящена анализу особенностей электроэнергетической системы Монголии и перспективам развития ЭЭС Монголии, анализу свойств и уровня применяемых технических средств для ОМП. Показана актуальность данной работы с помощью определения показателя ущерба у потребителей от перерывов электроснабжения при аварийном отключении и ОМПВЛ.
Во второй главе произведен обзор методов и средств определения мест повреждений на ВЛ. На основании анализа существующих методов и средств показано, что обеспечение высокой эффективности ОМП на В Л 110 кВ и выше достигается за счет применения комплекса средств и методов ОМП в виде волновых, локационных в комплекте с односторонними и двухсторонними методами по параметрам аварийного режима (по значениям принуждённых составляющих токов и напряжении при коротких замыканиях) с обеспечением ближнего и дальнего резервирования. Разработаны рекомендации по выбору состава комплекта средств ОМП. В составе комплекта средств входят дистанционные и топографические средства. В соответствии с рекомендациями для рассматриваемой ВЛ комплекс основных и резервных средства ОМП для разных видов повреждений, состоящий из фиксирующего омметра, установленного на рассматриваемой ВЛ и фиксирующих амперметров и вольтметров, установленных на рассматриваемой и смежных ВЛ, а также аппаратуры для волнового метода ОМП (локационные искатели). Ограничением полной реализации этой рекомендации является прекращение промышленного выпуска в РФ некоторых технических средств. Например: для В Л 110-220 кВ ожидаем модернизацию и возобновление промышленного выпуска топографических средств и локационных искателей.
В третьей главе приведена разработка метода выбора настроечных параметров фиксирующих приборов с численной оценкой коэффициентов чувствительности пуска и запаса по верхнему и нижнему пределам измерения в основной зоне и зоне резервирования. Разработан общий алгоритм выбора настроечных параметров при проектировании установки ФП и для проверки настроечных параметров установленных приборов. Приведен пример выбора настроечных параметров при проектировании установки ФП в конкретной части электроэнергетической системы Монголии.
Четвертая глава посвящена разработке многоточечного двухстороннего метода ОМП и метода проверки достоверности показаний фиксирующих приборов. Многоточечный метод ОМП- это такой метод, при котором используются при ОМП показания ФП, установленных во многих точках электрической сети по концам поврежденной и смежных ВЛ. Широко известный двухсторонний метод ОМП является частным случаем многоточечного метода ОМП. Разработаны алгоритмы многоточечного метода и метода проверки достоверности показаний ФП, установленных в разных точках сети. А также разработан и реализован план проведения серий многовариантных пробных расчетов на модельном наборе данных по предлагаемому многоточечному методу обработки набора показаний ФП в различных точках сети и по методу проверки достоверности аварийной информации. Многоточечный метод обработки показаний ФП обеспечивает устойчивый результат ОМП за счет ближнего и дальнего резервирования и достоверизации аварийной информации. Метод достоверизации аварийной информации позволяет отбраковать недостоверные показания технических средств (ФП и регистраторов). Разработано программное обеспечение на языке Delphi для проведения проверки достоверности показаний ФП. Результат проверки достоверности представляется графическим образом, разработанным в диссертации..
В приложениях приведены результаты проектирования установки ФП и расчетов для определения мест повреждения по предлагаемому методу; панели программного обеспечения, разработанные автором диссертации и долгосрочный план развития электроэнергетической системы Монголии.
Диссертационная работа выполнена на кафедре Релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем МЭИ (ТУ).
