Введение к работе
Актуальность работы. Однофазные замыкания на землю в распределительных сетях 6—10 кВ составляют не іменее 75% общего числа* повреждений. Проходя через место повреждения, так выделяет много тепла, разрушая токоведущие части и изоляцию. Однофазные замыкания переходят в аварийное трехфазное, что приводит к отключению сети защитой, а также к нарушению электроснабжения потребителей. Известно, что даже кратковременные перерывы в подаче электроэнергии наносят огромные убытки народному хозяйству (брак, аварии, а нередко и несчастные случаи с людьми).
В настоящее время известны два эффективных средства защиты от однофазных замыканий:
отключение сети с поврежденной изоляцией защитой (защитное отключение):
закорачивание на землю поврежденной фазы сети (защитное шунтирование).
Основные преимущества защитного шунтирования перед защитным отключением заключаются в осуществлении! защиты от однофазных замыканий 'без прекращения снабжения электроэнергией потребителей т, следовательно, без нарушения технологического процесса производства.
Однако в настоящее время устройства защитного шунтирования практически отсутствуют. Это обстоятельство связано с тем, что такие устройства должны включать в себя цикл, мероприятий, таких, как: определение наличия замыкания на> землю, выбор поврежденной фазы сети, 'выбор участка кабельной линии, на котором произошел пробой изоляции И' шунтирование поврежденного присоединения. Выполнить все эти требования за максимально короткое время '» говорить об эффективности защитного шунтирования возможно лишь при1 его полной автоматизации.
В свою очередь для создания таких автоїмэтических систем необходимо располагать соответствующими теоретическими предпосылками (зависимостями токов замыкания на землю в условиях защитного шунтирования от всех параметров сети, зависимостями напряжений фаз сети относительно земли от сопротивлений линий, сопротивлений нагрузки и др.).
Следовательно, создание автоматически действующих устройств защитного шунтирования, повышающих эффективность защиты от замыканий на землю в системах электроснабжения 6—10 ікВ, является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление общих аналитических зависимостей імежду токами замыкания на землю и параметрами сети в условиях шунтирования поврежденной фазы, получение зависимостей напряжений фаз сети относительно земли и всеми 'параметрами сети, установление характера распределения токов нулевой последовательности вдоль. кабельной линии для разработки структуры устройства автоматизированного защитного шунтирования в системах электроснабжения 6— 10 мВ.
Основная идея заключается в использовании теоретических зависимостей для разрайоти алгоритма функционирования защитного шунтирования на базе микропроцессорной техники.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:
нулевое значение така замыкания на землю при защитном шунтировании в общем случае не может быть достигнуто при чисто активном сопротивлении шунта, а требует включения е него реактивного сопротивления (емкостного или индуктивного) ;
. установлены зависимости, определяющие характер распределения токов нулевой последовательности вдоль кабельной линии при однофазных замыканиях на землю на любом участке сети 6—10 кВ;
токи нулевой последовательности изменяются вдоль кабельной линии непропорционально ее длине;
токи нулевой последовательности до и после места замы кания на землю имеют разные знаки относительно напряже ния смещения нейтрали.
Обоснованность и достоверность научных положений, вы водов и рекомендаций, содержащихся в диссертационной ра боте, подтверждаются корректным использованием, аиробиро ванных «практикой методов теории электрических цепей .высокой степенью сходимости результатов экспериментов [ производственных условиях (погрешность не превышает 4/с с результатами теоретических расчетов).
Научное значение работы заключается в получении зави
симостей токов замыкания на землю и напряжений фаз сеті
относительно земли от всех параметров системы электро
снабжения, а также зависимостей, определяющих характе}
распределения токов нулевой последовательности в кабель
ных линиях при однофазных замыканиях на любом из ее уча
стков. .
Практическое значение работы состоит в разработке структуры и алгоритма работы микропроцессорного устройства защитного шунтирования; разработке функциональной схемы и алгоритма работы устройства определения участка кабельной линии с поврежденной изоляцией; разработке функциональной схемы полуавтоматического устройства защитного шунтирования.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при разработке мер повышения надежности и безопасности распределительных сетей 6—10 кВ комбината строительных изделий и материалов № 1 Главопецстроя РСФСР. В этих сетях на опытной подстанции внедрено полуавтоматическое устройство защитного шунтирования.
Научно-производственным предприятием «Параметр> (г. Ульяновск) при разработке системы оперативного определения участка кабельной сети с поврежденной изоляцией использованы теоретические выводы, полученные в диссертации, относящиеся к определению токов нулевой последовательности на отдельных участках кабельной линии при замыканиях на землю в любом месте распределительной городской сети 10.кВ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международном симпозиуме «Автоматизированное управление энергообъектами ограниченной мощности» (Ленинград, 1991 г.); Международной научно-технической конференции «Электробезопасность» (Варна, Болгария, 1990 г.); научно-техническом семинаре «Перспективные технические средства обеспечения электробезопасности в промышленности» (Севастополь, 1989 г.); Научно-техническом се-іминаре отдела! электрификации ИГД там. А. А. Скочинского (ІІ989, 199V гг.); научном семинаре кафедры электротехники МГИ (1992 г.).
Публикации. По те'ме диссертации апубликовно 10 научных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заіключения, изложенных на 93 страницам машинописного текста, содержит 29 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы из 80 наименований и 6 'приложений.
