Навигация
СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ ЗАХИСТУ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ І СПОСОБИ ЇЇ РІШЕННЯ
74855
знаков
0
таблиц
11
изображений
3 СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ ЗАХИСТУ СПОЖИВАЧІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ І СПОСОБИ ЇЇ РІШЕННЯ
3.1 Робота мереж 6-35 кВ в даний час
Розподільні мережі 6-35 кВ є найпротяжнішими з найбільш важким режимом роботи електроустаткування. Тому від надійності їх роботи значною мірою залежить безаварійність електропостачання споживачів і експлуатаційна гнучкість функціонування енергосистеми в цілому, що особливо актуально в умовах постійного технічного стану мереж, що погіршується, із-за сильної зношеності ізоляції електроустаткування. Розподільні мережі 6-35 кВ забезпечують електропостачання споживачів крупних промислових об'єктів, споживачів власних потреб електростанцій, сільськогосподарських споживачів, підприємств гірничодобувної промисловості, об'єктів комунального господарства і так далі Для живлення споживачів на кожній підстанції встановлено не менше двох триобмоткових трансформаторів потужністю в межах від 16 МВА до сотень МВА і напругою 35-220 кВ. Від вторинних обмоток цих трансформаторів напругою 6-35 кВ харчуються секції шин закритих розподільних пристроїв.
По конструктивного виконання розподільні мережі 6-35 кВ в переважній більшості випадків в межах до 15% від загальної протяжності виконані повітрям, до 2-5% – змішані легко-кабельні мережі, а велика частина з них є кабельними мережами. Промислове і комунальне навантаження, як правило, добре резервується, з цією метою на розподільні пункти (РП) заводяться частіше два введення – один на кожну секцію шин розподільного пункту. В окремих випадках друге введення прокладається від іншої секції РП або навіть від іншого РП. У зв'язку з цим струм однофазного замикання на землю (ОЗЗ) в анормальних режимах, коли включаються міжсекційні масляні вимикачі або підключаються другі резервні введення, може, різко зрости. В цілому параметри ділянок мереж по струму замикання можуть мінятися в широких межах від 50% до 100% в нормальному режимі і до 200% в режимі підключення інших секцій РП на один силовий трансформатор. В цілому величина струму замикання на шинах окремих РП може зміняться в межах від 1,5 А для повітряних ділянок мережі і до 200А на окремих ділянках кабельних мереж. Найбільш широко спостережувані значення струму замикання, які характерні для переважного числа підстанцій промислового призначення, лежить в межах 40-70 А.
Розподільні мережі 6-35 кВ працюють в режимі з ізольованою нейтраллю[1,2]. Контроль стану ізоляції здійснюється за допомогою трансформатора напруги типу НТМІ-6. В даний час при замиканні на землю в мережі 6 кВ спрацьовує захист, виконаний на реле максимальної напруги, підключений до розімкненого трикутника ТН, що є фільтром напруги нульової послідовності. Даний захист діє на сигнал, а пошук пошкодженого елементу мережі здійснюється шляхом почергового відключення приєднань. Окрім цього на приєднаннях мережі від однофазних замикань на землю передбачений струмовий захист нульової послідовності, яка підключається до трансформатора струму нульової послідовності. Проте із-за малої величини струму замикання на землю цей захист не завжди виявляється плотським при замиканні на землю або спрацьовує не селективно.
Головною перевагою мережі з ізольованою нейтраллю є те, що однофазні замикання, найбільш частий вид пошкодження, не є тут аварійним режимом і мережа, в течію до чотирьох годин, може працювати в такому режимі, що забезпечує високу надійність електропостачання споживачів при зниженні витрат на резервування. Проте в режимі однофазного замикання на землю ізоляція непошкоджених фаз може тривало знаходитися під лінійною напругою і через місце пошкодження протікає струм замикання на землю. Це може привести до руйнування ізоляції здорової фази і приведе до двофазного короткого замикання, що переведе мережу в аварійний стан.
Враховуючи вищевикладене, в даний час на передній план висувається проблема підтримки на достатньому експлуатаційному рівні працездатності мереж 6-35 кВ і максимальне продовження їх терміну служби. Одним з успішних вирішень даної проблеми є спосіб заземлення нейтралі.
3.2 Основні теорії, використовувані для аналізу перенапружень при однофазному замиканні на землю
Питанням вивчення процесів при однофазних замиканнях на землю в розподільних мережах фахівцями всіх технічно розвинених країн традиційно приділялася підвищена увага. За декілька десятиліть накопичений великий науковий і експериментальний матеріал, запропоновані заходи по захисту мереж від наслідку однофазних замикань на землю. Проте складність перехідних процесів, різноманіття впливаючих чинників і бурхливий розвиток електричних мереж постійно породжують нові проблеми, від вирішення яких цілком залежить рівень експлуатаційної надійності.
При вивченні фізичної картини процесів в трифазній електричній мережі при однофазному замиканні на землю встановлено, що кратність дугових перенапружень значною мірою визначається вільній складовій напруги в перехідному режимі[6,8,9].
Вільні коливання, накладаючись на стале значення напруги фаз мережі, приводять до виникнення перенапружень, на величину яких разом з іншими чинниками великий вплив робить характер горіння дуги в місці замикання фази на землю. У мережах з ізольованою нейтраллю при пробої ізоляції однієї з фаз на землю залежно від величини струму замикання можливі три режими горіння заземляючої дуги.
1.При вельми великому струмі дуга горить стійко, падіння напруги на дузі порівняно мало, і унаслідок великої залишкової провідності при проході струму через нуль не встигає відновлюватися скільки-небудь значна електрична міцність.
2.При достатньо малому струмі дуга горить нестійкий і після одного або декількох повторних запалень і згасань, дещо роздувшись за рахунок теплових потоків, дуга гасне остаточно, ізоляція відновлює свою електричну міцність і мережу відновлює свій нормальний режим роботи.
3.При проміжному значенні струму спостерігаються багатократні повторні згасання і запалення дуги, що супроводжуються коливальними перезарядками ємкостей мережі і перенапруженнями. Саме цей режим замикання фази на землю з переміжною дугою в умовах експлуатації супроводжується найбільшими як по величині, так і по тривалості перенапруженнями, обумовленими зсувом нейтралі системи, залишковими зарядами на ємкостях ліній при гасіннях дуги. Тому цьому режиму, що представляє найбільшу небезпеку для ізоляції електроустаткування традиційно приділялася велика увага фахівцями всіх технічно розвинених країн.
Основоположником досліджень цих перенапружень був німецький інженер Петерсен, який в 1916 році розробив теорію, що пояснює фізичну суть процесу виникнення максимальних перенапружень. Згідно цієї класичної теорії в основу розгляду процесу дугового переміжного замикання фази на землю покладено припущення про згасання дуги при проходженні через нуль струму високочастотних коливань і новому її запалення при максимумі напруги на пошкодженій фазі. При цьому цикл запалення і згасання дуги повторюється кожен напівперіод робочої частоти мережі, а максимальна напруга на фазах постійно зростає.
У 1923 році Петерс і Слепян запропонували іншу принципово відмінну від раніше розглянутою теорію генерації дугових перенапружень. На основі проведених досліджень ними було встановлено, що дуговий проміжок не встигає скільки-небудь істотно відновити свою електричну міцність при швидкому проході через нуль високочастотних коливань. По цій гіпотезі дуговий проміжок встигає відновити свою електричну міцність і дуга згасне після загасання високочастотних коливань, коли поволі проходить через нуль порівняно невеликий струм промислової частоти, що визначається ємкістю мережі, а повторні її запалення відбуваються також при максимумі напруги на пошкодженій фазі.
Пізніше ці теорії доповнювалися різними авторами на підставі теоретичних і лабораторних досліджень відносно рівнів максимальних перенапружень і форми їх розвитку.
Обширні дослідження дугових перенапружень в мережах 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю проведені Н.Н. Беляковим і Ч.М. Джуварли, які показали, що істотну роль в механізмі розвитку дугових перенапружень грає характер відновлення електричної міцності дугового проміжку після гасіння дуги [10,11]. Від швидкості відновлення міцності дугового проміжку залежить можлива амплітуда зсуву потенціалу всієї системи, а, отже, і можливі перенапруження. Встановлено, що зазвичай дуга намагається згаснути при кожному проході повного струму (з високочастотною складовою) через нуль. Проте при цьому порівняно швидко (з частотою власних коливань мережі) на дуговому проміжку відновлюється напруга, яка отримала спеціальну назву " пік гасіння" Uп.г., величина якого рівна подвоєному значенню Uсм – Uф, тобто:
Uп.г.=2(Uсм–Uф)
Складність процесів і многофакторность залежності перенапружень при дугових замиканнях фази на землю підтверджується також суперечністю результатів обширних досліджень, проведених за останні десятиліття фахівцями з разных країнам в різних за призначенням розподільних мережах з ізольованою і резонансно заземленою нейтраллю для оцінки реальної картини небезпеки цих перенапружень для ізоляції електроустаткування. Кінцеві результати цих робіт містять в основному суперечливі відомості про максимальних кратностях перенапружень і не розкривають фізичної суті явищ [9,12-17].
Слід також звернути увагу на той факт, що при проведенні досліджень процесів в режимі переміжних дугових замикань фази на землю завжди вважалося, що мережа симетрична, тобто не враховували те, що природно виникає в умовах експлуатації або штучно створюване в мережах з дугогасящей котушкою зсув нейтралі мережі, а також нехтували активним опором витоків через ізоляцію, припускаючи, що активна провідність значно менше ємкісної провідності мережі.
Таким чином, в умовах технічного стану мереж, що постійно погіршується, що склалися, через відсутність засобів на своєчасну заміну і якісне відновлення пошкодженого електроустаткування проблема підтримки електроустановок на достатньому експлуатаційному рівні значною мірою залежатиме від правильного розуміння умов його роботи в мережах з ослабленою ізоляцією і, зокрема, знання законів динаміки зміни параметрів і характеристик мереж у міру погіршення стану їх ізоляції і її вплив на якісні і кількісні параметри перехідних процесів при переміжних дугових замиканнях фази на землю.
Похожие работы
... електроенергії. Розрахунок тарифу на передачу електроенергії приводимо в табл. 7.6. Таблиця 7.6 № з/п Показник Одиниця виміру Величина 1. Всього витрат на технічне обслуговування електричних мереж тис. грн. 625,24 2. Чистий прибуток тис. грн. 204.23 3. Податок на прибуток тис. грн. 65.204 4. Податок на ...
... з електропередавальною організацією та інспекцією протипожежної охорони; - акт випробовування вентильних розрядників та обмежувачів перенапруг до і після їх монтажу; - акт на встановлення трубчастих розрядників; -протоколи вимірювання опорів заземлення грозозахисних пристроїв (розрядників, обмежувачів перенапруг і блискавковідводів). Споживач, що експлуатує засоби грозозахисту, повинен мати ...
... мереж е цехові трансформаторні підстанції. Конструктивне виконання мереж повинно забезпечувати безпеку в експлуатації цехової мережі в залежності від аварійного середовища в цеху, без перериву в електропостачанні, захисту струмоведучої частини мережі від механічних пошкоджень. Магістральні схеми живлення мають переваги для рівномірного розподілу навантаження по цеху, коли споживачі розташовані ...
... на електровентилятори. Наприклад, ступеням швидкості від першої до шостої відповідають напруги 70, 90, 110, 160, 220, 380 В. Комбіновані припливно-витяжні вентиляційні установки ПВУ-4М та ПВУ-6М призначені для вентиляції та опалення тваринницьких приміщень. Комплекс ПВУ-6М використовується переважно у пташниках. До складу комплексу входять по шість припливно-витяжних установок, в яких суміщені ...
0 комментариев