Тема: Определение места повреждения в распределительных кабельных сетях 10 кВ с использованием интеллектуальных систем

В связи с тем, что потребляемые мощности потребителей АО «ССК» ежегодно растут, возникает проблема более качественного электроснабжения. Это достигается путем проведения технического перевооружения отдельных объектов и периодическими ремонтными работами. Но аварийные ситуации это явления, которые происходят и будут происходить, вне зависимости от качества эксплуатируемого оборудования, ведь помимо технического уровня оборудования, составляющим звеном возникновения аварий являются природные катаклизмы и человеческий фактор. Самой повреждаемой частью электрических городских сетей являются кабельные линии электропередач. Для успешного отыскания места повреждения кабеля необходимо знать характер повреждения и, в соответствии с этим, выбрать нужную методику проведения этой работы.
Целью данной магистерской диссертации является повышение надежности электроснабжения потребителей за счет установки на вводах трансформаторных подстанций датчиков короткого замыкания.
К задачам относятся:
1. Анализ известных методов места определения кабельных сетей 10 кВ.
2. Расчет уставок ДКЗ.
3. Телемеханизация сигналов ДКЗ.
Городские электрические сети должны удовлетворять ряду требований, а именно:
• Надежность электроснабжения потребителей. Одно из основных требований к городским электрическим сетям. Так как в состав обслуживаемых предприятий входят и потребители первой категории , то это требование является и самым важным. Надежность электроснабжения потребителей первой категории обеспечивается наличием автоматизированного резервного ввода, срабатывание которого происходит за время менее секунды. Таким образом питание потребителей является бесперебойным. Надежность потребителей второй категории объясняется возможностью перевода нагрузки на резервный ввод на время необходимое для производства данных переключений. Повреждение же обеих линий электропередач оставит без напряжения потребителей как первой, так и второй категории. Таким образом, надежность электроснабжения потребителей и первой и второй категорий будет зависеть от быстроты определения поврежденного участка и производства аварийно-восстановительных работ.
• Качество электрической энергии. Параметры данного требования регламентируются ГОСТ, а также внутренними регламентами и инструкциями компании. К данным показателям в электросетевых компаниях в основном относят отклонения по частоте и по напряжению от номинального значения. Внутренние инструкции не противоречат государственным стандартам, а, наоборот, ужесточают эти допустимые диапазоны отклонения в меньших пределах.
• Технико-экономическая обоснованность электроэнергетического оборудования. Расходы на обслуживание, эксплуатацию и ремонт должны быть целесообразны, соответственно, принимаемые решения обосновываются как с технической, так и с экономической точки зрения.
• Безопасность эксплуатации. Сооружения электроэнергетики, а именно: линии электропередач, трансформаторные подстанции и распределительные пункты должны удовлетворять нормам ГОСТ для их безопасного обслуживания.
Новизна и практическая значимость работы объясняется проведением анализа существующих методов отыскания повреждений в кабельных сетях. Для того чтобы задефектовать поврежденную кабельную линию, необходимо производить измерения и переключения почти на каждой подстанции в цепочке. Производство данных работ объясняется неселективным действием защит подстанций по высокой стороне. Во время проектирования электроснабжения микрорайонов города, основными коммутационными аппаратами на трансформаторных подстанциях, по высокой стороне, были выбраны выключатели нагрузки. Данными устройствами возможно производить оперативные переключения только при токах, не превышающих номинальные. Соответственно, автоматического отключения, возникающего при повреждении какого-либо элемента, не предусматривается. Ближайшие основные и резервные релейные защиты установлены на распределительных пунктах, где электрическая энергия распределяется между цепочками трансформаторных подстанций. Данная система нашла в себе весомое технико-экономическое обоснование, так как обслуживание данных подстанций намного дешевле чем подстанций с силовыми выключателями и сложноотстраиваемой релейной защитой. Но также нашла и недостатки, решение которых требует применения особых методик, а также большего времени для этого. Повреждение кабеля в цепочке подстанций, не важно в начале цепочки или в конце, вызывает срабатывание защит на распределительном пункте и происходит отключение всей цепочки подстанций. Вследствие этого, поврежденный кабельный участок последовательно определяется с применением сторонних методов, которые могут занимать продолжительное время. Более того, однофазные короткие замыкания в сетях с изолированной нейтралью не являются серьезным повреждением и релейные защиты в данном случае срабатывают только на сигнал. Так как такой режим работы допустим на определенное время, согласно инструкций, то отыскание данного повреждения занимает как правило намного большее время. В этом случае могут быть использованы различные методики, которые должны быть прописаны в производственных инструкциях компании.
Применение датчиков короткого замыкания позволит сразу определить поврежденный участок кабельной линии. Для того чтобы выбрать ток срабатывания датчика необходимо произвести расчет для каждой подстанции. Особенное значение в работе по электроснабжению данные датчики будут представлять для потребителей третьей категории электроснабжения. При отключении единственного питающего кабеля в цепочке однотрансформаторных подстанций, первой задачей является именно определение поврежденного кабеля, что может быть быстро достигнуто с использованием датчиков короткого замыкания. Таким образом, убыстряются аварийно-восстановительные работы и тем самым убыстряется нормальное электроснабжение потребителей. Увеличение данных показателей повышает надежность электроснабжения.
Структура и объем работы. Данная магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованных источников. Работа изложена на 92 страницах основного текста, содержит 36 рисунков и 8 таблиц. Список использованных источников включает 36 наименований.
Купить

Магистерская диссертационная работа заключалась в проектировании и расчете системы сигнализации, срабатывающей при повреждениях в кабельных сетях с изолированной нейтралью, для телемеханизируемого диспетчерского пункта. В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:
1. Произведен анализ имеющихся методов определения повреждений в кабельных распределительных сетях;
2. Рассмотрены имеющиеся на сегодняшний день датчики короткого замыкания;
3. Рассчитаны токи короткого замыкания для всех телемеханизируемых подстанций;
4. Выбраны уставки срабатывания датчиков короткого замыкания для каждой подстанции исходя из рассчитанных токов короткого замыкания;
5. Рассмотрены виды телемеханических систем;
6. Рассмотрены виды каналов связи и произведен их технико-экономический анализ;
7. Произведен выбор и обоснование вида телемеханики для связи с диспетчерским пунктом.
В работе были рассмотрены герконовые и электронные датчики короткого замыкания. При сравнении достоинств и недостатков этих типов датчиков, были выбран электронный тип. Обоснование этого более дорогого решения заключается в возможности обнаружения не только межфазных коротких замыканий, но и однофазных коротких замыканий, что особенно актуально для сетей с изолированной нейтралью. Для обеспечения связи с диспетчерским пунктом выбран GSM канал, так как с совместно имеющимися системами охранной сигнализации на подстанциях, данное решение является наиболее экономически выгодным.
Таким образом, основными критериями выбора электронных датчиков короткого замыкания и телесигнализации в данной магистерской диссертации были надежность и технико-экономическая обоснованность.
Купить