Введение 4
1 Анализ режимов заземления нейтрали сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 8
1.1 Анализ сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 8
1.1.1 Причины возникновения однофазных замыканий в сетях 6 кВ 8
1.1.2 Характеристика сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ и существующих способов компенсации емкостных токов 13
1.2 Обследование систем релейной защиты от однофазных замыканий на землю ГРУ 6 кВ ТЭЦ 18
2 Определение расчетных параметров схемы ГРУ 6 кВ ТЭЦ 19
2.1 Расчетные схемы сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 19
2.1.1 Выбор расчетной схемы сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 19
2.1.2 Определение параметров оборудования ГРУ 6 кВ ТЭЦ 19
2.1.3 Расчет сопротивлений элементов схемы 22
2.2 Расчет токов КЗ в схеме ГРУ 6 кВ ТЭЦ 28
2.2.1 Расчет токов КЗ при отключенном генераторе Г-3 и соединенных секциях 2 и 3 (секционный реактор Р2-3 шунтирован) 28
2.2.2 Расчет токов КЗ при нормальной схеме питания ГРУ 6 кВ (все генераторы в работе) 34
3 Расчеты перенапряжений в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 42
3.1 Расчетные перенапряжения при дуговых замыканиях в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 42
3.2 Расчет перенапряжений при коммутации кабельной линии 6 кВ, питающей секцию собственных нужд 55
4 Проведение эксперимента в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 59
4.1 Экспериментальные замеры параметров тока и напряжения в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ 59
4.1.1 План эксперимента 59
4.1.2 Обработка результатов эксперимента 70
4.2 Разработка рекомендаций по рациональным режимам эксплуатации высоковольтных электродвигателей 6 кВ генераторного распределительного устройства ГРУ 6 кВ ТЭЦ 71
Заключение 73
Список используемой литературы и используемых источников 75
Объект исследования - электродвигатели собственных нужд генераторного распределительного устройства ГРУ 6 кВ ТЭЦ.
Предмет исследования - резонансные перенапряжения при эксплуатации высоковольтных электродвигателей 6 кВ ГРУ 6 кВ ТЭЦ.
Целью исследования является выявление внутренних и сторонних источников искажений в кривой напряжения, определение причин перенапряжений в сети генераторного распределительного устройства ГРУ 6 кВ ТЭЦ.
Задачи исследования:
- анализ режимов заземления нейтрали сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ;
- определение расчетных параметров контуров замыкания и собственных частот;
- расчет величин перенапряжений в контурах со стороны питания и контурах двигателя при дуговом замыкании на землю в сети;
- проведение эксперимента в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ;
- разработка рекомендаций по рациональным режимам эксплуатации высоковольтных электродвигателей 6 кВ генераторного распределительного устройства ГРУ 6 кВ ТЭЦ.
Выполненный анализ позволил установить с учетом специфики режима работы ТЭЦ, что, хотя электрические сети ГРУ 6 кВ кабельные и предусмотрено резервирование, но потребители зачастую не разрешают отключать поврежденное присоединения без выдержки времени. Поэтому существующий вариант заземления нейтрали в сетях ГРУ 6 кВ ТЭЦ не обеспечивает требуемой чувствительности.
Определены расчетные параметры ГРУ 6 кВ ТЭЦ. Выполнен расчет токов КЗ для схемы «Расчет токов КЗ ГРУ 6 кВ ТЭЦ» в соответствии с указаниями ГОСТ Р 52736-2007. Определены в расчетных точках схемы суммарный ток трехфазного КЗ, ток двухфазного КЗ, ударный ток КЗ и тепловой импульса тока. Для секции 1 ГРУ 6 кВ выполнен подробный расчет токов в ветвях схемы.
В сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ компенсация емкостного тока замыкания 180А при мощности заземляющих трансформаторов 560 кВА возможна лишь при включении обоих трансформаторов. При включении ДГК через один трансформатор возможна его перегрузка.
Максимальные перенапряжения в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ по результатам выполненных расчетов (как по расчетам для односекционной схемы, так и для секционированной схемы) при достаточно большой результирующей индуктивности L не превышают 3,2-3,55Ифм. Однако перенапряжения секционированной схемы (при конечном значении L) могут достигать до 3,98 Ифм.
Выполнены экспериментальные замеры параметров тока и напряжения в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ. Анализ измерений установил, что:
- частота кривой перенапряжений при дуговой коммутации составляет в контуре ГРУ от 386 до 433 Гц, а в контуре двигателя до 2350 Гц;
- суммарный коэффициент гармонических составляющих напряжения на шинах ГРУ 6 кВ находится в нормируемых пределах, установленных ГОСТ 32144-2013, Ки = 1,005-3,345%;
- наибольшее значение суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения Ки = 3,345% зафиксировано при отключении ПЭН - 4;
- при Ки =3,345 наибольшие значения амплитуды гармоник фазных напряжений составляют: для третьей - 3,2%UhOm, пятой - 1%UhOm, шестой - 1%UhOm и седьмой -1%UHOM и не превышают нормируемые значения, установленные ГОСТ 32144-2013;
- при Ки =1,005 наибольшие значения амплитуды гармоник фазных напряжений составляют: для третьей - 1,4%Uhom, для пятой - 0,4%Uhom, для седьмой - 1,4%Uhom, девятой - 1,3%UhOm, одиннадцатой - 0,9%UhOm, тринадцатой - 1,03%Uhom и не превышают нормируемые значения, установленные ГОСТ 32144-2013.
Установлено, что в сети ГРУ 6 кВ ТЭЦ компенсация емкостного тока замыкания 180 А при мощности заземляющих трансформаторов 560 кВА возможна лишь при включении обоих трансформаторов. При включении ДГК через один трансформатор возможна его перегрузка.
Катушка с подмагничиванием является источником высших гармоник тока в режиме однофазного замыкания. Рекомендована замена дугогасящей катушки с подмагничиванием (ДГК-3) на катушку плунжерного типа (с подвижным сердечником) РЗДПОМ-300, т.к. катушка с подмагничиванием является источником высших гармоник тока в режиме однофазного замыкания. Для полной компенсации емкостных токов в сети 6 кВ ГРУ ТЭЦ рекомендована установка двухканальных автокомпенсаторов типов УАРК.2 и УАРК.201. Целесообразно использование действующих на сигнал селективных защит на непромышленных частотах. При этом снижается вероятность резонансных перенапряжений и повышается надежность работы высоковольтных электродвигателей 6 кВ генераторного распределительного устройства ГРУ 6 кВ ТЭЦ.
