Введение 3
1. Анализ аварийности сети 500 кВ с глухозаземлённой нейтралью 4
1.1. Краткое описание схем Жигулевской ГЭС 4
1.2. Общая характеристика электрических сетей с глухозаземлённой нейтралью 8
1.3. Грозовая аварийность в сети 500 кВ 14
1.4. Аварийность в сети 500 кВ по причине внутренних перенапряжений 16
1.5. Классификация перенапряжений 18
1.6. Особенности и современное состояние защиты изоляции 500 кВ Жигулевской ГЭС от перенапряжений 20
2. Исследование внешних и внутренних перенапряжений в сети 500 кВ 31
2.1. Исследование внешних перенапряжений в сети 500 кВ 31
2.2. Исследование внутренних перенапряжений в сети 500 кВ 72
3. Разработка решений по выбору и месту установки средств защит от перенапряжений 84
3.1. Особенности выбора и размещения ОПН на Жигулёвской ГЭС 84
3.2. Определение расчетных допустимых длительных напряжений на ОПН 86
3.3. Технические требования к ОПН 500 кВ Жигулёвской ГЭС 87
3.4. Пример выбора ОПН 500 кВ для сети Жигулёвской ГЭС 96
Заключение 100
Список используемых источников 102
Приложение А 106
Ввод во второй половине пятидесятых годов в эксплуатацию первых в СССР дальних электропередач высокого напряжения 500 кВ Куйбышев- Москва, Куйбышев - Урал, Волгоград - Москва обеспечил возможность объединения энергосистем Центра, Урала, Среднего и Нижнего Поволжья. Этот период считается первым этапом формирования Единой энергетической системы страны (ЕЭС). В настоящее время сети 500 кВ распространены практически на все районы Российской Федерации и ряда стран СНГ.
Основное воздействие, во время эксплуатации, на электрооборудование подстанций и изоляцию линий, оказывают кратковременные перенапряжения и длительное рабочее напряжение. Поэтому для улучшения надёжности их работы необходимо ограничить перенапряжения до безопасного уровня. Основным средством защиты от перенапряжений в настоящее время считаются ограничители перенапряжения (ОПН). Поэтому, некорректный выбор параметров ОПН, их неграмотная эксплуатация могут стать причиной повреждения оборудования, а также привести к серьёзным нарушениям режимов работы энергосистемы в целом.
Принимая в учет выше изложенное, данная работа посвящена решению проблемы организации защиты от перенапряжений в сети 500 кВ, отходящей от Жигулёвской ГЭС.
Целью работы является повышение надёжности работы сети 500 кВ с глухозаземленной нейтралью, путём внедрения мероприятий по защите электрооборудования от грозовых и внутренних перенапряжений.
В соответствии с темой были сформулированы следующие задачи:
• Анализ аварийности сети 500 кВ с глухозаземлённой нейтралью;
• Исследование внешних и внутренних перенапряжений в сети 500 кВ;
• Разработка решений по выбору средств защит от перенапряжений.
1. Жигулевская ГЭС обладает некоторыми особенностями, основными из которых являются:
а) к одному блочному трансформатору (ТГ) подключается несколько (2 - 3) гидрогенераторов;
б) по режимным соображениям гидрогенераторы, а, следовательно, их выключатели, коммутируются часто;
в) мощность от ГЭС передается через блочные трансформаторы в ОРУ 110, 220, 500 кВ на сотни метров;
г) достаточно часто ЭДС генераторов находится около правой границы допустимых значений;
д) наличие воздушных переходов от блочных трансформаторов до ОРУ - 110, 220, 500 кВ усложняют грозозащиту не только ОРУ, но и блочных трансформаторов.
По этим причинам выбор и размещение ограничителей перенапряжений на Жигулевской ГЭС требуют тщательного взвешивания и учета многих факторов.
2. Анализ принципиальной электрической схемы сети 500 кВ Жигулевской ГЭС, аварийности электрооборудования, особенностей электростанции в целом, а также режимов работы электрооборудования позволяет сделать следующие основные выводы:
1) Поток перенапряжений на сборных шинах подстанции формируется перенапряжениями:
• при коммутациях отключения и включения линий;
• при коммутациях трансформаторов (автотрансформаторов);
• набегающими волнами, возникающими при коммутациях линий и электрооборудования на других подстанциях.
2) В сети 500 кВ Жигулевской ГЭС защищаемое электрооборудование установлено несколько десятков лет тому назад, поэтому их изоляция снизилась и требует более совершенной защиты от электромагнитных возмущений в виде грозовых и внутренних перенапряжений.
3) Электрооборудования ОРУ-500 кВ и обмотки 500 кВ блочных трансформаторов 2ТГ, ЗТГ, 4ТГ, 5ТГ, 6ТГ, 7ТГ и 8ТГ со стороны обмотки 500 кВ защищены достаточно надежно. Однако показатель надежности грозозащиты сетей 500 кВ Жигулевской ГЭС несколько уступает целесообразному показателю на фоне некоторого снижения электрической прочности изоляции электрооборудования.
3. Основным средством защиты от перенапряжений, изоляции электрооборудования подстанций и линий, является ОПН. В связи с этим, решение, принимаемое при выборе данных защитных аппаратов, должно быть взвешенным и обоснованным.
4. Анализ полученных теоретических результатов исследований может быть использован для повышения надежности электрооборудования ОРУ-500 кВ Жигулёвской ГЭС, так как позволяет разработать решения по выбору и мест установки средств защит от перенапряжений. Предложенные в ходе исследования рекомендации могут быть внедрены в практику с целью облегчения труда работников Жигулевской гидроэлектростанции в выборе ОПН, их размещении в сети 500 кВ, а также эксплуатации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
