Сравнительный анализ эффективности методов поиска повреждений в сетях 10 кВ
|
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Основные принципы и средства определения мест повреждений в
электрических сетях 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Относительные методы определения повреждений в кабельных сетях 12
1.2.1 Импульсный метод 13
1.2.2 Метод колебательного разряда 16
1.2.3 Метод петли 19
1.2.4 Емкостной метод 22
1.3 Абсолютные методы определения повреждений в кабельных сетях .... 25
1.3.1 Индукционный метод 25
1.3.2 Акустический метод 27
1.3.3 Метод накладной рамки 28
2. Обзор статистики технологических нарушений и аварийных отключений
на объектах Минусинского участка Минусинского филиала АО «КрасЭКо» за период с 2017 по 2020 гг 29
3. Мероприятия по повышению эффективности определения мест
повреждений и снижению числа аварийных отключений 38
3.1 Применение индикаторов коротких замыканий (ИКЗ) 38
3.2 Виды применяемых ИКЗ 39
3.3 Телемеханизация сигналов ИКЗ 41
3.4 Каналы связи телемеханических систем 43
3.4.1 Прямые провода 43
3.4.2 Силовые линии связи 44
3.4.3 Радиосвязь 45
3.5 Телесигнализация на основе охранной сигнализации 46
3.6 Экономический эффект от внедрения ИКЗ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 54
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Основные принципы и средства определения мест повреждений в
электрических сетях 9
1.1 Общие сведения 9
1.2 Относительные методы определения повреждений в кабельных сетях 12
1.2.1 Импульсный метод 13
1.2.2 Метод колебательного разряда 16
1.2.3 Метод петли 19
1.2.4 Емкостной метод 22
1.3 Абсолютные методы определения повреждений в кабельных сетях .... 25
1.3.1 Индукционный метод 25
1.3.2 Акустический метод 27
1.3.3 Метод накладной рамки 28
2. Обзор статистики технологических нарушений и аварийных отключений
на объектах Минусинского участка Минусинского филиала АО «КрасЭКо» за период с 2017 по 2020 гг 29
3. Мероприятия по повышению эффективности определения мест
повреждений и снижению числа аварийных отключений 38
3.1 Применение индикаторов коротких замыканий (ИКЗ) 38
3.2 Виды применяемых ИКЗ 39
3.3 Телемеханизация сигналов ИКЗ 41
3.4 Каналы связи телемеханических систем 43
3.4.1 Прямые провода 43
3.4.2 Силовые линии связи 44
3.4.3 Радиосвязь 45
3.5 Телесигнализация на основе охранной сигнализации 46
3.6 Экономический эффект от внедрения ИКЗ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 54
Воздушные и кабельные линии напряжением 10 кВ являются основной и самой распространенными линиями электрических сетей. Именно поэтому в таких линиях наиболее часто происходят и будут происходить аварийные ситуации, вне зависимости от качества эксплуатируемого оборудования наиболее частой причиной таких явлений будут природные катаклизмы и человеческий фактор.
Целью данной бакалаврской работы является повышение надежности электроснабжения потребителя, а также повышение быстроты и качества аварийновосстановительных работ.
Новизна и практическая значимость работы объясняется проведением анализа существующих методов отыскания повреждений в кабельных и воздушных сетях. Для того чтобы задефектовать поврежденную линию, необходимо производить измерения и переключения практически 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. Однако в такой системе имеются и недостатки, решение которых требует применения особых методик, а также большего времени для этого. Повреждение кабеля в цепочке подстанций вызывает срабатывание защит на распределительном пункте и происходит отключение всей цепочки подстанций. Вследствие этого, поврежденный участок электрической сети 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. Такой режим работы допустим на определенное время, согласно инструкциям, поэтому отыскание данного повреждения занимает гораздо большее время. В этом случае могут быть использованы различные методики, которые должны быть прописаны в производственных инструкциях компании.
Применение индикаторов короткого замыкания позволит определить поврежденный участок электрической линии за короткий промежуток времени. Особенное значение в работе по электроснабжению данные индикаторы будут представлять для потребителей третьей категории электроснабжения. В результате аварийно-восстановительные работы занимают меньше времени и тем самым убыстряется нормальное электроснабжение потребителей. Увеличение данных показателей повышает надежность электроснабжения.
Задачи, решаемые в работе:
• Анализ известных методов определения мест повреждений в сетях 10 кВ.
• Обзор технологических нарушений за период с 2017 по 2020 гг. на Минусинском участке Минусинского филиала АО «КрасЭКо».
• Мероприятия по повышению эффективности ОМП в сетях 10 кВ.
В процессе выполнения ВКР были достигнуты следующие результаты:
• выполнен анализ аварийных отключений и их причин и величины недоотпуска электроэнергии;
• предложены мероприятия по повышению надежности;
• исследовано сравнения основных показателей надежности до и после внедрения мероприятий по повышению надежности электроснабжения.
Целью данной бакалаврской работы является повышение надежности электроснабжения потребителя, а также повышение быстроты и качества аварийновосстановительных работ.
Новизна и практическая значимость работы объясняется проведением анализа существующих методов отыскания повреждений в кабельных и воздушных сетях. Для того чтобы задефектовать поврежденную линию, необходимо производить измерения и переключения практически 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. Однако в такой системе имеются и недостатки, решение которых требует применения особых методик, а также большего времени для этого. Повреждение кабеля в цепочке подстанций вызывает срабатывание защит на распределительном пункте и происходит отключение всей цепочки подстанций. Вследствие этого, поврежденный участок электрической сети 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. Такой режим работы допустим на определенное время, согласно инструкциям, поэтому отыскание данного повреждения занимает гораздо большее время. В этом случае могут быть использованы различные методики, которые должны быть прописаны в производственных инструкциях компании.
Применение индикаторов короткого замыкания позволит определить поврежденный участок электрической линии за короткий промежуток времени. Особенное значение в работе по электроснабжению данные индикаторы будут представлять для потребителей третьей категории электроснабжения. В результате аварийно-восстановительные работы занимают меньше времени и тем самым убыстряется нормальное электроснабжение потребителей. Увеличение данных показателей повышает надежность электроснабжения.
Задачи, решаемые в работе:
• Анализ известных методов определения мест повреждений в сетях 10 кВ.
• Обзор технологических нарушений за период с 2017 по 2020 гг. на Минусинском участке Минусинского филиала АО «КрасЭКо».
• Мероприятия по повышению эффективности ОМП в сетях 10 кВ.
В процессе выполнения ВКР были достигнуты следующие результаты:
• выполнен анализ аварийных отключений и их причин и величины недоотпуска электроэнергии;
• предложены мероприятия по повышению надежности;
• исследовано сравнения основных показателей надежности до и после внедрения мероприятий по повышению надежности электроснабжения.
Результатом бакалаврской работы является анализ известных методов места определения повреждений в сетях 10 кВ, исследованы основные способы поиска мест повреждений, исследованы преимущества и недостатки известных методов.
В ВКР проведен сравнительный анализ технологических нарушений за период с 2017 по 2020 гг. на Минусинском участке Минусинского филиала АО «КрасЭКо». Сравнение проводилось по нескольким критериям, определяющим надежность электроснабжения:
• количество технологических нарушений;
• недоотпуск электроэнергии потребителю;
• количество отключенных абонентов на период проведения поисково- восстановительных работ;
• суммарное и максимальное время перерыва в электроснабжении.
По полученным результатам можно сделать вывод, что к наиболее повреждаемым линиям Минусинского участка относятся кабельные и воздушные линии напряжением 10 кВ.
В работе были предложены мероприятия по повышению эффективности определения мест повреждений в электрических сетях напряжением 10 кВ. В качестве мероприятия, повышающим надежность электроснабжения, было предложено использование в сетях среднего напряжения индикаторов короткого замыкания. Индикаторы короткого замыкания способны фиксировать значение протекающего тока в месте их установки. В случаях возникновения токов КЗ на линии электропередач появляется возможность локализовать место повреждения и провести аварийно-восстановительные работы в более короткие сроки. Таким образом внедрение индикаторов короткого замыкания позволит значительно снизить экономические потери и повышает надежность электроснабжения.
Для реализации оперативного информирования диспетчерского персонала о состоянии сети посредством индикаторов короткого замыкания в бакалаврской работе были исследованы актуальные системы телеметрии и телемеханики. В ходе анализа были выявлены преимущества и недостатки способов передачи данных с индикаторов короткого замыкания на диспетчерский пункт, их технико-экономические особенности, скорость передачи данных, а также помехозащищенность.
Помимо стандартных способов передачи данных в данной ВКР было предложено использование телесигнализации на основе охранной телесигнализации трансформаторных подстанций. Подобный способ передачи данных имеет ряд преимуществ, таких как:
• аппаратура имеет меньшие размеры и вес;
• хорошее качество связи и большая зона покрытия;
• с помощью средств кодирования установлена повышенная защищенность от нелегального использования сетей;
• относительно невысокая стоимость.
Проведен технико-экономический анализ уже применяемых на практике индикаторов короткого замыкания в составе УПС в Лесосибирском филиале АО «КрасЭКо» ПС-110/6 кВ г. Лесосибирск Ф9-06. Получены положительные результаты технико-экономической эффективности. Ущерб от недоотпуска при использовании одного комплекта УПС снижается примерно на 40%. При относительно небольшом сроке окупаемости данные устройства дадут возможность значительно увеличить надежность электрических сетей.
Работа выполнена в соответствии с СТО 4.2-07-2014 [20] и методическими указаниями по выполнению ВКР [21].
Данная работа актуальна для электросетевых организаций, стремящихся повышать надежность сетей. Проведенный анализ может быть полезен при обслуживании и проектировании электрических сетей.
В ВКР проведен сравнительный анализ технологических нарушений за период с 2017 по 2020 гг. на Минусинском участке Минусинского филиала АО «КрасЭКо». Сравнение проводилось по нескольким критериям, определяющим надежность электроснабжения:
• количество технологических нарушений;
• недоотпуск электроэнергии потребителю;
• количество отключенных абонентов на период проведения поисково- восстановительных работ;
• суммарное и максимальное время перерыва в электроснабжении.
По полученным результатам можно сделать вывод, что к наиболее повреждаемым линиям Минусинского участка относятся кабельные и воздушные линии напряжением 10 кВ.
В работе были предложены мероприятия по повышению эффективности определения мест повреждений в электрических сетях напряжением 10 кВ. В качестве мероприятия, повышающим надежность электроснабжения, было предложено использование в сетях среднего напряжения индикаторов короткого замыкания. Индикаторы короткого замыкания способны фиксировать значение протекающего тока в месте их установки. В случаях возникновения токов КЗ на линии электропередач появляется возможность локализовать место повреждения и провести аварийно-восстановительные работы в более короткие сроки. Таким образом внедрение индикаторов короткого замыкания позволит значительно снизить экономические потери и повышает надежность электроснабжения.
Для реализации оперативного информирования диспетчерского персонала о состоянии сети посредством индикаторов короткого замыкания в бакалаврской работе были исследованы актуальные системы телеметрии и телемеханики. В ходе анализа были выявлены преимущества и недостатки способов передачи данных с индикаторов короткого замыкания на диспетчерский пункт, их технико-экономические особенности, скорость передачи данных, а также помехозащищенность.
Помимо стандартных способов передачи данных в данной ВКР было предложено использование телесигнализации на основе охранной телесигнализации трансформаторных подстанций. Подобный способ передачи данных имеет ряд преимуществ, таких как:
• аппаратура имеет меньшие размеры и вес;
• хорошее качество связи и большая зона покрытия;
• с помощью средств кодирования установлена повышенная защищенность от нелегального использования сетей;
• относительно невысокая стоимость.
Проведен технико-экономический анализ уже применяемых на практике индикаторов короткого замыкания в составе УПС в Лесосибирском филиале АО «КрасЭКо» ПС-110/6 кВ г. Лесосибирск Ф9-06. Получены положительные результаты технико-экономической эффективности. Ущерб от недоотпуска при использовании одного комплекта УПС снижается примерно на 40%. При относительно небольшом сроке окупаемости данные устройства дадут возможность значительно увеличить надежность электрических сетей.
Работа выполнена в соответствии с СТО 4.2-07-2014 [20] и методическими указаниями по выполнению ВКР [21].
Данная работа актуальна для электросетевых организаций, стремящихся повышать надежность сетей. Проведенный анализ может быть полезен при обслуживании и проектировании электрических сетей.
Подобные работы
- МЕТОДЫ АНАЛИЗА НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ И СИНХРОНИЗИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРА НА БАЗЕ ВЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Диссертации (РГБ), электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4375 р. Год сдачи: 2016 - Обеспечение безопасности на стадии проектирования системы электроснабжения предприятий химической промышленности (на примере ООО «СИБУР Тольятти»)
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018