ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК И НОМИНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБРЫВОВ НУЛЕВЫХ ПРОВОДНИКОВ
ВЛ 0,4 КВ С ПОМОЩЬЮ КРИТЕРИЯ U0/U2
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБРЫВ НУЛЕВОГО ПРОВОДА ВЛ 0,4 КВ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ 6
Вывод по разделу 1 8
2 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ОТ ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА
НУЛЕВОГО ПРОВОДА ВЛ 0,4 КВ 9
2.1 Организация защиты при помощи наложенных токов 9
2.2 Защиты, выполненные на основе сравнения величин токов 11
2.3 Защита, выполненная на основе контроля отношения напряжения нулевой последовательности к напряжению обратной последовательности . 13
Вывод по разделу 2 13
3 ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБРЫВА НУЛЕВОГО ПРОВОДА ВЛ 0,4 КВ С ПОМОЩЬЮ
КРИТЕРИЯ U0/U2 14
Вывод по разделу 3 18
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК
ТРАНСФОРМАТОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРИТЕРИЯ U0/U2 19
Вывод по разделу 4 46
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА НА
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КРИТЕРИЯ U0/U2 47
Выводы по разделу 5 70
6 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
Обрывы фазных и нулевых проводов согласно статистики являются одними из самых распространенных аварийных ситуации, возникающих в сельской местности, частном секторе городов и в поселках городского типа. Частота возникновения подобных аварийных ситуации в разных регионах Российской Федерации зависит от условий климата, степени износа и качества эксплуатации электрических сетей [1, 2, 3].
Наиболее часто обрывы поводов воздушных ЛЭП случаются в сетях номинальным напряжением 0,4 кВ. [4]. Обрыв провода влечет за собой возникновение неполнофазного режима, что негативно сказывается на работе электродвигателей, которые могут выйти из строя, вследствие чего может произойти сбой в технол о- гическом процессе, массовый простой производства и недоотпуск продукции [5].
Кроме того, обрывы проводов являются угрозой для человека Почти половина электротравм в сельскохозяйственном производстве возникают в результате о б- рыва проводов ВЛ 0,4 кВ [6].
По данным статистики около 40 % повреждений в электрических сетях 0,4 кВ приходятся на воздушные линии, выполненные неизолированными проводами, что говорит о низкой надежности данного элемента сети [7]. Окисление, обрывы, схлестывание проводов, обрывы вводов и повреждения опор - главные причины высокой аварийности ВЛ 0,4 кВ.
Лежащий на земле, оборванный провод ВЛ 0,4 кВ представляет угрозу поражения электрическим током. В зоне риска поражения находятся взрослые люди, дети, а также сельскохозяйственный скот и домашние животные. [8, 9]. Зачастую оборванный провод может длительное время лежать на земле, а факт обрыва не будет выявлен, из-за несовершенства работы или неисправности средств контроля целостности проводов ВЛ.
Исключить опасность поражения током после обрыва проводов на линиях 0,4 кВ можно с помощью мгновенного автоматического отключения повреждённой линии. Однако в реальных сетях воздушные линии 0,4 кВ зачастую питают однофазных потребителей, следовательно нагрузка каждого провода зависит от количества потребителей присоединенных в данный момент времени к рассматриваемой фазе сети. Вследствие этого, в подавляющем большинстве случаев силы токов проводах фаз сети различны из-за несимметрии нагрузки [10]. Описанные особенности электрических сетей напряжением 0,4 кВ ограничивают применение защитной аппаратуры, основанной на контроле рабочего тока промышленной частоты.
Поскольку при обрыве, в частности нулевого провода, изменяется напряжение нулевой и обратной последовательности в конце линии, отношение этих величин можно рассматривать как контролируемый параметр. В данной работе рассматривается влияние группы соединений и мощности питающего трансформатора на эффективность указанного метода выявления факта обрыва
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были проведены исследования работы системы электроснабжения с воздушными четырехпроводными линиями напряжением 0,4 кВ, выполненными неизолированными проводами. Не смотря на то, что данная система не обеспечивает должного уровня электробезопасности и не рекомендована к применению согласно современным нормативно -техническим документам, она широко используется в электроснабжении и активно применялась ранее. Исследование эффективности критерия U0/U2, позволяющего обнаружить обрывы нулевого провода, является необходимым для обеспечения безопасности людей.
В результате получили следующие выводы:
1. При исследовании эффективности критерия U0/ U2 для разных схем соединения обмоток трансформатора 10/0,4 кВ и длинны ВЛ 0,4 кВ равной 350 метров, определена возможность выявления аварийных режимов, связанных с обрывом нулевого провода, а также замыканием оборванного нулевого провода на землю.
2. При исследовании режимов работы сети с питающим трансформатором мощностью 630 кВА и разными схемами соединения обмоток определено увеличение числа режимов, диапазон параметра U0/ U2 которых попадает в диапазон U0/ U2 нормального режима работы сети. Сделан вывод о необходимости контроля дополнительных параметров сети для выявления указанных аварийных режимов.
3. В ходе исследования определено, что при увеличении длины питающей линии с 350 метров до 700 метров в модели сети с трансформатором мощностью 160 кВА сохраняется эффективность определения большинства аварийных режимов. Однако режимы обрыва нулевого провода с последующим замыканием на землю как стороны источника питания так и со стороны потребителя выявляются не полностью, так как диапазон значений U0/ U2 частично входит в диапазон U0/U2 характерный для нормального режима работы сети. Выявление данных режимов при указанных параметрах сети необходимо осуществлять с учетом контроля дополнительных параметров сети, что является предметом дальнейших исследований.
