ВВЕДЕНИЕ 6
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ: ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 8
1.1 Перенапряжения в электрических сетях. Определения, классификация 8
1.2 Случаи аварийного отключения ненагруженного трансформатора 10
1.3 Анализ необходимости установки аппаратов защиты на отходящих
присоединениях при их коммутациях вакуумными выключателями 12
Выводы по разделу 1 17
2 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КОММУТАЦИОННЫХ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ НЕНАГРУЖЕННОГО ТРАНСФОРМАТОРА 18
2.1 Обоснование схемы замещения 18
Прежде чем рассмотреть энергетические соотношения, описывающие характеристики коммутационных перенапряжений, следует рассмотреть схему, которая включает в себя источник питания, трансформатор и питающую кабельную линию (рисунок 2.1) 18
2.2 Энергетические соотношения, характеризующие процессы в схеме
замещения 23
2.4 Оценка уровня перенапряжения по упрощенной схеме замещения 26
Вывод по разделу 2: 30
3 УРОВНИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ НЕНАГРУЖЕННОГО
ТРАНСФОРМАТОРА 31
3.1 Описание расчетов для параметров схемы, влияющих на уровень
перенапряжений
3.2 Расчётная часть
3.4 Выводы к главе 3 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Актуальность работы. Анализ данных по числу аварийных отключений нена- груженного трансформатора в сетях напряжением 6-10 кВ с изолированной, компенсированной и резистивно заземленной нейтралями показывает, что коммутационные перенапряжения при отключении ненагруженного трансформатора являются достаточно распространенным процессом, приводящим к выводу оборудования из строя, а именно пробой изоляции трансформаторов собственных нужд, измерительных трансформаторов напряжения, а также к пробою опорных изоляторов и перекрытия вводов выключателей.
Одним из факторов, приводящим к возникновению внутреннего перенапряжения являются коммутационные перенапряжения, поскольку имеют значительные по величине амплитуды возникающих напряжений, высокую частоту собственных колебаний и значительную первоначальную скорость нарастания амплитуды импульса.
Процессы управляемой коммутации были рассмотрены в работах Г.В.Буткевича, К.П.Кадомской, Л.Г.Клепарской, А.И.Лурье, Д.Ф.Алферова, Г.С.Белкина, М.В.Чалого, О.И.Червинского и других. Но несмотря на проведенные исследования и наличие аппаратов, реализующих функцию управляемого включения или отключения, сегодня процессы управляемой коммутации вакуумных выключателей в электрических сетях 6-10 кВ недостаточно изучены.
Решение данной задачи позволит повысить эффективность систем электроснабжения в сетях 6-10 кВ, что приведет к снижению времени простоя оборудования, связанного с перерывами в электроснабжении, тем самым, к определенному экономическому эффекту.
Исходя из выше сказанного, обоснование, разработка и внедрение ОПН является актуальной научно-технической задачей.
Цель исследования - обоснование целесообразности установки ОПН в закрытых распределительных устройствах с вакуумными выключателями.
Задачи исследования: рассмотрение случаев отключения ненагруженных трансформаторов, а также влияние факторов на процесс перенапряжения, проведение расчетов для разных мощностей трансформаторов и длин линий, возникающих в сетях 6-10 кВ, оснащенных вакуумными выключателями с целью внесения необходимых дополнений и проверки их адекватности.
Объект исследования - силовой трансформатор и питающая его кабельная линия напряжением 6-10 кВ.
Предмет исследования - коммутационные перенапряжения, возникающие в сетях 6-10 кВ, оснащенные вакуумными выключателями при отключении ненагру- женных трансформаторов с целью внесения необходимых рекомендаций по установке ОПН.
Новизна ВКР заключается в разработке комплексного подхода к изучению коммутационных перенапряжений для выбора установки соответствующего оборудования для их ограничения в распределительных устройствах 6-10 кВ.
Методы исследования: методологической и теоретической основой работы послужили научные работы отечественных и зарубежных ученых в области исследования и ограничения перенапряжений, численный расчет кратности перенапряжения.
Практическая значимость: работа может представлять интерес для крупных промышленных предприятий, заинтересованных в усовершенствовании и упрощении рабочих процессов в системах электроснабжения 6-10 кВ.
Апробация работы. Участие при постановке целей и задач в работе, разработка модели коммутации ненагруженных трансформаторов.
В работе представлено обоснование актуальной научно-технической задачи, состоящее в решении о целесообразности установки ОПН при эксплуатации сети 10 кВ кабельных линий и трансформаторов напряжением 10 кВ.
Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы работы:
1. На основании расчетных данных и их обработки выявлено, что основными факторами, влияющими на величину и характер перенапряжений, являются: вид коммутации, тип и мощность трансформатора, длина и сечение кабельной линии и тип выключателя, исходя из чего построены зависимости между кратностью перенапряжений и мощностью трансформатора, позволяющие оценить уровень перенапряжений на вводах трансформаторов разной мощности и при их отключении в режиме холостого хода.
2. Произведены расчеты кратности перенапряжений для разных типономиналов силовых трансформаторов 10/0,4 кВ, а также для кабельных линий различных сечений и разной длины.
3. В результате расчетов было установлено, что снижение кратности перенапряжений обусловлено длиной и сечением кабельной линии, а также мощностью силовых трансформаторов.
4. Работа по данной теме на основе типа и мощности трансформатора, длины и сечения кабельной линии, позволяет оценить кратности перенапряжений и принять решение об установке ОПН.
5. Применение ОПН для защиты от перенапряжений при эксплуатации сети 10 кВ существенно повышает уровень электробезопасности и надежности оборудования.
6. Данные, полученные в ходе исследований, могут быть использованы для проведения дальнейших научных исследований.
