Диагностика однофазных замыканий на землю в воздушных распределительных сетях 6-10 кВ

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ 10
2 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 14
3 АНАЛИЗ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В РАБОТЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 21
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6-10 КВ 25
4.1 Общие сведения об однофазных замыканиях на землю 25
4.2 Анализ схемы трехфазной сети в режиме однофазного замыкания
на землю 26
4.3 Анализ процессов при однофазном замыкании на землю 28
4.3.1 Напряжение и токи нулевой последовательности в сети с изолиро­ванной нейтралью в установившемся режиме замыкания на землю 29
4.3.2 Токи и напряжение нулевой последовательности в переходных
режимах замыкания на землю 33
4.3.3 Влияние активных потерь в контуре нулевой последовательности
на переходный процесс при однофазном замыкании на землю 35
4.4 Классификация и характеристика внутренних перенапряжений
сетей 6-10 кВ 37
4.4.1 Квазистационарные перенапряжения 37
4.4.2 Коммутационные перенапряжения 38
4.4.3 Перенапряжения при включение воздушных линий 39
4.4.4 Отключение ненагруженных линий 39
4.4.5 Отключение ненагруженных трансформаторов 40
5 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ОЗЗ
В ЛЭП 6-10 КВ 42
6 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЗЗ 48
6.1 Обоснование выбора среды моделирования 48
6.2 Моделирование в программном комплексе LTspice 48
6.2.1 Общие сведения о среде моделирования 48
6.2.2 Блоки, применяемые при моделировании 51 6.2.3 Эквивалентная схема замещения сети при однофазном замыкании
на землю 61
6.2.4 Математические модели электрической сети с изолированной
нейтралью 62
6.2.5 Анализ результатов моделирования 64
6.3 Моделирование в программном комплексе MATLAB 69
6.3.1 Общие сведения о среде моделирования 69
6.3.2 Блоки, применяемые при моделировании 71
6.3.3 Эквивалентная схема замещения сети при однофазном замыкании
на землю 79
6.3.4 Математические модели электрической сети с изолированной
нейтралью 80
6.3.5 Анализ результатов моделирования 82
7 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ОЗЗ 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
ПРИЛОЖЕНИЕ. АЛЬБОМ ИЛЛЮСТРАЦИЙ 96
Купить

Научно-технический прогресс ужесточил требования к надежности и беспере­бойности электроснабжения предприятий, учреждений, жилищных массивов, всех видов транспорта, почты и телеграфа, строительства и других объектов, а также различных систем управления и контроля.
Но по различным причинам линии электропередач выходят из строя, что ведет к большим экономическим потерям из-за неполадок на линии, не качественной электроэнергии и отключения линии на ремонт. Составной частью обслуживания воздушных линий является их техническая диагностика, одной из функций кото­рой является обнаружение и локация неисправности.
Наиболее частым видом повреждений в сетях 6-10 кВ являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые заканчиваются пробоем изоляции в ее ослаб­ленных местах. В некоторых случаях длина воздушных линий напряжением
6-10 кВ достигает 100 км и более, причём проходят они по районам, передви­жение по которым сильно затруднено. На этих ВЛ довольно часто происходят ОЗЗ. Поиск места однофазного замыкания на землю в таких условиях затягивает­ся на несколько дней так как связан с трудоемкими работами по определению места повреждения. На протяжение всего этого времени воздушная линия посто­янно, либо периодически работает в режиме однофазного замыкания на землю, что может оказаться необходимым для диагностики линии. Такой режим работы приводит к повышенной аварийности, переходу однофазного замыкания на землю в междуфазные или многоместные замыкания на землю. Особенно страдают при этом двигатели, фазная изоляция которых рассчитана на меньшие перенапряже­ния, чем у остальных элементов сети.
Анализ статистики по аварийности электрооборудования электрических сетей 6-10 кВ, находящихся в распоряжении ОАО «МРСК Урала» филиала «Челябэнер­го» производственного отделения «Златоустовские электрические сети» (ЗЭС), показал, что большая доля повреждений элементов электрических сетей от обще­го числа повреждений по различным причинам приходится на элементы воздуш­ных линий (36%), причем доля аварийных отключений, связанная с повреждени­ем неизолированного провода воздушных линий, составляет 27,7%, а на величину их удельной повреждаемости влияют изменения природно-климатических усло­вий.
Несмотря на то, что при однофазном замыкании на землю линейное напряже­ние воздушной линии остается неизменным, а ток обуславливается лишь емко­стью воздушной линии и переходным сопротивлением в месте контакта с землей, соответственно линия не требует своего немедленного отключения, причина по­вреждения должна быть немедленно идентифицирована и устранена по следую­щим причинам:
1) Увеличение напряжения относительно земли ведет к ускоренному старению изоляции, и возможности перехода однофазного замыкания на землю в между- фазное короткое замыкание. 2) При повреждении изоляции, на оборудовании по какой-либо причине ока­завшимся не заземленным, потенциал его относительно земли возрастает до ли­нейного напряжения, что увеличивает риск поражения током при косвенном при­косновении.
3) При приближении ближе, чем на 8 метров к месту повреждения появляется риск поражения током вызванным шаговым напряжением.
Целью выпускной квалификационной работы является сокращение времени поиска мест однофазных замыканий на землю в воздушных линиях. Это достига­ется путём технической диагностики и комплекса методов по определению места повреждения.
В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) провести обзор состояния вопроса и перспектив развития
2) провести сравнение отечественных и передовых зарубежных технологий и решений;
3) провести анализ статистики однофазных замыканий на землю;
4) провести исследование процессов в однофазных замыканиях на землю в электрических сетях 6-10 кВ;
5) провести исследование методов диагностики однофазных замыканий на землю в воздушных линиях электропередач 6-10 кВ;
6) провести математическое моделирование однофазных замыканий на землю;
7) разработать комплексный метод диагностики и определения места однофаз­ного замыкания на землю в воздушных линиях 6-10 кВ.
Объект работы - воздушные линии электропередач напряжением 6-10 кВ.
Предмет работы - однофазные замыкания на землю в воздушных
линиях 6-10 кВ.
Купить