Исследование и разработка системы защиты кабельно-воздушной линии передачи постоянного тока

• Автор: Капитула, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ППТ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПРОВОДОМ ДЛЯ ВОЗВРАТА ТОКА
1.1 Назначение и основные задачи системы защиты и автоматики передачи постоянного тока. Система ликвидации аварий
1.2. Критерий оценки эффективности функционирования системы защиты линии постоянного тока
1.3 Обзор систем защит линии на отечественных и зарубежных передачах постоянного тока
1.3.1 Система защиты линии постоянного тока передачи Экибастуз -Центр
1.3.2 Система защиты полюсных проводов линии на зарубежных ППТ
1.3.3 Защита «металлического» возврата тока на зарубежных ППТ
Выводы по главе
ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ
2.1 Определение параметров и схемы замещения биполярной воздушной линии постоянного тока с обратным проводом для возврата тока
2.1.1 Общая характеристика и исходные данные воздушного участка линии постоянного тока
2.1.2 Основные положения теории распространения электромагнитных волн вдоль однородной многопроводной линии

2.1.3 Обоснование эквивалентной схемы воздушного участка линии постоянного тока
2.2 Определение параметров и схемы замещения биполярной кабельной линии постоянного тока с обратным проводом для возврата тока
2.2.1 Первичные параметры кабельной линии однофазного исполнения коаксиальной конструкции
2.2.2 Обоснование эквивалентной схемы замещения кабельного участка с обратным проводом для возврата тока
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИЯХ ПОЛЮСНЫХ И ОБРАТНЫХ ПРОВОДОВ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ППТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ
3.1 Математическая модель кабельно-воздушной передачи постоянного тока
3.1.1 Схема и параметры основных элементов математической модели кабельно-воздушной ППТ
3.1.2 Система быстродействующего регулирования
3.1.3 Выбор числа ячеек цепочечной схемы замещения для кабельного и воздушного участков линии
3.2 Исследования аварийных процессов при коротких замыканиях полюсного провода на землю
3.2.1 Качественный анализ напряжения при пробое изоляции на кабельном участке линии постоянного тока
3.2.2 Качественный анализ изменения напряжения при перекрытии полюса на землю на воздушном участке линии постоянного тока
3.2.3 Выявление участка повреждения при коротких замыканиях на кабельно-воздушной линии передачи постоянного тока
3.2.4 Выбор бестоковой паузы АПВ
3.2.5 Исследование дифференциальной защиты линии
3.3 Исследования аварийных процессов при повреждениях на обратных проводах
3.3.1 Исследования аварийных процессов при коротких замыканиях на обратных проводах
3.3.2 Исследования аварийных процессов при обрывах на обратных проводах
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ППТ
4.1 Разработка системы защиты линии постоянного тока
4.1.1 Избирательная защита линии (ИЗ КВ Л)
4.1.2 Дифференциальная защита линии (ДЗ КВЛ)
4.1.3 Защита минимального напряжения
4.1.4 Защита от повышения напряжения полюса линии (ЗПНЛ)
4.1.5 Защита обратных проводов от обрыва (3 ОП при обрывах)
4.1.6 Защита обратных проводов от коротких замыканий (ДЗ ОП от коротких замыканий)
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ПРОВЕРКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КАБЕЛЬНО-ВОЗДУШНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
5.1 Проверка функционирования алгоритма избирательной защиты

У = у'оі •

£ц —^12 ^
= ;о> ■

(1/0м • км).
с21 с22 с
— ^33 — ^23 ^
11 -1.87 -0.
-1.87 12.5 -1.
-0.58 -1.87
В соответствии с [46] из выражения (2.5) следует, что матрицы Я и 8 являются матрицами соотношений соответственно напряжений и токов волновых каналов в проводах. Каждый £-й волновой канал характеризуется 5-м столбцом этих матриц, а каждый к-й провод — к-й строкой. Матрицы Я и 8, нормированные по первой строке, имеют вид:
(2.8)
1 1 1 0 1
Я = 1.02 0 -1.91 -0.003 0 -0.0
1 -1 1 0 -1
1 1 1 0 1
8= 1.05 0 -1.97 +} -0.005 0 -0.0
1 -1 1 0 -1

(2.9)
можно судить о физической
коэффициентам матрицы 8 интерпретации каждого волнового канала. Как можно видеть, все элементы первого столбца матрицы положительны, что соответствует одинаковому направлению токов во всех фазах, входящих в первый канал. При этом весь обратный ток протекает в земле. Этот канал можно назвать «все провода -земля». Второй канал можно характеризовать как «полюс - полюс» без участия эквивалентного обратного провода и земли. Соотношение элементов третьего столбца указывает на то, что в третьем канале только 3% тока протекает в земле, весь прямой ток идет по полюсным проводам, а по эквивалентному обратному проводу течет суммарный ток полюсов. Условно назовем этот канал «два полюса - обратный провод». Из рассмотрения матрицы 8 следует, что земля принимает участие только в одном канале, именуемом «все провода -земля».
Таким образом, несимметричный электромагнитный процесс в биполярной линии с «металлическим» возвратом тока представляет собой наложение частных процессов и зависит от параметров всех указанных выше