Развитие теории переходных процессов при замыканиях на землю, разработка методов и средств повышения надежности работы электрических сетей с изолированной и компенсированной нейтралью

• Автор: Рыжкова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Павлодар
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 1 Выбор способа заземления нейтрали в сетях б - 10 кВ

1Л Режим изолированной нейтрали

1.2 Режим резистивного заземления нейтрали

1.3 Режим компенсированной нейтрали

1.4 Комбинированное заземление нейтрали

1.5 Обзор существующих способов оптимизации режима нейтрали

сетей 6-10 кВ
1.6 Постановка задачи исследований
1.7 Выводы
2 Анализ особенностей переходных процессов при замыканиях
на землю в сетях с различными способами заземления нейтрали
2.1 Горение заземляющих дуг
2.2 Переходные процессы при развитии режима замыкания на
землю в сети с малыми токами замыкания
2.3 Токи замыкания на землю
2.3.1 Сеть с изолированной нейтралью
2.3.2 Сеть с резистивным заземлением нейтрали
2.3.3 Сети с компенсированной и комбинированной нейтралью
2.4 Выводы
3 Развитие замыкания на землю, разработка алгоритмов и синтез
схем автоматических устройств управления для улучшения протекания переходных процессов в сетях с резистивным заземлением нейтрали
3.1 Особенности развития режима замыкания на землю в сети с
резистивным заземлением нейтрали
3.2 Принципы организации управления режимом резистивного
заземления нейтрали
3.3 3 Управление заземляющим резистором для ограничения
дуговых перенапряжений
3.4 Анализ поведения защит от замыканий на землю и разработка автоматики для повышения их селективности в сети с заземлением нейтрали через управляемое активное
сопротивление
3.5 Выводы
4 Развитие замыкания на землю, разработка алгоритмов и синтез
схем автоматических устройств управления резистором в сетях с компенсированной и комбинированной нейтралью
4.1 Об электрической прочности дуговых промежутков при
горении дуги во внутренней изоляции компенсированных сетей

Развитие процесса замыкания на землю в компенсированной сети
1 Общая характеристика процесса
О возможности насыщения ДГР в процессе развития
замыкания
Особенности развития процесса замыкания в сети с комбинированным заземлением нейтрали Основные принципы организации управления резистором в компенсированных сетях
Общее состояние вопроса использования резистора в нейтрали компенсированных сетей
Управление защитным резистором для ограничения дуговых перенапряжений
Импульсное управление нерегулируемым защитным резистором
О возможности устранения насыщения ДГР в переходном
процессе
Выводы
О некоторых особенностях работы РЗЗЗ в сетях с малыми токами замыкания на землю
Общее состояние проблемы организации РЗЗЗ в сетях с компенсированной нейтралью
Управление резистором в нейтрали компенсированной сети для целей РЗЗЗ
Повышение чувствительности РЗЗЗ путем компенсации собственных емкостных токов защищаемых присоединений Локализация двойных замыканий в кабельных сетях 6 - 10 кВ Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1516.1-76 ГОСТ 1516.2-76 ГОСТ
ГОСТ
12.2
ГОСТ
12.2
ГОСТ
12.2
ГОСТ 21414-75 ГОСТ
ГОСТ 16022-82 ГОСТ 18624-73 ГОСТ 21515-76 ГОСТ
Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
Электрооборудование переменного тока на напряжения 3 кВ и выше. Общие методы испытания электрической прочности изоляции.
Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии переменного тока. Номинальные частоты от 0,1 до 10000 Гц и допускаемые отклонения.
Система стандартов безопасности труда. Трансформаторы силовые и реакторы электрические. Требования безопасности.
Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности. Система стандартов безопасности труда. Конденсаторы силовые. Установки конденсаторные. Требования безопасности.
Резисторы. Термины и определения.
Конденсаторы постоянной емкости. Термины и определения.
Реле электрические. Термины и определения.
Реакторы электрические. Термины и определения. Материалы диэлектрические. Термины и определения. Материалы проводниковые. Термины и определения.

К первым относятся дуги, возникающие в результате перекрытия внешней изоляции при атмосферных или внутренних перенапряжениях, набросах или механических повреждениях. Ко вторым - дуги, возникающие при повреждении концевых или соединительных кабельных муфт, кабельной изоляции, изоляции электрических машин и трансформаторов, в дугогасительных камерах выключателей, а также щелевых дефектах вводов и изоляторов.
Для открытых заземляющих дуг важным является характер электродных систем, т. е. являются ли эти электродные системы неподвижными с фиксированными расстояниями между электродами или подвижными, деформируемыми, с переменным расстоянием между электродами. Во втором случае поведение дуги непредсказуемо, характер горения неустойчивый с перерывами и весьма малой вероятностью максимальных перенапряжений, а в первом имеет общие закономерности. Так, при относительно небольших величинах токов замыкания на землю (менее 10 А) дуги тепловыми потоками не растягиваются, характер горения редко бывает устойчивым с синусоидальным током, а при перемежающемся характере горения при определенном совпадении условий режим может быть близким к квазистационарному в течение некоторого времени. Вероятность максимальных перенапряжений здесь весьма невелика и согласно данным [1.2,1.3, 1.7] не превышает 5%.
При токах в заземляющей дуге более 10А тепловые потоки обычно приводят к увеличению ее длины, и в случае растяжения до длины более критической происходит ее самопогасание. Вероятность гашения и повторного пробоя при этом определяется величиной и формой составляющих тока замыкания и расстоянием между электродами.
При замыканиях с токами, значительно превышающими нормированные ПТЭ значения, дуги становятся весьма устойчивыми, расплавляют токоведущие части, растягиваются на значительные расстояния и легко перекрывают междуфазную изоляцию открытых токоведущих частей распредустройства. Для быстропереходных процессов при перемежающемся характере горения дуга не может изменить своего пространственного положения, и ее длина определяется расстоянием между электродами.
Для закрытых заземляющих дуг характерным является то, что они горят в узких каналах и длина их неизменна. Разложение продуктов горения дуги приводит к возникновению ударных давлений и обдуву дуги с интенсивным ее охлаждением. При этом резко снижается температура дуги, возрастает ее сопротивление и образуется пик гашения, представляющий собой активное падение напряжения при подходе тока дуги к нулю. При горении закрытых заземляющих дуг в объеме, заполненном маслоканифольной мастикой, в закрытых кабельных муфтах, а также в баках, заполненных маслом, происходит интенсивное выделение газов с преобладанием водорода. В зоне ствола дуги происходит взрывообразное разложение мастики или масла и очищение от проводящих элементов (углерода и паров металла). Эта зона приобретает высокую электрическую