Улучшение эксплуатационных характеристик высоковольтных электротехнических комплексов с учетом электромагнитной совместимости

• Автор: Бобров, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТЕЙ 110 ч- 750 кВ
1.1. Общие положения ЭМС электрооборудования сетей 110 + 750 кВ
при воздействиях перенапряжений
1.2. Методические положения формирования граничных условий, как показателей ЭМС электроустановок сетей 110-5- 750 кВ
1.3. Область применения и схемы сетей 110 -5- 750 кВ
1.4. Изоляция электрооборудования и линий 110 + 750 кВ
1.5. Характеристики защитных аппаратов, входные параметры электрооборудования и линий 110-5 750 кВ
1.6. Грозовая аварийность в сетях 110 5- 750 кВ
1.7. Аварийность в сетях 110 -г- 750 кВ вследствие внутренних перенапряжений
1.8. Современное состояние защиты изоляции сетей 110 ч- 750 кВ от перенапряжений
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ОЦЕНОК ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЕТЕЙ 110 +
750 кВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИЯХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
2.1. Анализ эмиссии ЭМП в виде перенапряжений на изоляции подстанций и линий 110 + 750 кВ
2.2. Критериальная оценка обеспечения ЭМС грозозащиты ЛЭП
2.3. Критериальная оценка обеспечения ЭМС грозозащиты подстанций
с помощью ЭВМ
2.4. Обеспечение ЭМС при воздействиях на электрооборудование
сетей 110 + 750 кВ внутренних перенапряжений
ГЛАВА 3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭМС ПРИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНЯХ В НЕЙТРАЛИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 110 + 220 кВ
3.1. Проблема перенапряжений в нейтрали силовых трансформаторов
110+ 220 кВ
3.2. Импульсные перенапряжения в нейтрали
3.3. Внутренние перенапряжения в нейтрали
ГЛАВА 4. ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В СЕТЯХ НА ПОДСТАНЦИЯХ 110 + 750 кВ
4.1. Перенапряжения на шинах подстанции 110 + 750 кВ
4.2. Перенапряжения при коммутациях трансформаторов и автотрансформаторов
4.3. Перенапряжения при коммутациях шунтирующих реакторов
4.4. Мероприятия по ограничению внутренних перенапряжений на изоляции электрооборудования подстанций 110 + 750кВ
ГЛАВА 5. ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ НА ЛИНИЯХ
110+ 750 кВ
5.1. Проблема перенапряжений, возникающих на линии
5.2. Перенапряжения на линиях при оперативных включениях
5.3. Перенапряжения на линиях 330 + 750 кВ при их оперативных отключениях
5.4. Перенапряжения при несимметричных коротких замыканиях и АПВ линий 110+750 кВ
5.5. Влияние ОПН на коммутационные перенапряжения на линиях
ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ГРОЗОЗАЩИТЫ СЕТЕЙ 110 + 750 кВ
6.1. Результаты исследований грозозащиты ВЛ 110 + 750 кВ
6.2. Результаты исследования грозозащиты подстанций 110+150 кВ
6.3. Результаты исследования грозозащиты подстанций 220 + 330 кВ
6.4. Результаты исследования грозозащиты подстанций 500 + 750 кВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ РАБОТЫ.
Повышение надежности и качества электроснабжения промышленности страны влечет за собой разработку и строительство новых линий электропередач и подстанций с дорогостоящим и ответственным оборудованием. Это в значительной мере относится к сетям высокого напряжения 110-4- 750 кВ. В их эксплуатации существенным фактором улучшения эксплуатационных характеристик и, прежде всего, повышения надежности является обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) при воздействии кратковременных импульсных грозовых и внутренних перенапряжений. Наряду с длительным рабочим напряжением они воздействуют на изоляцию электрооборудования, приводя к постепенной или единовременной выработке ее ресурса. И в том, и в другом случае эти процессы являются причиной аварий, иногда с тяжелыми последствиями.
Особую значимость приобретает проблема ЭМС при решении задач обеспечения надежности защиты от перенапряжений электрооборудования сетей 110-4- 750 кВ, такого, как силовые и измерительные трансформаторы, коммутационные аппараты, реакторы и др. Как показывает анализ, доля нарушений ЭМС, которую можно отнести на счет перенапряжений и специфики электромагнитных процессов, связанных с нарушениями ЭМС в общем потоке отказов электрооборудования 110 4- 750 кВ превышает 35 4- 40%.
Эти положения в силу масштабов, условий развития и влияния энергетики на другие отрасли экономики имеют особо важное значение. Обеспечение надежности и качества электроснабжения потребителей накладывает особые требования на разработку и создание надежных схем защиты от внешних (грозовых) и внутренних перенапряжений. Поэтому для оценки работоспособности и надежности сетей 110 4- 750 кВ необходима реализация методов анализа и математических моделей переходных процессов, как на самой подстанции, так и на подходе к ней на воздушной линии, включая процессы в заземляющих и защитных устройствах и др.

четных гармониках (в основном на второй гармонике), на нечетных гармониках (в основном на третьей гармонике), на субгармониках, когда происходит деление основной частоты 50 Гц.
ЭМП в виде коммутационных перенапряжений по своему физическому происхождению сопровождают переходные процессы практически при всех коммутациях в электропередачах 110 -г 750 кВ. Длительность их воздействия определяется временем затухания свободных колебаний в контуре с неизменными параметрами. Практически это время составляет 0,12 -Ю,15 с, а время воздействия максимальных перенапряжений, возникающих в начале переходного процесса, еще меньше - примерно (1/2 -г 2/3)Т, где Т= 0,02 с - период рабочего напряжения.
Коммутационные перенапряжения возникают: при включении линий 110 * 750 кВ толчком, при сбросе нагрузки, на неповрежденных фазах при отключении несимметричных коротких замыканий, при отключениях симметричных коротких замыканий, при отключениях линии в режиме асинхронного хода, при автоматическом повторном включении, при отключениях ненагруженных линий с повторными зажиганиями дуги в выключателе, при возникновении коротких замыканий и при отключении индуктивных токов ненагруженных трансформаторов и шунтирующих реакторов.
Перенапряжения при включении толчком имеют место из-за пробоя меж-контактного промежутка выключателей до естественного металлического замыкания контактов, а также из-за наличия естественного разброса в действии разных полюсов выключателей. Однако при этой коммутации в подавляющем большинстве случаев остаточный заряд на линии до коммутации равен нулю и поэтому линия, представляющая собой эквивалентной контур R - L - С, включается при нулевых начальных условиях (C/o = 0). И, наконец, на еще не включившихся фазах вследствие электромагнитной связи с включенной фазой (или фазами) имеется наведенное напряжение.
Если включение этих фаз происходит, когда напряжение источника и напряжение, наведенное на фазах линии, имеют наибольший фазовый сдвиг (С/о имеет отрицательную величину), то амплитуда свободных колебаний может значи-