Разработка рекомендаций по обеспечению отключающей способности выключателей в электрических сетях 110-220 КВ с токоограничивающими реакторами

• Автор: Волков, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Обобщение и систематизация мирового опыта использования ТОР в электрических сетях 110 кВ и выше

1.1 Анализ зарубежного опыта использования ТОР в сетях высокого

напряжения и опыта моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических сетях с ТОР

1.2 Обзор и анализ нормативных документов

Выводы по главе

2. Расчётная модель электрической сети для определения параметров переходных восстанавливающихся напряжений

2.1 Расчет переходного восстанавливающегося напряжения по методу

встречного тока

2.2 Выбор программного комплекса для расчета электромагнитных

переходных процессов
2.3 Формирование уравнений, описывающих переходные процессы
2.4 Основные принципы построения математической модели и
принимаемые допущения
2.5 Разработка математической модели для расчета ПВН на контактах
выключателя
2.6 Уточнение расчетной модели
2.7 Верификация расчетной модели
2.8 Параметризация расчетной модели на примере ПС 110/10/6 кВ
Выводы по главе
3. Расчет и анализ переходных процессов в цепях с токоограничивающими реакторами
3.1 Расчетная схема и расчетные условия
3.2 Переходные процессы при отключении КЗ в сети с ТОР
3.3 Оценка влияния отключаемого тока короткого замыкания на переходные восстанавливающиеся напряжения

3.4 Оценка влияния параметров токоограничивающих реакторов на переходные восстанавливающиеся напряжения
3.5 Оценка влияния параметров подстанции на переходные
восстанавливающиеся напряжения
Выводы по главе
4. Разработка мероприятий по снижению параметров ПВН на контактах выключателя
4.1 Выбор средств ограничения скорости нарастания и пикового значения ПВН и определение их параметров
4.2 Рекомендации по обеспечению отключающей способности
выключателей
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение 1 Решение о выдаче патента Российской Федерации на полезную
модель
Приложение 2 Акт внедрения результатов кандидатской диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Рост уровня токов короткого замыкания (ТКЗ) является серьезной проблемой энергосистем России. Рост токов короткого замыкания в энергосистемах происходит по многим причинам. Самой главной из них является рост энергопотребления в мегаполисах. Рост энергопотребления приводит к необходимости увеличения количества и мощности генераторов на электростанциях, мощности автотрансформаторов (АТ) и трансформаторов (Т) на подстанциях (ПС), необходимых для покрытия возрастающей нагрузки потребителей. Еще одной причиной, способствующей росту ТКЗ, является массовый перевод воздушных линий электропередачи (ВЛ) в кабельные (КЛ). При переводе в кабель воздушных линий электропередачи происходит резкое снижение сопротивления линий между ПС по причине того, что сопротивление воздушной линии приблизительно в три раза больше сопротивления кабельной линии. За счет уменьшения сопротивления линий между ПС, а также между станциями и ПС происходит значительное увеличение ТКЗ на шинах ПС.
К таким энергосистемам, где уровни токов КЗ приближаются к предельным или превосходят их, относятся Московская, Ленинградская, Тюменская, Свердловская энергосистемы. В некоторых узлах электрических сетей ТКЗ уже превысили 63 кА.
Превышение ТКЗ сверх допустимых значений находящегося в эксплуатации оборудования потребует:
• замены выключателей на выключатели с большей отключающей способностью. Если выключатели входят в состав элегазовых комплектных распределительных устройств (КРУЭ), то потребуется замена всего КРУЭ на ПС;
• замены разъединителей, трансформаторов тока и напряжения, которые не соответствуют возросшим ТКЗ по величине допустимых динамических воздействий;
5. мкс

Рисунок 1.14 - Зависимость начальной допустимой скорости восстановления напряжения на контактах выключателя от отключаемого тока, согласно [7] и [8]
Кроме того, согласно [8] для выключателей с С/ном ^ 110 кВ и /оном > 25 кА дополнительно нормируется начальная часть ПВН (начальное ГТВН - НТТВН). Н11ВН определяется параметрами / и /, характеризующими ее граничную линию (Рисунок 1.15) и таблицей 1.3.
Напряжение и
Рисунок 1.15 - Начальная часть переходного восстанавливающегося напряжения