Модели и алгоритмы непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ

• Автор: Нагорных, Владислав Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.

1.1 Классификация способов определения параметров изоляции в шахтных электрических сетях

1.2 Способы определения параметров изоляции шахтных электрических сетей

1.3 Обзор существующих средств непрерывного контроля изоляции

1.4 Задачи исследования

Глава 2 АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

2.1 Математическая модель Прямая задача

2.2 Математическая модель Обратная задача

2.3 Математическая модель Оценка погрешностей

2.4 ВЫВОДЫ.
Глава 3 МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ.
3.1 Алгоритм и модель метода добавочной проводимости.
3.2 Математическая модель переходных процессов.
3.3 Алгоритм цифрового измерения напряжений и вычисления параметров изоляции.
3.4 ВЫВОДЫ
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЗОЛЯЦИИ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ.
4.1 Описание экспериментальной установки.
4.2 Программа эксперимента..
4.3 Основные результаты экспериментов
4.4 Выводы
Глава 5 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗОЛЯЦИИ ОТДЕЛЬНЫХ ФАЗ
5.1 Описание непрерывного контроля параметров изоляции
5.2 Структура системы непрерывного контроля параметров изоляции.
5.3 Имитационная модель цифрового измерения напряжений фаз относительно земли в пакете
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Каждая единица длины электрической сети имеет некоторое конечное активное сопротивление и емкость фаз относительно земли. При наличии в сети напряжения через активные сопротивления будут проходить токи, называемые токами утечки. Таким образом, каждую единицу длины сети можно рассматривать как активное и емкостное сопротивление относительно земли. Следовательно, каждая сеть или ее часть может рассматриваться состоящей из ряда последовательно соединенных участков линии, а сопротивление и емкость - состоящими из ряда параллельно соединенных между собой сопротивлений и емкостей единичных участков этой сети. Параметры изоляции могут быть определены из схемы замещения изоляции электрической сети, в которой каждая фаза относительно земли имеет сосредоточенные активные и реактивные составляющие, параметры которых эквивалентны соответственно сопротивлениям и емкостям изоляции отдельных фаз относительно земли в распределительных устройствах низкого напряжения РУНН участковых трансформаторных подстанций [, , 3, 6]. На рис. Математическая модель для схемы замещения представляет собой систему линейных дифференциальных уравнений, составленных по законам Кирхгофа и Ома относительно напряжений на конденсаторах. Из-за несовершенства изоляции и механических повреждений возникают токи утечки на землю, опасные для человека и способные привести к воспламенению горючих газов и пыли шахтной атмосферы. Такие токи называют токами утечки между находящейся под напряжением фазой и землей вследствие снижения сопротивления изоляции. Токи утечки 1у, у и 1ъу показаны на рис. Защитное отключение состоит в быстром снятии напряжения с электроустановки, в которой возникли пробой изоляции и утечка тока на землю или к токоведущей части прикоснулся человек. Для обеспечения защитного отключения необходимо иметь специальное устройство (коммутационный аппарат) для быстрого размыкания электрической цепи и прерывания тока раньше, чем наступит опасный исход для чувствительных к электрическому току органов человека. Необходимо наличие системы непрерывного контроля изоляции (чувствительный элемент), способной не только быстро обнаружить утечку тока в одной из фаз на землю и выдать сигнал на отключение коммутационного аппарата, а так же прогнозировать состояние изоляции. Утечка тока на землю возникает тогда, когда образуется путь через повреждение изоляции токоведущих частей относительно земли, и когда такой путь образуется через тело человека, прикоснувшегося к токоведущей части и имеющего контакт с землей. Поэтому для обеспечения безопасности необходимо и достаточно, чтобы защитное отключение реагировало на опасный ток утечки. В связи со сказанным, для шахтных электрических сетей напряжением до 1 кВ непрерывный контроль изоляции в сети - необходимое условие для их нормальной и эффективной эксплуатации. Для обеспечения непрерывного контроля изоляции важным и актуальным является разработка математических моделей и алгоритмов непрерывного контроля параметров изоляции отдельных фаз для повышения эффективности, надежности и безопасности эксплуатации шахтных электрических сетей. В процессе разработки новых моделей и алгоритмов контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью возникает необходимость классификации уже существующих способов с целью анализа особенностей их совместной работы с сетью. Подробный анализ нужен для выявления достоинств и недостатков рассматриваемых способов и последующего создания нового, совершенного средства контроля изоляции. В настоящее время предложено несколько классификационных структур методов исследования указанных параметров [, , ]. С учетом новейших исследований и разработок необходимо дополнить и скорректировать ее. Пету-ровым В. И. предложена классификационная структура способов [] определения параметров сопротивления изоляции в шахтных электрических сетях. При непрерывном контроле параметров изоляции фаз возникает необходимость введения нового признака, а именно - периодичности контроля, что позволит разграничить периодический и непрерывный контроль состояния изоляции.