Исследование и разработка преобразователей тока нулевой последовательности для защит от замыканий на землю электрических сетей 6-10 кВ

• Автор: Тимофеева (Гречухина), Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 201 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава первая

ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖИМОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ И ЗАЩИТ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 кВ

1.1. Краткие сведения об однофазных замыканиях на землю в сетях

1.2. Режимы заземления нейтрали электрических сетей 6 кВ состояние, проблемы и тенденции совершенствования

1.2.1. Режим заземления нейтрали и способ действия защиты от 3.

1.2.2. Характеристики режимов заземления нейтрали сетей 6 кВ, принятых в России

1.3. Анализ принципов выполнения защиты от 3 в сетях 6 кВ, работающих с изолированной нейтралью, высокоомным заземлением нейтрали и с компенсацией емкостного тока

1.3.1. Требования к защите от 3 электрических сетей 6 кВ

1.3.2. Принципы выполнения защиты от 3 в сетях 6 кВ, работающих с изолированной нейтралью или с высокомным заземлением нейтрали через резистор
1.3.3. Принципы выполнения защиты от 3 в сетях 6 кВ, работающих с компенсацией емкостных токов
1.3.4. Защиты от однофазных замыканий на землю, основанные на использовании наложенных токов.
1.3.5. Защиты от однофазных замыканий на землю, основанные на использовании электрических величии переходного процесса
1.3.6. Общая оценка защит от 3, предназначенных для применения в сетях 6 кВ, работающих с изолированной нейтралью,
высокоомным заземлением нейтрали через резис тор и с компенсацией емкостных токов.
1.4. Исследование технических характеристик трансформаторов тока нулевой последовательности и их влияния на эффективность
функционирования защиты от замыканий на землю
1.4.1. Принципы выполнения трансформаторов тока пулевой последовательности для защиты от 3
1.4.2. Нестандартные трансформаторы тока нулевой последовательности
1.4.3. Первичные преобразователи тока, основанные на других физических эффектах.
1.5. Экспериментальное определение токовых и угловых погрешностей современных исполнений кабельных трансформаторов тока
нулевой последовательности.
1.6. Обоснование направления и задач исследований
1.7. Основные результаты и выводы по первой главе
Глава вторая
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ КАБЕЛЬНОЙ ОБОЛОЧКИ.
2.1. Расчет электромагнитного поля кабеля
2.1.1. Расчет напряженности электрического и магнитного полей.
2.1.2. Определение постоянной распространения
2.1.3. Определение плотности тока утечки.
2.2 Расчет электромагнитного поля провода, находящегося в
воздухе
2.2.1. Расчет поля вне провода и определение постоянной распространения электромагнитной волны.
2.2.2. Расчет коэффициента затухания и фазы
2.2.3. Определение плотности тока смещения.
2.2.4. Определение величины тока смещения.
2.3. Расчет модели в форме цепи с распределенными параметрами
2.4. Выводы по второй главе
Глава третья
МЕТОДИКА РАСЧЕТА МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХ ФАЗНОГО КАБЕЛЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗРАБОТКЕ
МАГНИТОТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА
3.1. Постановка задач расчета.
3.2. Расчет магнитного ноля симметричной системы токов.
3.2.1. Определение векторного магнитного потенциала при симметричной системе токов
3.2.2. Определение вихревого тока в оболочке при симметричной системе токов.
3.3. Магнитное поле системы токов нулевой последовательности
3.3.1. Определение векторного магнитного потенциала для
системы токов нулевой последовательности
3.3.2. Определение вихревого тока для системы токов
нулевой последовательности.
3.4. Магнитное поле заземляющего провода и оболочки
3.4.1. Определение векторного магнитного потенциала.
3.4.2. Определение вихревого тока.
3.5. Обсуждение полученных результатов
3.6. Выводы по главе третьей
Глава четвертая
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА НУЛЕВОЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
4.1. Разработка блоксхем преобразователей тока.
4.1.1. Блоксхемы магнитотранзисторного преобразователя тока нулевой последовательности
4.1.2. Блоксхемы электромагнитного преобразователя тока
нулевой последовательности
4.2. Экспериментальные исследования магнитотранзисторного преобразователя тока
4.3. Экспериментальные исследования электромагнитного преобразователя тока нулевой последовательности.
4.4. Выводы по главе четвертой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


VIII международной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника, энергетика, Москва, МЭИ, февральмарт г. Тема доклада Роковые и температурные испытания магнитотранзисторного преобразователя тока. X международной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника, энергетика, Москва, МЭИ, февральмарт г. Рема доклада Расчет конструктивных параметров магнитотраизисторного преобразователя тока. IX Бенардосовские чтения, Иваново, ИГЭУ, май г. Тема доклада Оценка электромагнитной составляющей фазовой погрешности магнитотранзисторного преобразователя тока. X Бенардосовские чтения, Иваново, ИГЭУ, июнь г. Тема доклада Совмещенные температурные и токовые испытания магнитотранзисторного преобразователя тока. Заседаниях кафедр ЭС и ЛУЭС. Иваново, ИГЭУ, г. Публикации и направления практического внедрения. По результатам проведенных исследований опубликовано печатных работ, в том числе 5 без соавторов. Работа выполнялась в соответствии с программой ОНТГ1 . Ф Разработать, испытать и установить в опытную эксплуатацию магнитотранзисторные преобразователи тока МТПТ класса напряжения до ЮкВ. Департамент Науки и техники РАО ЕЭС России, Департамент Электрических сетей РАО ЕЭС России, Внебюджетный Фонд научноисследовательских и опытнокопструкгорских работ Корпорации Единый электроэнергетический комплекс Фонд НИОКР. В завершающей части исследование выполнялось при финансовой поддержке в форме гранта Министерства образования Российской Федерации. Шифр гранта ТО2. Тема НИР Волновые процессы в системах протяженных неэквипотенциальных заземлителей. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 1 страницу машинописного текста, включая рисунка, таблиц, список литературы из 2 наименований, приложения на страницах. В первой главе содержится аналитический обзор литературы, касающийся вопросов преобразования тока, рассмотрены способы заземления нейтрали, основные принципы построения защит от замыканий на землю. Особое внимание уделено работе токовой защите нулевой последовательности. В связи с этим в диссертации был проведен анализ влияния характеристик трансформаторов тока нулевой последовательности на техническое совершенство защит. С целью конкретной оценки токовых и угловых погрешностей трансформаторов тока нулевой последовательности были проведены в лабораторных условиях экспериментальные исследования технических характеристик современных исполнений кабельных ТТНГТ. Вторая глава посвящена расчету электромагнитного поля провода, находящегося в воздухе и расчету поля кабельной оболочки при протекании по ней токов 3, на основе которого создана полевая модель процесса растекания тока замыкания с оболочки кабеля и соответствующая ей модель в форме цепи с распределенными параметрами. Предложена методика оценки электромагнитной составляющей фазовой погрешности магнитотранзисторных преобразователей тока нулевой последовательности. В третьей главе разрабатывается и применяется для расчета и анализа методика математического моделирования магнитного поля, создаваемого токами в жилах кабеля, оболочке и обратном проводе при учете обусловленных ими вихревых токов в оболочке. На этой основе проведен расчет оптимального числа и конструктивного расположения магнитотранзисторных датчиков на контуре преобразователя тока. Предложена конструкция макетного образца преобразователя тока. Четвертая глава посвящена экспериментальным испытаниям магнитотранзисторного преобразователя тока в лабораторных условиях. Предложена и обоснована хметодика проведения температурных и токовых испытаний макетного образца магнитотранзисторного преобразователя тока и анализ полученных результатов. Также в главе приведены результаты испытаний улучшенного электромагнитного преобразователя тока нулевой последовательности. В заключении приведены основные выводы по работе. В приложении 1 приведен протокол испытаний трансформаторов тока нулевой последовательности типов ТЗЛМ и ТЗРЛ.