Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями

• Автор: Нагай, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 223 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛАСТЕЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ НОРМАЛЬНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ С ОТВЕТВИТЕ ЛЬНЫ МИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ

1.1. Схемные решения выполнения электрических

распределительных сетей кВ.

1.2. Релейная защита на линиях с ответвлениями.

1.3. Нормальные и анормальные режимы работы защищаемых объектов.

1.4. Аварийные режимы в распределительных электрических сетях

1.5. Исследование информационных признаков нормальных и аварийных режимов для резервных и быстродействующих защит электрических распределительных сетей
1.6. Выводы
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПОЗНАВАНИЯ АВАРИЙНЫХ
РЕЖИМОВ НА ОТВЕТВИТЕЛЬНЫХ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМОВ
2.1. Постановка задачи.
2.2. Анализ технических решений выполнения резервных защит электрических распределительных сетей
2.3. Оценка распознавания междуфазных коротких замыканий за трансформаторами радиальных воздушных линий с ответвительными подстанциями.
2.4. Оценка распознавания междуфазных коротких замыканий за трансформаторами транзитных воздушных линий с
ответвительными подстанциями.
2.5. Определение возможности распознавания режимов коротких замыканий и пусковых режимов электродвигателей
2.6. Исследование возможности распознавания сетевых коротких замыканий.
2.7. Выводы.
Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ РАСПОЗНАВАЕМОСТИ
ПОВРЕЖДЕНИЙ ЗА ТРАНСФОРМАТОРАМИ
ОТВЕТВИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ НАЛИЧИИ
ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
3.1. Постановка задачи.
3.2. Эффект увеличения полного тока короткого замыкания при наличии переходного сопротивления.
3.3. Коррекция влияния переходного сопротивления токовых измерительных органов.
3.4. Учет нелинейного характера переходного сопротивления электрической дуги
3.5. Оценка возможности выделения параметров защищаемой
сети в аварийном и нормальных режимах.
3.6. Влияние несимметрии переходных сопротивлений при междуфазном дуговом коротком замыкании
3.7. Выводы.
Глава 4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ
УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛИЖНЕГО И ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ
4.1. Построение многопараметрических защит ближнего и дальнего резервирования
4.2. Совершенствование микропроцессорной защиты дальнего резервирования КЕДР
4.3. Разработка быстродействующей защиты электроустановок
корпусной конструкции элемента распределенной системы
ближнего резервирования.
4.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Проанализировано изменение величины гармонических составляющих в фазных напряжениях в зависимости от электрического расстояния от места установки защит до места горения дуги и выявлены наиболее информативные гармонические составляющие для распознавания переходного сопротивления в виде электрической дуги. При этом моделировалось также горение двух дуг одновременно при трехфазном несимметричном КЗ с изменением длины дуг. На основании результатов моделирования был предложен контроль гармонических составляющих напряжения, имеющих наибольшую стабильность. Для наиболее корректного учета действительных параметров электрической сети была разработана методика определения параметров короткозамкнутой цепи и нагрузки, которая позволяет определять сопротивление системы на шинах подстанции, сопротивление короткозамкнутой ветви и сопротивление параллельной обобщенной нагрузки. В предлагаемой методике используются допущения возможности существования сопротивления нагрузки за защищаемым трансформатором, переходного сопротивления в месте КЗ, а также сопротивления защищаемого трансформатора при изменении положения РПН в заранее известных пределах. Доказано, что в границах заданных диапазонов значений данных величин погрешность является допустимой для целей релейной защиты. Выявлено влияние несимметрии переходных сопротивлений при междуфазном дуговом коротком замыкании, в том числе при трехфазных КЗ с горением двух электрических дуг. Определены зависимости тока обратной последовательности от длин электрических дуг. Также были сформированы области двухфазных и трехфазных КЗ при неравенстве переходных сопротивлений между фазами в пространстве токов прямой и обратной последовательности и в пространстве приращений токов прямой и обратной последовательности. В четвертой главе рассмотрены разработанные многопараметрические защиты дальнего резервирования типа КЕДРМУ2 рис. РПН и распределенной системы резервной защиты с контролем действия релейной защиты и коммутационной аппаратуры на ответвительных и промежуточных подстанциях, структурная схема релейной защиты дальнего резервирования от несимметричных повреждений, быстродействующая защита электроустановок корпусной конструкции РДЗ7, представляющей элемент распределенной системы ближнего резервирования. Устройство устанавливается на питающем конце линии и действует на отключение линейного выключателя при КЗ стороне низшего напряжения на ответвительных и промежуточных подстанциях. В данном устройстве в отличие от предыдущей версии КЕДР VI введены алгоритмы коррекции влияния переходного сопротивления электрической дуги в месте повреждения, коррекции входных сигналов в режимах пуска самозапуска ЭД и аварийного режима, обеспечивающая более эффективное разделение областей данных режимов, контроля фазовых соотношений между векторами токов прямой и обратной последовательности, облегчающее распознавание несимметричных КЗ за трансформаторами с группами соединений обмоток звезда треугольник. Многоканальное микропроцессорное устройство РДЗ7 является защитой от дуговых коротких замыканий, имеет 6 независимых каналов. К каждому каналу может подключаться до 6 пассивных оптикоэлектрических датчиков типа ПФД. Каждый канал имеет отдельное выходное реле с двумя гальванически разделенными контактами. В устройстве использованы схемы с вновь введенными элементами функционального и тестового контроля с возможностью блокирования отказавших каналов, а также дополнительно организованы блоки энергонезависимой памяти, что позволяет даже при потере питания устройства с последующим восстановлением питания сохранять информацию о сработавших на отключение, а также выведенных и заблокированных каналах. Автор глубоко сожалеет о безвременной кончине в г. Электрические станции ЮРГТУ ИЛИ, доктора технических наук, профессора Быкадорова Владимира Федоровича, явившегося вдохновителем данной работы и выражает глубокую признательность кандидату технических наук, профессору Шуляку Виктору Григорьевичу, за методическую помощь и научные консультации при подготовке диссертации.