Коммутационные перенапряжения в распределительных сетях 6КВ шахт и рудников и способ их эффективного ограничения

• Автор: Майнагашев, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.2 Общие положения.

1.2 Анализ аварийности систем электроснабжения 6 кВ шахт и рудников.

.1 Кабельные линии.

1.2.2 Силовые трансформаторы.

1.2.3 Элекфодвиютели.

1.2.4 Высоковольтные ячейки

1.3 Анализ результатов исследований коммутационных перенапряжений.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
2.1 Результаты обработки статистических данных о перенапряжениях, возникающих в обмотке высокого напряжения при коммутации силовых трансформаторов в симметричном режиме
2.2 Результаты обработки статистических данных о перенапряжениях, возникающих в обмотке низкого напряжения силовых трансформаторов при их коммутации в симметричном режиме.
2.3 Результаты обработки статистических данных при коммутации силовых трансформаторов в неполнофазном режиме
2.4 Результаты обработки статистических данных при коммутации асинхронных электродвигателей.
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В СИСТЕМЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ ТРАНСФОРМАТОР
3.1 Общие сведения и методика исследования.
3.2 Обоснование схемы моделирования при отключении силовых трансформаторов
3.3 Моделирование перенапряжений при коммутации сухого трансформатора мощностью 0 кВ А
3.4 Моделирование перенапряжений при коммутации сухого трансформатора мощностью 0 кВА
3.5 Моделирование перенапряжений при коммутации сухого трансформа тора мощностью 0 кВА
3.6 Моделирование перенапряжений при коммутации сухого трансформатора мощностью кВА.
3.7 Анализ полученных результатов
ВЫВОДЫ.
4 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР МЕТОДА ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КП В СЕТЯХ 6 кВ ШАХТ И РУДНИКОВ
4.1 Общие сведения
4.1 Анализ существующих методов оценки и прогнозирования коммутационных перенапряжений в сетях 6 кВ.
4.2.1 Математические, физические, экспериментальные, компьютерные методы моделирования и метод оценки КП на основе регрессионных уравнений.
4.2.2 Экспресс методы оценки коммугапион ьх перенапряжений
4.2.3 Комплексный метод оценки и прогнозирования коммутационных
перенапряжений в сетях 6 кВ
4.3 Обоснование и выбор метода оценки КП в сетях 6 кВ шахт и рудников
5 РАЗРАБОТКА И ВЫБОР ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОГРАНИЧЕНИЯ КП В СЕТЯХ 6 КВ ШАХТ И РУДНИКОВ
5.1 Общие сведения.
5.2 Анализ существующих средств и устройств ограничения коммутационных перенапряжений
5.2.1 Кабельные линии
5.2.2 Нелинейные ограничигели перенш фяжений.
5.2.3 Устройства на базе ЯСцепейИСограничтели и ЯСгасители.
5.3 Ограничение коммутационных перенапряжений на основе компенсации реактивной мощности.
5.3.1 Физические процессы, возникающие три отключении трансформаторов с учетом компетгсации тока холостого ход а
5.3.2 Результаты компьютерного моделирования и экспериментальных исследований.
5.4 Совершенствование установок компенсации реактивной мощности с учетом ограничения коммутационных перенапряжений
5.5 Результаты опытной эксплуатации усовершенствованных автоматически регулируемых конденсаторных установок.
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Принятые обозначения и сокращения
АД асинхронный двигатель
ВВ вакуумный выключатель
ВН высокое напряжение
ДН делитель напряжения
КП коммутационные перенапряжения
МВ масляный выключатель
НН низкое напряжение
3 однофазное замыкание на землю
ОПН ограничитель перенапряжений нелинейный
Г1П переходной процесс
ПТП передвижная трансформаторная подстанция СД синхронный двигатель СЭС система электроснабжения ТП трансформаторная подстанция
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


X Всероссийская научнопрактическая конференция Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города г. Публикации. По результатам исследований опубликовано печатных работ, из которых 3 статьи в периодическом издании по списку ВАК 8 работ в трудах международных и всероссийских конференций. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений, библиографического списка из 3 наименований. Основной текст диссертационной работы изложен на 5 страницах, проиллюстрирован рисунками и таблицами. Выполнен анализ аварийности распределительных сетей и электрооборудования б кВ на шахтах и рудниках, расположенных в Сибири и на Урале. Проанализирован опыт эксплуатации средств и устройств ограничения коммутационных перенапряжений КП. Рассмотрены вопросы, связанные с исследованием КП в сетях 6 кВ шахт и рудников. Сформулированы задачи аналитических и экспериментальных исследований. Исследования КП в системах электроснабжения шахт и рудников были выполнены на примере угольных шахт Кузбасса, калийных рудников и рудников по добыче железной руды, расположенных в регионах Сибири и Урала. Условия эксплуатации распределительных сетей 6 кВ и высоковольтных электроприемников на шахтах и рудниках имеют много общего. В первую очередь, отметим внешние факторы влажность и температура окружающей среды, проведение буровзрывных работ, повышенная запыленность и ограниченные пространства по установке и расположению трансформаторных подстанций ТП и технологических комплексов. В системе электроснабжения 6 кВ шахт и рудников используются практически однотипные кабеля, высоковольтные коммутационные аппараты и передвижные ТП 8,,. Основными электроприемниками являются передвижные трансформаторные подстанции ПТП типа ТСШВП и КТСВП , , и ,4. На их долю приходится практически от общего количества основных электроприемников, а на высоковольтные электродвигатели соответственно . Средний возраст эксплуатации кабельных линий КЛ электродвигателей и трансформаторов шахт и рудников составляет лет. Таким образом, шахты и рудники, расположенные в Сибири и на Урале, можно рассматривать как единый объект для исследований. Длительная эксплуатация высоковольтных КЛ, электродвигателей, ТП и негативное влияние внешних технологических факторов приводит к интенсивному старению изоляции электрооборудования и КЛ, что впоследствии приводит к электрическому пробою изоляции. За последние 8 лет наблюдался постоянный рост количества однофазных замыканий на землю 3 в сетях 6 кВ шахт и рудников. По оценке авторов ,,,, доля 3 в общем числе аварийных ситуаций составляет , в то время как до года на 3 приходилось не более всех аварийных отключений ,,,. Изза низкой селективности защит от 3 более 3 переходит в 2х и 3х фазное короткое замыкание ,,,. С года и но настоящее время системы электроснабжения шахт и рудников претерпевают серьезные изменения. На смену масляным и воздушным высоковольтным выключателям приходят современные вакуумные выключатели ВВ, начаты работы по проектированию систем электроснабжения шахт и рудников на напряжение кВ. Широко используется автоматическая компенсация емкостных токов 3 в сетях 6 кВ. Стоит отметить, что ведутся работы по замене устаревших КЛ и электродвигателей на новые. Однако аварийность систем электроснабжения шахт и рудников остается попрежнему высокой. Опыт эксплуатации ВВ и исследования в области КП показывают, что при отключении высоковольтных электродвигателей и трансформаторов возникают высокие уровни КП, способные привести к пробою изоляции КЛ, электродвигателей и трансформаторов ,,,. Следовательно, современный анализ аварийности систем электроснабжения шахт и рудников необходимо выполнить с учетом внедрения ВВ. Данный анализ позволит выявить влияние КП на систему электроснабжения 6 кВ и определить наиболее слабые места в распределительных сетях, установить причину выхода из строя КЛ, высоковольтных электродвигателей и ТП. На основе данного анализа можно выработать стратегию, приводящую к повышению надежности систем электроснабжения 6 кВ шахт и рудников.