Исследование влияния изменения характеристик защитных аппаратов на показатель надежности защиты подстанций 35-500 кВ от перенапряжений

• Автор: Колычев, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 285 с. : ил

Содержание
Введение.

Глава первая. Обзор исследуемою вопроса и постановка задачи диссертационной работы

1.1. Причины изменения вольтамперной и вольтсскундной характеристики вентильных разрядников РВ.
1.2. Причины изменения ВАХ нелинейных ограничителей перенапряжений классов напряжений 0 кВ
1.3. Анализ показателя надежности грозозащиты подстанций 0 кВ при номинальных характеристиках ВР
1.4. Анализ современного состояния защиты подстанций 0 кВ ог внутренних перенапряжений

1.5. Выводы и постановка задачи диссертационной работы

Глава вторая. Усовершенствованная методика исследования перенапряжений и токов через защитные аппараты подстанций 0 кВ

2.1. Методика численного анализа надежности грозозащиты подстанций .

2.1.1. Основные положения методики.

2.1.2. Методика совместного расчета процессов в системе молния подстанция
2.1.3. Область опасных волн при прорыве молнии на провода и при обратных перекрытиях с опоры на провод
2.1.4. Алгоритм построения кривых опасных волн КОВ
2.2. Обзор внутренних перенапряжений
2.3. Методика расчета импульсных и коммутационных токов через ОПН
2.4. Методика прогнозирования ожидаемого срока службы ОПН.
Глава третья. Исследование грозозащиты типовых подстанций 0 кВ с использованием вентильных разрядников и мероприятия по улучшению грозозащиты подстанций .
3.1 .Основные положения исследования грозозащиты типовых подстанций
3.2. Исследование грозозащиты тупиковой подстанции кВ и импульсных токов, протекающих через защитные аппараты.
3.3. Исследование 1розозащиты типовых подстанций кВ при использовании вентильных разрядников с тестированными и измененными харакчеристиками.
3.3.1. Исследование грозозащиты типовых подстанций 0 кВ при использовании вентильных разрядников.
3.3.2. Исследование грозозащиты типовых подстанций 0 кВ при использовании вентильных разрядников.
3.3.3. Исследование грозозащиты типовых подстанций 0 кВ при использовании вентильных разрядников.
3.3.4. Исследование грозозащиты типовых подстанций 0 кВ при использовании вентильных разрядников.
3.4. Использование ОПН нового поколения в грозозащите типовых подстанций кВ
3.5. Каскадный способ грозозащиты подстанций 0 кВ.
3.6. Анализ импульсных токов, протекающих через защитные аппараты
0 0 кВ ,. ИЗ
3.7. Исследование вопроса срока службы эксплуатационного оборудования.
3.8. Вывода по главе
Глава четвертая. Глубокое ограничение внутренних перенапряжений
в сетях 0 кВ.
4.1. Исследование внутренних перенапряжений при коммутациях линий
0 кВ.
4.2. Мероприятия по улучшению зашиты подстанций 0 кВ от внутренних перенапряжений.
4.3. Исследование внутренних перенапряжений при коммутациях трансформаторов автотрансформаторов
4.4. Исследование внутренних перенапряжений при коммутациях реакторов. Мероприятия по улучшению защиты реакторов от перенапряжений при
их коммутациях.
4.5. Исследование коммутационных токов, протекающих через нелинейные ограничители перенапряжений
Глава пятая. Разработка технических требований к ОПН 0 кВ
5.1. Анализ допустимых токов, протекающих в нормальном эксплуатационном режиме, при импульсных и коммутационных воздействиях.
5.2. Исследование напряжений, воздействующих на нелинейные ограничители перенапряжений
5.2.1. Характеристики рабочего напряжения
5.2.2. Характеристики квазистационарных перенапряжений в симметричном режиме.
5.2.3. Характеристики квазистационарных перенапряжений в несимметричном режиме.
5.3. Анализ импульсных и коммутационных токов протекающих через ОПН. 2 5 .4. Технические требования к ОПН
5.5. Вопросы эксплу атации ОПН.
5.6. Исследование срока службы ОПН.
Заключение.
Список литературы


Вольтамперная характерист ика у оставшихся неповрежденных варисторов при фазном напряжении была несколько выше ранее измеренной ток утечки 1, мА по сравнению с 1, мА. Кроме того, перегиб ВАХ у ОПН возникает при напряжении, равном 0,8 от гарантируемого защитного уровня. ОПН0. Количество срабатываний фаза А , фаза , фаза С . Стабильность ВАХ ограничителей имеет важное значение для их надежной работы. На подстанциях могут быть одновременно включены несколько, например, два комплекта ОПН один на шинах, другой в цепи силового трансформатора и при возникновении коммутационных перенапряжений параллельно включенные ОП начинают пропускать токи одновременно. В идеальном случае полного совпадения волыамперных характеристик всех установленных ОПН, протекающие через аппараты токи будут равны. Однако необходимо считаться с тем, что параметры самих аппаратов подвержены статистическому разбросу и, как отмечалось, изменяются со временем. Известно, что ВАХ ОПН описывается уравнением и А Iе, где А коэффициент, численно равный остающемуся напряжению на варисторах ОПН при пропускании через него тока 1 А, а коэффициент нелинейности. При параллельном включении двух ОПН с различными а можно написать следующее равенство А2, где ц и ъ токи через ОПН1 и ОПН2. Очевидно, что при большей величине а через ОПН протекает меньший ток, ге. А 2 а Аа . При этом 1а 1 А а а , откуда
А а
а . Так, например, расчеты для двух параллельно включенных ОПН 0 кВ, показывают, что если у второго аппарата есть отклонение от коэффициента а на , то это приводит к различию в амплитудах тока более таблица 1. Это может привести к сокращению ресурса пропускной способности ограничителей перенапряжений. Таблица 1. Влияние различия а на распределение токов. Я, включаемых в цепи заземления аппаратов. Это показано также в работах доцента В. В.Базуткина. А1а И А ьДО аЛоЧ И 1Д1,
М. В Я А аЛа 1 аЛа1 2 2А2 аДа аДа1 1Да1 I 2аДа2. Таким образом, нелинейные ограничители перенапряжений, которые проработали более лет, обладают, измененной ВАХ. Остающееся напряжение в области грозовых токов увеличивается. Срок службы ОПН в значительной степени зависит от амплиту ды и длительности воздействия внутренних перенапряжений и частоты их появлений. При работе нелинейного ограничителя в тяжелых условиях срок слу жбы определяется срабатываниями. При работе на подстанции одновременно двух параллельно включенных ОПН возможно, при появлении коммутационных перенапряжений, протекание различных токов через эти аппараты. Эго связано с тем, что параметры самих ОПН подвержены статистическому разбросу. ВР. В настоящее время рекомендуемые НУЭ схемы фозозащиты подстанций 0 кВ содержат следующие элементы вентильные разрядники на сборных шинах, защищенный от прямых ударов молнии подход угол защиты троса , сопротивление заземления опор на подходе в зависимости от удельного сопротивления фунта в пределах Ом , молниеотводы на ОРУ с учетом нормированных расстояний по воздуху и в земле от молниеотвода до электрооборудования. Анализ показывает, что при соблюдении требований ПУЭ в части защиты подстанций от прямых ударов молнии, вероятность поражения электрооборудования достаточно мала и этой составляющей грозовой аварийности можно пренебречь. Поэтому на первый план выходит составляющая, зависящая от волн, набегающих по линиям. При защите подстанций от набегающих грозовых волн согласно требованиям ПУЭ требуется грозозащитный подход от нескольких сотен метров до нескольких километров в зависимости от материала опор, схемы подстанции, удельного сопротивления фунта в районе расположения подстанции и нормируются допустимые максимальные расстояния от защитных аппаратов вентильных разрядников до защищаемого оборудования. Грозовые волны, набегающие на подстанцию с линии в зависимости от многих факторов амплитуды импульса тока, крутизны фронта, места удара молнии от входа подстанции и т. В любом случае они фиксируются с помощью автоматической регистрации перенапряжений. Результаты автоматической регистрации характеризуют статистический поток фозовых перенапряжений в исследуемой точке.