Совершенствование методики расчета и средств диагностики устройств защиты в сельских сетях 0,38 КВ

• Автор: Олин, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 189 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Анализ методов расчета и средств отключения однофазных коротких замыканий.

1.1 Необходимость отключения однофазных коротких замыканий

1.2 Обзор методов расчета однофазных коротких замыканий

1.2.1 Метод симметричных составляющих

1.2.2 Метод фазных координат.

1.2.2.1 Моделирование нагрузок.

1.2.2.1.1 Включение нагрузки между фазными и нулевым проводами в четырехпроводной сети

1.2.2.1.2 Включение нагрузки между фазами

1.2.2.1.3 Включение нагрузки, соединенной в звезду.

1.2.2.2 Моделирование линий электропередачи
1.2.2.3 Моделирование трансформаторов распределительных сетей
1.3 Обзор защитных аппаратов по определению и отключению однофазных коротких замыканий
1.3.1 Предохранители с плавкими вставками
1.3.2 Автоматические выключатели.
1.3.3 Полупроводниковая защита ЗТИ0,4.
1.3.4 Устройство для защиты трансформатора от однофазного короткого замыкания
1.4 Цели и задачи исследования.
1.5 Выводы по главе
Глава 2 Расчет токов и напряжений пятипроводных сетей методом фазных координат
2.1 Моделирование нагрузок и поперечной несимметрии
2.2 Моделирование линии электропередачи
2.2.1 Упрощенная модель линии
2.2.2 Модель линии с учетом геометрического расположения проводов на опоре
2.3 Моделирование трансформаторов.
2.3.1 Модель трансформатора 0,4 кВ со схемой соединения обмоток звезда звезда с нулем для пятипроводной сети
2.3.2 Проверка модели трансформатора в различных режимах работы .
2.4 Сравнение токов однофазного КЗ при повреждении различных фаз воздушной линии.
2.5 Сравнение методов расчета однофазных КЗ в сети ТИБ.
2.5.1 Расчет методом симметричных составляющих
2.5.2 Расчет методом фазных координат.
2.6 Модель сети 0, кВ системы ТЫБ с определением напряжений и токов в произвольных точках сети
2.7 Вычисление симметричных составляющих токов и напряжений при несимметричной нагрузке разных фаз
2.8 Моделирование сетей 0, кВ систем ТМБ и ТЫСБ в математическом комплексе МАТЬАВ.
2.9 Выводы по главе
Глава 3 Диагностика автоматических выключателей при однофазных коротких замыканиях
3.1 Термическое воздействие тока короткого замыкания на изоляцию проводов.
3.1.1 Определение температуры проводов при коротком замыкании.
3.1.2 Определение предельного времени протекания тока короткого замыкания с точки зрения возгорания изоляции.
3.2 Определение действующего значения тока
при коротком замыкании.
3.3 Устройства проверки расцепителей автоматических
выключателей.
3.3.1 Прогрузка автоматических выключателей
3.3.2 Использование емкостного накопителя энергии.
3.3.3 Создание искусственного однофазного короткого замыкания
на выходе автоматического выключателя.
3.4 Экспериментальная проверка автоматических выключателей
3.5 Выводы по главе 3.
Глава 4 Контроль целостности нулевых проводников пятипроводной
сети 0, кВ
4.1 Требования нормативных документов при применении пятипроводных сетей
4.2 Обзор устройств контроля непрерывности нулевых проводников.
4.3 Устройство контроля целостности нулевых проводников
в сети 0, кВ системы ТЫБ.
4.4 Выводы по главе 4.
Глава 5 Экономическое обоснование диагностики автоматических выключателей
5.1 Расчет возможного дохода от внедрения устройства
5.2 Расчет надежности проектируемого устройства.
5.3 Выводы по главе 5.
Заключение
Список использованных источников


По данному методу система трехфазных токов и напряжений представляется векторами прямой А1, В1, С1, обратной А2, В2, С2 и нулевой последовательности АО, ВО, СО . Так при расчете ОКЗ без учета тока нагрузки в фазном и пулевом проводнике через место замыкания протекают токи прямой, обратной и нулевой последовательностей, направленные в одну сторону рис. Рисунок 1. Векторная диаграмма токов при однофазном КЗ Чаще всего говорят, что ток ОКЗ равен утроенному току нулевой последовательности . ТХ сопротивление трансформатора току ОКЗ. Ьп длина петли фазный нулевой провод. В приведенной формуле 1. Тем не менее, в четко указывается, что для определения тока ОКЗ необходимо отдельно учитывать активные и реактивные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности. Такой расчет позволяет более точно определить значение периодической составляющей тока однофазного КЗ , , . КЗ, мОм. Очень трудоемким является расчет таким методом аварийных режимов, когда необходимо учесть ток несимметричной нагрузки подключенной в разных точках сети, а также токи холостого хода трансформатора. Ввиду этого данный метод используют для рассмотрения трехфазных систем с симметричным расположением проводов 8. Анализ токов и напряжений по методу симметричных составляющих в несимметричной сети, к которой подключается несимметричная нагрузка в нескольких местах, является очень трудоемким. От этих недостатков свободен метод фазных координат. По этому методу любой элемент сети представляется 2Кполюсником относительно К числа фаз. Напряжения и токи на входах и выходах 2Кполюсников зависят от схемы и параметров устройства, замещающегося 2Кполюсником. Напряжение в каждой точке сети находится относительно базисного узла. Таким образом, можно определить фазные напряжения в любой точке сети, а по ним и значения линейных напряжений. Суть этого метода заключается в том, что при анализе несимметричных режимов рассматриваемая сеть разбивается на участки, которые участвуют в изменении напряжения и тока в сети. Каждый из участков сети представляется 2Кполюсником в форме Н или У. В процессе анализа сетей приходится переходить от Кполюсников одной формы к Кполюсникам другой формы . При этом метод фазных координат оперирует матрицами и векторами различной размерности, а численные значения всех элементов матриц и векторов в основном являются комплексными величинами. Для высоковольтных сетей метод расчета в фазных координатах описан в ряде работ 8, , , а для распределительных сетей он практически не применялся. Ввиду этого более подробно остановимся на моделировании параметров 2Кполюсников нагрузок, линий и трансформаторов распределительных сетей 0, кВ. Нагрузки в распределительных сетях с изолированной нейтралью могут подключаться между фазными проводами, а в сетях с глухозаземленной нейтралью между фазными и нулевым проводами в произвольном сочетании. При этом используется три подхода к составлению матрицы узловых проводимостей нагрузки с использованием законов Ома и Кирхгофа с использование общего правила с использование матрицы инциденций . Между фазными и нулевым проводами в четырехпроводной сети включаются электроприемники, которые могут представлять трехфазную симметричную, трехфазную несимметричную и однофазную нагрузку. По такой схеме включаются нагревательные, осветительные, облучательные установки, все бытовые элсктроприемники в четырехпроводных сетях. Практически все электроприемники представляют собой либо активную нагрузку, либо активноиндуктивную нагрузку. Емкостная нагрузка в сетях представляется конденсаторными установками. Без взаимной индуктивной связи между ветвями трехфазная нагрузка, соединенная в звезду с нулевым проводом, представляется тремя проводимостями в ветвях и четырьмя узлами рис. Номера ветвей на схеме проставлены в квадратах, а номера узлов в кружках. З Ч,
1Н4 Щ К4 К
Рисунок 1. Нагрузка представляется 2Кполюсником, который может получать питание от двух источников в точке присоединения к четырехпроводной сети. Для схемы, представленной на рисунке 1.