Повышение надежности сельских электрических сетей 6(10) кВ на основе оперативного определения места повреждения при однофазных замыканиях на землю по параметрам переходного процесса без отключения потребителей

• Автор: Байбурин, Эдуард Рамилевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 222 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 КВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ статистических данных о повреждаемости линий электропередач при однофазных замыканиях на землю

1.2 Обзор методов и устройств определения места

повреждения при однофазных замыканиях на землю

1.3 Патентный обзор методов и средств определения расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях напряжением кВ с изолированной нейтралью

1.4 Постановка задачи исследования Глава 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 6 КВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ

2.1 Теоретические сведения об однофазных замыканиях на землю

в сетях с изолированной нейтралью

2.2 Математическая модель электрической сети 6 кВ в режиме однофазного замыкания на землю на основе метода переменных состояния
2.3 Математическая модель сети в режиме 3 на основе метода преобразований Лапласа
2.4 Модель сети в программной среде Бтитк
2.5 Выводы по главе 2
Глава 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 КВ ПО ПАРАМЕТРАМ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
3.1 Метод оперативного определения места повреждения электрической сети напряжением 6 кВ на основе разряда
емкости поврежденной фазы
3.2 Метод и устройство для определения места замыкания на основе измерений собственных частот переходного процесса разряда емкости поврежденной фазы и подзаряда емкостей неповрежденных фаз
3.3 Метод определения места замыкания на основе модели линии электропередачи в аварийном режиме
3.4 Программный комплекс для расчета параметров переходных процессов и определения расстояния до места повреждения
3.5 Выводы по главе 3 9 Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 КВ
4.1 Программный комплекс для моделирования и исследования переходных процессов
4.2 Исследование влияния переходного сопротивления
4.3 Исследование влияния удаленности точки замыкания
от шин подстанции
4.4 Исследование влияния количества линий электропередачи
и характера нагрузки
4.5 Исследование влияния высших гармонических составляющих доаварийного режима на ток замыкания
4.6 Исследование влияния межфазных емкостей на ток
замыкания и ток утечки
4.6 Выводы по главе 4
Глава 5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 6 КВ БЕЗ ОТКЛЮЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
5.1 Определение экономического эффекта от внедрения
5.2 Определение капитальных затрат на внедрение устройства
5.3 Оценка экономической эффективности от внедрения
5.4 Оценка бюджетной эффективности проекта
5.5 Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Однако до сих пор не существует метода, который удовлетворяет всем требованиям эксплуатации и мог бы успешно применяться при всех видах повреждений в сети любой конфигурации 6. Некоторые устройства обеспечивают высокую точность, но могут применяться при ограниченных условиях, другие имеют высокую стоимость и для их обслуживания требуется высоко квалифицированный персонал. Поэтому выбор того или иного метода и устройства определяется конкретными условиями и возможностями энергоснабжающей организации. В эксплуатационной практике вполне достаточно проводить измерения расстояния до места повреждения в В Л 6 кВ с точностью до нескольких десятков метров И, так как основное время при устранении аварии затрачивается на переезд к месту повреждения и выполнение работ по восстановлению нормального электроснабжения потребителей. Большой вклад в создание методов и приборов для измерения расстояния до места повреждения в ЛЭП при 3 внесли ученые и инженеры Г. М. Шалыт, Ю. Л. Быховский, А. П. Осадчий, В. К. Спиридонов, Ф. А. Лихачев, А. И. Клачков, В. И. Щуцкий, В. В. Платонов и др. Метод с визуальным осмотром используют при плановом или внеочередном обходе линии электропередачи. Этот метод позволяет определить достаточно ярко выраженные нарушения изоляции, замыкания через дугу, обрывы проводов, а также большое число самоустранившихся повреждений. Достоинством метода с визуальным осмотром ЛЭП является высокая точность и надежность, а недостатком является то, что не каждое повреждение можно обнаружить таким способом, особенно если повреждение носит неустойчивый характер и сопровождается незначительными дефектами. Кроме того, при неблагоприятных погодных условиях гололед, снежные заносы, затопления и др. В некоторых случаях, для облегчения поиска места повреждения, осуществляется установка секционирующих выключателей, позволяющих выделить поврежденный участок линии. Однако это не исключает необходимости посылки ремонтной бригады к поврежденному участку и его обхода. Метод ОМП с визуальным осмотром ЛЭП используют обычно совместно с методами дистанционных измерений. Таким образсм, определение места повреждения путем обхода линии является малоэффективным, требует много времени и труда, а также большого штата обслуживающего персонала. Применение переносных вдольтрассовых приборов, основанных на контроле магнитного поля вдоль линии или тока замыкания на землю в местах ответвлений, в значительной хмере облегчает поиск места повреждения, но не исключает необходимости обхода линии электропередачи. Применение таких приборов возможно для сетей напряжения 6 кВ и небольшой длины. При применении метода определения места повреждения с помощью сигналов звуковой частоты предварительно определяют поврежденную линию и замкнутую на землю фазу. Генератор звуковой частоты присоединяют между поврежденной фазой и землей. Ток звуковой частоты 0 Гц, протекающий по петле поврежденная фазаземля наводит магнитный поток, который пересекает витки антенны. Наведенная в витках антенны ЭДС усиливается и с помощью телефона преобразуется в звуковые колебаниям. Место замыкания на землю определяют по исчезновению звука в телефоне за местом повреждения, перемещая прибор вдоль линии. Металлическое замыкание вызовет резкое ослабление или полное отсутствие звука за точкой повреждения, а замыкание на землю через переходное сопротивление снизит уровень сигнала. Генератор звуковой частоты должен обладать достаточной мощностью, поскольку значение необходимого тока лежит в пределах 5 А. Подобные устройства используют для определения мест повреждений в кабельных линиях. Применение метода определения места повреждения с помощью сигналов звуковой частоты возможно только при отключенной линии. В основе метода определения места повреждения по измерению суммы токов замыкания на землю лежит принцип электромагнитной индукции. Магнитное поле, образованное суммарным током в проводе и током в земле наводит ЭДС в измерительной катушке, величина которой пропорциональна суммарному току. Измеряя значения ЭДС вдоль линии, определяют место повреждения по ее изменению.