Повышение надежности электроснабжения сельского хозяйства путем совершенствования релейных защит от аварийных режимов в сетях 0,38...35 кВ

• Автор: Попов, Николай Малафеевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 370 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ

В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 0,. КВ.

1.1. Анализ аварийности распределительных сетей

1.2. Методы расчета аварийных режимов

1.3. Анализ средств отключения аварийных режимов на линиях 6 кВ

1.4. Опасность двойных замыканий на землю

1.5. Анализ средств отключения аварийных режимов на линиях 0, кВ.

1.6. Секционирование электрических сетей.

Выводы по главе 1

Глава 2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 0,. КВ.
2.1. Моделирование нагрузок трехпроводных и четырехпроводных сетей
2.1.1 .Модель нагрузки, соединенной в треугольник, в трехпроводной сети.
2.1.2. Модель нагрузки, соединенной в звезду, в трехпроводной сети
2.1.3. Модель нагрузки, включаемой между фазными и нулевым проводами, в четырехпроводной сети.
2.1.4. Модель нагрузки, соединенной в треугольник,
в четырехпроводной сети
2.1.5. Модель нагрузки, соединенной в звезду, в четырехпроводной сети
2.2. Моделирование линий трехпроводных и четырехпроводных сетей
2.2.1. Моделирование блока проводимостей линии электропередачи
2.2.2. Моделирование блока сопротивлений линии электропередачи
2.2.3. Моделирование всего участка линии электропередачи
2.3. Вычисление матрицы сопротивлений трансформатора
2.4. Моделирование трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда треугольник.
2.5. Моделирование трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда звезда с нулем
2.6. Алгоритм расчета токов и напряжений в распределительной сети
2.7. Методика расчета линий кВ с ответвлениями
2.8. Синтез схемы управления устройством выделения ответвления
с коротким замыканием
2.9. Методика расчета линий с двухсторонним питанием.
Выводы по главе
Глава 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕАГИРУЮЩИХ ОРГАНОВ
ТОКОВЫХ ЗАЩИТ
3.1. Особенности использования герконов в релейной защите
3.2. Исследование токового геркона.
3.3. Использование токовых герконов в схемах токовых отсечек.
3.4. Исследование расширителя импульсов с герконом.
3.5. Построение максимальных токовых защит с токовым герконом
3.6. Построение реагирующего органа на промежуточном реле
3.7. Синтез схемы фазочувствительного органа.
3.8. Построение многоступенчатой токовой защиты
3.9. Экономичная проверка работоспособности реагирующих
органов защит.
Выводы по главе
Глава 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ КВ
4.1. Симметричные логические функции и их реализация
4.1.1.Сведения о симметричных логических функциях
4.1.2.Реализация симметричных логических функций герконовыми реле
4.1.3.Реализация симметричных логических функций диодными мостами.
4.2. Распознавание несимметрии напряжений на шинах кВ подстанции
4.3. Метод расчета несимметричных режимов в системе линия кВ трансформатор кВ линия кВ нагрузка.
4.4. Обоснование времени действия защиты
4.5. Синтез схемы ускоренного отключения двухфазных коротких
замыканий на линиях кВ.
4.7. Метод расчета двойных замыканий на землю
4.8. Синтез схемы ускоренного отключения двойных замыканий
на землю
Выводы по главе 4.
Глава 5. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ОТКАЗОВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
НА ЛИНИЯХ 0, КВ.
5.1. Обоснование разработки устройства резервирования отказа выключателей на линиях кВ
5.2. Определение ущерба от неотключившихся коротких замыканий.
5.3. Синтез схем с памятью
5.4. Синтез схемы устройства резервирования отказов выключателей
на линиях 6 кВ
5.5. Моделирование и расчет токов коротких замыканий
в сетях 0,0, кВ
5.6. Совершенствование фильтров токов нулевой последовательности .
5.7. Анализ работы автоматических выключателей и проводов
линий 0, кВ при удаленных коротких замыканиях
5.8. Увеличение надежности работы потребительских трансформаторов.5 Выводы по главе 5.
Глава 6. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ.
6.1. Совершенствование методики вычисления коэффициентов обратной
и нулевой последовательности по напряжению у потребителей
6.2. Моделирование защит с фильтрами напряжения нулевой последовательности в фазных координатах.
6.3. Контроль напряжений у нескольких потребителей при обрывах фаз.
6.4. Моделирование и расчет защит с фильтрами напряжения обратной последовательности ФНОП.
6.4.1. Определение сопротивлений ФНОГТ
6.4.2. Моделирование ФНОП в трехпроводной сети в фазных координатах.
6.4.3. Моделирование ФНОП в четырехпроводной сети в фазных координатах.
6.4.4. Варианты исполнения реагирующих органов к ФНОП
6.4.5. Совершенствование защит с ФНОП
6.5. Реализация симметричных функций на переменном токе
6.5.1. Совершенствование температурной защиты потребителей.
6.5.2. Реализация функции неравнозначность трехфазным
диодным мостом для трехфазного тока.
Выводы по главе 6.
Глава 7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ СЕТЕЙ .0, КВ И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
7.1. Экономическое обоснование автоматического поперечного секционирования на линии кВ.
7.2. Экономическое обоснование внедрения схемы ускоренного отключения двухфазных КЗ на линии кВ
7.3. Экономическое обоснование внедрения УРОВЮ.
7.4. Обоснование использования защиты с ФНОП в схемах
погружных электродвигателей.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников


Ярким представителем таких защит являются трехступенчатые токовые защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленной нейтралью. Жо ИЛИ 1,,щАКю где Ккз кратность тока КЗ. Плавную защитную характеристику можно заменить на ступенчатую, в пределе с бесконечным количеством ступеней. К таким защитам относятся многочисленные МТЗ, построенные на предохранителях с плавкими вставками, на индукционных реле, на тепловых реле. Защиты с изменением алгоритма при включении. Это и ускорение действия защиты после АПВ, и изменение чувствительности при включении выключателя. Защиты, реагирующие на скорость изменения подведенных параметров можно использовать там, где максимальные токи нагрузки соизмеримы по величине с токами удаленных КЗ , . При включении нагрузки ток в линии увеличивается на небольшую величину. Так, при включении электродвигателя воздуходувки мощностью кВт на стороне кВ трансформатора 0,4 кВ будет протекать пусковой ток А . КЗ Н,ик
В защитах, реагирующих на скорость изменения тока 8, вторичный ток трансформатора тока преобразуется в пропорциональное напряжение, выпрямляется диодным мостом, а реагирующий орган подключается через дифференцирующую цепочку рис. Рисунок 1. Недостатком таких защит является невозможность создания выдержки времени, другими словами, такая защита не может быть отстроена от кратковременных бросков тока и может ложно срабатывать при включениях трансформаторов. В работе рассматривается дальнейшее развитие этого вида токовых защит. Защиты, изменяющие алгоритм действия в зависимости от вида и места повреждения. К ним относятся защиты, построенные на базе симметричных логических функций . Такие защиты различают симметричные и несимметричные КЗ. Тогда можно выполнить защиту более чувствительную к наиболее распространенным несимметричным КЗ. ОнТА,Тс,Т0Тм, где Оц сигнал на отключение выключателя присоединения
функция неравнозначность, принимающая значение 1, если только одна или две переменные из трех принимают значение 1. ТА токовое реле, реагирующее на трехфазные КЗ, действующее на отключение выключателя без выдержки времени. Обрывы фазных проводов на линиях и кВ приводят к искажению напряжений у потребителей . Этот сигнал принимает по каналам связи диспетчер электрических сетей и принимает меры к отысканию повреждения. Если обрыв произошел без замыкания на землю разрыв в шлейфе провода или в предохранителе, то об этом повреждении узнают только по сигналам потребителей, у которых исказились напряжения. Потребители только по телефону могут сообщить диспетчеру об искажении напряжений. Иногда от момента возникновения аварии до ее обнаружения и ликвидации проходит несколько часов. Мсждуфазные КЗ на линиях должны отключаться релейными защитами линий. Если не срабатывает релейная защита линии или отказывает выключатель, то должен отключиться выключатель трансформатора . Определим предельную длину линии кВ, при которой будет осуществляться резервирование выключателей линий. Рассмотрим два варианта отстройки МТЗ трансформатора со стороны кВ. В одном варианте отстроим защиту ввода кВ от номинального тока трансформатора, что практически никогда не осуществляется в большинстве случаев защиту отстраивают от тока больше номинального. Кн 1,2 Кво, 0,. Коэффициент чувствительности защиты трансформатора в резервной зоне должен быть больше или равен 1,2 Кч. Ю Кч. Хф. Результаты расчетов для наиболее распространенных трансформаторов кВ мощностью от кВА до кВА для линий, выполненных проводами АС или АС, приведены в таблицах 1. Таблица 1. Бф ,кВА 1 А 1с. Л 1 мин. КЗ А ФФ, Ом АС Сщкл, КМ ЛС Сцпсл. Таблица 1. ВА , А 1с. Л 1мин. КЗ , А гФ. С увеличением мощности трансформатора предельная длина резервной зоны защиты трансформатора уменьшается. С учетом сопротивления системы относительно шин кВ подстанции минимальные токи КЗ снизятся, и предельная длина линий уменьшится. В реальных сетях предельная длина линий кВ находится в пределах км, поэтому выключатели трансформаторов мощностью кВА и выше могут не чувствовать удаленные КЗ на линиях.