Анализ перенапряжений при дуговых, феррорезонансных и коммутационных электромагнитных переходных процессах в сетях 6-35 кВ

• Автор: Титенков, Сергей Станиславич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 217 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КВАЗИСТАЦИОНАРНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
1.1. Напряжение смещения на изолированной нейтрали при различии
ПРОВОДИМОСТЕЙ ФАЗ СЕТИ НА ЗЕМЛЮ
1.2. Устойчивое однофазное замыкание на землю в сети с
ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
1.3. Устойчивое однофазное замыкание на землю в сети с нейтралью,
ЗАЗЕМЛЕННОЙ ЧЕРЕЗ ДУГОГАСЯЩИЙ РЕАКТОР
1.4. Устойчивое однофазное замыкание на землю при высокоомном
ЗАЗЕМЛЕНИИ НЕЙТРАЛИ
1.5. Устойчивое однофазное замыкание на землю в сети с нейтралы^ заземленной: через дугогасящий реактор, шунтированный резистором
1.6. Резонансное смещение нейтрали в сети с дугогасящим реактором
1.7. Резонансное смещение нейтрали при неполнофазных включениях В СЕТИ с дугогасящим реактором
1.8. Резонансное смещение нейтрали в сети с дугогасящим реактором при однофазном замыкании на землю через индуктивное сопротивление
2. ДУГОВЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
2.1. Дуговые перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью
2.2. Дуговые перенапряжения в сетях с нейтралью, заземленной через резистор
2.3. Дуговые перенапряжения в сетях с компенсацией емкостного тока
2.4. Дуговые перенапряжения в сетях с токоограничивающими реакторами
3. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
3.1. Общая характеристика феррорезонансных процессов и методов их исследования
3.2. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ НЕПОЛНОФАЗНЫХ ВКЛЮЧЕНИЯХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

3.3. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
НАПРЯЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ
4. ПЕРЕХОДНЫЙ РЕЗОНАНС В ДВУХЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРАХ
5. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ КОММУТАЦИЯХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
5.1. Перенапряжения при включении электродвигателей
5.2. Перенапряжения при самозапуске электродвигателей
5.3. Перенапряжения при отключении выпавшего из синхронизма ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
5.4. Перенапряжения при отключении короткого замыкания на
ПРИСОЕДИНЕНИИ, ПИТАЮЩЕМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
5.5. Перенапряжения при коммутациях электродвигателей с учетом РЕАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
6. ПЕРЕІІАПРЯЖЕПИЯ ПРИ КОММУТАЦИЯХ КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕЙ
6.1. Перенапряжения при включении конденсаторных батарей
6.2. Перенапряжения при отключении конденсаторных батарей
7. ПЕРЕНАПРЯЖЕН ИЯ ПРИ ДВУХФАЗНЫХ И ДВОЙНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ
7.1. Перенапряжения при отключении двойных и двухфазных коротких замыканий
7.2. Перенапряжения при отключении двухфазного замыкания на землю в сети с дугогасящим реактором
7.3. Перенапряжения при возникновении двухфазных коротких замыканий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Сети 6-35 кВ относятся к распределительным сетям и являются наиболее массовыми и протяженными среди сетей высокого напряжения. От сетей классов напряжения 110-1150 кВ они отличаются большим разнообразием схемных решений и используемого оборудования. Это связано с различным назначением сетей, например, сети собственных нужд электростанций, промышленных предприятий, сельского хозяйства, горнодобывающей отрасли, а также особенное гями технологического процесса того или иного потребителя. От надежности сетей 6-35 кВ зависит бесперебойность электроснабжения потребителей. В случаях отказов в сетях 6-35 кВ на производствах с непрерывным циклом возможно возникновение катастрофических ущербов в виде массового брака продукции и повреждения дорогостоящего технологического оборудования. Причиной значительной доли отказов в сетях 6-35 кВ являются внутренние перенапряжения, которые возникают при таких видах электромагнитных переходных процессов, как дуговые, феррорезонансные и коммутационные. Например, в сетях собственных нужд электростанций ежегодно по причине внутренних перенапряжений повреждается до 5-8% установленных высоковольтных электродвигателей [17]. При дуговых замыканиях на землю и феррорезонансных процессах ежегодно повреждается порядка 6-8% установленных трансформаторов напряжения [39,40] и 0,7% силовых трансформаторов [53]. Сложившаяся ситуация требует анализа предельных кратностей перенапряжений при указанных электромагнитных переходных процессах и выработки рекомендаций по координации изоляции. В некоторых случаях возникающие по причине внутренних перенапряжений повреждения не могут быть объяснены с позиций имеющихся знаний. Например, в эксплуатации известны многоместные повреждения в сетях с токоограничивающими реакторами при однофазных дуговых замыканиях на землю [20], повреждения разрядников и трансформаторов в удаленных точках сети при коммутациях конденсаторных батарей [98] и коротких замыканиях. Таким образом, проблема перенапряжений при дуговых, феррорезонансных и коммутационных

Действительно, начальное значение напряжения на фазе “с” (с учетом мгновенного перезаряда емкостей):
= «<3)(*з + 0) = ^3)(Ь-0)-К-и<3)(*3 -0) =
= ес(г3) + мЛг(/:з -0)-/б-[ев(/3) + мЛ7(7з -0)] =
=-0,5+1,5-0,2-[1 + 1,5] = 0,5, а вынужденная составляющая напряжения в этой точке Е = 44)((з) = еет(*з) = ес(#з)-ев(*3) = -0,5-1 = -1,5.
Отсюда максимальное перенапряжение на фазе “с”:
^тах ' 1^6 0,5 3,5.
Здесь, как и раньше, мы предполагаем, что квазистационарное напряжение не изменяется во времени (колебание напряжения вокруг оси 03 на рис.2,26, параллельной оси времени).
Горение заземляющих дуг зависит от большого числа факторов, главными из которых являются: величина и характер квазиустановившегося тока замыкания (емкостный, индуктивный, активный) и пробивное напряжение поврежденного места после гашения дуги. На длительность горения и условия гашения оказывают существенное влияние: переходное сопротивление в месте горения дуги; вид диэлектрика, непосредственно контактирующего с дуговым каналом; интенсивность охлаждения; давление в зоне горения дуги; возможность ее растяжения и др.. Большое разнообразие локальных мест однофазных повреждений в элементах электрооборудования и условий горения заземляющих дуг, трудно преодолимые проблемы технического анализа и учета всех влияющих факторов в условиях их статистического разброса не позволяют в настоящее время создать детерминированно-статистическую математическую модель дугового промежутка. Однако варьирование таких основных влияющих факторов как: время горения заземляющей дуги, пробивное напряжение поврежденного места и переходное сопротивление дают более или менее правдивую картину7 явления, в целом не противоречащую большому объему накопленных экспериментальных данных.