Исследование режимов работы нелинейных ограничителей перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью

• Автор: Вычегжанин, Андрей Владиславович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Краткий обзор условий работы и причин выхода из строя высоковольтных двигателей в сетях собственных нужд электростанций. Оценка уровней перенапряжений и защита от них высоковольтных двигателей
1.1. Повреждаемость высоковольтных двигателей
1.2. Перенапряжения в сетях собственных нужд электростанций
1.3. Способы защиты электротехнического оборудования от перенапряжений
1.4. Выводы
1.5. Задачи исследования
2. Анализ условий работы ОПН в сетях с изолированной нейтралью
2.1. Общие положения
2.2. Моделирование переходных процессов при замыканиях на землю
2.3. Анализ уровней токов ограничения с учетом параметров сети
и мест установки ОПН
2.4. ЭкспериментальныеметодыопределенияпараметроврежимаработыОПН
2.5. Выводы
3. Разработка регистрирующей аппаратуры для оценки режимов работы ОПН. Условия работы регистраторов
3.1. Регистратор перенапряжений
3.1.1. Технические требования
3.1.2. Описание блок-схемы регистратора перенапряжений
3.1.3. Описание работы устройства
3.1.4. Основные характеристики регистратора перенапряжений
3.2. Регистратор импульсов токов
3.2.1. Технические требования
3.2.2. Преобразователь ток-напряжение
3.2.3. Технические характеристики регистратора амплитуд импульсов токов через ОПН
3.3. Помехоустойчивость разработанной регистрирующей аппаратуры
3.3.1. Электромагнитная обстановка мест предполагаемой установки регистрирующей аппаратуры
3.3.2. Краткая характеристика источников помех на электрических станциях
3.3.3. Характерные пути проникновения помех
3.3.4. Особенности работы регистрирующей аппаратуры
3.3.5. Мероприятия по повышению помехоустойчивости регистраторов
3.3.6. Оценка достоверности получаемых результатов
3.4. Результаты регистрации
3.5. Выводы
4. Энергия, рассеиваемая в ОПН
4.1. Общие положения
4.2. Энергия единичного импульса
4.3. Экспериментальные исследования энергетической стойкости ОПН
4.4. Статистическая обработка результатов расчета энергии по данным регистрации
4.5. Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Программа испытаний регистратора импульсов тока через
ОПН на лабораторной высоковольтной установке
Приложение 2. Программа испытаний помехозащищенности регистратора импульсов тока через ОПН при воздействии внешних магнитных полей
Приложение 3. Акты о внедрении результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших направлений развития энергетики на современном этапе является задача повышения надежности сетей с изолированной нейтралью, в том числе сетей собственных нужд электрических станций, поскольку от безотказной работы основного и вспомогательного технологического оборудования последних в большой степени зависит безаварийность и эксплуатационная гибкость работы всей электроэнергетической системы. Однако, как показывают исследования, повреждаемость высоковольтного оборудования, в том числе высоковольтных электродвигателей при отсутствии в таких сетях специальных защитных устройств, остается довольно высокой [2, 4, 5-8, 9, 10 и др.]. При этом большую часть выходов из строя составляют повреждения из-за электрических воздействий на изоляцию - до 95 %, в том числе и при перенапряжениях. На долю же выходов из строя двигателей, обусловленных механическими повреждениями и упущениями в эксплуатации, приходится от 2 до 4 % общего числа повреждений.
Одной из причин высокой повреждаемости высоковольтных двигателей (ВД) является отсутствие правильной координации изоляции последних. Под этим понимается установление и поддержание в процессе эксплуатации необходимого соответствия между электрической прочностью изоляции и воздействующими на нее перенапряжениями с учетом характеристик защитных устройств [3].
Сети 6-35 кВ практически не защищаются от внутренних перенапряжений с помощью защитных аппаратов [151]. Устанавливаемые в этих сетях вентильные разрядники специально отстраиваются от внутренних перенапряжений из-за ограниченной пропускной способности рабочих сопротивлений аппаратов.
Наиболее перспективными устройствами, способными решать данную задачу, являются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) на базе нелинейных оксидно-цинковых варисторов [24, 35, 36, 42, 51, 65, 74 и др.]. Такие устройства не имеют искровых промежутков, что обуславливает лучшие защитные характеристики ОПН по сравнению с вентильными разрядниками и позволяет достигать более глубокого ограничения перенапряжений.
Для сетей с заземленной нейтралью (110 кВ и выше) отечественной промышленностью ОПН выпускаются серийно, причем имеется уже достаточно большой положительный опыт их эксплуатации [35, 74, 75, 80, 81, 150]. Значительно сложнее обстоит дело с разработкой таких защитных аппаратов для сетей с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор. В этих сетях в случае замыкания на землю одной из фаз напряжения на фазной изоляции электрооборудования могут повышаться до наибольшего линейного значения. В некоторых случаях в этих сетях возможны повышения напряжений, связанные с резонансными и феррорезонансными явлениями. Это существенно затрудняет разработку защитных аппаратов, повышает тре-
Элементы ЕК и 1-49 помещены в изоляционную термокамеру Рисунок 2.5 - Принципиальная схема терморегулятора