Развитие теории переходных процессов при замыканиях на землю, разработка методов и средств повышения надежности работы электрических сетей с изолированной и компенсированной нейтралью

Вид материала

Автореферат

Содержание Автореферат диссертации на соискание ученой степени Научный консультант Ведущее предприятие Актуальность работы. Целью работы Методы исследования Научная новизна Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций Основные положения, выносимые на защиту Научная и практическая ценность Апробация работы. Структура и объём диссертации. Основное содержание работы. В первой главе Во второй главе В третьей главе В четвертой главе В пятой главе Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Подобный материал:

• Лабораторная работа №1 2 исследование переходных процессов, 92.12kb.
• Методические указания к выполнению курсового расчёта на тему: «Анализ и моделирование, 58.09kb.
• Исследование возможностей применения методов и средств интегрированных экспертных систем, 28.11kb.
• Ei al republicii moldova universitatea Liberă Internaţională din Moldova, 51.82kb.
• Рабочей программы дисциплины Электроэнергетические системы и сети по направлению подготовки, 21.71kb.
• Лекция №4. Операторный метод расчета переходных процессов, 59.84kb.
• Аннотация дисциплины, 39.03kb.
• Итоги работ по диагностике электрооборудования схемы выдачи мощности аэс, рекомендации, 7.77kb.
• Контрольная работа ( типовой расчет) №3 " Расчет переходных процессов в электрических, 11.69kb.
• Годовой отчет о финансово-хозяйственной деятельности ОАО «Электросети», 769.07kb.

На правах рукописи

Рыжкова Елена Николаевна

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ, РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Специальность

05.09.03

–

Электротехнические комплексы и системы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук


Москва, 2008


Работа выполнена в Павлодарском государственном университете им.
С. Торайгырова


Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Утегулов Болатбек Бахитжанович


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ершов Михаил Сергеевич

доктор технических наук, профессор

Жилин Борис Владимирович

доктор технических наук, профессор

Лещинская Тамара Борисовна

Ведущее предприятие: ОАО «ВНИПИнефть», г. Москва


Защита состоится 20 марта 2009 года в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: ул. Красноказарменная, д.13, аудитория М-611.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим присылать по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)


Автореферат диссертации разослан « » г.


Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.02

кандидат технических наук, доцент Цырук С.А.

Введение

Актуальность работы. Одной из основных проблем повышения надежности работы сетей средних классов напряжения (3…35 кВ) является оптимизация режима нейтрали и организация надежной и селективной релейной защиты от замыканий на землю, напрямую связанная с режимом нейтрали.

В многочисленных работах по выбору режима нейтрали сетей 3..35 кВ приводится анализ эффективности распространенных способов заземления нейтрали, оценка их достоинств и недостатков, определение областей применения этих способов, а также особенностей функционирования РЗЗЗ в сетях с различными режимами нейтрали.

История вопроса насчитывает не один десяток лет, однако до сих пор не существует ни единого мнения по поводу путей решения проблемы, ни директивных документов, регламентирующих применение различных способов заземления нейтрали, ни надежной релейной защиты и автоматики для улучшения протекания режимов, связанных с замыканиями на землю.

Существующая проектная и эксплуатационная практика регламентируется ПУЭ и ПТЭ, которые допускают три основных режима нейтрали: изолированная, резистивно-заземленная и компенсированная, и дают четкие границы применения режимов изолированной и компенсированной нейтрали. Режим резистивного заземления нейтрали при всем возможном многообразии областей его применения, по сути дела, не обозначен, как основной, хотя его достоинства очевидны, а теория и практика его применения разработаны на достаточном уровне.

Также не вполне определенной следует считать идеологию применения защит от замыканий на землю, большинство из которых не имеют четких границ областей применения и удовлетворительных технических характеристик.

Режим резистивного заземления нейтрали, как основной для сетей с малыми (в единицы ампер) токами замыкания на землю и как дополняющий – в сетях с компенсацией емкостных токов, по-видимому, в ближайшее время станет преобладающим в сетях средних классов напряжения.

В этой связи представляется актуальной проработка вопросов, связанных с применением в теории резистивного заземления нейтрали идеи управляемости режима, т.к. преимущества такого подхода очевидны и подтверждены, например, практикой управления настрой компенсации емкостных токов. Поэтому решение проблемы управляемого режима заземления нейтрали является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Целью работы является развитие теории переходных процессов при замыканиях на землю, разработка методов и средств управления режимом нейтрали сетей средних классов напряжения для улучшения протекания переходных процессов и функционирования защит от замыканий на землю.

В соответствии с целью поставлены и решены следующие научные задачи:

• анализ влияния режима заземления нейтрали на токи замыкания на землю при перемежающемся горении дуги в сетях с изолированной, резитивно-заземленной, компенсированной и комбинированной нейтралью;
  
• исследование режима замыкания на землю для закрытых заземляющих дуг как переходного процесса с изменяющимися во времени исходными параметрами в сетях с различными способами заземления нейтрали;
  
• разработка основных принципов организации управления резистором в нейтрали сетей с малыми (единицы ампер) токами замыкания на землю для ограничения дуговых перенапряжений и обеспечения селективности релейной защиты от замыканий на землю;
  
• разработка основных принципов организации управления резистором в сети с компенсированной и комбинированной нейтралью для ограничения дуговых перенапряжений и обеспечения селективности РЗЗЗ;
  
• синтез принципиальных схем автоматических устройств для управления резистором в нейтрали сетей средних классов напряжения;
  
• разработка способов обеспечения селективности токовых защит от замыканий на землю с помощью компенсации собственных токов нулевой последовательности присоединений;
  
• разработка нового подхода к селективности защит от двойных замыканий на землю;
  
• разработка, внедрение, проведение опытно-промышленной проверки и анализ эффективности защит от замыканий на землю в компенсированной сети.
  

Методы исследования. Основные результаты получены с использованием аналитических, численных, численно-аналитических методов расчета и анализа с применением методов физического моделирования и экспериментальных методов.

Научная новизна исследований заключается в том, что:

• впервые режим замыкания на землю исследован как развивающийся переходный процесс с изменением исходных параметров в широких пределах;
  
• выявлены основные закономерности процесса в сетях с различными способами заземления нейтрали;
  
• впервые осуществлен анализ и синтез алгоритмов управления резистивным заземлением нейтрали сетей средних классов напряжения с учетом изменения характера процесса замыкания на землю во времени;
  
• впервые предложен новый критерий селективности релейной защиты от двойных замыканий на землю и алгоритм функционирования одной из возможных схем защиты.
  

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием основных законов электротехники, методов анализа, проверенных многолетним опытом электроаппаратостроения, исследовательской и проектной практики, а также экспериментальными исследованиями и опытом промышленной эксплуатации образцов устройств.

Основные положения, выносимые на защиту:

• анализ режимов замыкания на землю как развивающихся переходных режимов с изменением исходных параметров в широких пределах;
  
• теоретическое обоснование влияние резистивного заземления на характер развивающегося процесса замыкания на землю в сетях с изолированной, компенсированной и комбинированной нейтралью;
  
• принципы построения и алгоритмы функционирования устройств адаптивного управления резистором для сетей с различными способами заземления нейтрали;
  
• способ повышения селективности токовых защит от замыканий на землю с помощью компенсации собственных токов нулевой последовательности;
  
• принципы организации и алгоритмы функционирования защиты от двойных замыканий на землю;
  
• ряд принципиальных схем устройств автоматического управления резистором для сетей с различными способами заземления нейтрали;
  
• результаты внедрения автоматики резистивного заземления и РЗЗЗ в сетях с компенсированной нейтралью.
  

Научная и практическая ценность диссертации состоит в том, что:

• впервые реализованы принципы управляемости резистивным заземлением нейтрали для обеспечения большей надежности электроснабжения и улучшения технико-экономических характеристик устройств резистивного заземления;
  
• впервые предложено быстродействующее, в том числе, импульсное управление заземляющим резистором для сетей с изолированной, компенсированной и комбинированной нейтралью;
  
• впервые предложен способ автоматической компенсации собственных составляющих токов нулевой последовательности ТТНП присоединений для повышения селективности РЗЗЗ;
  
• впервые предложен ряд технических решений для управления резистивным заземлением нейтрали;
  
• получены рекомендации по разработке и созданию устройств автоматического управления режимом резистивно-заземленной нейтрали, РЗЗЗ и защиты от двойных замыканий на землю;
  
• разработаны алгоритмы и конкретные схемы устройств для реализации предложенных принципов управления и защиты.
  

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференциях: 10 научно-технической конференции по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (Екатеринбург, 1992); на 4 научно-технической конференции «Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике» (Харьков, 1992); на 14 сессии семинара «Кибернетика электрических систем», раздел «Диагностика электрооборудования» (Новочеркасск, 1992); на 4 и 5 международных научно-технических конференциях “Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях” (Алматы, 2004, 2006); на 2 международной научно-технической конференции “Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт” (Тобольск, 2004); на 1 международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение» (Усть-Каменогорск, 2005); на 11 международной научно-технической конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2006), на 3 международной научно-технической конференции “Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт” (Омск, 2007).

Публикации. Результаты выполненных исследований нашли отражение в 53 печатных работах, в том числе, защищены 6 А.С. СССР, 3 патентами РФ, 9 патентами РК. Опытные образцы устройств резистивного заземления нейтрали и РЗЗЗ установлены на 14 секциях подстанций 10 кВ г. Павлодара, на 2 секциях 6 кВ подстанции «22» г. Усть-Каменогорска.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 179 наименований; изложена на 226 страницах печатного текста, включая 98 рисунков, а также 4 приложений, включая документы о внедрении.