Русский English
	ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ
E-mail:alexandra_maslova@gorizont.dn.ua E-mail:alexandra_22_85@mail.ru	Маслова Александра Игоревна Факультет: Электротехнический Специальность: Электрические станции Тема выпускной работы: Исследование переходных процессов в електроэнергетике на ЭВМ Руководитель:д.т.н. проф. – СИВОКОБЫЛЕНКО В. Ф.
Карта сайта  Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Инд задание

Автореферат

В наше время человечество практически не может обходиться без электроэнергии, она нашла свое применение во всех областях человеческой деятельности, и ее необходимость для дальнейшего развития человеческого общества является очевидной. Со времен зарождения энергетики вопрос бесперебойной подачи электроэнергии необходимого качества являлся неотъемлемой частью общей концепции электрификации. Не утратил он свою актуальность и на сегодняшний день. Особую актуальность он приобретает с учетом ситуации сложившейся на сегодняшний момент в энергетики Украины. В условиях постоянно ухудшающегося технического состояния основного силового оборудования, значительная часть которого выработала свой ресурс, вероятность и частота возникновения аварийных ситуаций резко возрастает, что непременно приводит к снижению качества и надежности электроснабжения.
Электроэнергия – самый прогрессивный и уникальный энергоноситель. Ее свойства таковы, что она способна трансформироваться практически в любой вид конечной энергии, в то время как топливо, непосредственно используемое в потребительских установках, пар и горячая вода – только в механическую энергию и тепло разного потенциала. Применение электроэнергии в производстве позволяет интенсифицировать технологические процессы (резко увеличивать скорость их протекания), обеспечивает их полную автоматизацию и высокую точность регулирования, что ведет к значительному росту производительности труда, сокращению расхода материальных ресурсов и повышению качества продукции. При этом некоторые прогрессивные процессы, в частности в металлургии и химии, вообще не допускают использования каких – либо других энергоносителей. Кроме того, на стадии потребления электроэнергия – самый чистый энергоноситель.
Электроэнергию можно передавать на большие расстояния, что позволяет обслуживать широкий круг потребителей, включая регионы, не обеспеченные достаточными ресурсами органического топлива.

Обоснование актуальности

Распределительные сети 6-10 кВ занимают значительную часть в инфраструктуре передачи и распределения электроэнергии, надежность их работы в большой степени определяют итоговый показатель бесперебойности поставки электроэнергии потребителю и издержки ее передачи.
В настоящее время электрические сети 6 – 10 кВ работают с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Однако опыт эксплуатации показывает, что при однофазных дуговых замыканиях на землю, являющихся наиболее распространенным видом повреждений в таких сетях, возникают значительные внутренние перенапряжения, приводящие к пробоям изоляции кабелей и электродвигателей в точках сети, т.е. возникновению многоместных повреждений, переходящих в короткие многофазные замыкания. В последние годы предпринимаются попытки внедрения в практику эксплуатации заземления нейтралей указанных сетей через токоограничивающий резистор, устанавливаемый в нейтрали специального трансформатора, что должно приводить к снижению уровня перенапряжений и увеличению надежности функционирования защит от замыканий фазы на землю. Тем не менее, до сих пор остается высокой степень повреждаемости электродвигателей в этих сетях и низкой эффективность работы устройств релейной защиты. Объясняется это недостаточной степенью изученности явлений и процессов при замыканиях фазы на землю, которые в большой степени зависят от конкретных параметров и особенностей сетей 6 – 10 кВ.
Одно из направлений изучения этих процессов основано на применении метода математического моделирования. Однако известные математические модели, как правило, рассматривают только самые простые случаи возникновения замыкания фазы на землю – вблизи сборных шин и не рассматривают процессы при  замыкании на землю в индуктивных обмотках двигателей, трансформаторов, а также замыкания при наличии смещения нейтрали, вызванного несимметрией нагрузки.

Цели и задачи работы

Целью работы является создание математической модели, позволяющей анализировать явления при глухих и дуговых замыканиях на землю в системе 6 кВ с.н. электрической системы.

Задачи исследования:

- выбор математической модели и параметров основных элементов ЭС;
- разработка основного алгоритма расчета переходных процессов;
- написание подпрограммы для анализа ПП с помощью программного пакета MathCAD;                                                 
- анализ перенапряжений, возникающих при однофазных замыканиях на землю;
- определение характера тока замыкания на землю при глухих и дуговых замыканиях на землю;
-  оценка работоспособности различных типов защит от замыканий на землю. 

Предполагаемая научная новизна и практическая ценность

Активно ведущиеся разработки в этой области в большинстве своем основываются на использовании старых математических моделей. В основу работы поставлена задача усовершенствования математических моделей электрической системы и отдельных элементов, обеспечения высокого быстродействия и точности расчетов переходных режимов, абсолютной устойчивости математической модели, применения метода моделирования режимов, основанного на использовании методов неявного интегрирования.

Основное содержание работы

В магистерской работе представлена математическая модель, позволяющая анализировать переходные процессы при замыкании фазы на землю в сетях 6 – 10 кВ. На рис. 1 приведена схема замещения сети. В этой схеме источник питания представлен фазной индуктивностью рассеяния L и сопротивлением R. Сеть отражена сосредоточенными фазной С и междуфазной См  емкостями. Изоляция представлена активными фазными Rи и междуфазными Rм сопротивлениями. Присоединения в схеме замещения представлены в виде сопротивлений Rпр и емкостей Спр. В качестве ограничителей перенапряжения устанавливаются разрядники. На рис. 2 приведен граф сети, где обозначены ветви дерева и хорды. При исследовании переходных процессов при замыкании фазы на землю в сетях 6 – 10 кВ использованы формализованные топологические методы анализа электрических цепей, такие как метод контурных токов и неявный метод Эйлера. Значения перенапряжений приведены в таблице 1. На рис. 3 приведены результаты расчета замыкания фазы на землю.

Рисунок 1 – Схема замещения сети

Рисунок 2 – Граф сети

 Рисунок 3 - Результаты расчета замыкания фазы на землю.

Количество кадров в анимации - 8.

Таблица 1 – Значения перенапряжений при расчете замыкания фазы на землю.

Выводы

Магистерская работа еще не закончена, но, исходя из полученных результатов, можно сделать следующие выводы:

• в результате работы написана подпрограмма для анализа ПП с помощью программного пакета MathCAD;

• проанализированы перенапряжения, возникающие при однофазных замыканиях на землю;

• предлагаемая схема ограничения перенапряжений путем перевода сети  собственных нужд в режим глухого замыкания фазы на землю исключает длительные дуговые замыкания и повышает надежность работы сети;

• для реализации предлагаемой схемы ограничения перенапряжений используется серийно выпускаемое оборудование (вакуумные контакторы, ОПН) и исключается дополнительная установка присоединительных трансформаторов и громоздких бетэловых резисторов.

   

  Литература

  1. Перехідні процеси в системах електропостачання власних потреб електростанцій: Навч. посібник/ В.Ф. Сивокобиленко, В.К. Лебедєв — Донецьк: РВА ДонНТУ, 2002. — 136 с.

  2.Сивокобыленко В.Ф., Дергилёв М.П. Режимы работы нейтрали распределительных сетей 6-10 кВ. — Сб. научных трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика, вып. 67: — Донецк: ДонНТУ, 2003. — С. 49 – 58.

  3.Сивокобыленко В.Ф., Лебедев В.К., Махинда Сильва. Анализ процессов дуговых замыканий на землю в сетях собственных нужд ТЭС и АЭС. — Сб. научных трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика, вып. 17: — Донецк: ДонГТУ, 2000. — С. 129 – 133.

  4. Лихачев Ф.А. Перенапряжения в сетях собственных нужд // Электрические станции. — 1983. — №10.— C. 37– 41.

  5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. — Москва: Энергоатомиздат, 1989. — 490 с.

  6. Гиндулин Ф.А., Гольдштейн В.Г., Дульзон А.А., Халилов Ф.А. Перенапряжения в сетях 6-35 кВ. — Москва: Энергоатомиздат, 1989. — 234 с.

  7. Сирота И.М., Кисленко С.Н., Михайлов А.М. Режимы нейтрали электрических сетей. — Киев.: Наук. Думка, 1985 . — 190 с.

  8. Лихачев Ф.В. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. — Москва: Энергия, 1971. — 254 с.

   

  ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ		Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске
  Персональная страничка		Индивидуальное задание