Автореферат

        При рассмотрении вопросов рабочего заземления электрических сетей под термином сеть следует понимать совокупность электрически соединенных линий одной ступени напряжения и присоединенных к ним обмоток генераторов и силовых трансформаторов той же ступени напряжения. Под рабочим заземлением сети следует понимать преднамеренное соединение с землей некоторых точек сети, обычно нейтралей обмоток части трансформаторов, реже нейтралей обмоток генераторов, с целью придания сети определенных свойств, существенно важных для ее сооружения и эксплуатации, а именно: снижения коммутационных перенапряжений, эффективной защиты сети вентильными разрядниками от атмосферных перенапряжений, снижения уровня изоляции силовых трансформаторов, упрощения релейной защиты от однофазных замыканий в сети, гашения дуговых замыкании на землю, возможности удержания поврежденной линии в работе и др. Перечисленные свойства сеть приобретает в зависимости от способа ее заземления. Применение получили несколько способов заземления.
        В соответствии с этим различают сети:

1. незаземленные, в которых с землей соединены только нейтрали первичных обмоток измерительных трансформаторов напряжения, сопротивление которых очень велико;
        
2. заземленные через дугогасящие реакторы или компенсированные сети;
        
3. заземленные через активные или индуктивные сопротивления, малые или большие; наибольшее распространение получили эффективно-заземленные сети.

        Соединение нейтралей обмоток генераторов, трансформаторов с землей следует понимать как присоединение их к заземляющему устройству установки, основную часть которого составляет заземлитель. Последний представляет собой систему неизолированных проводников, находящихся в контакте с землей и предназначенных для проведения тока в землю. Сопротивление заземлителя относительно мало и практически не ограничивает ток, стекающий в землю, и не искажает напряжений проводов трехфазной системы по отношению к земле при замыканиях на землю.
        Рабочее заземление сети не отражается на ее работе в нормальных условиях. Однако при повреждении изоляции проводов в землю проходит ток и нарушается симметрия напряжений проводов относительно земли. Значения тока однофазного замыкания изменяются в широких пределах в зависимости от системы рабочего заземления. Это относится также к напряжениям неповрежденных проводов относительно земли при однофазных к. з. Соответственно изменяются требования к релейной защите сети, характеристикам вентильных разрядников, уровню изоляции силовых трансформаторов, конструкции заземлителей станций и подстанций и др. Изменяются также технико-экономические показатели соответствующих частей энергосистемы.

Обоснование актуальности

        Принципы действия защит от замыканий на землю, применяемых в настоящее время в электрических системах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям. Одним из основных недостатков защит, реагирующих на установившиеся значения параметров режима, является недостаточная чувствительность, а также неселективность действия. Причинами такого положения являются: несовершенство принципов построения защит, неблагоприятное соотношение параметров защищаемой сети, низкие технические характеристики аппаратуры, используемой для реализации защит (трансформаторы тока нулевой последовательности, токовые реле типа РТЗ-50 и РТЗ-51). Кроме того, можно считать также недостатком то, что основное время защиты от замыканий на землю не выполняют никаких активных действий (как и большинство других защит). Данная работа будет направлена на устранение этих недостатков и разработку методов, позволяющих без замены оборудования устранить недостатки защит.

Цели и задачи работы

        Целью работы  является разработка технических мероприятий, обеспечивающих такое качество работы защит от замыканий на землю, которое позволяет, за счет повышения чувствительности, предотвращать возникновение однофазных замыканий на землю, а в ряде случаев - междуфазных к.з.

Задачи исследования:

1. создание физической модели для определения места локального повреждения кабельной линии;



2. разработка математической модели и алгоритма расчета;



3. анализ работы защит;



4. применение разработанных методов для конкретного предприятия.

Предполагаемая научная новизна и практическая ценность

        Разработки, которые ведутся в этой области, в большинстве своем основаны на применении устаревших математических моделях. В основу работы поставлена задача разработки новых способов защит от замыканий на землю, что позволит обезопасить сеть и оборудование от негативных последствий замыканий на землю.

Основное содержание работы

        Для компенсации емкостных токов применяются слелующие способы:

1. компенсация осуществляется с помощью расположенной на каждом сердечнике ТНПШ третьей обмотки, к которой через конденсатор С подается напряжение нулевой последовательности 3U0 от ТН, установленного на выводах генератора В качестве компенсационных обмоток используются расположенные на стержнях ТНПШ блокирующие обмотки. Эти обмотки, соединенные в заводском исполнении встречно-последовательно, включаются согласно-параллельно.;



Рисунок 1 - Схема компенсации емкостного тока при использовании ТНП

2. заземление нейтрали осуществляется через дугогасящие реакторы, результирующее индуктивное сопротивление которых соответствует емкостному сопротивлению сети. При таком способе заземления сети емкостный ток в месте замыкания компенсируется индуктивным током реакторов, что способствует погасанию дуги. Если дуга не возникает, то компенсация емкостного тока позволяет замедлить процесс разрушения изоляции и тем самым отдалить переход в междуфазное к. з. на время, достаточное для отыскания поврежденного участка и его отключения без перерыва электроснабжения.

Однофазное замыкание в компенсированной сети

Рисунок 2 - Схема компенсации емкостного тока при использовании реактора

Количество кадров - 6

Количество циклов - 10

Полный ток в месте замыкания

где

        В момент написания автореферата магистерская работа еще не завершена, поэтому сделать окончательные выводы о проделанной работе еще нельзя.  Однако можно отметить, что был расчитан ток замыкания и построена его зависимость от индуктивного сопротивления реактора.

1. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций. Учебник для вузов,- М. 1976г.

2. Сивокобыленко В.Ф., Лебедев В.К. Переходные процессы в системах электроснабжения собственных нужд электростанций (учебное пособие). РВА ДонНТУ, Донецк – 2002, 136с Сивокобыленко В.Ф.,

        
3. 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.

        
4. 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.

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

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

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