ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Сети 6–10 кВ составляют примерно 80% от суммарной длины всех линий электропередач в Украине. Подавляющее большинство таких сетей используется для питания крупных производственных электродвигателей, трансформаторных пунктов и состоит из кабельных ЛЭП, которые эксплуатируются в наиболее сложных условиях, т.е. они подвержены влиянию влаги, резких перепадов температур и высоким перенапряжениям вызванным коммутационными процессами или однофазными замыканиями на землю (ОЗЗ). Последние больше всего влияют на состояние изоляции кабелей, а также подключенного к ним электрооборудования из–за того, что являются наиболее распространенным видом повреждения в сетях с изолированной, компенсированной или резистивно–заземленной нейтралью 6–10 кВ. Наиболее распространенным видом ОЗЗ является дуговое. Долговременное протекание дуговых ОЗЗ случается при несвоевременном отключении поврежденного фидера релейной защитой, и, в большинстве случаев, становится причиной появления межфазных замыканий (по данным эксплуатационного опыта около 60–80% однофазных замыканий развиваются в межфазные), что нередко приводит к возгоранию кабелей [4] и сопровождается большими экономическими убытками. Вопросами разработки селективной защиты от ОЗЗ в сетях 6–10 кВ с изолированной нейтралью посвящены работы ученых (Сивокобыленко В.Ф., Дударев Л.Е., Сирота И.М., Шалин А.И., Зильберман В.А., Евдокулин Г.А., Жураховский А.В. и др.), а также институтов и организаций (технических университетов Донецка, Москвы, Санкт–Петербурга, Новосибирска, Львова, Киева). Они внесли существенный вклад, как в создание устройств защиты, так и в развитие теоретической базы их построения.

Из анализа известных способов защиты от ОЗЗ [1–3], следует, что на практике отсутствует достаточно надежные способы защиты в сетях с малым суммарным током замыкания на землю.

Как правило, в системе собственных нужд электрических станций или других сетях, характеризующимися малым суммарным током ОЗЗ (до 10А), продолжительность воздействия однофазного замыкания на землю может достигать четырех часов [5], во время чего подключенные к сети электрические установки подвергаются значительным перенапряжениям, которые иногда могут достигать 3–3,9Uфн. В сетях с суммарным ёмкостным током ОЗЗ выше 10 А на ответственных фидерах рекомендуется установка релейной защиты от ОЗЗ, действующей на отключение фидера с выдержкой времени 0,5 с [6]. Известно, что 0,5 с достаточно для возникновения многократных перенапряжений, и, соответственно, для пробоя изоляции кабельных ЛЭП или электродвигателей в наиболее ослабленных местах.

По данным [7] и [8], для повышения надёжности работы сетей предлагается частичное заземление нейтрали сети при помощи резистора 100 Ом, установленного в нейтрали трансформатора. При этом предполагается снижение уровня перенапряжений до 2,2 – 2,5 Uфн и повышение коэффициента чувствительности релейной защиты за счет появления дополнительной составляющей активного тока. Однако, как выяснилось [9], данное новшество увеличивает продолжительность протекания дуговых ОЗЗ и усложняет конструкцию сети за счет необходимости установки резистора.

1. Актуальность темы

Нарушения работы сети, связанные с ОЗЗ в большинстве случаев происходят из–за недостаточной чувствительности релейной защиты и, как следствие, несвоевременного отключения поврежденного фидера, что может привести к поражению человека электрическим током. Нарушить производственный процесс предприятия также может неселективность срабатывания релейной защиты, что имеет место в сетях со значительно отличающимися по величине собственными ёмкостными токами присоединений.

Из–за сложности проведения натурных экспериментов по определению наиболее эффективного способа защиты во время дуговых замыканий на землю, актуальным является анализ работы различных типов релейных защит и средств ограничения перенапряжений с помощью усовершенствованных математических моделей

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью данной научной работы является разработка математической модели для анализа различных типов релейных защит и средств ограничения перенапряжений при переходных процессах возникающих во время протекания дуговых замыканий на землю в сетях 6–10 кВ с изолированной нейтралью

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

  1. дать характеристику исследуемуму обьекту и определить основные факторы, влияющие на длительность ОЗЗ и величину токов и напряжений в сети;
  2. составление схемы и дифференциальных уравнений в форме Коши описывающие элементы схемы для математической модели сети 6 кВс изолированной нейтралью;
  3. усовершенствование математической модели за счет автоматизации записи дифференциальных уравнений, и обеспечения большей численной устойчивости путем применения дискретных схем замещения элементов сети;
  4. разработка математических моделей существующих способов направленной и ненаправленной релейных защит от однофазных замыканий;
  5. реализация алгоритма в математических программах MathCad и MatLab;
  6. моделирований и расчет переходных процессов при дуговых однофазных замыканиях на землю на различных присоединениях сети и анализ рассматриваемых видов релейных защит.

В рамках магистерской работы планируется проведение сравнительного анализа работы существующих защит от ОЗЗ устанавливаемых как в сетях с изолированной нейтралью так и в резистивно–заземленных сетях при помощи разработанной математической модели сети 6 кВ Зуевской ТЭС. По полученным результатам будет определены преимущества и недостатки, а также целесообразность усовершенствования устаревших устройств РЗ.

3. Обзор существующих типов релейных защит

В настоящее время применяются следующие основные разновидности защит от ОЗЗ.

  1. Защиты, измеряющие напряжение нулевой последовательности.
  2. Ненаправленные защиты, регистрирующие составляющую промышленной частоты тока нулевой последовательности.
  3. Направленные защиты, реагирующие на составляющие промышленной частоты тока и напряжения нулевой последовательности.
  4. Защиты, фиксирующие «наложенный» ток с частотой, отличной от промышленной.
  5. Защиты, реагирующие на высокочастотные составляющие в токе нулевой последовательности, возникающие естественным путём.
  6. Защиты, реагирующие на составляющие тока и напряжения нулевой последовательности в переходном процессе ОЗЗ.

3.1 Токовая защита, реагирующая на действующее значение полного тока нулевой последовательности промышленной частоты

Подобная защита может быть построена с использованием в качестве измерительного органа электромеханического токового реле типа РТ–40, аналогового реле типа РТЗ–51 или входить в состав терминалов релейной защиты, например блоках микропроцессорной защиты БМРЗ НТЦ Механотроника, терминалах защиты SEPAM типа S20 фирмы Schneider Electric и других. Селективная работа такой защиты в режиме изолированной нейтрали может быть обеспечена лишь в тех случаях, когда суммарный емкостной ток сети ICS (минимально возможный из всех режимов работы сети) существенно превышает собственный емкостной ток линии IСmах (при внешнем 033).

Данный тип защит не всегда может обеспечить селективность работы в сети с изолированной нейтралью, особенно в сетях с нестабильной первичной схемой сети, периодически изменяющимися значениями собственных емкостных токов линий и суммарного емкостного тока, а также в сети с малым количеством линий [1].

Однако, сравнительно простые и дешёвые ненаправленные токовые защиты имеют свою область применения.

Если, например, речь идёт о защите кабельной сети собственных нужд электростанции, в которой установлен заземляющий резистор, а в месте ОЗЗ протекает активный ток резистора порядка 35–40 А и ёмкостные токи отдельных присоединений не превышают нескольких ампер, то здесь успешно могут быть использованы многие из известных ненаправленных токовых устройств защиты.

Второй подобный случай – это внутрицеховые сети на предприятиях, где может быть установлен дугогасящий реактор, но имеется большое количество присоединений с малым ёмкостным током. Выполнить эффективную селективную защиту без заземляющего резистора в таком случае сложно. Установив же такой резистор с током 10–15 ампер, получаем возможность на большинстве присоединений установить простую токовую защиту нулевой последовательности.

В воздушных сетях 6–10 кВ, токовые ненаправленные защиты нулевой последовательности используются сравнительно редко, так как для включения измерительного органа защиты требуется кабельная "вставка" для кабельного ТТНП, а также потому, что в воздушных сетях невелики значения токов 3Io при 033.

Таким образом, рассмотренные ненаправленные токовые защиты могут обеспечивать селективное отключение линии с ОЗЗ только при определенной конфигурации защищаемой сети, конкретных типах реле, параметрах кабелей, и, разумеется, при правильном выборе рабочих уставок.

3.2 Защиты, реагирующие на составляющие промышленной частоты тока и напряжения нулевой последовательности.

Рассмотрим принцип действия данного класса защит на примере реле ЗЗП–1М.

Данная защита предназначена для селективного отключения линий 10 кВ при однофазных замыканиях на землю и может применяться в сетях с суммарным емкостным током не менее 0,2 А, как указывается в информации завода–изготовителя. Однако такие данные только вводят в заблуждение проектантов и заказчиков защитных устройств, поскольку не учитывают реальных условий эксплуатации [2]. В связи с большой вероятностью возникновения однофазных замыканий на землю на BЛ 10 кВ через переходные сопротивления и с учетом некоторого запаса по чувствительности применение устройства ЗЗП–1М целесообразно в тех сетях 10 кВ, где минимальное значение суммарного емкостного тока по крайней мере в 2,5–3 раза выше, т. е. 0,5–0,6 А.

Токовые цепи защиты ЗЗП–1 подключаются к кабельному трансформатору тока нулевой последовательности ТТНП типа ТЗР, ТЗЛ и т. п. (рис. 1,а), в связи с чем защищаемая воздушная линия должна иметь кабельную вставку. Это является недостатком защиты ЗЗП–1М, ограничивающим ее применение.

Цепи напряжения защиты ЗЗП–1М включаются на напряжение нулевой последовательности 3Uo, получаемое от специальной обмотки трансформатора напряжения ТН типа НТМИ, соединенной в разомкнутый треугольник. Для защиты элементов реле от высших гармоник, устройство подключается через фильтр с резонансной частотой 50 Гц, подавляющий все высшие гармонические составляющие. Для исключения опасного воздействия на устройства ЗЗП–1М перенапряжений, в схеме предусмотрена небольшая задержка в подаче напряжения с помощью максимального реле напряжения 1РН типа РН–53/60Д с уставкой ниже, чем напряжение срабатывания устройства. Как видно из схемы, напряжение 3u0 подается на устройства ЗЗП–1М только после срабатывания реле 1РН и замыкания его контактов.

Принципиальная схема включения направленной защиты типа ЗЗП–1М

Принципиальная схема включения направленной защиты типа ЗЗП–1М ТН — трансформатор напряжения типа НТМИ; ТТНП — трансформаторы тока нулевой последовательности кабельного типа; ВУ — вспомогательное устройство защиты от высших гармоник.

структурная схема направленной защиты типа ЗЗП–1М

Рисунок 1. Структурная схема направленной защиты типа ЗЗП–1М

Защита ЗЗП–1М состоит из следующих основных органов: согласующего устройства 1, усилителя переменного тока 2, фазочувствительного усилителя (органа направления мощности) 3, выходного реле 4 и блока питания 5 (рис. 1). Блок питания типа БПН–111 подключается к трансформатору напряжения ТН или к трансформатору собственных нужд подстанции.

При однофазном замыкании на землю, емкостные токи Ic, определяемые емкостью фаз неповрежденных линий по отношению к земле, имеют условное направление к месту повреждения на пораженной линии, и, таким образом, по–разному направлены на поврежденной и целых линиях. На неповрежденных линиях при направлении токов с/к шинам 10 кВ подстанции защиты ЗЗТ1–1М не срабатывают. На поврежденной линии при направлении суммарного емкостного тока ІСS от шин подстанции к месту повреждения защита ЗЗП–1М срабатывает, если значение этого суммарного тока больше, чем ее ток срабатывания. Если считать, что среднее удельное значение емкостного тока для воздушных сетей 10 кВ составляет на 1 км примерно 0,025 А, то для надежного срабатывания защиты ЗЗП–lM при минимальной ее уставке 0,2 А (первичных) необходимо, чтобы суммарная протяженность всех неповрежденных линий 10 кВ этой сети была бы не менее 20–25 км и, соответственно, суммарный емкостный ток ІСS= 0.5–0.6 А. В современных электросетях 10 кВ это условие, как правило, обеспечивается, но в том случае, когда одна или две линии могут быть отключены и защита ЗЗП–1М не сможет сработать на отключение из–за недостаточных значений суммарного емкостного тока, требуется, чтобы дополнительно к линейным защитам (ЗЗП–1М) на подстанции была бы установлена резервная неселективная максимальная защита напряжения нулевой последовательности (реле 2РН на анимации), которая с выдержкой времени 0,5–0,7 с действует на отключение питающего трансформатора (при этом должны запрещаться действия автоматики включения: АВР, АПВ).

3.3 Устройства, реагирующие на составляющие тока и напряжения нулевой последовательности в переходном процессе

Принцип действия данных защит основан на контроле направления распространения токов и напряжений переходного процесса, возникающих при ОЗЗ и распространяющихся к концам линий (пунктам установки защиты), и заключается в сравнении и запоминании первоначальных знаков тока 3Io и напряжения 3Uo в месте замыкания. При совпадении знаков ОЗЗ фиксируется в защищаемом направлении, а при несовпадении регистрируется внешнее ОЗЗ. Факт замыкания контролируется срабатыванием пускового органа установившегося напряжения 3Uo промышленной частоты.

К наиболее известным разработкам направленных импульсных защит от ОЗЗ относятся:

  1. автономные устройства направленной волновой защиты типа ИЗС и УЗС–01, разработанные ЭНИН;
  2. централизованное направленное устройство сигнализации ОЗЗ (ЦНУСЗ) "Импульс", разработанное и выпускаемое ИГЭУ;
  3. автономное устройство направленной защиты типа КЗЗП, разра¬ботанное в Донецком политехнической институте и его микроэлектронный аналог — устройство типа ПЗЗМ, разработанное предприятием НТБЭ (Екатеринбург).

Схема подключения устройства УЗС приведена на рис. 2. Цепи тока подключаются к трансформатору тока нулевой последовательности кабельной линии или в нулевой провод трансформаторов тока трех фаз кабельной или воздушной линии электропередачи. Цепи напряжения подсоединяются к разомкнутому треугольнику обмоток трансформатора напряжения секции шин, к которой подключена линия, а при отсутствии этих обмоток — к общей точке трех конденсаторов емкостью 4–10 мкФ, соединенных в звезду и подключенных к фазным вторичным обмоткам трансформаторов напряжения и к нейтрали этих обмоток.

Принципиальная электрическая схема подключения устройства УЗС

Pисунок 2. Принципиальная электрическая схема подключения устройства УЗС; Т1–ТЗ — трансформаторы тока; К1–КЗ— нагрузка трансформаторов тока; S— выключатель линии высокого напряжения

Указанные выше автономные и централизованные устройства защиты от ОЗЗ реагируют только на электрические величины переходного процесса и поэтому не обладают свойством непрерывности действия при устойчивых замыканиях на землю. Свойство непрерывности действия при устойчивых повреждениях необходимо, прежде всего, для защит с действием на отключение (например, для упрощения согласования защит по времени срабатывания, учитывая, что напряжение не сразу исчезает в сети после отключения поврежденного участка). При выполнении защиты от ОЗЗ с действием на сигнал свойство непрерывности действия упрощает поиск поврежденного участка методом оперативных переключений в сети.

3.4 Защиты, фиксирующие наложенный ток с частотой, отличной от промышленной

Принцип их действия таков: источник наложенного тока частотой, например, 25 герц включают в нейтраль сети и фиксируют токи частотой 25 герц в защищаемых присоединениях.

Защита с использованием «наложенного» тока

Рис.3. Защита с использованием «наложенного» тока

В качестве источника контрольного тока используется электромагнитный параметрический делитель частоты. Выходная обмотка делителя частоты включается последовательно с первичной обмоткой ДГР. При использовании в сети нескольких ДГР их выходы со стороны земли объединяются и подключаются к контуру заземления через выходную обмотку делителя частоты. Защита ЛЭП выполняется с использованием специальных полупроводниковых фильтровых реле тока с рабочим диапазоном в области низких частот, подключаемых к кабельным ТТНП.

Различие по частоте тока небаланса фильтра токов нулевой последовательности (50 Гц и гармоники, кратные трем) и воздействующей величины (25 Гц) упрощает отстройку защиты от небаланса и позволяет избежать загрубления защиты по первичному току.

Недостатками таких устройств, являются влияние на устойчивость функционирования защиты погрешностей трансформаторов тока нулевой последовательности, возрастающих при уменьшении рабочей частоты; усложнение схемы первичной коммутации из–за необходимости подключения источника "наложенного" тока; трудности подключения источника вспомогательного тока при использовании в сети нескольких ДГР, установленных на разных объектах; сложности отстройки от естественных гармонических составляющих при внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ, при которых спектр тока зависит от параметров сети и режима заземления ее нейтрали; положения точки ОЗЗ в сети и других факторов.

3.5 Защиты, реагирующие на высокочастотные составляющие в токе нулевой последовательности, возникающие естественным путём

Подобные защиты можно разделить на два класса устройств: устройства абсолютного замера (например устройство типа УСЗ–2/2 (индивидуальное устройство), микропроцессорные устройства «Сириус», микропроцессорные устройства SPAC 801–013, SPAC 801–113); и устройства относительного замера (устройство УСЗ–3М (обслуживается вручную и поочерёдно подключается к трансформаторам тока всех присоединений секции или системы сборных шин), устройства сигнализации ОЗЗ типа КДЗС–2, автоматическое централизованное устройство относительного замера уровней высших гармоник – ПАУК, (использует принцип параллельного сравнения значений входных сигналов с помощью измерительного органа, выполненного на базе максиселектора).

Схема включения прибора УСЗ–3М

Рисунок 4. Схема включения прибора УСЗ–3М. Кнопки переключения без разрыва цепи

Токовые устройства абсолютного замера мало эффективны в условиях нестабильности состава и уровня высших гармоник в токе нулевой последовательности, что особенно характерно для сетей 6–10 кВ систем электроснабжения промышленных предприятий. Область применения централизованных токовых устройств относительного замера значительно шире и в основном ограничивается погрешностями кабельных ТТНП.

Более чем 30–летний опыт использования УСЗ–ЗМ, например в Ленэнерго, позволяет дать высокую оценку этому устройству, несмотря на известные его недостатки: непригодность для использования в сложных сетях с параллельными линиями, невозможность фиксации кратковременных ОЗЗ, необходимость выезда оперативного персонала на подстанцию для проведения большого числа измерений в целях определения поврежденной линии и из–за этого затраты времени для отыскания лийии с ОЗЗ.

4. Основное содержание работы

На рисунке 5, приведена схема электроснабжения секции 3Б системы собственных нужд третьего блока Зуевской ТЭС, применительно к которой составляется математическая модель.

Схема системы собственных нужд электростанции

Рисунок 5–Схема системы собственных нужд третьего блока электростанции «Зуевская ТЭС»

На Зуевской ТЭС защита от ОЗЗ работает на отключение фидера при превышении уставки по току ОЗЗ 3,2 А. Поскольку при принятии единой уставки по току срабатывания защит от ОЗЗ чувствительность многих фидеров со значительно отличающимися собственными ёмкостными токами не будет удовлетворять требованиям, то использование единой уставки нецелесообразно. Поэтому при анализе работы релейной защиты необходимо иметь возможность наблюдать переходный процесс на каждом из фидеров. Для этого математическая модель должна состоять из системы дифференциальных уравнений большого порядка, которая описывает каждый фидер схемы замещения.

Расчетная схема системы электроснабжения

Рисунок 6–Расчетная схема системы электроснабжения 6–10 кВ з изолированной нейтралью

Расчетная схема системы электроснабжения, по которой составлены дифференциальные уравнения, представлена на рисунке 7. Она состоит из питающего трансформатора (T), двигателя (M), который соединен с питающими шинами 6 кВ при помощи кабеля (KL). Так как на величину тока протекающего при однофазном замыкании на землю влияет только ёмкость присоединения, то остальные присоединения замещены суммарной ёмкостью. Значения емкостей присоединений были получены в ходе проводившегося на Зуевской ТЭС эксперимента. Для моделирования замыкания на шинах в схему введено сопротивление изоляции Rиз. Для данной электрической сети составлена трёхфазная схема замещения, приведенная на рисунке 7.

Трехфазная схема замещения системы собственных нужд

Рисунок 7–Трехфазная схема замещения системы собственных нужд элетростанции

В схеме замещения учтено наличие емкостей между фазами сети, а также возможность заземления нейтрали через активное, индуктивное или ёмкостное сопротивление и установки ОПН непосредственно на вывода фидеров. Замыкание на землю может быть смоделировано путем обнуления сопротивлений повреждений ветви в заданный момент времени (глухое замыкание) и последующего погасания дуги с восстановлением указанных сопротивлений и заданного значения напряжения пробоя изоляции промежутка при восстановлении напряжения.

Схема замещения обобщенной ветви сети

Рисунок 8–Схема замещения обобщенной ветви сети

Схема замещения содержит активные и индуктивные сопротивления элементов, а также емкостное и активное сопротивления изоляции сети. Каждая ветвь схемы замещения представлена обобщенной ветвью (рисунок 9) с последовательно–параллельным соединением её R, L, C–элементов, которые учитывают сопротивления самого элемента (R, L)и его изоляцию на землю (C, Rc).

В данной работе используется автоматическое составление системы уравнений, описывающей как отдельные её элементы так и всю сеть целиком. Для определения состояния электрической цепи в конкретный момент времени целесообразно воспользоваться дискретной моделью, в которой параметры элементов на текущем шаге расчета считаются постоянными. Дискретные модели отличаются высокой численной устойчивостью и для рассматриваемых процессов другие подходы не всегда позволяют выполнить расчет, как это уже отмечалось выше. Для особенных случаев, при появлении отклонений, предусматривается выполнение 1–2 итераций для уточнения результата.

Расчет переходного режима происходит по следующему алгоритму:

а) Формируется вектор токов ветвей IВ и напряжений на ёмкостях UC, на основе расчета доаварийного режима. Формируется вектор активных сопротивлений ветвей RB (без учета изоляции), активных сопротивлений изоляции RC, индуктивности ветвей LB и емкостей утечек CB, используя исходные данные. Формируется вектор ЭДС трехфазного источника питания:

б) Формируются матрицы контурной индуктивности и активных сопротивлений:

в) Формируется вектор вынуждающих ЭДС ветвей EB:

г) Формируется система дифференциальных уравнений для расчета неизвестных контурных токов и напряжений на емкостях. В отличие от [10], ДУ формируются используя дискретную математическую модель электрической схемы, основанную на замене производных в исходных дифференциальных уравнениях модели их конечными разностями первого, второго или более высоких порядков. Такую замену производных выполняют путем использования формул дифференцирования назад (ФДН):

где as – постоянные коэффициенты на каждом шаге интегрирования, которые для метода ФДН второго порядка (р=2) соответственно равны a0=1,5, a1=–2, a2 =0,5.

Для заданной схемы с учетом (4) на каждом временном шаге расчета h производится расчет матриц мгновенных дискретных значений сопротивлений и векторов эквивалентных ЭДС ветвей, которые соответственно равны:

где uC и i – мгновенные значения напряжения на емкости и тока на К–ом шаге расчета.

Выражения (3) – (6) представлены с учетом операторов векторизации [10].

Расчет переходных процессов выполняется с использованием (5–6) в соответствии с алгоритмом, справедливом и для анализа стационарных режимов. Например, в случае использования метода узловых напряжений, уравнения для расчета выглядят следующим образом:

Достоинство такого представления модели для анализа переходных процессов заключается в том, что алгоритм расчета установившегося и переходного процессов остается одинаковыми. Отличие состоит в том, что на каждом шаге расчета переходного процесса необходимо обновлять значения сопротивления и ЭДС ветвей.

Для учета нелинейных элементов (ОПН и трансформаторы напряжения) использована характеристика ОПН, представленная на рисунке 10. Она была получена из паспортных данных ОПН–КР/TEL–6/6.0УХЛ2 и аппроксимирована постепенной зависимости типа

где и – коэффициенты функции, подобранные аналитическим путем.

Нелинейная характеристика ОПН

Рисунок 9 – Нелинейная характеристика ОПН UОПН(IОПН)

По составлению математической модели была разработана программа, при помощи которой был выполнен анализ переходного процесса в сети 6–10 кВ с изолированной нейтралью. Осциллограммы фазных напряжений при обрыве ДОЗЗ при переходе тока промышленной частоты через 0 показаны на рисунках 10–13.

Рисунок 10 – Осциллограмма фазных напряжений при обрыве ДОЗЗ при переходе тока промышленной частоты через 0

Рисунок 11 – Осциллограмма фазных напряжений при установке ОПН

Рисунок 12 – Осциллограмма фазных напряжений при установке низковольтного заземляющего резистора

Рисунок 13 – Осциллограмма фазных напряжений при совместной установке низковольтного ОПН и заземляющего резистора

Для проверки и определения преимуществ разработанной математической модели в приложении Simulink математического пакета MatLab была составлена визуальная модель при помощи стандартных блоков входящих в состав библиотеки SimPowerSystems, которая также позволяет рассчитывать переходные процессы во время коротких замыканий. В результате было установлено, что алгоритм, положенный в основу работы модели позволяет значительно ускорить расчет переходных процессов. Фрагмент визуальной модели представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 – Фрагмент математической модели созданной в MatLab

Выводы

Разработана математическая модель сети 6–10 кВ, которая позволяет выбирать наиболее эффективный способ ограничения перенапряжений, а также проверить ОПН на термостойкость.

При моделировании ДОЗЗ установлено, что наиболее эффективным способом заземления нейтрали сети является совместная установка ОПН и заземление нейтрали через низковольтный резистор, что позволяет ограничить урони перенапряжений до 2.65Uн.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2013 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Шабад М. А., Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6 – 35 кB, Москва, НТФ "Энергопрогресс", "Энергетик", 2007
  2. Шалин А.И., Релейная защита от замыканий на землю в сетях с резистивным заземлением нейтрали, «ПНП БОЛИД», Новосибирск
  3. Шабад М. А. Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов, Ленинград, Энергоатомиздат, 1987.
  4. Отчет о научно–исследовательской работе Г 09–323 ЗуТЭ. Сразработка и внедрение способов повышения чувствительности защиты от замыканий фазы на землю одной секции 6 кВ блока 300 МВт ЗуТЭС. 25.10.2010 г
  5. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985, 640 с
  6. Противоаварийный циркуляр Главтехуправления Минэнерго СССР от 11.11.84 г. № Ц–11–84 "О повышении надежности собственных нужд 6 и 0,4 кВ энергоблоков"
  7. Циркуляр Ц–01–88 "О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд энергоблоков АЭС"
  8. Циркуляр Ц–01–97(Э) "О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд атомных станций".
  9. Отчет о научно–исследовательской работе Д–9–03 Развитие теории и методов ограничения перенапряжений в электрических системах при дуговых замыканиях фазы на землю20.12.2005 г
  10. Сивокобыленко В.Ф., Лебедев В.К., Махинда Сильва. Математическая модель для исследования переходных процессов при замыкании фазы на землю в сетях 6 – 10 кВ // Сб. научн. тр. ДонГТУ, Серия: Электротехника и энергетика, выпуск 4: – Донецк: ДонГТУ, 1999. – С. 221 – 226.