ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою роботи

Зміст

Вступ

Мережі 6–10 кв становлять приблизно 80% від сумарної довжини всіх ліній електропередач в Україні. Переважна більшість таких мереж використовується для живлення великих промислових електродвигунів, трансформаторних пунктів і складається з кабельних ЛЕП, які експлуатуються в найбільш складних умовах, тобто вони зазнають впливу вологи, різких перепадів температур і високих перенапруг, що викликаються комутаційними процесами або однофазними замиканнями на землю (ОЗЗ). Останні найбільше впливають на стан ізоляції кабелів, а також підключеного до них електроустаткування через те, що є найпоширенішим видом ушкодження в мережах з ізольованою, компенсованою або резистивно–заземленою нейтраллю. Найпоширенішим видом ОЗЗ є дугове. Довготривале протікання дугових ОЗЗ трапляється при несвоєчасному відключенні ушкодженого фідера релейним захистом, і, у більшості випадків, стає причиною появи міжфазних замикань (за даними експлуатаційного досвіду близько 60–80% однофазних замикань розвиваються в міжфазні), що нерідко приводить до загоряння кабелів [4] і супроводжується великими економічними збитками.

Питаннями розробки селективного захисту від ОЗЗ у мережах 6–10 кв із ізольованої нейтраллю присвячені роботи вчених (Сивокобиленко В.Ф., Дударев Л.Е., Сирота И.М., Шалин А.И., Зильберман В.А., Евдокулин Г.А., Жураховский А.В. і ін.), а також інститутів і організацій (технічних університетів Донецька, Москви, Санкт–Петербурга, Новосибірська, Львова, Києва). Вони внесли істотний вклад, як у створення пристроїв захисту, так і в розвиток теоретичної бази їхньої побудови.

З аналізу відомих способів захисту від ОЗЗ [1–3], випливає, що на практиці відсутні досить надійні способи захисту в мережах з малим сумарним струмом замикання на землю.

Як правило, у системі власних потреб електричних станцій або інших мереж, що характеризуються малим сумарним струмом ОЗЗ (до 10А), тривалість впливу однофазного замикання на землю може досягати чотирьох годин [5], під час чого підключені до мережі електричні установки піддаються значним перенапругам, які іноді можуть досягати 3–3,9Uфн. У мережах із сумарним ємнісним струмом ОЗЗ вище 10 А на відповідальних фідерах рекомендується встановлення релейного захисту від ОЗЗ, що діє на відключення фідера з витримкою часу 0,5 с [6]. Відомо, що 0,5 с достатньо для виникнення багаторазових перенапруг, і, відповідно, для пробою ізоляції кабельних ЛЕП або електродвигунів у найбільш ослаблених місцях.

За даними [7] і [8], для підвищення надійності роботи мереж пропонується часткове заземлення нейтралі мережі за допомогою резистора 100 Ом, встановленого в нейтралі трансформатора. При цьому передбачається зниження рівня перенапруг до 2,2 – 2,5 Uфн і підвищення коефіцієнта чутливості релейного захисту за рахунок появи додаткової складової активного струму. Однак, як з'ясувалося [9], таке нововведення збільшує тривалість протікання дугових ОЗЗ і ускладнює конструкцію мережі за рахунок необхідності встановлення резистора.

1. Актуальність теми

Порушення роботи мережі, пов'язані з ОЗЗ у більшості випадків відбуваються через недостатню чутливість релейного захисту й, як наслідок, несвоєчасне відключення ушкодженого фідера, що може призвести до ураження людини електричним струмом. Порушити виробничий процес підприємства також може неселективнисть спрацьовування релейного захисту, що має місце в мережах з дуже різними за величиною власними ємнісними струмами приєднань.

Через складність проведення натурних експериментів з визначення найбільш ефективного способу захисту під час дугових замикань на землю, актуальним є аналіз роботи різних типів релейних захистів і засобів обмеження перенапруг за допомогою вдосконалених математичних моделей

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою даної наукової праці є розробка математичної моделі для аналізу різних типів релейних захистів і засобів обмеження перенапруг при перехідних процесах, що виникають під час протікання дугових замикань на землю в мережах 6–10 кв із ізольованою нейтраллю

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні завдання:

  1. дати характеристику обьєкту дослідження і визначити основні фактори, що впливають на тривалість ОЗЗ і величину струмів і напруг в мережі;
  2. складання схеми і диференціальних рівнянь у формі Коші, що описують елементи схеми для математичної моделі мережі 6 кВ з ізольованою нейтраллю;
  3. удосконалення математичної моделі за рахунок автоматизації запису диференціальних рівнянь, і забезпечення більшої чисельної стійкості шляхом застосування дискретних схем заміщення елементів мережі;
  4. розробка математичних моделей існуючих способів направлених і ненаправлених релейних захистів від однофазних замикань;
  5. реалізація алгоритму в математичних програмах MathCad і MatLab;
  6. моделювань дугових однофазних замикань на землю на різних приєднаннях мережі й оцінка розглянутих видів релейних захистів.

У рамках магістерської роботи планується проведення порівняльного аналізу роботи існуючих захистів від ОЗЗ встановлюваних як в мережах з ізольованою нейтраллю так і в резистивної–заземлених мережах за допомогою розробленої математичної моделі мережі 6 кВ Зуївської ТЕС. За отриманими результатами буде визначено переваги та недоліки, а також доцільність удосконалення застарілих пристроїв РЗ.

3. Огляд існуючих типів релейного захисту

У наш час застосовуються наступні основні різновиди захистів від ОЗЗ

  1. Захисти, що вимірюють напругу нульової послідовності.
  2. Ненаправлені захисти, що реєструють складову промислової частоти струму нульової послідовності.
  3. Направлені захисти, що реагують на складову промислової частоти струму й напруги нульової послідовності.
  4. Захисти, що фіксують «накладений» струм із частотою, відмінною від промислової.
  5. Захисти, що реагують на високочастотні складові в струмі нульової послідовності, що виникають природним шляхом.
  6. Захисти, що реагують на складові струму й напруги нульової послідовності в перехідному процесі ОЗЗ.

3.1 Струмовий захист, що реагує на діюче значення повного струму нульової послідовності промислової частоти

Такий захист може бути побудований з використанням в якості вимірювального органу електромеханічного струмового реле типу РТ–40, аналогового реле типу РТЗ–51 або входити до складу терміналів релейного захисту, наприклад блоки мікропроцесорного захисту БМРЗ НТЦ Механотроника, термінали захисту SEPAM типу S20 фірми Schneider Electric і інших. Селективна робота такого захисту в режимі ізольованої нейтралі може бути забезпечена лише в тих випадках, коли сумарний ємнісної струм мережі IC? (мінімально можливий із всіх режимів роботи мережі) істотно перевищує власний ємнісної струм лінії IСmах (при зовнішньому 033).

Даний тип захистів не завжди може забезпечити селективність роботи в мережі з ізольованої нейтраллю, особливо в мережах з нестабільною первинною схемою мережі, значеннями власних ємнісних струмів ліній і сумарного ємнісного струму, що періодично змінюються, а також у мережі з малою кількістю ліній [1].

Однак, порівняно прості й дешеві ненаправлені струмові захисти мають свою область застосування.

Якщо, наприклад, мова йде про захист кабельної мережі власних потреб електростанції, у якій установлений заземлюючий резистор, а в місці ОЗЗ протікає активний струм резистора порядку 35–40 А і ємнісні струми окремих приєднань не перевищують декількох ампер, то тут успішно можуть бути використані ненаправлені струмові пристрої захисту.

Інший подібний випадок – це внутріцехові мережі на підприємствах, де може бути встановлений дугогасний реактор, але є велика кількість приєднань із малим ємнісним струмом. Виконати ефективний селективний захист без заземлюючого резистора в такому випадку складно. Встановивши ж такий резистор зі струмом 10–15 ампер, одержуємо можливість на більшості приєднань установити простий струмовий захист нульової послідовності.

У повітряних мережах 6 — 10 кв, струмові ненаправлені захисти нульової послідовності використаються порівняно рідко, тому що для включення вимірювального органа захисту потрібна кабельна "вставка" для кабельного ТТНП, а також тому, що в повітряних мережах невеликі значення струмів 3I0 при 033.

Таким чином, розглянуті ненаправлені струмові захисти можуть забезпечувати селективне відключення лінії з ОЗЗ тільки при певній конфігурації захищаємої мережі, конкретних типах реле, параметрах кабелів, і, зрозуміло, при правильному виборі уставок.

3.2 Захисти, що реагують на складові промислової частоти струму і напруги нульової послідовності

Розглянемо принцип дії даного класу захистів на прикладі реле ЗЗП–1М.

Даний захист призначений для селективного відключення ліній 10 кВ при однофазних замиканнях на землю й може застосовуватися в мережах із сумарним ємнісним струмом не менш 0,2 А, як вказується в інформації заводу–виробника. Однак такі дані тільки вводять в оману проектантів і замовників захисних пристроїв, оскільки не враховують реальних умов експлуатації [2]. У зв'язку з великою ймовірністю виникнення однофазних замикань на землю на BЛ 10 кв через перехідні опори й з урахуванням деякого запасу по чутливості застосування пристрою ЗЗП–1М доцільно в тих мережах 10 кВ, де мінімальне значення сумарного ємнісного струму принаймні в 2,5–3 рази вище, тобто 0,5– 0,6 А.

Струмові ланцюги захисту ЗЗП–1 підключаються до кабельного трансформатора струму нульової послідовності ТТНП типу ТЗР, ТЗЛ і т.п. (мал. 1,а), у зв'язку із чим повітряна лінія, що захищається, повинна мати кабельну вставку. Це є недоліком захисту ЗЗП–1М, що обмежує її застосування.

Ланцюги напруги захисту ЗЗП–1М включаються на напругу нульової послідовності 3Uo, що одержується від спеціальної обмотки трансформатора напруги ТН типу НТМИ, з'єднаної в розімкнутий трикутник. Для захисту елементів реле від вищих гармонік, пристрій підключається через фільтр із резонансною частотою 50 Гц, що нейтралізує всі вищі гармонійні складові. Для виключення небезпечного впливу на пристрій ЗЗП–1М перенапруг, у схемі передбачена невелика затримка в подачі напруги за допомогою максимального реле напруги 1РН типу РН–53/60Д с уставкою нижче, ніж напруга спрацьовування пристрою. Як видно зі схеми, напруга 3u0 подається на пристрій ЗЗП–1М тільки після спрацьовування реле 1РН і замикання його контактів.

Принципиальная схема включения направленной защиты типа ЗЗП–1М (Анімация: 6 кадрів, 6 циклів повтору, 70 килобайт)

Принципова схема включення направленого захисту типу ЗЗП–1М, ТН – трансформатор напруги типу НТМИ; ТТНП – трансформатори струму нульової послідовності кабельного типу; ВУ – допоміжний пристрій захисту від вищих гармонік.

Структурная схема направленной защиты типа ЗЗП–1М

Рисунок 1. Структурна схема направленого захисту типу ЗЗП–1М

Захист ЗЗП–1М складається з наступних основних органів: погоджувального пристрою 1, підсилювача змінного струму 2, фазочуттевого підсилювача (органа напрямку потужності) 3, вихідного реле 4 і блоку живлення 5 (мал. 1). Блок живлення типу БПН–111 підключається до трансформатора напруги ТН або до трансформатора власних потреб підстанції.

При однофазному замиканні на землю, ємнісні струми Ic, обумовлені ємністю фаз неушкоджених ліній стосовно землі, мають умовний напрямок до місця ушкодження на ураженій лінії, і, таким чином, по–різному спрямовані на ушкодженій і цілій лініях. На неушкоджених лініях при напрямку струмів до шин 10 кв підстанції захист ЗЗТ1–1М не спрацьовує. На ушкодженій лінії при напрямку сумарного ємнісного струму ІСS від шин підстанції до місця ушкодження захист ЗЗП–1М спрацьовує, якщо значення цього сумарного струму більше, ніж її струм спрацьовування. Якщо вважати, що середнє питоме значення ємнісного струму для повітряних мереж 10 кв становить на 1 км приблизно 0,025 А, то для надійного спрацьовування захисту ЗЗП–l при мінімальної її уставці 0,2 А (первинних) необхідно, щоб сумарна довжина всіх неушкоджених ліній 10 кв цієї мережі була б не менш 20—25 км і, відповідно, сумарний ємнісний струм ІСS=0.5–0.6 А. У сучасних електромережах 10 кв ця умова, як правило, забезпечується, але в тому випадку, коли одна або дві лінії можуть бути відключені і захист ЗЗП–1М не зможе спрацювати на відключення через недостатні значення сумарного ємнісного струму, потрібно, щоб додатково до лінійних захистів (ЗЗП–1М) на підстанції був встановлений резервний неселективний максимальний захист напруги нульової послідовності (реле 2РН на анімації), що з витримкою часу 0,5–0,7 з діє на відключення живильного трансформатора (при цьому повинні заборонятися дії автоматики включення: АВР, АПВ).

3.3 Пристрої, що реагують на складові струму і напруги нульової послідовності в перехідному процесі

Принцип дії даних захистів заснований на контролі напрямку поширення струмів і напруг перехідного процесу, що виникають при ОЗЗ і поширюються до кінців ліній (до пунктів установки захисту), і полягає в порівнянні й запам'ятовуванні первісних знаків струму 3I0 і напруги 3U0 у місці замикання. При збігу знаків ОЗЗ фіксується в захищаємому напрямі, а при розбіжності реєструється зовнішнє ОЗЗ. Факт замикання контролюється спрацьовуванням пускового органа напруги 3Uo промислові частоти.

До найбільш відомих розробок направлених імпульсних захистів від ОЗЗ відносяться:

  1. автономні пристрої направленого хвильового захисту типу ИЗС і УЗС–01, розроблені ЭНИН;
  2. централізований направлений пристрій сигналізації ОЗЗ (ЦНУСЗ) "Імпульс", що розроблене й випускається в ИГЭУ;
  3. автономний пристрій направленого захисту типу КЗЗП, розроблений в Донецькому політехнічної інституті і його мікроелектронний аналог – пристрій типу ПЗЗМ, розроблений підприємством НТБЭ (Єкатеринбург).

Схема підключення пристрою УЗС наведена на мал. 2. Ланцюги струму підключаються до трансформатора струму нульової послідовності кабельної лінії або в нульовий провід трансформаторів струму трьох фаз кабельної або повітряної лінії електропередачі. Ланцюги напруги приєднуються до розімкнутого трикутника обмоток трансформатора напруги секції шин, до якого підключена лінія, а при відсутності цих обмоток – до спільної точки приєднання трьох конденсаторів ємністю 4–10 мкф, з'єднаних у зірку й підключених до фазних вторинних обмоток трансформаторів напруги й до нейтрали цих обмоток.

Принципиальная электрическая схема подключения устройства УЗС

Pисунок 2. Принципова електрична схема підключення пристрою УЗС; Т1–ТЗ – трансформатори струму; ДО1–КЗ– навантаження трансформаторів струму; S– вимикач лінії високої напруги

Зазначені вище автономні й централізовані пристрої захисту від ОЗЗ реагують тільки на електричні величини перехідного процесу і тому не мають властивості безперервності дії при стійких замиканнях на землю. Властивість безперервності дії при стійких ушкодженнях необхідна, насамперед, для захистів з дією на відключення (наприклад, для спрощення узгодження захистів за часом спрацьовування, з огляду на те, що напруга не відразу зникає в мережі після відключення ушкодженої ділянки). При виконанні захисту від ОЗЗ із дією на сигнал властивість безперервності дії спрощує пошук ушкодженої ділянки методом оперативних перемикань у мережі.

Захисти, що фіксують накладений струм з частотою, відмінною від промислової

Принцип їхньої дії такий: джерело накладеного струму частотою, наприклад, 25 герц включають у нейтраль мережі й фіксують струми частотою 25 герц у захищаємих приєднаннях.

Защита с использованием «наложенного» тока

Рисунок 3. ЗЗахист із використанням «накладеного» струму

В якості джерела контрольного струму використається електромагнітний параметричний дільник частоти. Вихідна обмотка дільника частоти включається послідовно з первинною обмоткою ДГР. При використанні в мережі декількох ДГР їхні виходи з боку землі поєднуються й підключаються до контуру заземлення через вихідну обмотку дільника частоти. Захист ЛЕП виконується з використанням спеціальних напівпровідникових фільтрових реле струму з робочим діапазоном в області низьких частот, що підключають до кабельних ТТНП.

Розходження по частоті струму небалансу фільтра струмів нульової послідовності (50 Гц і гармоніки, кратні трьом) і величини, що впливає (25 Гц) спрощує відбудування захисту від небалансу й дозволяє уникнути загрублення захисту по первинному струму.

Недоліками таких пристроїв, є вплив на стійкість функціонування захисту погрішностей трансформаторів струму нульової послідовності, що зростають при зменшенні робочої частоти; ускладнення схеми первинної комутації через необхідність підключення джерела "накладеного" струму; труднощі підключення джерела допоміжного струму при використанні в мережі декількох ДГР, установлених на різних об'єктах; складності відбудування від природних гармонійних складових при зовнішніх дугових перемежованих ОЗЗ, при яких спектр струму залежить від параметрів мережі й режиму заземлення її нейтрали; положення крапки ОЗЗ у мережі й інших факторах.

Захисти, що реагують на високочастотні складові в струмі нульової послідовності, що виникають природним шляхом

Подібні захисти можна розділити на два класи пристроїв: пристрої абсолютного виміру (наприклад пристрій типу УСЗ–2/2 (індивідуальний пристрій), мікропроцесорні пристрій «Сиріус», мікропроцесорні пристрої SPAC 801–013, SPAC 801–113); і пристрої відносного виміру (пристрій УСЗ–3М (обслуговується вручну й по черзі підключається до трансформаторів струму всіх приєднань секції або системи збірних шин), пристрої сигналізації ОЗЗ типу КДЗС–2, автоматичний централізований пристрій відносного виміру рівнів вищих гармонік – ПАУК, (використовує принцип паралельного порівняння значень вхідних сигналів за допомогою вимірювального органа, виконаного на базі максиселектора).

Схема включения прибора УСЗ–3М

Рисунок 4. Схема включення приладу УСЗ–3М. Кнопки перемикання без розриву ланцюга

Струмові пристрої абсолютного виміру мало ефективні в умовах нестабільності складу й рівня вищих гармонік у струмі нульової послідовності, що особливо характерно для мереж 6 – 10 кв систем електропостачання промислових підприємств. Область застосування централізованих струмових пристроїв відносного виміру значно ширше й в основному обмежується погрішностями кабельних ТТНП.

Більш ніж 30–літній досвід використання УСЗ–ЗМ, наприклад у Ленэнерго, дозволяє дати високу оцінку цьому пристрою, незважаючи на відомі його недоліки: непридатність для використання в складних мережах з паралельними лініями, неможливість фіксації короткочасних ОЗЗ, необхідність виїзду оперативного персоналу на підстанцію для проведення великої кількості вимірів з метою визначення ушкодженої лінії й через цього витрати часу для відшукання линій з ОЗЗ.

4. Основний зміст роботи

На рисунку 5, наведена схема електропостачання секції 3Б системи власних потреб третього блоку Зуевской ТЕС, стосовно якої складається математична модель.

Схема системы собственных нужд электростанции

Рисунок 5–схема системи власних потреб третього блоку електростанції «Зуевска ТЕС»

На Зуевскій ТЕС захист від ОЗЗ працює на відключення фідера при перевищенні уставки по струму ОЗЗ 3,2 А. Оскільки при прийнятті єдиної уставки по струму спрацьовування захистів від ОЗЗ чутливість багатьох фідерів з власними ємнісними струмами, що значно відрізняються, не буде задовольняти вимогам, то використання єдиної уставки недоцільно. Тому при аналізі роботи релейного захисту необхідно мати можливість спостерігати перехідний процес на кожному з фідерів. Для цього математична модель повинна складатися із системи диференціальних рівнянь великого порядку, що описує кожний фідер схеми заміщення.

Расчетная схема системы электроснабжения

Рисунок 6–Розрахункова схема системи електропостачання 6–10 кв з ізольованою нейтраллю

Розрахункова схема системи електропостачання, по якій складені диференціальні рівняння, представлена на малюнку 7. Вона складається з живильного трансформатора (T), двигуна (M), що з'єднаний з шинами 6 кв за допомогою кабеля (KL). Так як на величину струму, що протікає при однофазному замиканні на землю впливає тільки ємність приєднання, то інші приєднання заміщені сумарною ємністю . Значення ємностей приєднань були отримані в ході експерименту, що проводився на Зуевскій ТЕС. Для моделювання замикання на шинах у схему введений опір ізоляції Rиз. Для даної електричної мережі складена трифазна схема заміщення, наведена на малюнку 8.

Трехфазная схема замещения системы собственных нужд

Рисунок 7–Трехфазная схема замещения системы собственных нужд элетростанции

У схемі заміщення врахована наявність ємностей між фазами мережі, а також можливість заземлення нейтрали через активний, індуктивний або ємнісний опір і установки ОПН безпосередньо на виводи фідерів. Замикання на землю може бути змодельоване шляхом обнуління опорів ушкоджень гілки в заданий момент часу (глухе замикання) і наступного загасання дуги з відновленням зазначених опорів і заданого значення напруги пробою ізоляції проміжку при відновленні напруги.

Схема замещения обобщенной ветви сети

Рисунок 8–Схема заміщення узагальненої гілки мережі

Схема заміщення містить активні й індуктивні опори елементів, а також ємнісні й активні опори ізоляції мережі. Кожна гілка схеми заміщення представлена узагальненою гілкою (рисунок 8) з послідовно–паралельним з'єднанням її R, L, C –елементів, які враховують опори самого елемента (R, L)і його ізоляцію на землю (C, Rc).

У даній роботі використовується автоматичне складання системи рівнянь, що описує як окремі її елементи так і всю мережу цілком. Для визначення стану електричного ланцюга в конкретний момент часу доцільно скористатися дискретною моделлю, у якій параметри елементів на поточному кроці розрахунку вважаються постійними. Дискретні моделі відрізняються високою чисельною стійкістю й для розглянутих процесів інші підходи не завжди дозволяють виконати розрахунок. Для особливих випадків, з появою відхилень, передбачається виконання 1–2 ітерацій для уточнення результату.

Розрахунок перехідного режиму відбувається по наступному алгоритму:

а) Формується вектор струмів гілок IВ і напруг на ємностях UC, на основі розрахунку доаварийного режиму. Формується вектор активних опорів гілок RB (без обліку ізоляції), активних опорів ізоляції RC, індуктивності гілок LB і ємностей витоків CB, використовуючи вихідні дані. Формується вектор ЭДС трифазного джерела живлення:

б) Формуються матриці контурної індуктивності й активних опорів:

в) Формується вектор що змушуючих ЭРС гілок EB:

г) Формується система диференціальних рівнянь для розрахунку невідомих контурних струмів і напруг на ємностях. На відміну від [10], ДУ формуються використовуючи дискретну математичну модель електричної схеми, засновану на заміні похідних у вихідних диференціальних рівняннях моделі їх кінцевими разностями першого, другого або більш високих порядків. Таку заміну похідних виконують шляхом використання формул диференціювання назад (ФДН)::

де as – постійні коефіцієнти на кожному кроці інтегрування, які для методу ФДН другого порядку (р=2) відповідно рівні a0=1,5, a1=–2, a2 =0,5.

Для заданої схеми з урахуванням (4) на кожному тимчасовому кроці розрахунку h проводиться розрахунок матриць миттєвих дискретних значень опорів і векторів еквівалентних ЭРС гілок, які відповідно рівні:

де uC и i – миттєві значення напруги на ємності й струми на К–ому кроці розрахунку.

Рівняння (3) – (6) представлені з урахуванням операторів векторізаціи [10].

Розрахунок перехідних процесів виконується з використанням (5–6) відповідно до алгоритму, справедливому для аналізу стаціонарних режимів. Наприклад, у випадку використання методу вузлових напруг, рівняння для розрахунку мають такий вигляд:

Перевага такого подання моделі для аналізу перехідних процесів полягає у тому, що алгоритм розрахунку сталих і перехідного процесів залишається однаковими. Відмінність полягає в тому, що на кожному кроці розрахунку перехідного процесу необхідно обновляти значення опору й ЭРС гілок.

Для врахування нелінійних елементів (ОПН і трансформатори напруги) використана характеристика ОПН, представлена на малюнку 10. Вона була отримана з паспортних даних ОПН–КР/TEL–6/6.0УХЛ2 і аппроксимирована поступової залежності типу

де и – коефіцієнти функції, підібрані аналітичним шляхом.

Нелинейная характеристика ОПН

Рисунок 9–Нелінійна характеристика ОПН UОПН(IОПН)

По складанні математичної моделі була розроблена програма, за допомогою якої був виконаний аналіз перехідного процесу в мережі 6–10 кв із ізольованою нейтраллю. Осцилограми фазних напруг при обриві ДОЗЗ при переході струму промислової частоти через 0 показані на малюнках 10–13.

Рисунок 10–Осцилограма фазних напруг при обриві ДОЗЗ при переході струму промислової частоти через 0

Рисунок 11–Осцилограма фазних напруг при установці ОПН

Осцилограма фазних напруг при установці низьковольтного заземлюючого резистора

Рисунок 13–Осцилограма фазних напруг при спільній установці низьковольтного ОПН і заземлюючого резистора

Для перевірки й визначення переваг розробленої математичної моделі в додатку Simulink математичного пакета MatLab була складена візуальна модель за допомогою стандартних блоків, що входять до складу бібліотеки SimPowerSystems, яка також дозволяє розраховувати перехідні процеси під час коротких замикань. У результаті було встановлено, що алгоритм, покладений в основу роботи моделі дозволяє значно прискорити розрахунок перехідних процесів. Фрагмент візуальної моделі представлений на рисунку 14.

Рисунок 14 – Фрагмент математичної моделі створеної в MatLab

Висновки

Розроблено математичну модель мережі 6–10 кв, що дозволяє вибирати найбільш ефективний спосіб обмеження перенапруг, а також перевірити ОПН на термостійкість.

При моделюванні ДОЗЗ установлено, що найбільш ефективним способом заземлення нейтрали мережі є спільна установка ОПН і заземлення нейтрали через низьковольтний резистор, що дозволяє обмежити упусти перенапруг до 2.65Uн.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботита матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

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.