автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Исследование возможности изменения режима нейтрали городской кабельной электрической сети при ее реконструкции

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ШШГЕХШЧЕШЯ АКАДЕМИЯ Р Г Г) О Д На правах рукописи

О I г:«г: т

ШЗ Дмитрий Львович

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ РЕЖИМА НЕЙТРАЛИ ГОРОДСКОЙ КАШЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПН ЕЕ ^КОНСТРУКЦИИ

Специальность 05.14.02 - Электртчеокие станции (олектртческая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими.

I '

Автореферат диссертации на соискание ученой отопени кандидата технических наук

Минск 1994

Работа выполнена на кафедре "Электрические системы Белорусской государственной политехнической академии

Научный руководитель -

доктор технических наук,

профессор

ЙОРОТКЕВИЧ M .А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, , старший научный сотрудник4 1УСАН В.И.

кандидат технических наук, доцент

ДШНИКОВ C.B.

Ведущее предприятие:

Белорусский научно-исследо вательский теплоэнергети-•ческиР институт

Защита состоится " июня 1994 г. в 10 часов ауд. 201, корпус 2 на заседании специализированного Совета К 056.02.02 в Белорусской государственной политехнической академии

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим присылать по адресу: 220027, г. Минск, пр. Ф. Скарины, 65, БГПА, Ученому секретарю.

С диссертацией мсокно ознакомиться в библиотеке БГПА. Автореферат разослан " " мая 1994 г.

Ученый секретарь

специализированного совета кандидат технических наук, доцент

А.Н. ГЕРАСИМОВИЧ Белорусская государственная политехническая академия, 199 ¡i

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

^Актуальность темы. Проектирование и сооружение электрических сетей номинальным напряжением 3-35 кВ, работающих в режиме о изолированной нейтралью, было обусловлено необходимостью обеспечения электроснабжения потребителей в условиях замыкания одной фазы линии передачи на землю. Известно, что первоначально потребители электрической энергии питались, как правило, от нерезервированной воздушной сети. При замыкании на землю одной фазы, напряжете неповрежденных фаз относительно земли возрастает до линейного значения. Такое же значение напряжения имеет место между неповрежденными фазами. Следовательно, на приемном конш линии сохраняется треугольник линейных напряжений. Отмеченный ненормальны» режим работы сети остается незамеченным для приемников электроэнергии. В воздушных линиях значительно ниже вероятность перерастания замыканий на землю, доля которых приблизительно в 1,5 раза выше, чем в кабельных, и составляет более 75% от общего числа повреждений, в межлдфазное короткое замыкание. Поэтому в воздушных сетях режим замыкания фазы на землю может существовать длительно. Отсутст^- 5 трансформатпров с заземленной нейтралью уменьшает ток однофазного замыкания до уровня, обусловленного емкостной и активной проводимостями линий.

¡электроснабжение подавляющего большинства городских потребителей на напряжении б-Ю кВ в настоящее время осуществляется' от разомкнутой ргзервированной кабельной сети. При этом устройства автоматического ввода резервного питания (АВР) на указанных напряжениях применяются для всех потребителей первой категории и значительно!* части потребителей второй и третьей категорий. Если на напряяении б-Ю кЗ применяется радиальная нерезервированная или разомкнутая резервированная без АВР схемы, то бесперебойность питания городских потребителей при возникновении повреждения в этой сети должна обеспечиваться, как показывает опыт эксплуатации городских электрических сетей, за счет установки устройств АВР на напряжении 0,33 кВ.

Использование резервного источника питания и его автоматический ввод предполагают отключение поврежденного участка сети. Однако величина тока однофазного замыкания, обусловленного только .■мкостной и активной проводим остями линий, оказывается в подавляющей большинстве случаев недостаточной для надежно» работы релейной защити.

При работе сети в условиях неотключенного однофазного замыкания в месте повреясдения образуется заземляющая дуга. Ее горение сопровождается большими тепловыделениями и вызывает значительные перенапряжения на неповрежденных фазах. Это приводит к снижению срока службы кабельных линий и перерастанию однофазного замыкания на них в междуфазное.

Участки городское злектрическоя сети с изолированной нейтралью, выполненные воздушными линиями, характеризуются низкой степенью электробезопасности. Однофазные замыкания на землю на воздушной линии возникают вследствии обрыва провода и падения его на землю или.пробоя изолятора на опоре. Вг.последнем случае люди, оказавшиеся вблизи места однофазного замыкания не видят погрекде-ния и, следох^гельно, не могуг оценить возникшую для них опасность. Повышенную опасность для людеР создает протекающий в условиях замкнутой на землю фазы, в месте повреждения емкостной ток. Поражение человека электрическим током может произойти как при непосредственна« касании оборванного провода или опоры с поврежденным изолятором, так и при приближении к ним в результате воздействия так называемого шагового напряжения.

Применяемые устройства компенсации емкостных токов не. могут полностью устранить отмеченные выше недостатки сетей с изолированной нейтралью. Величина емкостного тока зависит от места возникновения однофазного повреждения и может изменяться в достаточно широких пределах. Отсюда вытекает трудность резонансной настройки дусогасяией катушки при всех возможных точках повреждения. Ток расстройки оказывается достаточным для поддержания горения заземляющей дуги и представляет серьезную опасность для людей.

В сетях с изолированной и компенсированной нейтралями фазовая изоляция выполняется на линейное напряжение, так «сак при замыкании на земли, напряжения неповрежденных фаз повышаются до 2

лнн-Яного значения даже при отсутствии заземляющей дуги в месте повреждения. Кроме того, необходимость увеличения уровня изоляции визнвается большими величинами внутренних перенапряжений, превышающих фазное напряжение в 3-4,5 раза при коммутационных переключениях в сетях с изолированно« и компенсированной нейтралями. По-давлякщуя часть времени отот запас изоляции не используется, что связано с дополнительным» затратами но создание данного уровня изоляции.

Полностью исключить отмеченные выше недостатки можно только путем заземления нейтрали всех или определенно» части трансформаторов, так как это обеспечит возможность автоматического отключения поврежденного участка и включения А.ЗР или автоматического перевода сети в неполнофазни!» режим работы путем отключения повреждение? фазы. В последнем случае необходимо применение секционных предохранителе'* или однофазных выключателей, которое локализуют повреждение и позволяют всем потребителям оставаться в работе. [1а поврежденном участке сети, имеющем достаточное количество трансформаторов с за земле нно? нейгральп, после отключения повреи-^енпоГ' в результате замыкания на землю йази сохраняется трехфаз-•юе напряженке при некоторого несимнет^ии системы напряжений.

Сущесгвукш" уровень запаса электрической прочности изоляции обеспечивает возможность увеличения номинального напряжения электрической сети в -Уз" раз в случае эффективного заземления ее нейтрали. Последнее представляет наиболее целесообразный способ повышения пропускной способности и снижения потерь электроэнергии в ¡ущесгЕушаих кабельных сетях.

3 работах Л.М.Фингера, Й.А.Будзко, Э.П .Черногубовского изу-;ен и систематизирован опыт промииленно развитых стран Запада в збласти выбора оптимального режима кзРтрали распределительных электрических сете^. Он подтверждает необходимость перехода от режимов изолированно« и компенсированной нейтралей к одно? из зазновидносте«* режима заземленной нейтрали. До 50-х годов в ни-юво»1 практике не было единого мнения о целесообразности заземле-[ия нв'/трали в сетях номинальным напряжением 3-220 кВ. Например, з ФРГ, Австрии, Голландии, Испании, Евеиии, Японии и др. .странах ¡рименялись режимы изолированно!' и компенсированно* нейтрале П.

В то же время в сетях США, Англии, стран Британского содружества, Франции и Италии преобладали сети с заземленной нейтралью. В начале 60-х годов, т.е. более 30 лег тому назад, наметилась тенденция к отказу от применения изолированной и компенсированной нейтралей при строительстве новых участков электрической сети и заземлению нейтралей существующих сетей. Особенно это имело место при проведении реконструкции сетей в целях повышения пропускной способности, снижения потерь электроэнергии,повышения качества , или надежности электроснабжения. При этом было успешно применено заземление нейтрали через активное сопротивление, обеспечивающее ограничение токов замыкания на земли, искусственное заземление и глухое заземление нейтрали. Необходимо отметить, что при заземлении нейтрали в сетях 10-35 кЗ через токоограничигающее сопротивление, добиться выполнения условия эффективного заземления, как правило, не удавалось, что приводило к необходимости выполнения фазовой изоляции на линейное напряжение. Такое заземление позволяет только обеспечить возможности быстрого надежного и селективного отключения замыкания на землю, облегчить условия эксплуатации и немного уменьшить урогень внутренних перенапряжений.

В нашеР стране в 60-х годах профессором В.К.Плюгачевым было предложено и исследовано рассредоточенное заземление нейтрвли, сохраняющее все преимущества систем электроснабжения с эффективно заземленными нейтралями и в то же время исключающее присущий этим системам основной недостаток, заключающийся в необходимости дополнительных капитальных затрат на осуществление заземления (выполнение контуров заземления трансфор<аторных подстанций с сопротивлением менее 0,5 Ом - при глухом заземлении или приобретение и монтаж искусственных нейтральных точек - при искусственном заземлении),Однако данныР способ заземления нейтрали не нашел широкого применения в воздушных сетях, .в связи с невозможностью обеспечить надежную работу релейно" защиты, обусловленную большими 'значениями сопротивлений в цепи тока замыкания на землю.

Для применения рассредоточенного заземления нейтрали в городски^ кабельных сетях в те годы ещё не возникли необходимые предпосылки, а именно: отсутствовало достаточное количество распреде-Ч

лительних линий в городских сетях номинальным напряжением 6-10 кВ выполненных исключительно кабельными линиями С в кабельных линиях имеются более благоприятные условия для работы улейной защиты от однофазных повреждений, гак как сопротивление в цепи тока'замыкания на них значительно меньше), качество электроснабжения потребителе»» при работе сети с изолированной нейтралью в условиях неотключенного однофазного замыкания удовлетворяло требованиям коммунально-бытовой нагрузки, при существовавших в то время удельных плотностях электрических нагрузок в городе отсутствовала необходимость в повышении пропускной способности сетей номинальным напряжением Ю кВ (увеличение пропускной способности сетей напряжением б кВ можно было достичь их переводом на напряжение 10 кВ без изменения режима нейтрали). Реконструкция сети с целью повышения ее пропускной способности финансировалась из средств амортизационных отчислений на реновацию, строго контролировавшихся госбанком, т.е. во многих случаях отсутствовало стремление персонала электросетевых предприятий к снижению затрат на ее осуществление.

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев распределительные линии в городских сетях выполнены полностью кабельными. При переходе к рыночной экономике, когда сократились ассигнования из централизованных источников на строительство, расширение и реконструкцию электрических сетей, проблема снижения затрат на обеспечение необходимого уровня ее пропускной способности, тщательного обоснования инвестиций, определения их прио-ретета, выбора источников финансирования приобретает особую актуальность. Кроме того, можно ожидать роста удельных плотностей' электрических нагрузок в городе в связи с увеличением этажности застройки, удельного потребления энергии в расчете на одного жи- ' теля города и увеличения роли электротранспорта , а также ужесточения требований коммунально-бытовой нагрузки к качеству подводимого напряжения в связи с тенденцией к увеличению доли сложной бытовой техники в общем балансе электропотребления.

Изложенное выше обуславливает необходимость дополнительного изучения существующих режимов нейтрали городской кабельной электрической сети.

Актуальность данной тепы подтверждается также тем, что исследования возможности изменения ржима нейтрали городской I '.больной электрической сети при ее реконструкции были включены в планы работ, координировавшихся Министерством образования Реепу-.блики Беларусь по теме ГБ 91-20 "Разработка теоретических основ, методов, алгоритмов и промышленных программ для оптимизации режимов и параметров электрических систем и их элементов.с цель» экономия электроэнергии и повышения ее качества" и являются составной частью исследований,проводинах на кафедре "Электрические системы" Белорусской! государственной политехнической академик.

Цель диссертационной работы состоит б исследовании возможности и обосновании технико-экономической целесообразности изменения режима нейтрали городской кабельно"' электрическом сети номинальным напряжением 6-10 кВ при ее реконструкции.

3 соответствии с поставленной целью б диссертационное работе ролавтея следующие основные задачи:

- определение наиболее целесообразного способа заземления нейтрали кабельной электрической сети ,з зависимости от ее схемы, конструктивного выполнения, параметров рекима и требований к надежности эле гроснабжения;

- технико-зкономическая оценка эффективности различных видов реконструкции кабельной сети при одновременна! ее переводе в роим глухого,искусственного или рассредоточенного заземления;

- определение возмогших стратеги? реконструкции городской кабельной электрической сети и рационального момента времени ее перевода на более высокое номинальное напряжение с учетом динамики развития при различных режимах нейтрали сети.

Методы исследования. Для репекия поставленных задач в диссертации использовались методы тсхнкко-скон омического анализа, экспертных оценок и многокритериального анализа.

Научная новизна:

- показана целесообразность перевода городской кабельной электрической сети нснинальным напряжением б~10 кЗ в реякм работы с глухим, искусственным или рассредоточенным заземлением нз-тйтрали в условиях ее реконструкции с восмолностыо одновременного увеличения номинального.напряжения в раз;

б

-разработана методика оценки эффективности реконструкции городской кабельной электрической сети путем заземления ее нейтрали;

- предложены критерии оценки эффективности реконструкции городской кабельной электрической сети, пригодные к использованию в условиях рыночных отношений, учитывающие не только количественные, но и качественные показатели.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- методика оценки эффективности реконструкции городской кабельной электрической сети путем заземления ее нейтрали;

- критерии оценки эффективности реконструкции городской кабельной электрической сети, пригодные к использованию в условиях рыночных отношений, учитывающие не только количественные, но к качественные показатели;

- методика выбора трансформаторов, подлежащих заземлению в кабельной сети с рассредоточенным заземлением нейтрали с учетом требований релейной защиты;

- методика выбора рационального момента времени перевода существующей кабельной электрической сети на более высокое номинальное напряжение с учетом динамики ее развития и режима нейтрали.

Практическая ценность работы заключается в: '

- обосновании возможности глухого, искусственного или рассредоточенного заземления нейтрали городской кабельной электрической сети, позволяющего увеличить пропускную способность и снизить стоимость передачи и распределения электроэнергии;

- разработке методик оценки эффективности реконструкции городской кабельной электрической сети путем заземления ее нейтрали; выбора трансформаторов, подлежащих заземлению в кабельной сети с рассредоточенным заземлением нейтрали; выбора рационального момента времени перевода существующей кабельной электрической сети на более высокое номинальное напряжение с учетом динамики ее развития и режима нейтрали.

Реализация результатов работы. Предложенные в работе критерии ц зависимости, позволяющие оценить эффективность реконструк-

ции, использованы малым научно-производственным предприятием "Газ-инжиниринг", при определении оптимальной последовательности работ и наиболее целесообразной структуры энергетической сох'и.

Анализ повреждаемости кабельных линий б-Ю кВ под рабочим напряжением, выполненный на материале Гродненского городского района электрических сетей использован при определении оптимально!» периодичности их испытаний повышенным напряжением.

Результаты работы использовались при выполнении учебно-ис,-следовагельских работ студентов энергетического факультета Белорусской государственной политехнической академии специальности 10.02 "Электроэнергетические системы и сети".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусское государственной политехнической академии ( 1989, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994 г.г.), Всесоюзном научно-техническом семинаре по проблеме "Снижение потерь и повышение качества электроэнергии в электрических сетях энергосистем" ( Бишкек, 1991 г.) и на Всероссийская семинаре по проблеме "Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики" С Санкт-Петербург, 1993 г. ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатях работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 114 найменоиакий и б приложений.

Основное содержание работы изложено на 104 страницах, включает 13 таблиц и II рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРКАШЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основная цель и задачи исследования, дана общая характеристика и основное содержание работы.

В'перво» главе исследованы возможные режимы нейтрали кабель-но» электрическо" сети. Выявлены основные недостатки применяемого в непе» стране на напряжениях 3-35 "кВ режима изолированной и компенсированной нейтралей. Показано, что исключить все отмеченные

недостатки можно только путем заземления нейтрали.

Отмс :ено,^ что за рубежом электрические сети соответствующих номинальных напрякенк" работают, как правило, г режиме с глухо-заземленной или заземленной через активно« сопротивление нзйтра-лыо. В первом случае возникает необходимое'! в болыаих капитальных вложениях на выполнение заземляющих устройств трансфорлатор-ных пунктов, обеспечивающих сопротивление заземления не более 0 5 Ом. Во втором случае, уменьшить коммутационные пер(-3напряке-ния до уровня, позволяющего выполнять фазовую изоляцию на фазное напряжение практически невозможно.

Показано, что исключить недостатки, присущие режимам изолированной и компенсированной нейтралей без дополнительных капитальных вложений на уменьшение сопротивления заземляющих уотросе V можно путем рассредоточенного заземления нейтрали (РЗН).Сущ--ность способа РЗН заключается в заземлении нейтралей обмоток высокого напряжения только у части потребительских трансфоротчгртй. Питающие трансфор"»торы центров питания со стороны низпего напряжения не заземляются. Сопротивление нулевой последовательности" в тако" сети зависит от числа и мощности потребительских транса': форматоров, работающих с заземленное нейтралью на стороне 6-20 кВ. При заземлении определенной части потребительских трансфорь маторов можно одновременно выполнить условия эффективного заземления неРтрзли и малых токов замыкания на землю, т.е. совместить преимущества изолированно" и глухозаземленной"!нейтралей.

Отмечена воач онность успешного осуществления неполнофазных режимов в сетях с РЗН. При лофазнсм коммутировании в сетях с РЗН успевная работа всех однофазных и трехфазных потребителей зоэ-^¡ахна е только в нормальном режиме эксплуатации сети, но и при возникновении однофазного замыкания и отключении повреждение фазы коммутирующим аппаратом. При возникновакии авухфа экого" замыкания возможно успешное электроснабжение потребителей неповрежденной фазы.

Рассмотрены требования к выключг-елю при пофазном коммутировании в сети с РЗН. Предложены и оценены различные варианты исполнения такого выключателя, а именно на осноге трех-однофазных выключателей и путем использования выключателя нагрузки с предохранителями.

Спг-еделзнн области возможного применения рассредоточенного заземления в кабельных электрических сетях по условию обеспечения надежной работы максимально!» токовой защита в трехфазном исполнении при однофазна-! замыкании с учетом величины нагрузочных токов в начале линии (в режиме максимальных нагрузок), значений сопротивления в цепи тока замыкан/я на землю и количества отходящих от секции центра питания кабельных линий. Показано, что применение РЗН в воздушных сетях в связи с большим значением сопротивления е цепи тока за. ткани я на землю требует разработки и создания принципиально ноеых средств их защиты от однофазных повреждений.

Предложены технические мероприятия, повышающие надежность автоматического управления сетью с РЗН при возникновении замыкания на землю.

Разработана методика выбора трансформаторов, подлежащих за-с 'млению в кабельной сети с рассредоточенным заземлением, использование которой позволяет обеспечить необходимую для надежной работы максимальной токовой защиты величину аварийного тока замыкания на землю.

Исследована возможность изменения ¡ржима нейтрали при переводе сети на более высокое номинальное напряжение. Показано, что перевод сети в /енгл с глухим, рассредоточенным или искусственным . заземлением позволяет увеличить номинальное напряжение кабельно§ сети 6-10 кВ вт/З газ без замены изоляции существующих кабельных линий. Сущность искусственного заземления нейтрали состоит в установке искусственных нейтральных точек после питающего трансформатора и в концах отходящих лини".

Показано, что глухое заземление нейтрали существующей городской кабелъно» влектркческо» сети .без изменения ее номинального гапряжения позволяет увеличить надежность кабельных линич.

Во зторо" главе исследоЕ а но влияние режима нейтрали на надежность и срок службы кабельных линкч.

Получена количественная зависимость срока службы кабельных линий (Хр) от уровня напряжения, приложенного к кабельной изоляции (За) (т.е. отноиения фазного напряжения сети к расчетному рабочему напряжению фазно» изоляции кабеля)

глсТро _ рочетны" cpoic служб:: кабельной линж з сези с изолированно? но«траль» при рагснстзз нсг-«:нальякх ^зяряиетзЛ ;:ас5олq сети; ~Сш - длительность ко/кутацконгсяс псренапряж;;«:"; A/wt-среднее количество коммутаций на кабельно" лишп: за год;о( - коэффициент, псказызсн:::;;:?' какую часть Бремени от своего -огнатнв-ного срока службы кабельная лягая работает э услозиях зпкпнуто* на земля <;азк; И КОМ - соответственно, коз<М":ппзнтн пзренапря-•чсня" при ксииуга .:ях (в сети о изолароззкяс" нейтралью разон 3,5, эффективно за землекно" 2.) и дуготах замкканлях ¡га зек л» (равен 2,6>; /7 - показатель степени (величина завксот dr' знзченмя прок зге де пия Ун К).

С друго4 сторсны, на основе обработки статистического материала, наксплеиного з процессе вхопхувтаикк кабедьннх лини*, з глазе получена ачп;:п:чес::пя зависимость удельно4 поврекзаснсст;: кабельных л;;::!:" по гелсму кссту по:. та5очкм напряжением С } з сети с изолированно" неТралья от уровня нщряг&юсп, лр::ло:-.г.-;гсго ч кабельной я? слота:

Я - О¿0 д yl - 0,0Ö6 У и + 0,02 6. (2)

Опросе.?*, ¡а сзязь кекду параметра! пег ска озказоз кабельных лини"- и расчет;;нн сроке:-; ах слу?;бн,

Зн полнен анализ статистического нате риала по сети б-10 .«3 с целъэ ясслетoiaш!я слияния уровня токов короткого замнкзкня на параметр истока озказоз г.абсльнпх лини". Показано, что реки» нейтрали практически не сказывает влияния на янтзнаивность теплового старе;г,!Я кабельно" изоляции.

Разработана методика оиэики влияния рззекмэ нейтрали на параметр потока отказов и срок службы кабельных- линий к определены значения указанных величин в условиях реконструкции сети с одновременны; сфтсктизнын заземлением кв*ти|ли. Показано, что результаты расчета по ото4 методике хоропо согласуется с имекгцимся для сете* с изолированно" нейтралью, статистическим материалом. Отмене-цо, что объективное заземление нейтрали при увеличении неяикалько-

го напряжения сети в л/З^раз позволяет избежать снижения срока службы к надежности кабельных линий. Указанны?» эффект достигается за счет исключения работы сети в условиях однофазного замыкания и вызванных этим дуговых перенапряжений на неповрежденных ^азах, а так;::е значительного с;дакения уровня коммутационных перенапряжений.

3 третье" глазе исследована эффективность реконструкции городской кабельно" электрической сети и показана техник о-экономи-ческая целесообразность заземления нейтрали вначале без учета, а затем с учетом остальных факторов, которые не могут быть выражены в денежных единицах, в именно: степени электробезопасности сети и надежности питания потребителе*" I категории и особо ответственных потребителе" (перерыв в электроснабжении которых создает опасность для >,.изни или здоровья люде"). Такие потребители допускают перерыв в электроснабжении только на время автоматического вг'"5а резервного питания. На практике выполнение этого требования обеспечивается путем резервирования электроснабжения по стороне 6-10 и 0,38 кБ (линии и трансформаторы) с использованием устройства А5Р. При этом вссгд: существует некоторая вероятность аварийного прекращения электроснабжения в свя^ч с:

- аварийным Заходом из строя основно" линии в момьнт проведения планового депонта или испытания поЕывенным напряжением резервной линии; о

- аварийным выходом из строя резервно" линии в момент проведения планового ремонта или испытания повышенным напряжением основной линии;

- одновременным аварийным выходом из строя основной линии и устройств;: АЗР;

- одновременным аварийным выходом, из строя обоих линий.

Л.'я учета социальных факторов и дефицитности материалов используется метод многоцелевой оптимизации. Определен ранг целей на основании экспертных оценок, что позволило получить урогни их весо"остей (1/£). Описана последовательность расчета изменения степени достижения каждой из пеле" после проведения реконструкций сети. Показатель ^общей эффективности реконструкцииМДо,)

А Зр~т VI д тих, (5)

где П - количество рассматриваемых целей..

Разработана методика оценки эффективности реконструкции электрической сети по критериям максимально!? рентабельности и максимума показателя обще» эффективности. Ячнная методика пригодна к применению в условиях рыночных отношения и позволяет учесть возможность изменения режима нейтрали.

Показано, что перевод сети на более высокое номинальное напряжение с одновременным эффективным заземлением нейтрали обеспечивает необходимы!» для успешного функционирования электросетевого предприятия в условиях рыночных отношении уровень рентабельности.'

В четвертой главе разработана методика определения рационального момента времени перевода существующей кабельной электрической сети на более высокое номинальное напряжение, учитывающая режим неРтрали и динамику развития сети, т.е. доли кабельных линий и трансформаторных подстанциР, которые необходимо ежегодно прокладывать или реконструировать для обеспечения требуемо? про-пускно" способности. Данная методика пригодна к использованию при работе электросетевого предприятия в условиях рыночных отношения.

Перевод кабельной сети на более высокое номинальное' напряжение в настоящий момент экономически целесообразен, если

&Р - &Рм - АРтр < 0, 00

изменение ре этабельности электросетеього . предприятия при переносе перевода сети на более поздни" срок за счет возможности вложения необходимых для его осуществления капитальных затрат в банк и ежегодного получения на них банковского гроцента, в связи с необходимостью прокладки кабельных лини« и установки дополнительно« трансфортторни!' мощности для обеспечения необходимой пропускной способности сети до ее перевода соответственно.

Показано, что осуществление перевода кабельнор электрической сети на более высокое номинальное напряжение с одновременным глухим зазСалениеи нейтрали в рациональный момент времени обеспечит рентабельность, преЕыпающуп значение среднеотраслевой нормы.

Отмечена возможность применения трансформаторов с устройством переключения схемы соединения обмоток для снижения капитальных затрат на перевод сети на более высокое номинальное напряже-

кие. Показа.-!?, возможность использования таких трансформаторов .для поЕшеник надежности электроснабжения потребителе» в сети с глухсзаземлекно* нейтралью.

Показано, что затраты на перевод городской кабельной сети на более высокое номинальное напряжение с одновременным рассредоточении-! заземлением нейтрали окупаются лхаъ за счет снижения потерь электроэнергии в сети.

Определена оптимальная последовательность проведения реконструкции городе:-:ои кабельно" электрической сети, в основе кото-ро" лежит возможность ее поэтапного перевода на более высокое номинальное напряжение с одновременным искусстве ¡мим заземлением.

ЗАКГЮЧГКЕ

3 диссертации показано, что дальнейвее использование кзоли-ъозанной :: к о:;ггнс1:роганног'- нейтралей на вчовь проектируемых и рске.-гсгрупруекых участках городско" электри-.зско'* распределительно" сет:: не гсегдч вело с с бразно.

Наиболее целесообразным способом заземления нейтрали городской кабельмо" электрической сети следует считать рассредоточенное заземлекпе нейтрали. Однако, область его возможного применения огрскэткгз^гся уеловкем обеспечения надежно» работы ккевпих-ся на сегоцкяпни'» день средств реле*но» защиты, определяемым й-личкно" нагрузочного тоха в начале зужу, в режиме максимальных нагрузок, значением сопротивления з иепи тока -замыкания на землю к количеством отходящих от секции вин центра питания кабельных линий, "оказано, -что применение рассредоточенного заземления в воздупкк:, сетях требует разработки и создания принципиально ногах средств их защиты от однофазных повреждений.

При невозможности применения рассредоточенного заземления нейтрали вновь проектируемые участки городско" кабельной сети должны строиться с глухим заземлением нейтрали. Установлены в диссертации условия, при которых может быть рекомендован перевод кабельной сети с изолированно« нейтралью э режим работы с глухим заземлением без изменения ез номинального напряжения.

В диссертации разработана методика оценки влияния режима нейтрали на параметр потока' отказов и срок службы кабельных лики» к определены значения указанных величин в условиях реконст-

рукцпи сети о 'одновременным аффективным заземлением нейтрали, Ка ее основе установлено, что эффективное заземление нейтрали при увеличении номинального напряжения сети в V? раз позволяет избежать снижения срока службы и надежности кабельных лини'1, /казанки" аффект достигается за счет исключения дуговых перенапряжений (так как в сети с заземленной нейтраль» одиСфазное по.г?гх<5енг.я немедленно отключается) и значительного снижения уровня коммутационных перенапряхени"'. Показано, что интенсивность теплового старения кабельно" изоляции не зависит от рс.кима нейтрали.

3 диссертационно"' работе- предложена методика оценки эффективности реконструкции городско" кабельно* электрпческ.о" сети, для условий" гйнс^ннх отпотени", Установлено, -что_ эоГектишость традиционно"применяемых еидов реконструкции кабельной сети недостаточна для* успеснсго функционирования предприятия электрических сете* в'- условиях риночных от ноле ни". Необходимы" для этого уровень рентабельности в размере 15-2эТ обеспечивается •только при увеличении "номинального напряжения кабе"льной: сети з-Т/З^раз с сд-ноергиеннкм глухим / искусственна или рассредоточенным- заземлением не "трал и. -

3 диссертации приводится методика-'определения ■ рационального момента врем ни перевода' существующей -кабельной" электрической сети на более высокое номинальное напряжение с-учетом динамики ее развития и режима нейтрали. Установлено, что перевод кабельной олектрическо"' сети на более высокое номинальное напряжение о одновременным рассредоточенным заземлением нейтрали целесообразно проводить в настоящее время, т.ак-как' иеобхсцишё' для проведения ^пко*' рек он с г рук цик капитальные- затраты -окупайся лишь за счет сКйкени'я поть"рь"'олект"роо'нергии- з сет.и-;-

Показана зоэгб75*н'ост'ь--примйнения-Тр&нй^'орчаторов с устро^ст-во:-Гпереключения схемы соединения- обгю^ок* для- снижения капитальный 'затрат на перевод сети но. более*-высокое номинальное напряжение и ПиВыиения надежности электроснабжения потребителей в сети с глухим заземлением нейтрали.

Определена оптимальная последовательность проведения реконструкции городско" кабельной электрической сети .В ее основе лежит

возможность поэтапного перевода сети но более _исокое номинальное напряжение с одновременным искусственные заземлением нейтрали.

Использование полученных в работе результатов при реконструкции городско" электрической сети позволит повысить ее пропускную способность, надежность электроснабжения потребителей, а такмс снизить потери электроэнергии на ее транспорт и распределение.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

X. ¿¿'.в а Л. Оценка эффективности применения искусственного заземления нейтрали для повышения пропускной способности электри-чгско" сет;:// ¿нергетика...(Кзв. 2f.cn. учеб. заведений).- 1990.-]>'3.- С. 52-55.

2. ¿к в Д.Л. Оценка эффектин-.*к:ти изменения режима нейтрали городской сети.- В кн.: Снижение потерь и повивение качества" электроэнергии в электрических сетях энергосистем,- Краткие тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническиму семинару (Бишкек, сентябрь 1991 года) Л.~ 1991,- С.142-Ш.

3. ¿из д.Л. Технико-экономическое обоснование целесообразности реконсгрукции городской электрической сети с учетгч динамики ее развития/У Энергетика. ..(Кзв. высш. учеб. заведений).- 1992.-}?7-8,- С. 85-91.

4. Эффективность реконструкции городской кабельной электрической сети напряжением 10 кБ /' лив д.Л.; Ред. ж. Знергетика... (Изв. высп. учеб. заведений).- Мн, 1993.- 8с.-'Деп. в ВИШИ 21.04.93, Н062-393.

5. 0 возможности заземления нейтрали существующей городской электрической сети номинальным напряжением 10 кВ / ¿ив Д.Л.; Ред. ж. Энергетика... (Изв. выси. учеб. заведений).- !1н,1993.- 7с.~ Деп. з'3;жг:1 20.06.93, >,'2305-393

6. *лв Д.Д. Эффективность перевода на более высокое номинальное напряжение городской кабельной электрической сети с учетом изменения режимов работы ее нейтрали //• Энергетика... (Изв. выси, учеб. заведений).- 1994.- »1-2.- С. 29-32.

7. ¿¡ив ДД. 0 еозмсекности снижения потерь электроэнергии в городских кабельных электрических сетях,- В кн.: Проблемы энергоснабжения коммунально-бытовых потребителей населенных мест Республики Беларусь в условиях дефицита топливно-энергетических ресурсов. Кн. - 199^.— С. 45-47.

■16