автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Методика расчета режимов и комплексная защита воздушных линий напряжением до 1 кВ

УРМЬСКИЗ ОРДЕНА ТЕ7ДОЕОГО КРАСНОГО ЗШ.1Е1Ш ПОЛИТНШ-РГЕСЮМ ИНСТИТУТ I".!. С.М-КИРОВА

На правах р7коп::с:;

ДУЕОВ АЛЕКСАНДР ЛЕОШЩОВ'Л

йбгобш расчета режов и 1жплексн;я

3!Ш\ ЕОСйУПЖХ ЛКШ Я НАПЕПККИЗЛ ДО I КЗ

Сгте:;::с!льнос7ь C5.I4.C2 - Электргпсстс.о с-;айг.*п: (плектрг^есггл часть), сети, элсктроэпепг'.'тггчсскке системы и .упргзлзкпе г'ли

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учено;!

ттслтеришург - 1992

Работа зипсЕкена ка кайедре '"Злэктроснаб-хоню про:килеглпэ: РоздпрзятпП п городоз" Ульяновского псештсхютоского института Натчнкй руководитель - кавдпдат техшчэскп:: наук,

профессор ЛЕЕРЕ23 В.Л.

К 0S3.I4.C4 прк Уральском псл:;тг::кпчоско;.! институте .Кирова.

С дкссортедяей ыозно ознакомиться з библиотеке :шсгл!гута. Стзквк по занно^ работе б гагу:-: окзогллярах, завзрэь-"-:э початы», ^росшл направлять по адресу: 620ССВ, г. Екатеринбург, К-2, УПИ км. С.Н.Кпроз^, Уче:шм Созет У1И.

Автореферат разослан "__"__1Э9 :•.

Учзкик секретарь

Опщпалькио оепопонты - доктор тохшчо с1"'—с 12:71:,

профессор ШШКСВ В.Е.; кащшдат текщческпх наук, доцент И1чР12Ш Ю.К.

Водучсе предприятие - Ульяновска элсктрачосгзо сотп

ЮО 'Ульянов скэпарго", г.Ульякгоск Заг'Г.та дпееертапки состоится "19" февраля 1992 г. в в оудяторлл _ ка заседа:г:п спзцпаъчзлрозешюго Со12та

спотпализирсвакного Совета г.ащ:. техн. наук, децент

•.»мЧТ-таъ':'»

■Т'»*г 5

| 2

■ЛМ* |

1 гдвл I СЕМЯ &\РАКГЕРИСТККА РАБОТЫ 1ИСССрг>1^<<Цгал^ность теь'ы. Наибольшая доля в системе сельского злек-тссснабжения пг".!«од:!ТСя на. электрические сет:; напряжением до I кВ, аг.сгзиКность которых ь настоящее время недопустимо пелика. При ото" особе,г"-:о часто ловсегксдются воздушные линии (ВЛ) 0,28 кВ, об~эя протяженность которых" превышает 1.6 млн. ::м. Среднее значение удельной повреждаемости в год составляет 25,5-^42.5 случаев на 100 кк дкиик 1Л-С,Зо кЕ. г:г'/."эм -ггслс повреждения, представляющих опасность для пзня людей, достигает 65 % от и>: обг.ето числа. В об':;ем объеме г?лек-тропсражении в 75 случаев погпбакт работники неэлектрстехническ:с: специальностей и дети.

Оског'таи повреждениями ВЛ-0,38 кЕ являются однофазные КЗ на нулевой ггрогод, а такжз обрывы проводов и, как следствие этого, е ряде случаев, однофазные КЗ на земли. Применяете для защиты плавкие предохранители и рас.цепители автоматических выключателей в большинстве случаев оказываются чувствительны?.™ Л1г:ь при междуфазныч КЗ, вероятность возникновения к торых сравнительно невелика. В последнее время разработан ряд устройств для защиты от однофазных КЗ, а также обрыва проводов. Некоторые из них требуют создания искусственного КЗ., при. действии других, могут возникать неполнофазнко режимы. Г:ри этом устройство отиты "я целом получается слоиным и в рпдо случае г- недостаточно чувстгитолыгым и кадеяни. Поног< новых рогож:!; в разработто устройств рольной защиты ЬЛ-0,3»3 кЗ требует проведения расчетов их регягоп. "то касается '-:ес>га:етр;:ч1;их ге~;::.:оп, то расчеты в настоящее время существенно мтруд^ошл, в частности, из за отсутствия достаточно обоснованных свиданий о схеме нулевой последовательности линий, ссобогаостью которых является наличие за-50м.'1 яклих устройстр нулового прогодп. Рс:пн::0 '>ти< вопросов позволит в ;:акс"-тс уз^з в конечном итоге поносить хадэгсностъ сельского ¡^ле^трсснабгзшя и обеспечить бепопсскость ляде.1 и сельскохозяйственных "нготныс.

Работы по теме диссертации являются составной частью целевой комплексной программы на 1586-1930 годы "Разработка методов и средств экономии .электроэнергии и повышения ее качества е электроэнергетических системах" (Экономия электроэнергии), приказ 101 Минвуза СССР от 09.02.87, а также региональной научно-технической программ на 1936-1990 годы "Комплексное использование энергоресурсов Поволжья" / Экёргоресурсы Поволжья /, приказ >г 99 Минвуза РОФСР от 06.02.86.

црльи г1боты Является разработка методики расчета несимметричных режимов электрических сетей напряжением до I -кВ, исследование параметров этих реккмов и создание единого комплексного устройства защиты ЕЛ-0,33 кЕ, реагирующего на все возможные повреждения.

Для реализации вставленной цели в работе решаются следующие задачи:

исследование влияния заземляющих устройств нулевого провода и места под?:лЕчеки.-. нагрузки на распределение токов нулевой последовательности и разработка методики учета заземляющих устройств и нагрузки при проведении расчетов режимов электрической сети напряжением до I кВ;

обоснование с::емы нулевой последовательности ВЛ-С,38 кВ; представление несимметричных нагрузок в схемах симметричных составляли::;

разработка математической модели электрической сети напряжением до I ;:3 и проведение с ее помощью расчетов нормального режима и рекимоз с поврегдениямн;

исследование возможности использования естественных признаков повреждений для выполнения комплексного устройства защиты; *

анализ и ре :ен;:е основных задач праетической реализации комп-лекснсго устройства защиты и его экспериментальные исследования;

оценка экономической эффективности использования разработанного устройства защиты.

Научная новизна. Б заботе выполнены следующие сригнналы:ь:з,раз-аботки и получены соответствующие вывода:

исследовано влияние заземляющих устройств нулевого проводя и зста подключения нагрузки ка распределение токов нулевой после,'-о-ательност;; в электрически" сетях напряжением до I кВ различной груктуры:

разработана методика учета заземляющих устройств и нагрузки зи проведении расчетов;

сбоснова! . схема нулевой последовательности ЕЛ-0,38 кВ; предложен способ замещения несимметричной нагрузки в схемах ьмметричних составляющих;

разработана матсмлтгл'ссхагт модель электрической сети напряг.е-лем до I кБ, с помощью которой произведен рас-ет репглмов без поведений я с повреждениями;

предложено для запита от мггкдуЛасных КЗ, одпе&гзкых КЗ ка ну-эвой' прогод л обрыва разных проводов линии под нагрузкой использо-ать ток обратной последовательности;

покапана целесообразность введения исуусс' ■-•енного признака эг.рещцения для создания единого комплексного устройства защити от :е* гозможта^х погребений BJi-0,38 кВ.

Гграчтичзсрпд ценность работы заключается в следующем: предложена инженерная методика расчета тока однофазного КЗ и эка на голодном участке нулевого провода с учетом заземляющих уст-эйстя и нагрузки;

гредстпвлонн таблицы сопротивлений кулевой последовательности, такгс погонмы* сопротивлений пет.^и "<$аза-чуль" с использованием зйств'нсщих ГС.-Т;

рагргботано и создано устройство частотно-импульсной защиты, пи^е'-'ное авторским стилетельетром.

Реализации тезультатоь паботн. Результат!: диссертационной работы был;: использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательск'лх работ, проводник: в 1985-1921 г.г. эфедрой "Электроснабжение проломленных предприятий и городов." Ульяновского политехнического института.

Теоретическая часть работы, касающаяся расчета ре~.и:.:ОБ электрических сетей напряжением до I кЕ, используется в учебно:.: процессе вышеназванной кафедры.

Результаты работы, касадаиеся расчетов тока однофазного 115 рекомендованы и переданы для включения их в деиетвущкй ГОСТ 28249-39 "Короткие закгкаи'я в электроустановках. Методу расчета я электроустановках переменного тока напряжением до I кЗ".

Разработанная зацита р. макетном варианте успешно прг.;хпа лабораторные испытания. Б настоящее гремя защита проходит пкеплуатаци-'онные испытания в Ульяновска электрических сетях ПЭО "Ульяновск-■ энерго".

Дальнейшее развитие исследован:;!', по те:.:е диссертац"0нн0й работы следует вост.1-: в направлении технологической подготовки производства предлокекной зашиты, ОКР и промголенного производства. Намеченные исследования целесообразно осуществлять при непосредственно:.: участии Ульяновского политехнического института : заинтересованных организации, с>ан:.:.'.акцихсг. разработка:1 устройств защиты. Такими организация:.:;; у нас в стране является Сольэнгргопроект (г.Москва), БН>ш Зл£-ктроаппарат (г.Харьков) к некоторые другие. Гфедлог.ек-ной защитой целесообразно укомплектовывать выпускаете прог-'-ыглек-ностыс- комплектные трансформаторные псдста:-:цип Ю/С,4 кВ.

сконсьг/ГчссккГ; эффект от использования предложенной запиты вместо двух защит, 1ып0лняс:.:ых те ~.з фупглни и приуеняе:.:ых сейчас, ориентировочна составляет 0,5 тыс,руб. на одно устройство. Б случае се •рийного внедрения такой защиты эсфект хожет быть довольно значитель ны:.;.

■•пг:5бгл:-т оабот;;. Р-ззультатк, нолучзяшга з работа, дслогваг: 'с-^дзпи на слздугчгх ког^арокцзгх ;: сеупасрс:-::

Всесоюзно;':' кауг:ю-?2хшгссок.:Я колгсрз "Состслкпа л г-зрепек-

разз:;гп? олслтрстохнолсгпи" Гзнаркосэгсгсм тети) -

Пзансго, 5-7 :ягя 1237 г.;

ТО-:! •обхл'з/лс.": с<зсс:::г Бсееокг-ногз се:л;;;ара /Л СССР "Клборчз?::-! слоте:.'" :то тзг-'атлкз "Здектрсспаб* прсллзлзппгх

йдпр;:лт;:л' - гЛ-Гого^-эргт-зск, 2-3-23 оептлсрл 1033 г.;

Пт/тго-ггрл: ^-оЛ ::о;:гсг..;:;■:;:;: "?ог:;о:;гл:.пуо лрсйлал; зсзглз-:п качзссза :: зкэпог.';:;! элс:-:трсэ::.?иг:п:" - г..'страха:-:?, 10-12 са:-:-!£-?! г.;

XII с>~сс;л: •/.■"с.гззпогэ пглг:.;ого сз.тлпярг. АН ССС? "..^¿зпкс'Тлка

:гдпр::лт::::'' - г.Гсг.:зль, Ид-22 нслбрл 1201 г.;

Пя7»::;о-г«:<::сккх коп"-зг;"гаш:: прсТессорокс-пр-:г:о1;а?;::'!лт.с::ого ■стала ''глт-г::огс;:ого ко.-гггзгксчс?"ого :::;от::тута - 1333-1291 г.г.

?эг>;.'1г;?й'.-<г« опу?л;:::о~ано 15 лачат-

■X расе? л лслул'но одт а~торог;со озпдзтолъстз:.- па :• зо-^рст.:¡п:о -•зультатк лсолелэллцхл огрзгсш." з отчета о х.д НИР, еглолнсгп'лх 1 кл-Тедро ЗППлГ Ульлгогсксго поллтзхнл-'есхого института зз 1325-21 г. ■ос. р(зг::с?раш:оинп.э пс-ера 81010949, 0182.0076279, 0185.0351034).

^^УЛГ/.ЕЗ^.0!!^':;^'!^™' Л'Юссртатпш состслг лз звэд^нхя, :сх глаз, ¡захлдазшгя, сплсха литературы из 119 нал:.:епогапл/, II итлог-зниЗ и содержит ИЗ стран::п основного такс;а, табллт'." 1Га 13 ■ранлпах, 50 рисунков па 55 страницах ;т приложили ка 59 страницах.

содзреани: работы

1?обоснована актуальность пройлс:л?, отмечена научная (Екзиа и п.гиггаческгл ценность работи, очор^-зн хруг вопросов, за-юнутих з диссертационной работе.

предложена методика расчета режимов чотырохпрс

водных сетей ¡^пряжением до I кВ. Для этого исследовано влияние землящих устройств нулевого провода (оУНШ :: :.:-зс?а подключения нагрузок на распределение токов нулевс» последовательности. Рассмотрены два типа линий: магистральные с распределенной нагрузкой и рад'.:-алъние с нагрузкой в конце. На рис.1 показан граф "cxe-:.ai нулевой г.о-ледовательности для линий с распределенной нагрузкой: Ьдсеь сплошными линиями изображены ветви ЗУЫ1 (1,2,___РП+1) и гстги нагрузок

или однос£' зньге КЗ, а штриховыми - участки линии, состоящие но ретин фазных и. нулевого проводов. íipn указанной на рис Л нумерации контуров контурные уравнения запишутся в виде:

// (Ím\ Р, GA (У

т+Н

Рис.1. Граф схемы нулевой последовательное:

Ж т» к "в"

"Zñi Ж 1.

• а:

r.ue^j кьа^РаТ1"2-те подматрицы контурных сопротивлений поряд-

ка П1 ; I й- столбец токгв на участках нулевого провода; Ц<? -столбец трков ча участках фазного провода; £ - столбец контур:-^ ЭДС контуров ГП ; -столбец, содержащий {Ti кулей.

11з равенства (I) получаем:

Стк

F = 3 Fí !¡

¿m

(3)

Z^-Zi • (5)

Элементы подматриц Z г и ^iy гялютешг о себя активные (R), нндртпркие ( A ) сопротивления и сопротивления взаимной индукили (лм) прогедоп линии, а так:;:е актирнш- сопротнрленпя ЗУКП и ЗУ нейтрали транс?-ор:.!атора.

;>я се'-'Щ'-иГ; прогодор л диапазоне 16-70 еппеделеш значения ПОГОНННХ СОПГСТНРЛЗНП;*1 Хгзг и погопник сопротивлений Л М, П~Г

для pao.'.TUüoro ropvo^üor^ рясполопси:;я прогодор "а опорах. Виляла--

V

по, ито г- ps.rvcr.xt :.:о;-:'ГО применять ергднго знаог• /.« nert?; пои атом стксеитслыпя гогрвяп'ость f.'eiiae 5 %.

¡•паt:omr. Kor-^Xjiur.'er.T^P ¡лчтрицн К (4) пог.г-оляят судить о ГЛ!!«ЧП'!1 6УШ1 ■•!'? ■¡'О.'-'ОрКЧ.ргДЯЛС.И'З. ДЛЯ CTG.MJ по рис.I при отсу-тст-гни fita !.'п?рица доr.r.-л «1птт> сди!-мчя;ой. больше ее отличие cr при наличии СУМ, тли тгъиео рли?ние на распреде-

ление токер нулпгс'; гог'Я'",до'»лте."Ь!'Ос71', ?ас"ти .показали, ъто для ' •.'!•::!• <■* р<,гот;'?»гв''чо'' нягруяго" vr.wvti'9 ногнп^итольно и и?л •■<v=-;:o :'ггт.-"бг,-;"Ь, гсо "лс^ет^я рядгялыпг' тс здесь ;/"ет £УМ]

г с-'а'-- мугаго" голлгдогателы'с^н обл.-птвля"., С у«:том птего пред-ло*~е''а "•'(}%"• нуляго? -о?,г.-,пог'"гс!ЛГ1ИС-<7;: 'ДЛ-С...-1:, из го:'я „""в га??".;: <алп,к и ir та го го прсгодсч (рис.¿5.

-—

P::c.2. Осе;.a нулегсГ: лссгсдопатолькостп Ь.':-0,33 >:I:

Ог.'.'.шятслмкП особе:-г.'.ос:,ьк) ??о!5 c--:o:.;t: д:.tov.í: то. что : hûct i: явно:.: jv..,;c не вхлдлт оУ1-;~. lip:; это:.: пзгонпой :.*кротеглокке пуле-во Г: кослс-дсг йтсяьнлет:: определяете?:

(о) ■

(7

- ::оС'-".;.',:ц::о:-:гг: уе.трнеп .

Определен:: еепротивления пулевой послг-до!&т-;-.-ь::осс:! U.-0.32 длп различных вопгонппх сочетаний селений <:апн-- г. нуле? ore про-:одов. Оценена погрзьглость пеоведекел гасчотоь бег учета сегротив-леп..й пеепгпой и; нунции, а ; % • г - толвко с у~отс;.; in негх еопротиг-ленп.", что нородкл î.:ccto.

1;родлс*:з:-: способ носп:-:.:огричн2;: нагрузки а с-:е:.:т-

вателвкеатп ксси:.::.'стр;'.чнсп кагруь::;: (схем,; обратной :: ку.-.згоЕ гос~ ;:5догатслькости аналогичны).

Здес:. - сопротивление особой çac-ы; 7. г.*. до б г. точные

сопротивления. X"

У,

Рпс.З. Схе.ча прл:.:ой последовательности несиле/еттячно?. нагрузки

Если принять в качестве особой ¡¡.азу А, то добавочные сопротивления ZГ| и Z. г, определяются следу^ни образом:

7 _ Z- .4, A"Z- ¡(.ft . -7 _ _ Zv.A ZrH.C (3)

^ я " -7 -7 , ¿rr 'i1 -7

Разработана математическая модель сети напряжением до I кВ, предназначенная для анализа voron, ::апряж-лшЯ и ич с.н.'метричных гсстаплястп:: в нормальном ргнимэ и при повреждениях. Для анализа супествутих защит и выявления естествегевв' признаков повреждений с целью разработки нови'' устройств :v."juth с /гпользованием предложенной математической модели произведен'! расчеты режимов. Определялись ;1азнъ:е теки в. пат\алз лини:; и и.:: с:'::мзтрнчныо составляющие , то-- на поливном участке нулевого провода, то:: в зазе:.:лякг,о:.' проводнике нс!:тра;'К трансформатора, фаз'.гме напряжения в начало линии, напряжение нейтрали трансформатора относительно земли.

:!а основании преведепнмх: расчетов гроп.згед'-но уточнение известив/. форму,-ч для опредвлогшя тока о г,: офаз.'хв;4 КЗ, необходимого для проверки чувствительное?:; атчи-н. В ттвульт -те формула прим.?? вид:

j С) _ Km U?, пом_

вдо U?/»»- фазное номинальное напряден ;е; ZT - сопротивление трансформатора токам однофазного Ко; £ - длина линии; Кн-i ~ :;ооффициент, учитывающий влияние нагрузки па ток однофазного lie;

Кг - ковффициент, уиитыгагчгЯ влнчние СУНП на сопротивление петли "фа з а-нул ь".

ьредлегена формула для определения тока на головном участке нулег.ово провода.

.го КН2К и и<Г, кои

, (ю)

гдз Кис и к/; - соответственно, коэффициенты, учитывающие влияние нагрузки и ЬУНП на ток головного участка нулевого провода. Ер:1 ведены графики ;у!я определения коэффициентов Км и К2 , а также значения коэффициентов Кщ и Кис . Оценена погрешность, возникающая при расчете токов по известной формуле без учета ЗУШ и нагрузки.

Во второй главе произведен анализ существующих защит БЛ-0,38:-и предложены некоторые пути ее соверлекствования. В качестве используемых защит рассматривались защиты, выпускаемые промышленном в массовом производстве (плавкие предохранители, расцепители автоматических выключателей) и серийно, предназначенные спецпаль о для защиты от однофазных: КЗ, а также обрыва проводов.

Известно, что предохранитель удовлетворяет требованием чувствительности, если номинальный ток плавкой вставки по к-райкей мере в три раза иеньпе минимального тока в конце защищаемого участка, т.е.

_ (ii)

Номинальный ток плавкой вставки дол.т.ен быть отстроен от максимального рабочего тока и тока кратковременной перегрузки. Тогда с учетом коэффициента запаса Кзап

{с^и'^С^^у^/Зи©,! е.: . (1*0

где Б^т»* - максимально гозмокная для данного сечения и длины линии передаваемая мощность (исходя из условия допустимых потерь напряжения).

Решая совместно (9) и (12) получим максимальною длину линии, при которой предохранитель будет обладать достаточной чувствительностью

К-.и Цо.пгм_ _ Хт (3

Кглп К^^а^гог Кг.^п,г.рг

Расчеты, проведенные по формуле (13) показали, что при защите ВЛ-0,38 кВ плавкими предохранителями в ряде случаев от 25 до 50 % длин линий находится в мертвой зоне.

Аналогичное выражение получено для определения зош защиты, выполненной расцепителы-пт автоматических выключателей. Анализ зтих защит показал, что чувствительность их по сравнению с плавкими предохранителями не только не возрастает, но в ряде случаев и снижав гея.

при проведении анализа защит от однофазных КЗ рассматривались следующие варианты контроля тока-нулевой последовательности: контроль тока нулевой последовательности в нулевом "роводе; контроль тока нулевой последовательности в фазных проводах; одновременный контроль тока кулевой последовательности в фазных и нулевом проводах.

Первые два варианта используются для выполнения защит от- однофазных КЗ на нулевой провод, третий вариант - для защиты от однофазных КЗ на землю.

. Для защит, гыполненвгых на основе перв;гс двух вариантов ко?:т-роля тока нулевой последовательности получено выражение для определения коэффициента чувствительности:

I/__вКнг Ю.- Цо.^ом____. .

Лй" !/ С 7 —Л '

^ ~~ К3дп ^(г-Г/о +К-2П.ПОГ Ц

Отличие для этих двух вариантов заключается в разл:~сл: значениях коосфициентоз К.ч и К- . Анализ показал, что прс:

вании этих вариантов контроля тока нулевой последовательности требуемая чувствительность обеспечивается не всегда.

Основная трудность вкполненкя защиты от однофазных замыкании на землю заключается в то:.!, что величина тока повреждения оиреде-ляется в основном переходным сопротивлением в месте КЗ, в результате чего этот ток леки? в пределах 10 мА - 8 А,, что непозволлет выполнить чувствительную защиту.

Защита от обрыва проводов предполагает срабатывание независимо от контакта оборвавшегося провода с землей Яе действие обеспечивается либо при увеличении тока за счет создания искусственного !месду:Тазного (однофазного) КЗ, либо за счет контроля тока на частоте 100 Гц, налагаемого па рабочие токи. Отмечены недостатки этих защит.

На основе расчетов, проведенных в первой главе исследована возможность создания единого комплексного устройства защиты с использованием естественных признаков повреждений. Выявлено, что при этом решить поставленную задачу не представляется возмогли Предложено с целью расширения 'ункциональних возможностей существующих защит имеет:', тока нулевой последовательности использовать ток обратной последовательности. Б результате удается защитить линию от однофазного КЗ, двухфазного КЗ, а такка обрыва Разного провода на нагрукенной линии. Определена область применения такой защиты, исходя из степени несимметрии нагрузки. Установлено, что для выполнения защиты от обрыва Разного прохода на холостом ходу линии необходимо иметь в её конце постоянно включенную нагрузку,- кроме нагрузки электропотребителей Исследована возможность использования в качестве такой нагрузки конденсаторов.

Преддокепо для выполнения комплексной защиты ВЛ-П,38 кВ не-

гользсгг-гь кзпреригноо пс разнос гястаропан'/е jti:h¡*.:: толе.; racokofî vrt.ctotu, лалагглллл на to::i; проивА'сикой частот;.;.

Б тг-с.-ь;--'' гг:""' рассмотрены r-опросы тзхническо'Л роа.т;:оац;:>'. хслллллслого уетрслстга злулт:;. основанного на иепрзглгксм тссти-рогаыг.: ллнлХ то::сг i;:-:coko:4 ^рстотп ("аетот1;о-;л:пульснля сг.-дта). 'Лссгс-.отагась "сслс-лностл гллолпонлл аглллтл на оскогз контроля ;л\ллоугольного лллульсл ;¡ л:.:лл;:тул:: елнусоллалллело

ría р";е.-: лг~л"таглена с-унлцло'^льллл слзла зсг;:;?:т, л лрлллл-лл Л'л'лтлля лл':о;,;:л ллллт контроль -г;:тз.-ы:ссти тостогого сигнала.

.L

......

■ ' *

i- j

?;:с.-i. л ллллл'енлльнля елл''^. "лллсл'но-ллллллслсл лл'"ллл л'отлсл лл-л лоулл.'ллт г^нтатет: ллллоугель'лл' л"гл'льсэл

л о ; • усиглтгг:-. г'Н'С"Сл гг.стог.-; 5, ллр отно-:*'"л;.\г;-с:-7:.': ."07;.'.".ггор 0. исголнлтллъ:лл' гллал: 7 л. наллулонрт'л лоулнсатсрл 5.

¿•стглГ-ст'О г-feтлат слелулглт; слл:лгс:;. ■.р-л'сулолл'л:;' лллл'ллл лллтлллнзлтлл 'L\ , -лрлСлглглг.':;:: лзн:гатсгл:.' л- лул; 'л ' г ллл-"ЛаЛО? I. ПСЛ.ЛЛ7ЛЛ ГСО"-зт--Г'-;С "г Л.ЛЛЛГЛЛЛЛЛТЛЛ.Л СЛ'ЛЛЛЛСГ л.

г .тлзкь;-" ллогола ллнлл :: на плллнл ллод ever а: лралнлнлл 2. Гул

отсутствии обвыва провода или КЗ импульс, гыделеншГ: приемником сигналов 4 и усиленный усилителем высокой «пстсты Г, имеет нарастающий фронт за счет на.ч-чия нагрузочных конденсаторов 8 в конце линии. В донном случае она выходе- шротно-импульсного модулятора 6

¿t . Этот импульс подается па второй вход с-'с:.и сравнения 3. Та? как в данном случае соблюдается условие •

сигнал на выходе схемы сравнения 3 отсутствует. При обрыге npoi.o-

еигнала за счет изменения его формы, вссдстгпи изменен!"- пути его прохождения (например, при однофазном КЗ за счет шунтирования конденсатора 8). В обоих случаях нарушается условие (15), что природ; к срабатыванию исполнительного органа 7.

Основной отличительной особенность» схемы с контролем амплитуды сигнала по сравнению с. рассмотренной является то, что здесь вместо генератора прямоугольные импульсов используется генератор синусоидальных сигналов, а вместо ширстно-импульсного модулятора -амплитудный детектор. '

При разработке принципиальной схемы устройства защиты обоснован выбор частоты И-гснератора и ем-ости нагрузочных ког'денсаторс Г.ри этом для устройств с контролем амплитуды тестового сигнала рас сматрпгзлась возможность выполнения защиты по двум вариантам:

срабатывание происходит при увеличении амплитуды тестогого сигнала при КЗ и снижении сигнала при обрыге фазного или нулевого проводов;

срабатывание происходит г сбои-' случаях при скн-екни ямг-и-

появляетпя импульс длительностью C¿ , которая не прегышает геличи»

(15)

•удп тесто?ого сигнала (В нормально:.; ре:пй.:о контур, образованной :ровсда.\:н линии и нагрузочными конденсаторами настроек з рз:?;им ■ли в кий к резонансу).

Определены гпрамзтры злеыектол устройства. Произведен расчет ¡г. HLM изменения длитс-льност:-: импульса (искгд:--з!г.:л его формы) и вменен:::: а:сплпт/дк по cíon:.s варианта:; с по-учением графических юэультатол. 1'..>оа- -.бота:..: мпкетны- сбразш: защит и испытаны п лабораторных :: эксплуатационных условиях. Результаты пкепеоимзнтоз по-агг-ли, Ч1'-> на::лу1":нмк \арл:-теркс?пкамн обладает устройство час-стко-импульсксй защиты с контроле!.: амплитуды тестового сигнала, ■сагиругщего ::а ее сн:ппе!п:е как при КЗ, так и при обрыве провода, ригодоны результаты кс..ытаний, подтверждающие его работсспособ-ост? и правильность теоретических и технических решений.

Произведен расчет ориентировочного экономического эффекта от спользования частотно-импульсной защиты гместс двух (защита от 3 го полному фазному току к току нулевой последовательности к сайта от обрыва проводов с использованием частоты ICO Гц).

гАк^чжз

Основные научные и практические результаты, полученные в ^стоящей работе, заключаются в следующем:

1. В результате анализа вичвлено, что :-д ВЛ-0,33 кВ в настоя-зе время устанавливаются несколько защит, ка;«дая из которых пред-1значена для действия при определенном виде повреждения. При этом :тройстЕЭ защиты в целс-м получается сло^зпдл и в ряде случаев не-зетатечно чувствительна; и надеяным. Это вызывает необходимость »•ска новых' решений в создании защит ВЛ-0,38 кВ.

2. Для разработки устройств ззщиты EJJ-0,33 кВ необходимо проводить расчета релизов. Что касается нес::?2.!етричшх режимов,

> их расчеты существенно затруднены, в частности, из-за отсутст-

»

вия достаточно обоснован-пл: сведений о схеме нулевой последовательности линий, особенностью которых является наличие ЗУНп.

3. В связи с выпеизложеннкм исследовано влияние КгЪГ. на распределение токов нулевой последовательности на ВЛ-0,33 кБ различной конфигурации. Предложена схема нулевой последовательности ЕЛ-0,38 кВ, а также методика определения её параметров. Гропгведеьн расчеты повоншвг сопротиигоняй 1!,улевой последовательности для возможных сочетаний сечений фазных и нулевого проводов.

Гроизвсдепо уто-нение существую >:ей методики определения тока однофазного КЗ па нулевой провод и оценена гозникагчая гогротность ври расчете с использованием п.-ой методики.

5. Е результате анлпза расчета режимов ЕЛ-0,30 кВ, нровеген-ново г нснгльзовапием разработанной математической .модели, обоснован шгод о невозможности создания комплексного устройства зажиты на основе естественных признаков повреждений.

6. Предложено для выполнения защити от однофазного КЗ, двухфазного КЗ, а также обрыва провода ¡¡а напруженной линии использовать ток обратиоП последоватьльности. (определена область пг:::.:о}Ш!Гл,т ва"ч'тн исходя из степени »еоигтатрни па грузки. Исследована ро».»:о-киость за'".ити 13.';—0,38 кВ от обрыва фазного про г едя на -'слсетем -«'оду линии за счет установки в её ■-•онце конденсаторов.

7. предложено для выполнения единой комплексной защиты ис-гогьзгвзть непрерывное поф-азпее тестирование линии током высокой частоты, налвваекым кч токи проми-итенной частоты. Рассмотрены различные, варианты реализации устройства запиты: с "--онтролем длительности прямоугольного и амплитуды синусоидального сиг-чало1-. Показано, что оптимальным вариантом врлорт'*«' по^лелчий. Гр'тгт- . ни результаты зкепериментор.

Сеногное содержание диссертации отражено в следующих работах.

1. A.c. 1417037 (СССР)ЛЯИ Н 02 К 5/10. Устройство для запи-н лини:: электропередачи / Андреев 3.Ä., Карпов К.О., Дубов А..1'., 'уймистер А..'].// Ркп.изобр. -1988. № 30.

2. Дубов. А.Л.О путях практической реализации устройства заци-'12 Е£-0,38 кЕ //£ору.;;ро ванне личности инженера ко: ого типа в ус-¡ог-нях-перестройки: Тез.докл. 23-й НТК продессорско-преподава-ельскего ссстага УлГРЛ.- 1939.-С.89-92.

3. Андреев Б.А., Шипкин В.Ф., дубов A..'i. Го поводу статьи

'К вопросу о сопротивлениях нулевой последовательности EJ! 0,4 кЕ"// ]рс:л."леь'>.:ая енергетика.-1989.- )'■> 7.-С.52-54.

4. Андреев S.A., Дуба в A.Ji., lhekhh £.£>. О влиянии заземлявших устройств куле Б' гс провода на токи нулевой поеледовательнос-•■■'. в сельских сетях напряжением 0,38 кВ // Электричество.-1989.-

> 12.-С.54-55.

5. Андреев В.д., Шклкик В.Ф., Дубов А.Л. Симметрирование нагрузок в электрических сетях напряжением до I к Б // Электроснабжение и электрооборудование отраслей народного хозяйства: ''»"вуз. ; б. научн. тр., Улья: ;о век. -IГ 30. -С. 32-34.

£. Андреев Б.А., Дубов A.Ii. Защита воздушных лг''ий напряне-чием 0,23 кВ от обрнвов и замыканий мз:гду ¿азным и нулевькл провО// Электроснабжение и электрооборудование отраслей народного г.опг.йг???.: вуз. сб. нау-н. тр., Ульянове::.-1990.-С.52-3?.

7. Андреев Е.А., Пигкин B.S., Дубов А.Л. Методика спрсделс— кия параметров схе:.аг нулевой послед; вательнссти возд%~:~двс ли::ий ¡-спряжением 0,38 кВ // Еро:агллекная энергетика.-1990.-Г 8.-С.20-27.

£. Андреев В.А., Ийглкин В.?'.. Д/бов A..'i. Г.гоггг.гг/л рас-ета региног- г-ле::тг,:"-:ес":с/ сети напея:"зннам до I ;-:В // Кнт. листе:' 31-20, Ульянове:::::" ЦЬТ/Г, Ульяновск, 1990.

9. Андсеев Б.А., Дубов А.Л. Необходимость и пути совершенствования защиты от однофазных КЗ в сетях напряжением до I кБ // Повышения эффективности и качества электроснабжения: Тез.докл. Есе-союзн. Н1К.-Мариуполь.'-1990.-С. 167-163.

10. Андреев В.А., Шишкин В.Ф., Дубов А.Л. Методика расчета режимов воздушных линий напряжением 0,38 кВ // Промллленная энергетика.-1990.2.-С.27-29.

11. Андреев В.А., Дубов А.Л. Влияние заземляющих устройств нулевого провода на чувствительность защиты от однофазных КЗ // па-учно-технический прогресс и инженерное образование: Тез.докл.24-й НТК УлШ, г.Ульяновск/ 1930.-С.13-14.

12. Андреев В.А., -Шишкин В.Ф., дубов А.Л. Учет заземляющих устройств нулевого провода в расчетах токов однофазного КЗ // Изв. Вузов: Энергетика.-1931.-К3 3.-С. 15-20.

13. Андреев В.А., Шишкин В.Ф., Дубов А.Л. Совершенствование защиты электрических сетей напряяеннем до.1 кБ как один из путей повышения надежности электроснабкения // Региональные проблемы повышения качества и экономии электроэнергии: Тез.научно-практической конференции, АстрыбВтуз, Астрахань,19Э1.-С.128-129.

14. Андреев В.А., Шишкин В.Ф., Дубоз А.Л. Математическое моделирование режимов электрических сетей напряжением до I кВ // Региональные проблеш повышения качества и экономии электроэнергии: Тез. научно-практической конференции, АстрыбВтуз,Астрахань, 1991, -С.83-66.

15. Андреев В.А., Шишкин В.Ф., Дубов А.Л. Исследование режимов электрической сети напряжением до I кВ с целью разработки комплексного устройства защиты // Тез.25-й ЬТК профессорско-преподавательского состава УлШ, Ульяновск, 1991. С.18-21.

16. Андреев В.А., Шишкин. В.Ф., Дубов А.Л. Методика расчета токов однофазного КЗ в электрических сетях напряжением до I кВ // Тез.докл. XII сессии Всесоюзного научн. семинара "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий", ГШ, Гомель, 1991 .-С.28-31.

Подписано э печать 29.12.91. Формат 60x84 1/16. Бук обёрточ. Печать стсетпат Объём э п.л 1.3. Тира?. ЮТ. Заказ I. Бесплатно.

7.тШ!. Ротапринт 432600. г. лльля'озск, ул.. Энгельса, 3.