Развитие теории переходных процессов при замыканиях на землю, разработка методов и средств повышения надежности работы электрических сетей с изолированной и компенсированной нейтралью - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ, РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮОдной из основных проблем повышения надежности работы сетей средних классов напряжения (3…35 КВ) является оптимизация режима нейтрали и организация надежной и селективной релейной защиты от замыканий на землю, напрямую связанная с режимом нейтрали. В многочисленных работах по выбору режима нейтрали сетей 3..35 КВ приводится анализ эффективности распространенных способов заземления нейтрали, оценка их достоинств и недостатков, определение областей применения этих способов, а также особенностей функционирования РЗЗЗ в сетях с различными режимами нейтрали. История вопроса насчитывает не один десяток лет, однако до сих пор не существует ни единого мнения по поводу путей решения проблемы, ни директивных документов, регламентирующих применение различных способов заземления нейтрали, ни надежной релейной защиты и автоматики для улучшения протекания режимов, связанных с замыканиями на землю. Режим резистивного заземления нейтрали, как основной для сетей с малыми (в единицы ампер) токами замыкания на землю и как дополняющий - в сетях с компенсацией емкостных токов, по-видимому, в ближайшее время станет преобладающим в сетях средних классов напряжения. В соответствии с целью поставлены и решены следующие научные задачи: - анализ влияния режима заземления нейтрали на токи замыкания на землю при перемежающемся горении дуги в сетях с изолированной, резитивно-заземленной, компенсированной и комбинированной нейтралью;Во второй главе приводится анализ особенностей переходных процессов при замыканиях на землю в сетях с различными способами заземления нейтрали. Наложение активного тока достаточной величины от резистора, как показали расчеты, позволяет превратить процесс горения дуги из импульсного в пятидесятигерцовый, минуя стадию развития места повреждения только за счет соответствующего смещения кривой тока замыкания. Комбинированное заземление нейтрали через параллельно включенные ДГР и защитный резистор обеспечивает ограничение дуговых перенапряжений при перемежающемся характере горения дуги за счет искусственного демпфирования процесса восстановления напряжения на поврежденной фазе и к заметному увеличению тока замыкания не приводит. Однако при устойчивом характере горения дуги наличие защитного резистора увеличивает ток в месте повреждения и при учете требований по максимально допустимой величине тока замыкания по ПТЭ область применения этого способа заземления нейтрали оказывается сильно ограниченной. В стадии перемежающегося горения заземляющей дуги во внутренней изоляции переход к режиму устойчивого горения идет с изменением параметров управления и с различной скоростью в зависимости от величины емкостного тока замыкания на землю, направления выброса продуктов горения дуги, герметичности места повреждения и т. д.На основе экспериментальных и теоретических исследований показаны основные закономерности процесса и предложена гипотеза развития замыкания на землю во внутренней изоляции от перемежающегося режима к устойчивому. Предложен ряд технических решений, предотвращающих избыточность воздействия накладываемого активного тока, в том числе, новый способ ограничения дуговых перенапряжений с помощью резистора в нейтрали без наложения активного тока на место повреждения. Для обеспечения селективности простых токовых защит от замыканий на землю в компенсированных сетях впервые обосновано и предложено использование адаптивного управления резистором в нейтрали, обеспечивающее оптимальное воздействие на процесс. Разработаны основные принципы управления защитным резистором в сети с комбинированным заземлением нейтрали, предложено несколько алгоритмов работы автоматики для различных эксплуатационных условий и ряд конкретных технических решений, в том числе, на основе использования новых параметров управления: интеграла кривой Uпф, скорости изменения напряжения на поврежденной фазе и угла между напряжением на нейтрали и напряжением источника питания, - обеспечивающих максимальное быстродействие и точность. Предложен новый способ резкого увеличения селективности токовых защит от замыканий на землю для сетей с частыми эксплуатационными изменениями емкости нулевой последовательности в широких пределах.

Основное содержание работы