Підвищення надійності роботи мереж 6 кВ при виникненні замикань фази на землю за рахунок розробки та застосування пристроїв, що обмежують перенапруги і тривалість існування дугових замикань. Характер протікання перехідного процесу і величина перенапруг.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Удосконалювання режимів роботи мереж 6 КВ власних потреб електростанцій при замиканні фази на землюДисертаційна робота присвячена підвищенню надійності роботи мереж 6 КВ в.п. електростанцій при виникненні замикань фази на землю шляхом розробки нових пристроїв, що обмежують перенапруги і тривалість існування дугових замикань. Для аналізу перехідних процесів при замиканні фази на землю розроблена математична модель, що враховує схеми заміщення джерела живлення, кабельної мережі, високовольтного двигуна та спеціального трансформатора для часткового заземлювання нейтралі. Аналіз результатів моделювання показав, що для реальних мереж ТЕС і АЕС, де струми замикання на землю, як правило, не перевищують 20 А, можна рекомендувати встановлення резистора величиною 400 Ом, замість 100 Ом відповідно до існуючих вимог. Основна ідея запропонованого способу полягає в автоматичному шунтуванні ушкодженої фази однополюсними пофазно керованими вакуумними вимикачами і переводі, таким чином, мережі в режим штучного глухого замикання на землю. Зменшення перенапруг у мережі з моменту початку горіння дуги до моменту шунтування ушкодженої фази однополюсним вимикачем пропонується здійснювати нелінійними обмежувачами перенапруг, ввімкненими за запропонованою схемою для забезпечення їхньої термостабільності.Останні становлять найбільшу небезпеку, тому що крім термічного впливу дуги на елементи мережі виникають перенапруги, під впливом яких однофазні замикання можуть переходити у міжфазні короткі замикання. За даними досвіду експлуатації 60-80 % однофазних замикань у мережах 6-10 КВ розвиваються в міжфазні короткі замикання чи в багатомісні пробої ізоляції. При цьому залишився незясованим вплив збільшених струмів замикання на землю, а також збереглася можливість тривалого існування небезпечних дугових замикань на землю в системі в.п. Це обумовлено тим, що при замиканнях на землю в системах електропостачання підвищеної надійності (забезпечувальні системи), релейний захист не вимикає ці системи, а діє на вимкнення заземлюючого резистора. Встановлено залежність кількості повторних запалювань дуги за один період промислової частоти при дугових замиканнях на землю від величини напруги пробиття, параметрів мережі та приєднувального трансформатора, а також виконано аналіз поводження струмового захисту за дугових замикань фази на землю.Найбільш розповсюдженим видом ушкодження є однофазні замикання на землю, що складають 75-90 % від загального числа порушень нормальної роботи мережі. Розроблена програма дає можливість дослідження наступних режимів роботи: доаварійного режиму при різних значеннях опорів фазної та міжфазної ізоляції; режиму глухого замикання фази на землю шляхом зниження опору ізоляції фази стосовно землі; режиму замикання фази на землю в обмотці двигуна; дугового замикання фази на землю за різних значень пробивної напруги за рахунок дискретної зміни опору ізоляції фази в залежності від величини напруги на ушкодженій фазі. У третьому розділі (Результати аналізу дугових і глухих замикань на землю в системі в.п. електростанцій) проведено необхідний обсяг порівняльних досліджень з оцінки впливу заземлюючого резистора на характер і параметри перехідних процесів у мережі в.п. електростанцій при глухих і дугових замиканнях фази на землю. Як відомо, найбільші перенапруги при замиканні фази на землю можуть виникати, якщо момент замикання відбувається в максимум напруги ушкодженої фази, а загасання дуги - при переході через “нуль” високочастотної складової струму замикання чи складової промислової частоти. Аналіз перенапруг для випадку загасання дуги при переході через “нуль” струму промислової частоти і замиканнях на максимумі напруги ушкодженої фази показав, що при першому замиканні фази на землю напруги на здорових фазах не перевищують 2,5 Uф, а при повторних пробиттях збільшуються до (3,2 ? 3,3) Uф, залишаючись надалі незмінними.6 КВ електростанцій шляхом встановлення закономірностей протікання процесів при замиканнях фази на землю та розробки способів і пристроїв зниження перенапруг та усування дугових замикань фази на землю. Розроблено математичну модель мережі 6 КВ в.п. для дослідження глухих і дугових замикань фази на землю, що дозволяє враховувати вплив фазних і міжфазних ємнісних та активних провідностей, двигунне навантаження, нелінійні характеристики дуги й обмежувачів перенапруг. Модель дозволяє досліджувати режими глухого та дугового замикань фази на землю за різних параметрів мережі, значень пробивної напруги й умов згасання дуги. При використанні останніх кратність перенапруг може бути обмежена до рівня (2-2,3) Uф і при цьому не потрібно, порівнянно з резісторним заземленням нейтралі, встановлення громіздкого устаткування (приєднувальний трансформатор, бетеловий резистор).