МЕТОДИ І ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ВІД ОБРИВУ ПРОВОДА ТА ПОШУК МІСЦЯ ПОШКОДЖЕННЯ В РОЗПОДІЛЬНІЙ МЕРЕЖІ ЗІ СКЛАДНОЮ ТОПОЛОГІЄЮ НАПРУГОЮ 6-35 кВ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, показано зв'язок роботи з науковими програмами, планами, сформульовано мету та задачі дослідження. Вказано наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, наведено відомості про особистий внесок здобувача, апробацію роботи і публікації за темою дисертації.

У першому розділі показано, що розподільні мережі (РМ) напругою       6-35 кВ з повітряними лініями електропередач (ПЛЕП) є складною системою. Вони розподілені в просторі, мають деревоподібну структуру, є неоднорідними, а відмова в електропостачанні призводить до значних збитків. Розподільні мережі характеризуються несиметричним навантаженням фаз, різноманітністю і нерівномірністю добового навантаження та режимом заземлення нейтралі, мають низький рівень надійності.

Збір і оброблення статистичних даних аварійних режимів роботи в РМ ПАТ «Вінницяобленерго» за 2009 рік показали, що 72,7 % відключень були усунені діями автоматичного повторного ввімкнення та автоматичного введення резерву, а кількість відключень з пошкодженнями елементів ПЛЕП, склала: опор – 8,2 %, проводів – 27,7 %, ізоляції – 37 %, арматури кріплення – 8,7 %, інше – 18,4 %. Кількість пошкоджень, які супроводжувалися стійкими ОЗЗ, є найбільшою і складає 63,2 %, міжфазних замикань – 9,7 %, подвійних замикань на землю – 5,2 %, інше – 21,9 %.

Особливою складністю відрізняється ОЗЗ, яке виникає після обриву провода (ОП), (27,7 %). Найбільш небезпечним є ОП, який виникає в прольоті з боку джерела живлення у випадку падіння провода на землю. При цьому пошкоджена лінія не відключається засобами релейного захисту та автоматики (РЗА). Тому такий режим роботи є тривалим у часі і дуже небезпечним, оскільки він утворює поле розтікання струму в місці падіння провода. Це загрожує життю людей і тварин, супроводжується перенапругами, загорянням опор, пошкодженням заземлення опор, виникненням пожеж. Несиметричний режим живлення двигунів спричиняє пошкодження і брак на виробництві. Перехідний опір в місці падіння провідника на землю є нестійким і може коливатись від десятків ом до одиниць мегаом. Пошук місця ОП багатокроковий, тому аварійний режим є тривалим.

Проведені дослідження показали, що для РМ довжиною декілька кілометрів засоби РЗА можуть забезпечувати необхідну чутливість та селективність. Значні труднощі виникають за наявності секційних вимикачів ПЛ 6-10 кВ з резервуванням. На таких вимикачах необхідно облаштовувати два комплекти максимального струмового захисту (МСЗ) з різним рівнем чутливості і швидкодії, крім цього, в багатьох випадках виникають труднощі з узгодженням МСЗ з залежною характеристикою запобіжників, які використовують для захисту трансформаторів потужністю 250 кВА і менше на відгалуженнях. Струмова відсічка має обмежене застосування, оскільки її потрібно відстроювати від струмів к.з. ближньої до головної ділянки тансформаторної підстанції (ТП) і сумарного кидка струму намагнічення трансформаторів  у всіх ТП.

Для підвищення чутливості МСЗ за несиметричних к.з.  в мережах           6-35 кВ запропоновано використовувати захист, який реагує на струм зворотної послідовності. Як показали результати проведеного дослідження, необхідну чутливість вимірювання струму зворотної послідовності можна забезпечити лише на лініях, які відходять від однієї системи збірних шин, є несекціонованими і живлять потужне зосереджене навантаження. Відомі пристрої захисту від обриву провода, які використовують ознаку знеструмлення пошкодженої фази, в РМ з деревоподібною структурою є нечутливими при виникненні ОП за відгалудженням.

Застосування дистанційних методів визначення місця пошкодження не забезпечує необхідної точності. Топографічні методи пошуку місця ОЗЗ потребують послідовного обходу мережі і не забезпечують в ряді випадків необхідної чутливості через значний перехідний опір в місці падіння провода. Оптимізований алгоритм пошуку пошкоджень методом послідовного поділу мережі є багатокроковим і потребує значного часу, супроводжується значним недовідпуском електроенергії.

Виходячи з проведених досліджень, приходимо до висновку, що існує необхідність підвищення чутливості методів та засобів захисту ПЛ від ОП і автоматизації процесу пошуку місця падіння його на землю. Розв’язання цієї науково-прикладної задачі знаходимо шляхом вимірювання струму зворотної послідовності до моменту падіння провода на землю, і напруги (струму) нульової послідовності після падіння провода на землю, та застосування локаційного методу для автоматизації процесу пошуку місця пошкодження.

У другому розділі з метою виявлення параметрів та величин, чутливих до обриву провода, виконано розрахунки аварійного режиму роботи реальних ліній ПАТ «Вінницяобленерго» напругою 10 кВ за максимального та мінімального навантаження. На рис. 1, 2, для прикладу,  представлено графіки зміни струму зворотної послідовності та напруги нульової послідовності ПЛЕП напругою 10 кВ, ПАТ «Вінницяобленерго», «Соболівка, фідер 21» за режиму мінімальних навантажень.