Реконструкция системы электроснабжения завода ОАО "Тагат" имени С.И. Лившица

6.3 Расчет заземляющих устройств выше 1 кВ

Заземлению подлежит оборудование 10 кВ. Оборудование на напряжение 0,4 кВ присоединяется к нулевому проводу кабеля проложенному от ТП. Ток замыкания на землю определяется по формуле

,

где l_k - общая длина электрически связанных между собой кабельных линий, км;

l_в - общая длина электрически связанных между собой воздушных линий, км;

l_k=1686 (м);

l_в=0.

Сопротивление заземления определяется по формуле



R_з 250/ I_з; R_з=250/1,686=148,27 (Ом)

Согласно ПУЭ, сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Для установок с малыми токами замыкания на землю.

Расчёт заземляющих устройств

В виду отсутствия данных о сопротивлениях естественных заземлителей, в расчёте принимаем только искусственные заземлители.В качестве вертикальных заземлителей используются электроды диаметром 16 (мм²), длиной 2,5 (м).

В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы 40х4 (мм) длиной 3 (м), погруженные ниже уровня земли на 0,7 (м).

Удельное сопротивление грунта =50 (Омм) (чернозём).Расчётное сопротивление одного вертикального электрода определяется по формуле:

,

где l_B-длина вертикального электрода, м;t₁- глубина заложения , равная расстоянию от поверхности земли до середины электрода, м

Количество вертикальных электродов:- с учёта экранирования (расчётное):

N_в.р = = ,



где з_в находится из таблицы 1.13.5 (<4> стр.91).

Принимаем N_в.р = 20.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 метра, то длина по периметру закладки равна:

.

Тогда расстояние между электродами уточняется с учётом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся - между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимаем

N_в = 20, тогда:

;

.

Для уточнения принимается среднее значение отношения

,

тогда по таблице 1.13.5 (<4> стр.91) уточняются коэффициенты использования:

з_В = F(Конт.; 2,96; 20) = 0,71

з_Г = F(Конт.; 2,96; 20) = 0,45

Определяются уточнённые значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

,

где - ширина полосы заземлителя, м;

t - уровень заглубления, м;

К_СЕЗ - коэффициент сезонности, по таблице 1.13.2 (<4> стр. 91) принимаем равным 4.

R_В = = .

Фактическое сопротивление ЗУ:

,

следовательно ЗУ эффективно.

Для установок 0,4 кВ в качестве защитного заземления используется зануление. Для этого внутри корпуса по стене проложена стальная полоса сечением 40х4 мм, выполненная из стали марки С_т3. К этой полосе присоединены металлические части оборудования 0,4 кВ. Присоединение осуществляется стальной полосой или прутком сечением не менее 8 мм. Присоединение к полосе осуществляется сваркой. Присоединение к оборудованию с помощью болтового соединения.



6.4 Расчет заземляющих устройств ниже 1 кВ

Расчёт контура заземления

Размеры цеха: АЧВ = 15,5Ч43 м;

Напряжение ЛЭП ;

Длина линии от ГПП до ТП ;

Грунт в районе цеха - чернозём с удельным сопротивлением ;

Глубина заложения ;

Климатический район - 3;

Вид ЗУ - контурное;

Вертикальный электрод - пруток стальной ,

;

Горизонтальный электрод - полоса (40Ч4мм).

Расчётное сопротивление одного вертикального электрода определяется по формуле:

где: - коэффициент сезонности для вертикального заземлителя ([1], табл. 1.13.2, с. 90).

Расчётный ток замыкания на землю:

Предельное сопротивление совмещённого ЗУ:



Требуемое сопротивление заземлителя по стороне НН:

Для расчёта принимается ,

Количество вертикальных электродов:- без учёта экранирования (расчётное):

Принимаем .- с учётом экранирования:

где: ([1], табл. 1.13.5, с. 90)

Принимается Разместим ЗУ на плане и уточним расстояния:

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 метра, то длина по периметру закладки равна:

Тогда расстояние между электродами уточняется с учётом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся - между ними. Для равномерного распределения электродов окончательно принимаем , тогда:

Для уточнения принимается среднее значение отношения:

Далее уточняются коэффициенты использования (табл. 1.13.5 [1]):

Определяются уточнённые значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

Фактическое сопротивление ЗУ:

1,3<4следовательно ЗУ эффективно.

6.5 Расчет молниеотвода

Одним из нетехногенных, природных явлений, которое может привести к возникновению ненормального (аварийного) режима функционирования системы электроснабжения промышленного предприятия, технологического объекта, а также к человеческим жертвам, выходу из строя электроустановок, нарушению технологического процесса является гроза, а именно удары молний, сопровождающие грозы и являющиеся «ударным» проявлением грозы. Наиболее опасным проявлением грозы с точки зрения поражения зданий и сооружений является прямой удар молнии.

Производственные, жилые и общественные здания и сооружения в зависимости от их назначения, а также интенсивности грозовой деятельности в районе их местонахождения выделены в категории по степени устройства молниезащиты. Молниезащита указанных объектов должна быть выполнена в соответствии с категориями молниезащиты, для промышленных предприятий и технологических объектов категория устройства молниезащиты и тип зоны защиты указаны в [9, таблица 12.3].Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I-ой и II-ой категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические конструкции. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III-ей категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высоких потенциалов через наземные металлические конструкции.

При ширине зданий и сооружений более 100 м должны выполняться мероприятия по выравниванию потенциала внутри здания [4].

Под зоной защиты молниеотвода понимают часть пространства, внутри которого здание или сооружение защищено от прямых ударов молнии с определенной степенью надежности. Различают зоны защиты типа А, где степень надежности составляет 99.5% и выше, и зону защиты типа Б со степенью надежности 95% и выше. Молниеотводы располагают на растоянии не менее 5 м. от токоведущих частей линии. Аналогично требование к заземлению молниеотводов на самой территории открытой подстанции, сопротивление заземления молниеотводов на подходах линии 20 кВ и выше не должно превышать 25 Ом. В соответствии с ПУЭ, защиты закрытых РУ и зданий станции от прямых ударов молнии не требуется.

Подходы ЛЭП к подстанции напряжением 20 кВ и выше на длине 1-2 км должны быть защищены от прямых ударов молнии путем подвески защитных тросов (тросов молниеотводов) или установки стержневых молниеотводов. Название молниеотвода определяется типом молниеприемника.

Молниеотводы располагают на расстоянии не менее 5 м от токоведущих частей линии. Заземляющее устройство молниезащиты выполняют аналогично заземляющим устройствам электроустановок. В ряде случаев эти устройства можно объединять.

Необходимо отличать заземлители, входящие в комплекс защиты от прямого удара молнии и заноса высоких потенциалов, от заземлителей, входящих в комплекс защиты от вторичных воздействий молнии.

Тип, количество и взаимное расположение молниеотводов определяют геометрическую форму зоны защиты [9, 12.2].

Молниеотводы должны иметь высоту h большую, чем высота защищаемого объекта h_x, причем превышение молниеотвода над защищаемым объектом называется его активной высотой -h_a, то есть h_a = h-h_x.

Коэффициентом защиты к_х стержневого молниеотвода называется отношение радиуса зоны защиты r_x к активной высоте h_a, то есть k_x = r_x/h_a.В качестве зоны защиты открытой подстанции применяем 2 стержневых молниеотвода.

Определение параметров защищаемой зоны:

Примем высоту молниеотвода 20м и проверим защиту.

Наибольшая высота защищаемого объекта h_x = 7м. Активная высота молниеотвода, то есть превышение его над защищаемым объектом определяется по формуле:

Радиус основания конуса на уровне земли

Вершина конуса зоны защиты

Радиус горизонтального сечения зоны защиты на высоте h_х от уровня земли

При L < h h_C=h₀=17 м; r_СХ= r_Х=12,47 м; r_С= r₀=21,2 м,

где L -расстояние между молниеотводами, м;

h_C - высота зоны защиты посередине между молниеотводами, м;

r_С - ширина совместной зоны защиты на уровне земли, м;

r_СХ - ширина горизонтального сечения совместной зоны защиты на высоте h_X от уровня земли, м.

Надежность молниезащиты.

Число прорывов молний в год на защищаемый объект:

,

где N - суммарное число ударов молнии в молниеотвод защищаемого объекта;

= 10^-3 - вероятность прорыва молнии в зону защиты, принимаемая в соответствии с [9].

,

где n = 0,06 км²ч - число ударов молнии в землю площадью 1 км² за 1 ч грозы [9];

T = 60 - средняя интенсивность грозовой деятельности для данной местности [9];

R = 3,5h - эквивалентный радиус окружности, описывающий площадь, с которой молниеотвод «собирает» молнии, м.

.

Вероятность прорыва не более 10^-3, поражения возможно лишь раз в 4000 лет, что значительно превышает срок службы и эксплуатации какого-либо электрического оборудования или устройства.



7. Спецчасть

Токовые защиты от замыканий на землю

В электрических сетях среднего напряжения 6-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью или заземлением через резистор, в качестве защиты от однофазных замыканий на землю, как правило, применяются токовые защиты нулевой последовательности, основанные на использовании составляющих промышленной частоты.

Существенное влияние на устойчивость функционирования защит оказывают токи переходных процессов, возникающих в момент пробоя изоляции, в частности, при дуговых перемежающихся однофазных замыканиях на землю. Наши авторы из Иваново рассказывают о проведенных ими исследованиях переходных процессов и выводах о повышении эффективности защит, сделанных по результатам этой работы.

Дуговой прерывистый характер тока в месте повреждения характерен прежде всего для начальной стадии развития практически всех однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в кабелях и электрических машинах. Особую опасность дуговые перемежающиеся ОЗЗ, сопровождающиеся значительными перенапряжениями по всей электрически связанной сети, представляют в кабельных сетях собственных нужд электростанций и систем электроснабжения промпредприятий из-за возможности переходов в двойные и многоместные замыкания, сопровождающихся повреждением и отключением от релейной защиты двух и более электродвигателей. Поэтому повышение эффективности защит от этого вида повреждений - актуальная задача.

Задача исследований

По применяемой в настоящее время методике влияние токов электромагнитных переходных процессов при дуговых перемежающихся ОЗЗ на функционирование токовых защит нулевой последовательности (ТЗНП) учитывается при выборе тока срабатывания из условия отстройки от собственного емкостного тока защищаемого присоединения:

где - коэффициент отстройки;

- собственный емкостный ток ОЗЗ защищаемого присоединения;

- коэффициент, учитывающий влияние переходных процессов.

Значение Кпер зависит от особенностей элементной базы, на которой выполнены измерительные органы тока (ИОТ) ТЗНП, и алгоритмов обработки входных токов и логических сигналов, а для микропроцессорных защит - от алгоритмов функционирования измерительной и логической частей функции ТЗНП.

Для ИОТ на электромеханической элементной базе рекомендуется [5] значение Кпер принимать равным 4-5, что значительно снижает чувствительность защиты и ограничивает область ее применения. Для ТЗНП с ИОТ на микроэлектронной и микропроцессорной базе значения Кпер приближенно принимаются равными 2,0-2,5.

Эффективность срабатываний ТЗНП при внутренних ОЗЗ оценивается коэффициентом чувствительности при устойчивых металлических повреждениях:

где Котс = 1,2 - коэффициент отстройки;

Кч. мин = 1,2 для защиты с действием на сигнал и 1,5 для защиты с действием на отключение (для ТЗНП электродвигателей рекомендуется принимать Кч. мин = 2 [6]).

Из этого можно получить условие применимости ТЗНП в сетях с изолированной нейтралью:

Для сети с высокоомным заземлением нейтрали через резистор RN при

RN ? = 1 / 3Cщ

условия применимости ТЗНП имеют вид:

Из формул следует, что при больших значениях коэффициента Кпер чувствительность защиты и область ее применения значительно уменьшаются.

Исследования динамических режимов функционирования ТЗНП, обосновывающие значения коэффициента Кпер для ТЗНП, выполненных на различной элементной базе, насколько известно авторам, не проводились.

Поэтому основная задача данной работы - оценка влияния электромагнитных переходных процессов при ОЗЗ на функционирование ТЗНП с измерительными органами тока на различной элементной базе в целях уточнения методики выбора тока срабатывания (т.е. значений Кпер в (1)) и области применения данной защиты в сетях среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью или с высокоомным заземлением нейтрали через резистор.

Выбор метода

Для исследования динамических режимов функционирования устройств релейной защиты (УРЗ) обычно применяется математическое или физическое имитационное моделирование. Математическое моделирование эффективно при исследовании переходных процессов в электроэнергетических объектах и системах (ЭЭО и ЭЭС), однако возможности его применения для анализа динамических режимов функционирования УРЗ ограничены из-за трудностей или невозможности создания достаточно точных математических моделей последних.

Для УРЗ на микропроцессорной базе создание математических моделей функций защиты, имитирующих их работу в условиях влияния электромагнитных переходных процессов, как правило, невозможно, т. к. методы и алгоритмы формирования и обработки входных информационных и логических величин таких устройств - коммерческая тайна производителей.

Поэтому при исследовании динамических режимов функционирования УРЗ на различной элементной базе более эффективен метод физического моделирования, при котором на входы реального устройства защиты подаются токи и напряжения, сформированные на физической модели исследуемого ЭЭО.

В качестве физической модели исследуемых ЭЭО во многих случаях можно использовать программно-технические измерительные комплексы серии РЕТОМ (или их аналоги), предназначенные для проверки характеристик и параметров настройки УРЗ, а также анализа их работы.

Для исследования динамических режимов функционирования УРЗ можно применять предусмотренную в устройствах серии РЕТОМ возможность воспроизведения электромагнитного переходного процесса, записанного с COMTRADE-формате, и фиксации реакции УРЗ на проложенное воздействие. Однако встроенные функции устройства РЕТОМ не во всех случаях позволяют получить тестовые сигналы, соответствующие реальным токам и напряжениям переходного процесса при повреждениях в сложных ЭЭО.

Для формирования подобных тестовых сигналов целесообразно использовать математическое моделирование сложного ЭЭО, например, с использованием интегрированной системы моделирования Matlab с пакетом расширения Simulink, с последующим преобразованием полученных на модели токов и напряжений в COMTRADE-формат.

Таким образом, для исследования динамических режимов функционирования системы «ЭЭО - УРЗ», и в частности ТЗНП сетей среднего напряжения, на наш взгляд, наиболее эффективно применять метод имитационного физико-математического моделирования с использованием соответствующего программно-аппаратного комплекса.

Математическая модель электрической сети

Математическая модель сети 6-10 кВ для исследования динамических режимов функционирования ТЗНП при дуговых прерывистых ОЗЗ, реализованная с использованием системы Matlab и пакета расширения Simulink.

Трехфазная модель сети включает:

генерирующий источник;

две линии электропередачи:

Линия 1 и Линия 2 с распределенными параметрами;

эквивалентированную сеть, представленную схемой замещения с сосредоточенными параметрами;

коммутационную аппаратуру: выключатели и ключ OZZ, имитирующий ОЗЗ в заданной точке электрической сети;

виртуальные измерители тока и напряжения, имитирующие ТТ и ТН, многоканальные осциллографы.

При необходимости к любой точке сети можно подключить и другие виртуальные приборы.

Источник питания в схеме представлен фазными ЭДС eA, eB, eC, индуктивностями LИ и активными сопротивлениями RИ в каждой фазе. Каждая фазная ЭДС представляет собой сумму основной гармонической составляющей (50 Гц) и высших гармоник до 15-й (и при необходимости выше) включительно.

Для моделирования сети с резонансным заземлением нейтрали через дугогасящий реактор (ДГР) или через резистор в нейтраль генерирующего источника включена параллельная RL цепь, моделирующая дугогасящий реактор с параметрами RДГР и LДГР или заземляющий резистор RN.

Конфигурация сети, режим заземления нейтрали, параметры элементов, положение точки и вид повреждения и др. могут изменяться в зависимости от целей и задач исследований, а также особенностей принципа действия и (или) алгоритма функционирования исследуемого УРЗ.

Банк тестовых сигналов

С учетом поставленной задачи под тестовым сигналом понимается ток 3I0 в неповрежденном присоединении при внешнем дуговом перемежающемся ОЗЗ, полученный для наиболее тяжелых (с точки зрения отстроенности ТЗНП от внешних повреждений) расчетных условий.

Расчетные условия: место возникновения ОЗЗ в сети, частота и условия возникновения повторных пробоев изоляции и гашения дуги тока ОЗЗ, параметры сети и неповрежденного присоединения и др. зависят от особенностей исполнения ТЗНП, определяемых элементной базой, принципом действия (алгоритмом функционирования) защиты, диапазоном изменения уставок по току срабатывания. Поэтому для различных исполнений ТЗНП в общем случае необходимы различные тестовые сигналы.

При исследованиях условий отстроенности от внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ различных исполнений ТЗНП были приняты следующие расчетные условия:

- сеть 6-10 кВ содержит только кабельные линии (КЛ) (волновые сопротивления КЛ значительно меньше волновых сопротивлений воздушных линий (ВЛ), поэтому амплитуды бросков переходного тока при дуговых перемежающихся ОЗЗ в кабельных сетях больше);

- суммарный емкостный ток сети IСУ ? 20 А при номинальном напряжении сети Uном = 10 кВ и IСУ ? 30 А при Uном = 6 кВ;

- максимальное значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения IС собс не превышает 25-30% от значения суммарного емкостного тока сети IСУ;

- максимальная длина КЛ не превышает 6-8 км (по условиям допустимой потери напряжения) при сечении жил 120-240 мм2;

- ОЗЗ металлическое (переходное сопротивление в месте повреждения равно нулю) на шинах защищаемого объекта;

- время затухания свободных составляющих в токах переходного процесса при ОЗЗ 3-5 мс [1-3 и др.];

- дуговое перемежающееся ОЗЗ соответствует модели Петерсена или модели Петерса и Слепяна;

- при дуговом прерывистом ОЗЗ по модели Петерсена амплитуда переходного тока при повторных пробоях может увеличиваться в 2-2,5 раза, по модели Петерса и Слепяна - в 1,5-2 раза;

- при ОЗЗ по модели Петерсена гашение дуги происходит не при первом, а при последнем переходе через нуль среднечастотной (зарядной) составляющей тока переходного процесса;

- в ТЗНП используется наиболее распространенный тип трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП) - ТЗЛМ с неразъемным сердечником (близкие характеристики имеют ТТНП типа ТЗ и ТЗЛ).

Для приведенных основных расчетных условий на математической модели сети (рис. 3) получены тестовые сигналы для исследования динамических режимов функционирования ТЗНП, выполненной с применением наиболее часто используемых в качестве ИОТ типов реле: электромагнитных реле типа РТ-40/0,2 и РТ-40/0,6, электронного реле типа РТЗ-50, микроэлектронного реле РТЗ-51. Полученные методом математического моделирования тестовые сигналы преобразовывались в осциллограммы в COMTRADE-формате.

Результаты исследований и их оценка

Для определения минимальных значений коэффициента, обеспечивающих устойчивость несрабатываний ТЗНП при внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ, по выражению (1) при Кпер = 1 определялся минимальный ток срабатывания I0 с.з.мин, затем на вход ИОТ (реле тока КА, рис. 2) по схеме рис. 2 подавался расчетный тестовый сигнал общей длительностью ~1 с, и ток срабатывания ТЗНП увеличивался до обеспечения устойчивых несрабатываний защиты. Расчетное значение Кпер определялось по формуле:

Осциллограммы иллюстрируют работу ТЗНП с реле типа РТ-40 при различных значениях тока срабатывания I0 с.з (т.е. при различных значениях коэффициента Кпер в (1)).С использованием созданного банка тестовых сигналов по изложенной методике проведены исследования динамических режимов функционирования указанных исполнений ТЗНП и определены минимальные значения коэффициента Кпер, обеспечивающие устойчивые несрабатывания ТЗНП с различными исполнениями ИОТ при наиболее тяжелых расчетных условиях внешнего дугового перемежающегося ОЗЗ.В табл. 45 приведены основные параметры тестовых сигналов, в табл. 46 дано сопоставление значений коэффициентов Кпер, рекомендуемых существующими методиками расчетов уставок ТЗНП, и значений Кпер, полученных методом физико-математического моделирования динамических режимов работы различных исполнений ТЗНП.

Анализ результатов исследований позволяет сделать следующие основные выводы: Рекомендуемые существующими методиками расчета уставок ТЗНП значения коэффициента, учитывающего влияние электромагнитных переходных процессов на работу защиты при дуговых прерывистых ОЗЗ, завышены, что значительно снижает чувствительность при устойчивых замыканиях и ограничивает область применения ТЗНП.

Таблица 45

Параметры тестовых сигналов для исследования динамических режимов функционирования ТЗНП при дуговых прерывистых ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью

Тип ИОТ ТЗПН	А	А	А	Время затухания своб. составл. тока 3, мс	Модель дугового ОЗЗ	Эффект. Знач. тока 3,А	Длительн. тестового сигнала, с
Реле РТ-40/0,2(параллельное соединение обмоток)	9,6	8	733	5	Петерсена	101	1
Реле РТ-40/0,6(параллельное соединение обмоток)	7	5,83	876	5	Петерсена	119	1
Реле РТ-40/0,6(Последовательное соединение обмоток)	5	4,17	780	5	Петерсена	107	1
РТЗ - 50	3,1	2,583	650	5	Петерсена	80	1
РТЗ -51	0,78	0,65	664	5	Петерсена и Слепяна	55	1

Таблица 46

Результаты оценки условий устойчивости несрабатываний различных исполнений ТЗНП при внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью

Тип ИОТ ТЗПН	Кпер
	По существующей методике расчёта	Полученные на основе исследований
Реле РТ-40/0,2(параллельное соединение обмоток)	4-5	1,5
Реле РТ-40/0,2(последовательное соединение обмоток)	4-5	1,5
Реле РТ-40/0,6(параллельное соединение обмоток)	4-5	1,5-2
Реле РТ-40/0,6(Последовательное соединение обмоток)	4-5	1,5-2
РТЗ - 50	3-3,5	1,5-2
РТЗ -51	2-2,5	1

На основе проведенных методом физико-математического моделирования исследований динамических режимов функционирования различных исполнений ТЗНП показано, что значения коэффициента Кпер для различных исполнений ТЗНП могут быть уменьшены в 1,5-3,0 раза (табл. 46).

Наиболее тяжелые условия с точки зрения несрабатываний ТЗНП при внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ имеют место в кабельных сетях 6 кВ, работающих с изолированной нейтралью, при повреждении на шинах для линий максимально возможной длины, выполненных кабелем наибольшего сечения.

С увеличением номинального напряжения Uном сети при одном и том же максимальном собственном емкостном токе IС собс максимальная длина защищаемой линии уменьшается, а отстроенность защиты от внешних ОЗЗ увеличивается.

Поведение ТЗНП с ИОТ на электромеханической элементной базе (реле типа РТ-40) при дуговых прерывистых ОЗЗ определяется в основном эффективным значением переходного тока, которое достигает наибольших значений при повреждениях, протекающих по модели Петерсена.

Влияние переходных процессов на работу ИОТ на электромеханической элементной базе уменьшается с увеличением входного сопротивления реле Zр (например, реле РТ-40/0,2 и РТ-40/0,6, табл. 46), что объясняется шунтирующим влиянием ветви намагничивания ТТНП.С увеличением частоты свободных составляющих переходного тока 3I0 шунтирующее влияние ветви намагничивания ТТНП на работу ТЗНП с ИОТ на электромеханической базе увеличивается, а влияние переходных токов на работу ТЗНП соответственно уменьшается. Поэтому для ТЗНП с такими ИОТ, применяемых на КЛ малой протяженности - до нескольких сотен метров (в сетях 6 кВ собственных нужд электростанций, в системах электроснабжения предприятий и др.), значение Кпер в (1) можно уменьшить.

Поведение ТЗНП с ИОТ на электронной базе (реле РТЗ-50) при дуговых прерывистых ОЗЗ определяется в основном временем затухания свободных составляющих тока переходного процесса при пробое изоляции и амплитудой переходного тока.

Наиболее эффективную отстройку от влияния переходных процессов при внешних дуговых перемежающихся ОЗЗ обеспечивают ИОТ ТЗНП, имеющие ограничение амплитуды входных сигналов во вторичных цепях реле при входных токах, превышающих Iс.р, и отстройку по времени срабатывания, превышающую время существования свободных составляющих переходного тока 3I0 (например, реле РТЗ-51).В сетях, работающих с высокоомным заземлением нейтрали через резистор или с резонансным заземлением нейтрали через ДГР, амплитуда переходного тока при повторных пробоях не увеличивается; для таких сетей значение Кпер в (1) может быть принято равным 1.

С увеличением отстроенности от внешних дуговых прерывистых ОЗЗ эффективность функционирования ТЗНП при внутренних дуговых прерывистых повреждениях уменьшается. Практически все исполнения ТЗНП в этих режимах неработоспособны.

Выводы

На основе проведенных методом физико-математического моделирования исследований показано, что значения коэффициента Кпер, учитывающего влияние на функционирование ТЗНП электромагнитных переходных процессов при внешних дуговых прерывистых ОЗЗ, могут быть уменьшены в 1,5-3 раза по сравнению с рекомендуемыми существующими методиками расчета уставок, что позволяет увеличить чувствительность защиты при устойчивых замыканиях и расширить область ее применения.

Разработанные методика и банк тестовых сигналов могут быть применены не только для исследования динамических режимов функционирования существующих исполнений ТЗНП, но и для обоснования наиболее эффективных алгоритмов обработки входных сигналов в микропроцессорных защитах от этого вида повреждений.

Физико-математическое имитационное моделирование функционирования может быть использовано также для исследования и оценки эффективности функционирования при дуговых перемежающихся повреждениях токовых направленных защит от ОЗЗ, а также защит, основанных на использовании электрических величин непромышленной частоты (высших гармоник, токов и напряжений переходного процесса при ОЗЗ, «наложенных» токов).



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над дипломом систематизированы теоретические знания по основным дисциплинам, полученные в течение обучения. В дипломном проекте предложена, разработана и обоснована система электроснабжения завода низковольтного оборудования. При расчете были освещены следующие направления: расчет силовых и осветительных нагрузок предприятия; технико-экономический расчет и обоснования рационального уровня питающего напряжения системы и оптимальной схемы внешнего электроснабжения; определено оптимальное местоположение главной понизительной подстанции найдено методом определения центра электрических нагрузок; осуществлен выбор силовых трансформаторов главной понизительной и цеховых подстанций с учетом передаваемой мощностью и требуемой категорией надежности электроснабжения; рассмотрен вопрос оптимизации электроснабжения путем установки компенсирующих устройств; произведен выбор высоковольтного коммутационного оборудования, с последующей проверкой по ранее рассчитанным токам короткого замыкания; рассмотрен вопрос релейной защиты на примере силовых трансформаторов главной понизительной подстанции; освещены вопросы техники безопасности (рассчитано и проверено заземление и молниезащита).



Список используемых источников

1. Правила устройства электроустановок / 7-е изд., перераб. и доп. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007.

2. Электротехнический справочник в 2-х т. Т. 2 / Под ред. П.Г. Грудинского и др. - М.: Энергия, 1971.

3. Справочная книга для проектирования электрического освещения /Под ред. Г.М. Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976.

4. Кнорринг Г.М. Осветительные установки - Л.: Энергоиздат Ленинградского отделения, 1981.

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общ.ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. - М., «Энергия», 1973.

6. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книга энергетика. - 5-е изд., перераб. и доп. - М., Энергоатомиздат, 1987.

7. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т. 2 Электротехнические изделия и устройства / Под общ.ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов) - 7-е изд. - М., Энергоатомиздат, 1986.

8. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. - М., Высш. шк., 1986.

9. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию / Под общ.ред. А.А. Федорова. В 2-х т. - М., Энергоатомиздат, 1986.

10. Шабад М.А. Максимальная токовая защита. - Л.: Энергоатомиздат, 1991.

11. Шеховцов В.П. «Расчёт и проектирование схем электроснабжения» - Москва, 2003.

12. Гурин Н.А., Янукович Г.И Электрооборудование промышленных предприятий и установок. Дипломное проектирование: Учеб.пособие - Мн.: Высш. шк., 1990.

Размещено на Allbest.ru