57. Барановська Міла Леонідівна. Підвищення ефективності роботи розподільчих мереж 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю при замиканні фази на землю: дис... канд. техн. наук: 05.14.02 / Донецький національний технічний ун-т. - Донецьк, 2004.
Анотація до роботи:
Барановська Міла Леонідівна. Підвищення ефективності роботи розподільчих мереж 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю при замиканні фази на землю. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 “Електричні станції, мережі і системи”. Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2004.
У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення ефективності роботи розподільчих мереж 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю за рахунок установлення закономірностей протікання перехідних процесів в електричній мережі з урахуванням її параметрів й опору кола замикання на землю, на підставі чого вибрані раціональні параметри засобів обмеження рівнів перенапруг.
Розроблено математичні моделі розподільчих мереж 6-10 кВ для різних методів обмеження перенапруг при ОЗЗ і доведено, що їх зниження до рівня 1,8-1,9
від досягається при комплексному використанні міжфазних ємностей, високоомних резисторів у колі нейтралі та ОПН.
Результати експериментальних досліджень перехідних процесів при ОЗЗ, виконані на фізичній моделі, підтвердили теоретичні передумови , показали високу їхню збіжність і практичну можливість обмеження до припустимих рівнів перенапруг у розподільчих мережах 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю.
У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна задача: підвищення ефективності роботи розподільчих мереж 6-10 кВ з ізольованою нейтраллю шляхом зниження до безпечного рівня перенапруг за замикання фази на землю та і зроблені наступні висновки:
У попередніх дослідженнях не повною мірою враховувалися фактичні параметри розподільчих мереж і опір кола замикання на землю та не представлялося можливим із необхідною точністю розробити комплекс заходів для обмеження перенапруг при ОЗЗ, вплив яких приводить до передчасного виходу з ладу
електрообладнання, тривалому простою технологічного устаткування, підвищенню експлуатаційних витрат на його відновлення та зниженню продуктивності підприємств у цілому.
Розроблені математичні моделі розподільчих мереж 6-10 кВ дозволили за допомогою математичного апарату оцінити значимість і вплив опору кола замикання на землю на характер протікання перехідних процесів і величину рівнів перенапруг при ОЗЗ. Доведено, що за R=040 Ом - перенапруги більші ніж, за R=4070 Ом - перенапруги не перевищують , за R до 200 Ом – у діапазоні частот власних коливань 450-2250 Гц.
3. Доведено, що міжфазна ємність обмежує перенапруги при ОЗЗ тільки до рівня (3,1-2,7) за малих опорів кола замикання на землю ( у межах (біля 70 Ом)) і величині , що перевищує ємність фази не більше, ніж у 3 рази. Подальше збільшення не знижує рівні перенапруг, а лише збільшує час перехідного процесу й енергію, виділену в місці ушкодження.
За результатами виконаних досліджень перенапруг у розподільчих мережах при ОЗЗ встановлено, що введення в коло нейтралі високоомного резистора
опором 900-2800 Ом, за якого =0,5, дозволяє знизити їх рівні в ушкодженій і неушкодженій фазах до .
Визначено, що обмежити перенапруги в розподільчих мережах до необхідних рівнів можливо із застосуванням нелінійних обмежувачів перенапруг (ОПН), які спрацьовують при горінні дуги в неушкоджених фазах, а в процесі відновлення напруги – в ушкодженій фазі.
Встановлено, що навантажувальні впливи на ОПН (струми та енергія, виділена на них за час існування ОЗЗ) зростають за повторних запалювань дуги, малих опорах кола замикання на землю і зі зменшенням коефіцієнта обмеження. За =1,8 і різних значеннях параметрів мережі за час півперіоду напруги мережі виділяється енергія W=690-2100 Дж.
Встановлено, що для зменшення навантажувальних впливів на ОПН, за зниження перенапруг до припустимого рівня (1,8-1,9), доцільне комплексне використання , ОПН і , утвореної в розподільних мережах природним шляхом. За =1,8 енергія, розсіяна в ОПН у першому циклі горіння дуги дорівнює W=300-400 Дж, у другому циклі – W=300-700 Дж у залежності від параметрів мережі, а за =2,4-2,8 навантаження на ОПН знижуються до мінімуму.
Експериментальні дослідження перенапруг при ОЗЗ на фізичній моделі підтвердили результати теоретичних досліджень і показали, що зниження їх до припустимого рівня (1,8-1,9) досягається за змін опору у колі нейтралі в межах = 900-2800 Ом, міжфазної ємності = 0,5-2,5 мкФ, індуктивності кола L=0,01-0,05 Гн і використання нелінійних обмежувачів перенапруг у кожній фазі розподільчої мережі
Результати досліджень, методика розрахунку параметрів розподільчих мереж і засобів обмеження рівнів перенапруг при ОЗЗ передані інститутові “Кривбаспроект” для застосування під час проектування нових і модернізації існуючих розподільчих мереж на залізорудних кар'єрах, а також для використання в навчальному процесі кафедри електропостачання й енергозбереження Криворізького технічного університету.
10. Очікуваний економічний ефект від використання розробленої методики та засобів обмеження рівнів перенапруг при ОЗЗ, наприклад, по одному залізорудному кар'єрі, може становити 1 млн. грн. у рік за рахунок зниження збитків, обумовлених витратами на ремонт і заміну устаткування, що вийшло з ладу.
Публікації автора:
1. Толмачов С.Т., Барановська М.Л. Моделювання процесів дугових замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю // Вісник ВПІ. - 1997. - №4. - С. 36-4.
2. Барановская М.Л. Моделирование переходных процессов в электрических сетях при замыканиях на землю с учетом междуфазной емкости // Научные труды КГПИ “Проблемы создания новых машин и технологий“. - Выпуск 1. - Кременчуг: Научно-исследовательская часть КГПИ. - 1998. - С. - 38-41.
3. Барановская М.Л. Моделирование процесса восстановления напряжения на поврежденной фазе после гашения заземляющей дуги // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог. - 1998. - №62. - С. - 89-94.
4. Барановская М.Л. Влияние сопротивления цепи замыкания на землю на характер и уровни перенапряжений при однофазных замыканиях // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог. - 1998. - №63. - С. - 31-37.
5. Барановская М.Л. Влияние междуфазной емкости на частоту и затухание переходных процессов при однофазных замыканиях на землю // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог. - 1998. - №65 - С. - 30-34.
6. Барановська М.Л. До теорії перенапруг під час дугових замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю // Вісник ВПІ. - 1999. - №1. - С. 45-49.
7. Барановская М.Л. Влияние высокоомного резистора в нейтрали на дуговые перенапряжения в распределительных сетях // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог. - 2000. - №72. - С. - 72-78.
8. Сінолиций А.П., Барановська М.Л. Вплив міжфазної ємності на процес відновлення напруги на пошкодженій фазі в кар’єрних розподільчих мережах // Научные труды КГПИ “Проблемы создания новых машин и технологий“. - Выпуск 1. - Кременчуг: Научно-исследовательская часть КГПИ. - 2001. - С. - 297-299.
9. Барановская М.Л. Рациональные методы ограничения перегрузок по напряжению карьерного электрооборудования при однофазных замыканиях на землю в питающих цепях. // Научно-технический сборник . Разработка рудных месторождений. 85выпуск. Криворожский технический университет. - Кривой Рог. -2004. – С. – 99-102.
10. Барановская М.Л. Моделирование переходных процессов в поврежденной фазе при замыкании на землю // Книга за матеріалами четвертої міжнар. конф.
“Контроль і управління в технічних системах“ (КУТС-97). - Том 1. - Вінниця: “УНІВЕРСУМ-Вінниця“. - 1997. - С. - 116-122.
11. Самойлович И.С., Барановская М.Л. Математическая модель сети с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях для САПР в курсовом и дипломном проектировании // Матеріали науково-практичної конференції “Проблеми та напрямки використання САПР в учбовому процесі та автоматизація проектно-конструкторських робіт сучасних виробництв”. – “Мінерал”.- 1998. – С. – 89-91.
12. Барановская М.Л. Моделирование переходных процессов в распределительной сети при замыканиях на землю с учетом активных проводимостей изоляции // Книга за матеріалами п’ятої міжнар. конф. “ Контроль і управління в технічних системах“ (КУТС-97). - Том 3. - Вінниця: “УНІВЕРСУМ-Вінниця“. - 1999. - С. - 21-26.
13. Иончиков А.Н., Барановская М.Л. Повышение надежности работы карьерного электрооборудования при ОЗЗ в высоковольтных распределительных сетях. // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції з проблем електромеханіки та енергозбереження “Перспективні методи та технічні засоби підвищення ефективності енергоємних установок та технологічних комплексів гірничо-металургійної промисловості”. – м . Кривий Ріг , 2004. – С. – 40-42.
Особистий внесок здобувача: [1]- аналіз коренів характеристичного рівняння, амплітуд вільних складових напруг, часу горіння дуги, коефіцієнту згасання перехідного процесу, швидкості зміни струму при переході через нуль; [8]- розрахунок та аналіз амплітуд вільних складових перенапруг при ОЗЗ з урахуванням міжфазної ємності в розподільчих мережах; [11]- розробка схеми заміщення розподільчої мережі та диференційні рівняння для її дослідження; [13]- розробка схеми заміщення при комплексному використанні засобів обмеження перенапруг при ОЗЗ та оцінка збитків підприємств.
