Неполнофазный режим работы сети: Неполнофазный режим работы электрооборудования

Неполнофазный режим работы электрооборудования

Неполнофазный режим в электрооборудовании – это аварийный режим работы, когда необходимое электричество не в полном объёме доходит до непосредственного потребителя. Зачастую неполнофазный режим происходит на электрооборудовании питание, к которому подводится по воздушной линии или защита электрооборудования выполнена при помощи плавких предохранителей. Также возможно возникновение неполнофазного режима электрической сети в случае отгорания одной из фаз на воздушной или кабельной линии, которое прежде всего возникает на соединениях в воздушных линиях или на муфтах в кабельных сетях 6-10 кВ или на скрутках в сетях 0,4 кВ.

Неполнофазный режим работы опасен в большинстве случаев для асинхронных электродвигателей, которые достаточно часто выходят из строя по причине перегрева обмотки и виткового пробоя. Ведь для асинхронного электродвигателя практически не важно, работает он в полноценном режиме или в неполнофазном, так как при неполнофазном режиме ему приходится выдавать на вал ту, механическую мощность, которая для него номинальная. Что в своё время приводит к тому, что асинхронный двигатель начинает по оставшимся двум фазам необходимую мощность, необходимую для вращения вала под нагрузкой. Потребляемая мощность асинхронного электродвигателя в свою очередь приводит к тому, что электродвигатель тянет из сети дополнительный ток, который и разогревает катушку статора асинхронного электродвигателя.

Предупредить неполнофазный режим электродвигателя можно при помощи определённых схем релейной защиты на основе трансформаторов тока, реле тока или при помощи ассимметра или двух или трёх реле напряжений. При невозможности использования релейной защиты в качестве основной схемы отключения от неполнофазного режима, достаточно действенно могут себя проявлять тепловые реле, установленные сразу после магнитного пускателя или контактора. При их установке и оптимальной отладке по току срабатывания они позволяют подать отключающий сигнал на магнитный пускатель или контактор в случае протекании по фазам повышенных токов. Да, данный режим защиты асинхронных электродвигателей не может считаться идеальным, так как для этого необходимо первоначально отстраивать тепловую защиту, да и до срабатывания её асинхронный электродвигатель будет работать в аварийном режиме определённый промежуток времени.

Да, по сути, автоматические выключатели с тепловой защитой также должны выполнять защиту асинхронных электродвигателей от неполнофазного режима посредством срабатывания тепловой защиты по перегрузу. Но зачастую автоматические выключатели устанавливаются для защиты оборудования от короткого замыкания и время срабатывания тепловой защиты автоматического выключателя достаточно большое при незначительном превышении протекающим по нему токам. Так что на данный момент наиболее действенной защитой от неполнофазного режима можно считать только релейные схемы, выполненные на ассиметре, реле напряжения или реле тока.

Неполнофазный режим — работа — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Неполнофазный режим — работа

Cтраница 2

Схема ОАПВ содержит блоки: избиратели поврежденных фаз, цепи действия на отключение поврежденных фаз, реле времени и цепи включения при действии ОАПВ, цепи перевода действия защит на отключение трех фаз, цепи защиты линии в неполнофазном режиме работы.  [16]

Если внешние короткие замыкания несимметричны, то возникает несимметрия токов в фазах генератора. Она наблюдается также при неполнофазном режиме работы сети генераторного напряжения и при значительной однофазной нагрузке.  [17]

Несимметричным режимом работы трехфазной системы называется такой режим, при котором условия работы фаз не одинаковы. Это может быть из-за несимметрии источников тока, из-за неполнофазных режимов работы элементов электрической сети, например при пофазном отключении линий и трансформаторов для ремонта. На промышленных предприятиях применяются электроприемники с различной нагрузкой По фазам — это такие установки, изготовление которых в симметричном трехфазном исполнении или невозможно, или нецелесообразно по технико-экономическим показателям. К таким установкам относятся индукционные электропечи, печи электрошлакового переплава, электрифицированный на переменном токе железнодорожный транспорт и другие технологические установки.  [18]

Последствия большинства этих режимов были рассмотрены в § 1.4. Здесь же остановимся лишь на несимметрии токов в фазах, которая может возникать при несимметричных внешних коротких замыканиях, при неполнофазном режиме работы сети генераторного напряжения и при значительной однофазной нагрузке. Несимметрия характеризуется появлением токов обратной последовательности, вызывающих перегрев ротора и его вибрацию.  [19]

Рассмотренные выше схемы устройств автоматики асинхронного режима с токовыми пусковыми органами обеспечивают правильное действие в случае симметричного асинхронного режима. Если же асинхронный режим возникнет при наличии несимметрии, когда отключен выключатель одной или двух фаз, — эти устройства могут отказать в действии. Для того чтобы обеспечить деление несинхронно работающих энергосистем в неполнофазном режиме, выполняются специальные устройства автоматики асинхронного режима по схемам на рис. 7 — 36, а, 7 — 39, 7 — 40, в которых в качестве пускового органа используются токовые реле нулевой последовательности. Поскольку

неполнофазный режим работы в сетях с заземленной нейтралью сопровождается прохождением токов нулевой последовательности, эти токовые реле будут фиксировать наличие асинхронного режима, Обеспечивая деление в необходимых — случаях.  [20]

Стабилизация выпрямленного напряжения БПНС-1 осуществляется щ счет изменения индуктивн огр сопротивления рабочих обмоток дросселей насыщения ( X, Y, Z), включенных последовательно с выпрямителями в плечи трехфа зного моста. При несимметричном питании блока на его выходе появляется большая переменная составляющая ( 1QQ Гц), ухудшающая управляемость магнитного усилителя. Для ее уменьшения в цепи обмотки управления усилителя предусмотрена LC фильтр-пробка ( Др, С), на-стрр енный на частоту 100 Гц. Для сигнализации о

неполнофазных режимах работы блока предусмотрен выпрямительный мост 51Д — 54Д, конденсатор С2, резистор R и сигнальное реле JPC. При асимметрии питающего напряжения вследствие появления гармонических составляющих на выходе увеличивается напряжение на зажимах фильтра. При этом сигнальное реле срабатывает н замыкает свои контакты в цепи сигнализации.  [22]

Токи внешних коротких замыканий, как и токи перегрузки, вызывают перегрев генератора. Нормально эти токи должны ликвидироваться защитой поврежденных элементов. Учитывая возможность отказа защиты или выключателя, на который она действует, генераторы снабжают защитой от внешних коротких замыканий с действием на отключение, ьсли внешние короткие замыкания несимметричны, то возникает несимметрия токов в фазах генератора. Она наблюдается также при

неполнофазном режиме работы сети генераторного напряжения и при значительной однофазной нагрузке.  [23]

Все узлы ОРУ ПО кВ и КРУН 6 — 10 кВ изготовляются на заводе, в поставку завода не входит лишь силовой трансформатор. Выхлопной предохранитель устанавливается на приемном портале открытым концом трубки вниз. Площадка под предохранителем ограждена, так как при срабатывании его выбрасываются гибкая связь, расплавленный металл и пламя. Применение ПВТ обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка при КЗ в транс-формароре. Стоимость КТП с ПВТ невелика, конструкция проста и удобна в обслуживании. Недостатками КТП являются недостаточная чувствительность ПВТ к перегрузкам и относительно небольшим токам повреждения в трансформаторе, возможность их неселективного срабатывания из-за разброса характеристик предохранителей, а также возможность возникновения

неполнофазного режима работы при перегорании вставки предохранителя одной фазы.  [24]

Все узлы ОРУ ПОкВ и КРУН 6 — 10кВ изготовляются па заводе, в поставку завода не входит лишь силовой трансформатор. Стреляющий предохранитель устанавливается на приемном портале открытым концом трубки вниз. Площадка под предохранителем ограждена, так как при срабатывании его выбрасываются гибкая связь, расплавленный металл и пламя. Применение ПСН обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка при к. Стоимость КТП с ПСН невелика, конструкция проста и удобна в обслуживании. Недостатками КТП являются недостаточная чувствительность ПСН к перегрузкам и относительно небольшим токам повреждения в трансформаторе, возможность их неселективного срабатывания из-за разброса характеристик предохранителей, а также возможность возникновения

неполнофазного режима работы при перегорании вставки предохранителя одной из фаз.  [25]

Страницы:      1    2

Неполнофазный режим работы сети — Домострой

Перенапряжения при неполнофазных режимах

Электроснабжение > Внутренние перенапряжения сетей

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМАХ

Неполнофазные режимы в электрических системах возникают при обрыве провода линии, который обычно сопровождается падением на землю (заземлением) одного из концов провода, при отказе одной фазы выключателя во время включения или отключения линии, при перегорании плавких вставок в одной или двух фазах. Принципиальная схема показана на рис. 40-7, где положения рубильников

, , соответствуют виду неполнофазного режима, а положения рубильников и определяют, заземлены или изолированы нейтрали системы и трансформатора приемной подстанции. Перенапряжения в неполнофазных режимах связаны с феррорезонансом на частоте сети и имеют наибольшую величину, если трансформатор приемной подстанции работает на холостом ходу или слабо нагружен. Расчетную схему замещения для каждого вида неполнофазного режима можно составить с помощью метода симметричных составляющих, однако при этом необходимо учитывать емкости прямой и нулевой последовательностей линии электропередачи.

Смотри ещё по разделу на websor :

Рис. 40-7. Принципиальная схема неполнофазных режимов.

Если трансформатор приемной подстанции имеет изолированную нейтраль, то расчетная схема замещения может быть приведена к виду, показанному на рис. 40-8; значения э. д. с.

и емкости для нее даны в табл. 40-3. На рис. 40-8 представляет собой индуктивность холостого хода трансформатора, зависимость которой от тока определяется характеристикои намагничивания магнитопровода. Расчет перенапряжений проще всего производить путем графо-аналитического решения уравнения

Рис. 40-8. Расчетная схема неполнофазных режимов при изолированной нейтрали трансформатора.

Таблица 40-3 Параметры схемы замещения (рис. 40-8) при различных неполнофазных режимах для трансформатора с изолированной нейтралью

Вид неполнофазного режима

Обрыв одного провода с заземлением. Нейтраль системы изолирована

Обрыв одного провода без заземления. Нейтраль системы заземлена

Обрыв двух проводов. Нейтраль системы заземлена

На рис. 40-9 показаны соответствующие построения.
Перенапряжения практически отсутствуют, если длина линии

или . Величина определяется равенством

где

— номинальное напряжение, кВ; — мощность трансформатора, MB Ч А; — ток холостого хода трансформатора, о. е.; w — частота сети; — эквивалентная емкость на единицу длины линии, определяемая по табл. 40-3.

Рис. 40-9. Графический метод расчета схемы рис. 40-8.

Обычно

имеет порядок 1 км и менее, а , поэтому перенапряжения этого вида характерны для систем 35 кВ и ниже. Перенапряжения, как правило, сопровождаются изменением порядка следования фаз (опрокидывание фазы).
При заземленной нейтрали трансформатора приемной подстанции и соединении обмотки НН в треугольник упрощенная схема замещения при обрыве одного или двух проводов имеет вид, показанный на рис. 40-10. Параметры схемы приведены в табл. 40-4. Схема является приближенной, так как в ней не учтена индуктивность линии. Перенапряжения вызываются резонансом на частоте сети в контуре, состоящем из емкости и индуктивности L, которая определяется реактивным сопротивлением рассеяния трансформатора. Резонансная длина линии определяется по формулам:
при обрыве одного провода

при обрыве двух проводов

где

— напряжение короткого замыкания трансформатора, о.е.
Индуктивность в схеме рис. 40-10 представляет собой магнитный шунт трансформатора, который ограничивает максимально возможные кратности перенапряжений величиной порядка 2,5-3,0. Резонансная длина линии составляет 100 км и более, поэтому перенапряжения характерны только для систем весьма высокого напряжения.
Так как перенапряжения при неполнофазных режимах имеют резонансный характер, то ударные коэффициенты обычно мало отличаются от единицы.

Рис. 40-10. Приближенная расчетная схема неполнофазных режимов при заземленной нейтрали трансформатора.

Таблица 40-4 Параметры схемы замещения (рис. 40-10) при различных неполнофазных режимах. Нейтрали системы и трансформатора заземлены

Неполнофазный режим — работа

Неполнофазные режимы работы в сетях с глухозаземленными нейтралями характеризуются появлением в напряжениях и токах слагающих обратной и нулевой последовательностей ( § 1 — 8), определяемых током нагрузки предшествующего режима. Эти слагающие мог т неблагоприятно влиять на поведение релейной защиты, которая в большинстве случаев должна отключать защищаемый элемент только при внутреннем к. [2]

Неполнофазный режим работы может применяться в аварийных условиях, а также при проведении ремонтных работ на линиях электропередач. [3]

Неполнофазные режимы работы ВЛ , а иногда и трансформаторов практически используются в послеаварийных режимах на период ремонта поврежденного элемента. Например, известно, что наибольшее количество ( 80 90 %) устойчивых повреждений ВЛ являются однофазными. Поэтому в случае питания потребителей одиночной линией напряжением 110 — 220 кВ, работающей с заземленной нейтралью, целесообразно оборудовать ее пофазным управлением. Прет повреждении одного фазного провода он отключится, а потребитель будет получать питание по двум другим фазам. Это существенно повышает надежность электроснабжения потребителей и не требует сооружения дорогой резервной линии. То же относится и к группам из однофазных трансформаторов. [4]

Ток в заземлителе получается наибольшим в неполнофазном режиме работы линии . Для его определения достаточно воспользоваться приведенными выше уравнениями Максвелла для многопроводной системы. [5]

При неодновременном включении фаз выключателя кратковременно возникает неполнофазный режим работы линии , характеризуемый разрывом на контактах выключателя одной или двух фаз. В связи с этим в линии кратковременно появляется ток нулевой последовательности. Длительность прохождения тока нулевой последовательности лри включении выключателя с трехфазным приводом такова, что от него представляется возможным отстроиться по времени без введения выдержки времени. При этом необходимая отстройка обеспечивается выходным промежуточным реле с временем срабатывания 70 — 100 мсек. При использовании выключателей с по-фазным приводом замедление на срабатывание, которое имеет выходное промежуточное реле, уже недостаточно для отстройки от неполнофазного режима. Отстройка от указанного режима должна производиться или по току или по времени. В последнем случае дополнительная выдержка времени для первой ступени защиты, а также ступени, ускоряемой при АПВ, должна быть порядка 0 2 — 0 3 сек. [6]

В дальнейшем необходимо связать скольжение электродвигателя с показателями несимметрии напряжения для оценки влияния непосредственно несимметричного или неполнофазного режима работы на указанные ранее показатели. [7]

Расчеты показывают, что на длине одного шага транспозиции линии 400 кВ ток, стекающий с троса в неполнофазном режиме работы линии , может достигать 12 А, что при сопротивлении растеканию заземлителя опоры 10 Ом приводит к появлению на опоре напряжения около 120 В и, следовательно, является недопустимым по условиям безопасности. Ток, стекающий с троса на длине одного анкерного пролета, оказывается меньше 1 5 А. При этом напряжение на опоре не превосходит допустимых значений даже при отсутствии связи ее через другой трос с соседними опорами. [8]

Схемы защит радиальных линий с односторонним питанием, согласно последним решениям, предусматривают двукратное АПВ с возможным переводом линий на неполнофазный режим работы . [9]

На рис. 2 — 6 и 2 — 7 приведены схемы замещения отдельных последовательностей для расчетов тока нулевой последовательности в неполнофазных режимах работы линии с двусторонним питанием для случая, когда со стороны ответвления отсутствует питание и для линии с трехсторонним питанием. Схема на рис. 2 — 6 может быть использована и для линии с односторонним питанием. [10]

При переводе линии на длительную работу двумя фазами следует при необходимости принимать меры к уменьшению помех в работе линий связи из-за неполнофазного режима работы линии . [11]

При переводе линии на длительную работу двумя фазами следует при необходимости принимать меры к уменьшению помех в работе линий связи из-за неполнофазного режима работы линии . [12]

С выдержкой времени второй ступени действует защита ( реле 4 — 2PTJ, отстроенная от токов нулевой последовательности, обусловленных нагрузкой в неполнофазном режиме работы линии . [13]

Для перевода линии на длительную работу двумя фазами следует в необходимых случаях принимать меры к уменьшению помех в работе линий связи, обусловленных неполнофазным режимом работы линии . [14]

Явления перегрузки возникают при неправильном расчете допустимого сечения токоведущих жил проводов или из-за дополнительного подключения непредусмотренных проектом потребителей, механических перегрузок на валу, неполнофазных режимов работы двигателей и понижений напряжения сети. [15]

Неполнофазный режим в электрооборудовании – это аварийный режим работы, когда необходимое электричество не в полном объёме доходит до непосредственного потребителя. Зачастую неполнофазный режим происходит на электрооборудовании питание, к которому подводится по воздушной линии или защита электрооборудования выполнена при помощи плавких предохранителей. Также возможно возникновение неполнофазного режима электрической сети в случае отгорания одной из фаз на воздушной или кабельной линии, которое прежде всего возникает на соединениях в воздушных линиях или на муфтах в кабельных сетях 6-10 кВ или на скрутках в сетях 0,4 кВ.

Неполнофазный режим работы опасен в большинстве случаев для асинхронных электродвигателей, которые достаточно часто выходят из строя по причине перегрева обмотки и виткового пробоя. Ведь для асинхронного электродвигателя практически не важно, работает он в полноценном режиме или в неполнофазном, так как при неполнофазном режиме ему приходится выдавать на вал ту, механическую мощность, которая для него номинальная. Что в своё время приводит к тому, что асинхронный двигатель начинает по оставшимся двум фазам необходимую мощность, необходимую для вращения вала под нагрузкой. Потребляемая мощность асинхронного электродвигателя в свою очередь приводит к тому, что электродвигатель тянет из сети дополнительный ток, который и разогревает катушку статора асинхронного электродвигателя.

Предупредить неполнофазный режим электродвигателя можно при помощи определённых схем релейной защиты на основе трансформаторов тока, реле тока или при помощи ассимметра или двух или трёх реле напряжений. При невозможности использования релейной защиты в качестве основной схемы отключения от неполнофазного режима, достаточно действенно могут себя проявлять тепловые реле, установленные сразу после магнитного пускателя или контактора. При их установке и оптимальной отладке по току срабатывания они позволяют подать отключающий сигнал на магнитный пускатель или контактор в случае протекании по фазам повышенных токов. Да, данный режим защиты асинхронных электродвигателей не может считаться идеальным, так как для этого необходимо первоначально отстраивать тепловую защиту, да и до срабатывания её асинхронный электродвигатель будет работать в аварийном режиме определённый промежуток времени.

Да, по сути, автоматические выключатели с тепловой защитой также должны выполнять защиту асинхронных электродвигателей от неполнофазного режима посредством срабатывания тепловой защиты по перегрузу. Но зачастую автоматические выключатели устанавливаются для защиты оборудования от короткого замыкания и время срабатывания тепловой защиты автоматического выключателя достаточно большое при незначительном превышении протекающим по нему токам. Так что на данный момент наиболее действенной защитой от неполнофазного режима можно считать только релейные схемы, выполненные на ассиметре, реле напряжения или реле тока.

О совершенствовании защит от неполнофазных режимов электрических сетей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2013 №2(7), С. 64-68

= ЭКСПЛУАТАЦИЯ АЭС —

УДК 621.316.925

О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ЗАЩИТ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

© 2013 г. И.В. Нагай

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Новочеркасск, Ростовская обл.

Поступила в редакцию 06.05.2013 г.

В статье рассматриваются вопросы возникновения неполнофазного режима на АЭС, а также действия релейных защит. Анализируется реальный случай возникновения неполнофазного режима на атомной станции.

Ключевые слова: релейная защита, неполнофазный режим, атомная электрическая станция.

Актуальность проблемы. Одним из видов повреждения в электрических сетях и на электростанциях являются неполнофазные режимы (НИР), которые могут сопровождаться коротким замыканием (КЗ) фазы на землю с одной или двух сторон обрыва или без КЗ (обрыв фазного провода без касания земли, недовключение фаз выключателя или других коммутационных аппаратов). Разрывы фаз, представляющие собой продольную несимметрию, являются источниками напряжений и токов симметричных составляющих, которые оказывают существенное влияние на поведение релейной защиты, вызывая их срабатывание, как например, срабатывание токовых защит нулевой последовательности (ТЗНП). Правилами устройства электроустановок (ИУЭ) такие повреждения, как разрывы фаз на линиях, рассматриваются как ненормальный, но не аварийный режим, и селективная релейная защита для них не предусматривается [1], что, возможно, вызвано как меньшим термическим воздействием на электроустановки и возможностью их более длительной работы в рассматриваемых режимах, так и дополнительными затратами при оснащении электрических сетей рассматриваемой защитой. Поэтому, к защитам линий предъявляются требования, чтобы они были отстроены по принципам действия или параметрам срабатывания от неполнофазного нагрузочного режима [2]. Проблема поддержания такого режима в течение долгого времени является достаточно сложной, так как необходимы специальные защиты от НИР, средства для определения места обрыва (повреждения), что позволило бы определять допустимость режима и не допускать его развития в аварийный, тем более, что длительное существование НИР может привести к тяжелым авариям как электроприемников, так и, например, силовых трансформаторов, генераторов.

Кроме того, неполнофазный режим может стать причиной развивающейся аварии, когда происходит отключение большого числа оборудования с возможным переходом в системную аварию. Такое развитие повреждения наиболее вероятно для сетей с многоконцевыми линиями, с параллельными линиями, где при появлении продольной несимметрии токовые защиты нулевой последовательности могут действовать неселективно, тем самым приводя к последовательному отключению энергорайона. Особое внимание здесь стоит обратить на аварии, связанные с потерей питания собственных нужд атомных электростанций, в том числе и от внешних источников.

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2013

О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ЗАЩИТ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ 65

Хотя такие повреждения по классификации INES (англ. INES, сокр. International Nuclear Event Scale), т.е. по Международной шкале ядерных событий [3] обычно относят к инцидентам или событиям, которые с точки зрения безопасности не имеют значения, т.е. 0-2 уровень по 8-уровневой шкале, тем не менее, в своем развитии они могут привести к выходу оборудования из строя и длительному перерыву электроснабжения. Примером развивающейся аварии в сети, где присутствует АЭС, может служить случай появления неполнофазного режима на многоконцевой воздушной линии (ВЛ).

Неполнофазный режим, оказавший влияние на работу АЭС. Неполнофазный режим возник в результате разрушения аппаратного зажима на проходном изоляторе распределительного устройства 110кВ п/ст 1 (рис.1), что привело к нарушению в работе трактов резервного питания собственных нужд (СН) АЭС — ГЭС. Необходимо отметить ,что обрыв провода с током — 450 А не сопровождался коротким замыканием.

Рис. спадала с 780 А до 300 А течение 50мсек От действия апериодической составляющей и с ускорением после АПВ отключается Q1 от 111ст. ТЗНП

5. Синхронные качания на линии W5 при наличии обрыва Q1, Q3, Q4 отключены, Q2, Q5, Q6, Q7 включены. Ток качаний Imax. = 1000А, Шп = 250А. В результате качаний перегорает и обрывается провод линии Ж5 на ГЭС, что приводит к КЗ. Дистанционная защита блокируется при качаниях, ТЗНП не срабатывает

6. КЗ на ГЭС, обрыв провода на W2 Q1, Q3, Q4 отключены, Q2, Q5, Q6, Q7 включены. Однофазное КЗ на ГЭС. Q5, Q7 отключаются быстродействующими защитами.

7. АПВ Q5 линии W5 Q1, Q3, Q4, Q5, Q7 отключены, Q2, Q6 включены. Оборванные провод на ГЭС не касаются опоры. АПВ со стороны АЭС не происходит из-за отсутствия синхронизма. ГЭС выделяется на прилегающий район.

8. АПВ Q3 линии W2 Q1, Q4, Q5, Q7 отключены, Q2, Q6, Q3 включены. Далее неполнофазный режим со стороны п/ст 1 сохранялся в течение 11 часов.

9. АПВ Q4 линии W3 Q1, Q5, Q7 отключены, Q2, Q4, Q6, Q3 включены. Появляется апериодическая составляющая. ТЗНП с ускорением после АПВ отключает Q4

10. Синхронизация линии W1, включение Q1 Q5, Q7 отключены, Q1, Q2, Q4, Q6, Q3 включены. Присутствует неполнофазный режим на линии W2. Неполнофазный режим по W2 был устранен через 11 час. 20 мин.

Таким образом, устранение повреждения заняло 11 час. 20 мин., повреждение получило свое развитие в результате несогласованного действия защит, что дважды привело к появлению синхронных качаний, появлению еще одного обрыва на другой линии, неоднократному отключению неповрежденных линий в результате неселективного действия защит.

Подобный этому инцидент произошел 2 февраля 1993 года на Кольской АЭС. Во время урагана в энергосистеме «Колэнерго» были повреждены высоковольтные линии

О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ЗАЩИТ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ

67

электропередачи, и произошла потеря внешних источников электропитания Кольской АЭС [4]. Персоналу станции не удалось запустить аварийные дизельные установки первого и второго энергоблоков. В течение 1 часа 40 минут эти блоки оставались без энергии.

Совершенствование резервной защиты от неполнофазного режима. Селективность токовых защит нулевой последовательности линий часто не обеспечивается органами направления мощности из-за их нечувствительности в режимах при разрывах фаз. Значения напряжения нулевой последовательности могут оказываться недостаточными для срабатывания блокирующих органов направления мощности защит линий на подстанциях сети с мощными источниками питания и малыми сопротивлениями нулевой последовательности на шинах подстанции. В этих случаях нарушается селективность защит и неселективно могут срабатывать защиты линий, имеющие большую чувствительность по току, или защиты с меньшей установкой времени срабатывания. Решением этой проблемы могло бы стать комплексное применение методов выявления неполнофазного режима.

В настоящее время применяется несколько способов выявления неполнофазных режимов, которые можно разделить по информационным признакам (см. табл. 2).

Таблица 2. Информационные признаки НПФ

№ п/п Информационный признак Основные соотношения

1 Ток нулевой последовательности 3/0 > /бпо

2 Ток обратной последовательности 12 > /6по

3 Изменение (приращения) фазных токов К/ /«ф /.«о, Д/^0

4 Неравенство фазных токов по модулю /А * /в * /а

5 Соотношение токов обратной или нулевой последовательности к фазным токам или току прямой последовательности 10 /1 о — 1 *опо

6 Отсутствие фазных токов

7 Отношение между модулями токов разных фаз |/„.опо

Контроль тока нулевой последовательности прост в реализации, но отсутствие направленности сужает область применения (ТЗНП может неселективно работать при неполнофазных режимах на параллельных линиях). Контроль тока обратной последовательности предпочтителен по сравнению с первым способом, т.к. позволяет его использовать для сетей с любым режимом нейтрали.

Контроль приращений фазных токов может быть использован на воздушных линиях как при наличии ответвлений, так и без них. Использование приращений позволяет повысить чувствительность защиты к неполнофазным режимам. Однако требуется контролировать не только относительное изменение токов, но и абсолютные

68

НАГАЙ

их значения для исключения ложного действие в области малых токов. Также требуется контролировать наличие несимметрии, чтобы защита не срабатывала излишне при отключении или включении нагрузки.

Контроль разности модулей фазных токов сочетает достоинства и недостатки принципов работы по токам нулевой и обратной последовательности и приращениям фазных токов. Кроме того, эффективным можно считать принцип контроля отсутствия тока в одной из фаз. Данный принцип сравнительно прост и возможна его реализация на любой элементной базе. Он основывается на контроле всех фазных токов, причем фазный ток в нормальном режиме работы не может принимать значения ниже определенного уровня.

В настоящее время в сетях 110-220 кВ для защиты от неполнофазных режимов радиальных линий используются последние ступени токовой направленной защиты нулевой последовательности. Как показал инцидент на АЭС, использование одних только ТЗНП последних ступеней недостаточно для организации правильной работы релейной защиты при неполнофазном режиме. Более совершенным решением может быть защита с комбинацией способов распознавания неполнофазного режима, обеспечивающая селективное отключение поврежденной линии или действие на сигнал, если существование неполнофазного режима допустимо, как в выше приведенном примере с многоконцевой линией в цикле АПВ.

В ЮРГТУ(НПИ) разработана платформа резервной защиты КЕДР-07, на базе которой реализована защита от неполнофазных режимов с контролем наиболее информативных признаков, приведенных в таблице 2 и которая может быть использована в электрических распределительных сетях, в том числе имеющих источники в качестве АЭС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила устройства электроустановок: 6-е изд. перер. и доп. — М. : Энергоатомиздат, 1987. -640 с.

2. Чернин, А.Б. Вычисление электрических величин и поведение релейной защиты при неполнофазных режимах в электрических системах / А.Б. Чернин. — М. : Госэнергоиздат, 1963. — 416 с.

3. Аверьянов, С.Д. Информационная справка. Радиационные аварии и Международная шкала ядерных событий (INES) [Электронный ресурс] / С.Д. Аверьянов // Ленинградская АЭС: технологическая площадка «кольца сайтов» атомной отрасли. — 2007. — Режим доступа: URL: http://www.laes.ru/content/actual/2007/19_09_01.htm — 06.05.2013.

4. Кульпинов, C.A. Аварии на атомных электростанциях [Электронный ресурс] / С.А. Кульпинов // Информация по гражданской обороне, предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций: методическое руководство. — 2003. — Режим доступа: URL: http://gr-obor.narod.ru/p661.htm — 06.05.2013.

About perfection of protection from current networks open-phase modes

I.V. Nagai

South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute), 132 Prosveschenia St., Novocherkassk, Rostov region, Russia 346428 e-mail: [email protected]

Abstract — The article is devoted to the questions of rising an open-phase mode at NPP and also

relay protection operating. The real case of open-phase mode rising at NPP is analyzed.

Keywords: relay protection, open-phase mode, nuclear power plant.

1 Введение

Пункты питания объектов переработки и хранения продукции растениеводства и животноводства, а также других объектов в сельском хозяйстве это как правило, трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4 кВ. Неполнофазные режимы, возникающие как на стороне 10 кВ ( обрыв провода воздушной линии, перегорание плавкой вставки высоковольтного предохранителя на трансформаторной подстанции), так и на стороне 0,38 кВ (перегорание плавкой вставки низковольтного предохранителя) приводят, как правило, к выходу из строя дорогостоящего оборудования. На сегодняшний день подстанции напряжением 10/0,4 кВ этих производств (минипроизводств) не имеют технических средств защиты от неполнофазных режимов.

Такая ситуация в целом негативно отражается на надежности электроснабжения объектов переработки сельскохозяйственной продукции. Такая ситуация особенно опасна на объектах тех производств, где необходимо обеспечивать параметры микроклимата ( вентиляция животноводческих помещений комплексов по производству свинины, птицефабрики и др.). Массовый выход из строя электродвигателей вентиляторов по причине неполнофазного режима приведет к существенному экономическому ущербу связанного не только с выходом из строя электрооборудования, но и снижения продуктивности животных, а зачастую и их гибели.

Линии электропередачи напряжением 0,38 кВ объектов агропромышленного комплекса являются составной частью системы электроснабжения и в силу своей специфики (большая протяженность и разветвленность) имеют высокий уровень повреждаемости и электротравматизма. На сегодняшний день электрические сети напряжением 0,38 кВ этих производств (минипроизводств) не имеют технических средств защиты от неполнофазных режимов, связанных с обрывами проводов.

Такая ситуация приводит к тому, что линия с оборванным проводом длительное время может находиться под напряжением, что зачастую приводит к поражению электрическим током персонала перерабатывающих предприятий, либо случайных людей , имеющих контакт с оборванным проводом либо с металлическими частями на которые вынесено напряжение.

Для решения обозначенной проблемы разработаны устройства использующее для контроля неполнофазных режимов напряжение обратной последовательности. Применение устройств на объектах агропромышленного комплекса приведет к повышению надежности его электроснабжения, снижению ущерба от выхода из строя электрооборудования и недополучения сельскохозяйственной продукции.

При разработке этих устройств защиты от неполнофазных режимов был определен характер изменения напряжения обратной последовательности в нормальном и аварийном режимах работы сети. Предложена модель системы, позволяющей произвести оценку изменения контролируемых параметров в зависимости от изменения нагрузки в сети. Произвести исследования по определению изменений контролируемых напряжений. Уточнить алгоритм реализации контроля неполнофазного режима за местом повреждения в электрической сети. Разработаны схемы и выполнены опытные образцы устройств защиты трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ и электрической сети напряжением 0,38 кВ от неполнофазного режима. Разработаны устройства на современной элементной базе, реализующее новый способ контроля аварийного режима на подстанции 10/0,4 кВ и в сети 0,38кВ.

При реализации данного проекта достигается существенный экономический эффект на объектах агропромышленного комплекса, определяемый сохранностью электрооборудования в рабочем состоянии при возникновении аварийной ситуации как на трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ, так и в линиях 0,38 кВ. Кроме того, социальный эффект от внедрения этих разработок в электрическую сеть 0,38 кВ (повышая их электробезопасность) нельзя недооценивать.

Потенциальными потребителями данных разработок могут являться все без исключения потребители электрической энергии (сельскохозяйственные, промышленные, бытовые) не зависимо от их форм собственности, как внутри Республики Казахстан, так и в странах СНГ.

Работа выполнена в рамках программы «Научное обеспечение производства, переработки и хранения сельскохозяйственной продукции по регионам Казахстана на 2001-2005 г.г.» , задание 03.01.03.03.И, тема 5-2 «Разработать технические средства защиты трансформаторных подстанций и электрических сетей объектов агропромышленного комплекса от аварийных режимов».

  1. Анализ систем электроснабжения и аварийных режимов объектов

агропромышленного комплекса

В настоящее время электроснабжение сельскохозяйственных потребителей осуществляется в основном от трансформаторных подстанций10/0,4 кВ по воздушным линиям напряжением 0,38 кВ. Электрические сети выполнены четырех и пятипроводными, с повторным заземлением нулевого провода. В силу специфики сельскохозяйственного производства сети обладают значительной протяженностью и разветвленностью. Протяженность таких сетей составляет сотни тысяч километров [13]. Перевод сельскохозяйственного производства на промышленную основу обуславливает высокий уровень электровооруженности труда. Так, в настоящее время на объектах агропромышленного комплекса используется огромное количество электродвигателей. Причем количество электродвигателей, приходящихся на одно хозяйство может варьироваться от десятка до сотен. Наибольшее количество электродвигателей используется на объектах перерабатывающей промышленности для электромеханизации трудоемких процессов. Открытое расположение и большая протяженность сетей является причиной низкой надежности воздушных линий. Ежегодно на каждые 100 км. протяженности таких сетей приходится до 50 повреждений [13]. Имеющийся анализ отключений в сетях 0,38 кВ показывает, что на аварийные повреждения, связанные с обрывами проводов по разным причинам, приходится 10-50% от общего числа Имеющаяся в предприятиях энергосистемы информация о внезапных отказах проводов ВЛ-0,38 кВ немногочисленна, вследствие отсутствия налаженного учета по фиксации такого рода повреждений .

Статистический материал, приведенный в [2,21], показывает, что большинство повреждений в низковольтных сетях на замыкание вида «фаза-земля», обусловленные падением оборванного провода на землю, которые составляют более 40% от всех видов повреждений в этих сетях.

Данные исследований, которые приводятся в [26], показывают, что повреждения низковольтных линий с производственной нагрузкой происходит в среднем через 5-13 лет, линий со смешанным характером нагрузки через 1,7-4,3 года, а линий с коммунально-бытовой нагрузкой 1,6- 4 года.

Возникающий в результате обрыва провода неполнофазный режим отрицательно сказывается на работе электрооборудования, в частности на работе электродвигателей. В сельскохозяйственном производстве возникновение неполнофазного режима является весьма опасным и наиболее часто повторяющимися нарушениями нормального режима работы сети, которое приводит к немедленному выходу из строя присоединенных к сети электродвигателей, и в первую очередь, двигателей автоматических электроприводов, что сопровождается прекращением технологических операций или даже всего процесса в целом.

Наиболее серьезные последствия возникают при аварийном отключении электроприводов без обслуживающего персонала. В результате нарушения технологического процесса наиболее велик ущерб на птицефабриках и объектах животноводства [27].

Анализ причин выхода из строя электродвигателей погружных насосов, приведенный в [23], свидетельствует, что основной причиной преждевременного выхода из строя электродвигателей является обрыв фазы питающей сети.

Данные о выходе из строя электродвигателей из-за работы в неполнофазном режиме указывает на высокий процент отказов по этой причине [8].

При защите электродвигателей предохранителями с плавкой вставкой в 80% случаев отказы возникают из-за работы двигателей на двух фазах [4].

Данные, приведенные в [3], показывают, что в сельском хозяйстве 15-40% электродвигателей выходят из строя из-за работы на двух фазах.

По данным [3,21] на долю обрыва фаз падает от 30% до 44% аварий в низковольтных электрических сетях. Результаты работ [8,9] показали, что треть всех аварий элкектродвигателей в сельском хозяйстве есть результат неполнофазных режимов. Исследованием работ электродвигателей в зарубежном сельском хозяйстве установлено, что 27% их выходит из строя из-за обрыва фазы [16]. Аварийные режимы низковольтных сетей не только нарушают электроснабжение сельскохозяйственных потребителей и приводят к выходу из строя электрооборудования, но и в 30-60% случаев представляют потенциальную опасность для людей и животных [27]. Имеющаяся информация по этому вопросу показывает, что 30-40% электропоражений в сельском хозяйстве были связаны с воздушными линиями и обуславливались обрывами и провисаниями проводов. Анализ электротравматизма показал, что 18,4% электропоражений от общего числа в сельском хозяйстве приходится на низковольтные воздушные линии. Основной причиной явились обрывы проводов воздушных линий 0,38 кв.

В [17] отмечается:…”основная причина электротравматизма: неудоувлетворительное состояние воздушных линий, вследствие чего оборванный провод становится доступным для случайного соприкосновения лиц…”

Исследования, приведенные в [32], отчетливо показывают, что …«значительное число электропоражений вызвано обрывами и провисаниями проводов, находящихся под напряжением, так как практически не используется защита , отключающая напряжение при обрыве проводов воздушных линий до 1000 В…». Из-за отсутствия достаточно эффективных мер защиты от аварийных режимов электрических сетей 0,38 кВ вероятность электропоражений остается достаточно высокой, Так, в [20] отмечается:… «большинство замыканий на землю связанно с повреждениями проводов воздушных линий… . Способов защиты от таких повреждений нет. Опыт эксплуатации показывает, что такие повреждения часто являются причиной несчастных случаев со смертельным исходом». Исследования, проведенные энергосбытом Молдглавэнерго [22], позволяли охарактеризовать причины электротравматизма среди населения. Так по причине прикосновения к лежащим на земле оборванным проводам и к металлическим частям, на которые перешло напряжение, число электропоражений составило 26,5%. Обрывы проводов воздушных электрических линий также представляют опасность для животных, но из-за отсутствия налаженного учета точные данные отсутствуют. Однако по разрозненным данным, приведенным в [26], можно судить, что ущерб в сельскохозяйственном производстве из-за этого огромный.

Вместе с тем обрывы проводов в ряде случаев вызывают пожары, особенно в населенной местности. Исследования причин пожаров и статистические данные [28,29] показывают, что наиболее опасными являются замыкания одной фазы в результате ее обрыва на различные металлические конструкции, которые имеют значительное сопротивление по отношению к земле. Данные об электропожарах, приведенные в [26], свидетельствуют, что ущерб от них в сельской местности не имеет тенденции к снижению.

Большинство повреждений сельскохозяйственных воздушных линий 0,38 кВ, связанных с обрывами проводов, приводит к электропоражению людей и животных, выходу их строя электрооборудования и возникновению пожаров. На трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ надежная защита от обрыва проводов отсутствует. Существующие средства контроля и защиты в большинстве случаев не позволяют обесточить оборвавшийся провод [5,18], что зачастую объясняется неэффективностью устройств контроля и защиты. Следствием этого является возможность длительной работы электроустановки в опасном режиме. Известны факты, когда оборванный, но не обесточенный провод оставался на земле в течение нескольких дней и даже недель [11].

Для того, что уменьшить ущерб, наносимый народному хозяйству в результате выхода из строя электрооборудования и электропожаров, значительно повысить электробезопасность, необходимо устранить возможность работы низковольтных электрических сетей в аварийных режимах. Таким образом, следует, что разработка защиты от обрыва проводов в сетях 0,38кВ является весьма актуальной задачей, имеющей к тому же важное социальное значение.

Неполнофазные режимы, возникающие на подстанциях напряжением 10/0,4 кВ объектов агропромышленного комплекса, представляют не меньшую опасность для электрооборудования и персонала предприятий. Эти режимы могут быть вызваны недовключением ножа разъединителя высоковольтной линии, перегоранием плавкой вставки предохранителя, обрывом или замыканием на землю провода высоковольтной линии электропередачи. Имеющийся статистический материал показывает, что на долю этих повреждений может приходиться от 18% до 30% от общего числа повреждений в этих сетях. Последствия неполнофазных режимов работы подстанций 10/0,4 кВ – это высокая вероятность возникновения электропожара, поражения людей и животных электрическим током, массовый выход из строя электродвигателей. На сегодняшний день еще не достигнута оптимальная надежность электроснабжения сельских потребителей и особенно объектов агропромышленного комплекса. Неполнофазеные режимы, связанные с обрывом проводов, занимающие значительное место в сетях 0,38 кВ, а также на трансформаторных подстанциях напряжением 10/0,4 кВ, приводящие в ряде случаев к значительным ущербам и электропоражениям людей и животных, практически не контролируются в этих сетях.

С целью оценки эффективности применения способов и средств повышения надежности электроснабжения потребителей при неполнофазных режимах необходимо оценить параметры сети в этом режиме и на основании этого определить признаки, позволяющие надежно контролировать неполнофазные режимы. Как было отмечено, неполнофазные режимы в сетях 0,38 кВ и на подстанциях 10/0,4 кв вызывают выход из строя электродвигательной нагрузки, что влечет за собой остановку технологического процесса и массовый недоотпуск продукции. Однако неполнофазные режимы, вызванные обрывами проводов, имеют и другую сторону, поскольку такой режим является опасным из-за большой вероятности прикосновения к оборванному проводу или поверхностям, на которые перешло напряжение.

Анализ аварийных ситуаций, имеющих место в сетях 0,38 кВ и на подстанциях 10/0.4 кВ показал, что для устранения неполнофазного режима есть только один выход – это немедленное отключение воздушной линии либо подстанции при наличии аварийного режима. Если в сетях выше 1000 В предлагается отключать линию с неполнофазным режимом, после появления второго питания, а в промежутке между этим переводить электродвигательную нагрузку на повторно-кратковременный режим [3], то в сетях 0,38 кВ, в силу специфики аварийного режима, такой выход неприемлем. В данной ситуации, согласно требованиям ПТБ, такую линию необходимо немедленно отключить.

Анализ существующих способов и средств контроля аварийных режимов показывает, что имеющиеся устройства не могут быть использованы для контроля режима «обрыва провода» в сетях 0,38 кВ с учетом специфических особенностей этого режима в сети 0,38 кВ, а имеющиеся устройства защит трансформаторных подстанций непригодны для этих целей, так как они не различают неполнофазный режим и режим однофазного замыкания на землю. Наряду с этим, как в первом , так и во втором случае необходимо учитывать характер нагрузки, поскольку последнее существенно влияет на параметры неполнофазного режима. Поскольку вопросы защиты таких сетей от однофазных замыканий и замыканий на землю решены в работах [26,18], то для обеспечения высокой чувствительности устройств к режиму «обрыва провода» необходимо оценить параметры неполнофазного режима в различных точках сети при различной нагрузке в последней.

Для повышения надежности работы устройств необходимо исключить их работу при неустойчивых коротких замыканиях и естественной несимметрии напряжений, имеющей место в низковольтных сетях. Специфические условия сельских электрических сетей предъявляют особые требования к контролю неполнофазных режимов и устройствам, осуществляющим этот контроль.

  • вновь предлагаемые устройства должны отвечать лучшим требованиям, предъявляемым к аппаратам такого класса, а именно, должны быть максимально простыми в исполнении и удобными в монтаже, требовать минимального количества затрат на обслуживание и наладку, отвечать высоким требованиям техники безопасности и не снижать надежность электрических сетей;

  • поскольку сельскохозяйственное производство обладает специфическими особенностями по микроклимату (животноводство) и климатическим зонам, аппараты по защищенности от внутренних и внешних атмосферных воздействий должны обеспечить надежную работу при измерении температуры окружающей среды от –400С до +600С и значительной влажности при наличии химических элементов;

  • устройства не должны иметь остродефицитных элементов и обладать малой стоимостью.

Контроль режима «обрыв провода» в сети 0,38 кВ и неполнофазный режим на трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 кВ общем случае можно осуществить следующими способами:

а) контроль аварийного режима «обрыв провода» осуществляется с

шин низкого напряжения ТП 10/0,4 кВ по параметрам

неполнофазного режима.

б) контроль неполнофазного режима, вызванного обрывом провода ,

производится в конце защитного участка линии.

в) контроль неполнофазного режима на ТП 10/0,4 кВ осуществлять со

стороны 10 кВ

г) контроль неполнофазного режима на ТП 10/0,4 кВ производить со

стороны шин низкого напряжения ТП (0,4 кВ).

Применение указанных способов контроля аварийного режима зависит от многих факторов. К их числу можно отнести мощность питающего трансформатора, состав нагрузки сети, нагрузку воздушной линии, длину фидера 0,38 кВ и другие. Для выбора того или иного способа необходим анализ параметров сети при неполнофазном режиме, характеризующих применение вышеуказанных способов.

Состояние данного вопроса по проблеме разработки технических средств защиты трансформаторных подстанций и электрических сетей от неполнофазных режимов отражено в патентном поиске по семи ведущим странам мира, представленном в приложении В.

  1. Исследование параметров неполнофазных режимов электрических

сетей напряжением 0,38 кВ

Электрические сети агропромышленных комплексов напряжением 0,38 кВ отличаются большим удельным весом однофазных нагрузок. Для нормального эксплутационного режима необходимо равномерное распределение таких потребителей по фазам, но необходимо учитывать, что каждый из потребителей может находиться в других состояниях: быть либо включенным, либо отключенным в зависимости от случайных обстоятельств и независимо то других электроприемников.

В связи с этим нагрузка каждой фазы изменяется во времени, независимо от нагрузки других фаз, поэтому число и мощность потребителей, включенных в отдельные фазы, будут различными в разные моменты времени. Поэтому в эксплуатации сельских электрических сетей напряжением 0,38 кВ имеют место несимметричные режимы работы даже при условиях равномерного распределения однофазных потребителей по фазам, которые для данных сетей считаются нормальным режимом работы [15].

При рассмотрении несимметричных режимов, вероятное распределение токов в фазах и нулевом проводе зависит от количества включенных потребителей. Это количество может быть размещено любыми возможными способами между тремя фазами сети. При этом следует учитывать комбинации с симметричным и не симметричным распределением нагрузок по фазам. Каждой такой комбинации, при равномерном присоединении потребителей, соответствует определенная вероятность ее появления [15].

Рmn1,n2,n3=Cm/3n1·Cm/3n2· Cm/3n3·(1-P)mn ·Рn( 1 )

где, m – общее число присоединенных потребителей

n1, n2, n3 – количество включенных потребителей в первой, второй и третьей фазах.

n=n1+n2+n3 – общее кисло включенных потребителей.

Р – вероятность включения каждого потребителя.

При появлении неполнофазных режимов в сетях 0,38 кВ величины токов и напряжений, а также их симметричные составляющие существенно зависят от мощности трансформатора подстанции 10/0,4 кВ, величины и характера нагрузки и т.д. Несимметрия в различных точках схемы при неполнофазном режиме работы оценивается коэффициентном несимметрии по току К1 и по напряжению Кu2, причем коэффициент несимметрии напряжений зависит от точки измерения, характера и величины нагрузки подстанции. Коэффициент несимметрии напряжений является также функцией случайных величин I2∑ tи φ2∑t [22],

где I2∑ t– текущее значение тока обратной последовательности;

φ2∑t — фаза напряжения обратной последовательности,

обусловленная несимметричной нагрузкой.

Кu= Z2∑•I2tjφ2Σt/ UH( 2 )

где Z2Σ– комплекс полного сопротивления обратной последовательности.

Обрыв провода на стороне 0,38 приводит к тому, что за местом обрыва в соответствующей фазе ток отсутствует. При этом в низковольтных сетях, на зануленных корпусах электрооборудования величина потенциала может достигнуть недопустимых пределов [7].

При включении однофазных нагрузок на зануленном оборудовании животноводческих ферм потенциал достигает 5 В и более, что вызывает у людей чувство страха, а у животных снижается продуктивность [12]. В основу имеющихся разработок устройств контроля неполнофазных режимов, положены принципы контроля напряжения в исследуемой сети [6,24].

При неполнофазном режиме, вызванным разрывом фазы, например фазы А, граничные условия могут быть записаны [28].

IA=0, ΔUB=0, ΔUC=0 ( 3 )

Где ΔUB, ΔUC— падение напряжения фаз В и С на симметричном участке системы.

Применяя метод симметричных составляющих, разложим систему ( 3 ) на напряжения прямой, обратной и нулевой последовательности, предварительно приведя небольшие преобразования, получим:

UA1=¹/₃(UA+aUB+a2UC)= ¹/₃UA

UA2=¹/₃(UA+a2UB+aUC)= ¹/₃UA ( 4 )

UAo=¹/₃(UA+UB)+UC=¹/₃UА

IA1+IA2+IAo=0

Из сравнения выражений ( 4 ) видно, что симметричные составляющие в месте разрыва фазы равны между собой и составляют ¹/₃ часть напряжения сети, однако, как будет показано ниже, симметричные составляющие напряжений в значительной степени зависят от характера нагрузки сети.

В связи с тем, что напряжение нулевой последовательности в сети 0,38 кВ в значительной степени определяется наличием в сети однофазной нагрузки, имеющей вероятностный характер подключения, данный параметр не позволяет полностью охарактеризовать неполнофазный режим, то есть получить информацию о его возникновении, поскольку величины напряжений нулевой последовательности при нормальном и аварийном режимах могут быть соизмеримы. Наряду с этим напряжение нулевой последовательности будет зависеть от наличия повторных заземлителей нулевого провода, имеющих место в электрических сетях напряжением 0,38 кВ. С учетом вышеизложенного можно сформулировать принцип построения измерительного органа контроля неполнофазного режима в сетях 0,38 кВ, вызванного обрывами проводов:

  • в сети 0,38, должны быть установлены датчики контроля симметричных составляющих напряжений в аварийном режиме;

  • в качестве органа контроля симметричных составляющих напряжением в сети 0,38 кВ неиспользовать датчик напряжения обратной последовательности;

Следовательно, для разработки устройств для контроля несимметричных режимов должны быть определены возможные величины напряжения обратной последовательности в сети 0,38 кВ.

Как было отмечено выше, контроль неполнофазных режимов, вызванных обрывами проводов, может быть осуществлен с шин 0,38 кВ подстанции 10/0,4 кВ. Однако такой принцип контроля зависит от значения преходного сопротивления в месте падения провода на землю. Как показали исследования [10], максимальное значение напряжения обратной последовательности имеет в месте разрыва фазы сети и за местом разрыва, на зажимах нагрузки. Данное напряжение уменьшается по мере удаления от точки разрыва, и на шинах низкого напряжения подстанции 0,38 кВ практически всегда имеет место симметричная система напряжений, что естественно не позволяет осуществить контроль режима «обрыв провода» с шин подстанции 0,4 кB по напряжению обратной последовательности.

Следовательно, для осуществления надежного контроля неполнофазных режимов, вызванных обрывами проводов, наиболее приемлемым параметром аварийного режима сети является напряжение обратной последовательности. Данное напряжение необходимо контролировать в конце воздушной линии напряжением 0,38 кВ.

Использование метода симметричных составляющих, широко используемого при расчетах многофазных несимметричных цепей, является не только математическим приемом, но и облегчает представление физической сущности явлений, происходящих в многофазных цепях при различных аномальных режимах в последних.

Метод симметричных составляющих, не имея каких либо преимуществ при стационарных цепях, без вращающихся машин делается практически единственным приемлемым при анализе несимметричных режимов в электрических сетях, содержащих вращающиеся машины. Используя метод симметричных составляющих, удается учесть влияние вращающегося ротора на сопротивление взаимоиндукции между фазами статора, которое учитывается различными по величине сопротивлениями для токов прямой и обратной последовательностей [31].

В многофазных цепях местные виды несимметрии вызывают появление напряжений и токов обратной и нулевой последовательностей, а наличие в этих цепях элементов, имеющих различные сопротивления для этих токов, указывает на то, что наиболее удобным способом решения было бы отдельное рассмотрение схем для токов всех последовательностей или же использование комплексных схем замещения, аналогичных общеизвестным схемам, применяемым при расчетах токов короткого замыкания [28].

При обрыве проводов в сети 0,38 кВ и возникновению неполнофазного режима происходит изменение как фазных, так и линейных напряжений за местом разрыва. В связи с этим представляется интересным исследовать этот режим в сети для выявления изменений в ней напряжения обратной последовательности U2 как на шинах питающих подстанции 10/0,4 кВ, так и за местом повреждения, т.е. в конце воздушной линии напряжением 0,38 кВ. Оценку изменения указанной величины целесообразно произвести с учетом изменения характера нагрузки сети.

Несимметричные схемы с разрывом одной фазы приводят к схемам без разрыва путем введения в место разрыва между обозначенными точками М и N продольного напряжения Uv, равного разности потенциалов между этими точками [1]. В таком случае результирующий ток в схеме без разрыва так же, как и в схемах с разрывом, остается равным нулю [30].

Результирующий ток складывается из тока, определяемого продольным напряжением Uv и тока нагрузки, который принимают равным току предшествующего нагрузочного режима. Для принятой расчетной схемы замещения электроснабжения сельских потребителей, состоящей из потребительского трансформатора 10/0,4 кВ, воздушной линии 0,38 кВ и сосредоточенной смешанной нагрузки Н [34], примем допущения:

  • трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ питается от системы бесконечной мощности, т.е. ZC=0.

  • обмотки трансформатора имеют схему соединения «звезда-звезда с нулем».

  • все воздушные линии напряжением 0,38 кВ, отходящие от подстанции, заменены одной эквивалентной линией, к которой подсоединена смешанная нагрузка Н;

  • считаем, что в нормальном режиме к шинам низкого напряжения подстанции 10/0,4 кВ приложены номинальные симметричные напряжения UH.

Напряжения отдельных последовательностей в месте разрыва определяются [1, 30] при помощи комплексной схемы замещения, представленной на рисунке 3.1.

Z1TZ1л/nМ1N1 Z1л/mZ1H

Úпр. Í

М2 N2

Z2TZ2л/mZ2л/mZ2H

Í2A

М0 N0

Z0T Z0л/n Z0л/m Z0H

Í0A

Рисунок 3.1- Комплексная схема замещения сети 0,38 кВ при

неполнофазном режиме

UA1= IA1·z1= UH·z1/z1+(z2z0)/(z2+z0) ( 5 )

UA2= -UH∙z0·z2/z1(z2+z0)+z2·z0( 6 )

UA0= -UH∙z2·z0/z1(z2+z0)+z2·z0 ( 7 )

Учитывая, что сопротивления Z1M, Z2M, ZOM незначительны по сравнению с сопротивлениями Z1N, Z2N, ZоN, то напряжение в точке М остается практически симметричным, а симметричные составляющие Uy распределяются по одну сторону обрыва ZN, поэтому в дальнейших расчетах индекс N опускаем, имея в виду, что во всех выражениях, составляющих для места разрыва, учтено сопротивление ZN.

В связи с тем, что напряжение UA1, UA2, UA0 распределяются пропорционально сопротивлениям отдельных элементов схемы, то при вычислении величин напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей в различных точках схемы, в расчетные выражения необходимо подставить и соответствующие сопротивления. Так, для шин 0,4 кВ подстанции 10/0,4 кВ

Z=Zт

Для стороны потребителя, т.е. в конце воздушной линии 0,38 кВ на зажимах нагрузки Z=Zн.

Считая, что в (5,6) сопротивления Z с соответствующими индексами определены как Z=Zт+Zл+Zн,

где Zт, Zл, Zн — соответственно комплексные сопротивления элементов схемы замещения; трансформатора, воздушной линии и смешанной нагшрузки.

Подставив в ( 5-7 ) z1=r1+jx1, z2=r2+jx2, z0=r0+jx0, и приняв во внимание, что

r1=r+r+r

х1

r2=r+r+r

х2( 8 )

r0=r+r+r

х0

Получим выражение для определения напряжений симметричных составляющих как на шинах 0,4 кВ подстанции 10/0,4 кВ, так и в конце воздушной линии 0,38 кВ.

Перейдя к относительным единицам (UH=1.0) и произведя преобразования в выражениях ( 5-7 ), находим, что выражения для определения абсолютных значений напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей в конце воздушной линии 0,38 кВ принимают вид:

A2+C2

U1=√B22 ( 9 )

E2+F2

U2=√ B22 ( 10 )

G2+H2

U0=√ B22 ( 11 )

Коэффициенты, входящие в выражения ( 9-11 ), определяются комплексной схемой замещения, сети и сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности составляющих ее элементов.

А=r(r2+r0)-x(x2+x0) ( 12 )

B=r1(r2+r0)+r2∙r0-x1(x2+x0)-x2∙x0 ( 13 )

C=r(x2+x0)+x(r2+r0) ( 14 )

Д=r1(x2+x0)+r2∙x0+x1(r2+r0)+x2∙r0 ( 15 )

E=r0∙r-x0∙x( 16 )

F=r0∙x+x0∙r ( 17 )

G=r2∙rон-x2∙xон ( 18 )

H=r2∙xон+x2∙rон ( 19 )

Как показали исследовния, при обрыве одной фазы токи в двух других фазах зависят от характера нагрузки, т.е. от значений сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей. Согласно межгосударственного стандарта ГОСТ 13109-97 несимметрия напряжений в различных точках исследуемой схемы, при неполнофазных режимах, оценивается коэффициентом несимметрии [43] .

Всвязи с этим и согласно выражениям ( 10-11 ) коэффициенты несимметрии напряжений равны:

E2+F2 G2+H2

КU2=√ B22 ∙100, КO==√ B22 ∙100 ( 20 )

Таким образом, данные коэффициенты зависят как от величины сопротивлений элементов сети, так и от характера нагрузки в последней, т.е. от величин сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей последней [14]. Значения сопротивления элементов схемы замещений приводится к базисной мощности, равной номинальной трансформаторной, и напряжению стороны обрыва согласно [28]. Для трансформаторных мощностей 25-400 кВА, получивших наибольшее распространение в сельских системах электроснабжения, данное приведение осуществляются по формуле:

rT=rТ* ∙ Sб / Uб2 ( 21 )

где rТ* — сопротивление трансформатора в Ом.

Параметры воздушной линии напряжением 0,38 кВ, определяются согласно [14]:

rл=r∙ℓ• Sб / Uб2 ( 22 )

где r∙ℓ — сопротивление воздушной линии низкого напряжения.

Полное сопротивление токам нулевой последовательности воздушной четырехпроводной линии определяется выражением [18].

zол=rол+jxол=rф+3rN+j(xф+3xN+2xм-6x’м), ( 23 )

где rф, xф – активное и индуктивное сопротивление фазного провода;

rN, xN – активное и индуктивное сопротивление нулевого провода;

xм – сопротивление взаимоиндукции фазных проводов;

x’м – сопротивление взаимоиндукции между фазным и нулевым проводом воздушной линии.

При соблюдении конструктивных условий исполнения четырехпроводной линии, т.е. xф≈ xN, xм≈ x’м, rN≈ rф, а также что, xф— xм1 [28], выражение ( 23 ) примет вид:

Zол=4(r+jx ) ( 24 )

Следовательно, для получения значений напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей в сети 0,38 кВ при неполнофазном режиме необходимо определить выражения для расчета сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей смешанной нагрузки.

Поскольку нагрузка сети 0,38 кВ носит вероятностный характер, то представляется необходимым найти аналитическую зависимость сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей нагрузки в зависимости от изменения ее величины и характера.

Для определения сопротивления прямой Z, обратной Z и нулевой Z последовательностей нагрузки сети необходимо величины всех сопротивлений схемы выразить в относительных единицах, приняв за базисную мощность, номинальную трансформаторную мощность, т.е.

Sб=Sт

Сопротивления прямой и обратной последовательности элементов схемы, трансформатора и воздушной линии 0,38 кВ равны между собой и не зависят от режима работы подстанции 10/0,4 кВ [28]. Сопротивления же смешанной нагрузки сети зависят от ее величины и характера, т.е. наличия в сети четырехфазной и однофазной нагрузки, их отношения и режима работы последних.

В схеме замещения для одной фазы смешанной нагрузки сети сопротивления нагрузки представлены:

Z(1) – комплексное сопротивление однофазной нагрузки сети, где r(1) и х(1) ее активные и индуктивные составляющие;

Z(д) – комплексное сопротивление трехфазной нагрузки сети, где r(д) и х(д) ее активные и индуктивные составляющие (электродвигательная часть нагрузки сети 0,38 кВ).

Получение расчетных выражений сопротивлений нагрузки сети при неполнофазном режиме представляется интересным для двух моментов времени, первый – когда сопротивления нагрузки в начальный момент перехода ее на работу с двумя фазами остаются таким же, как при нормальном режиме работы, т.е. вращающаяся электродвигательная нагрузка, в следствии наличия сил инерции, не изменяет своего скольжения. При этом симметричные составляющие напряжения определяются по параметрам предыдущего нагрузочного режима; второй – когда под влиянием магнитных потоков в установившемся режиме, определяемых током обратной последовательности, двигательная нагрузка замедляет частоту вращения, что вызывает увеличение скольжения и уменьшение их сопротивления. В данном моменте учитывается изменение сопротивления смешанной нагрузки сети.

С учетом вышеизложенного, анализ этой зависимости осуществляется при помощи параметров

α=Sн /Sб — относительная мощность нагрузки воздушной линии 0,38 кВ.

cosφн – коэффициент мощности смешанной нагрузки Н, определяющий ее характер.

Сопротивление нагрузки, отнесенное к ее номинальной мощности, при условии равенства ее базисной SH=Sб определяется зависимостью

Zн.ном.=1

В связи с тем, что нагрузку сети 0,38 кВ составляют трехфазные и однофазные потребители, можно записать:

SH=S(д)+S(1)

где S(д) – мощность трехфазной двигательной нагрузки сети;

S(1) – мощность однофазной нагрузки сети.

Согласно этому, относительная мощность нагрузки воздушной линии определяется:

α= S(д)+ S(1) / Sб

В общем случае полное сопротивление смешанной нагрузки, присоединенной к сети 0,38 кВ, может быть выражено

Zн.ном.=Z(д)//Z(1)

При этих же условиях, когда SH≠Sб, т.е. Sб= S(д)+ S(1)

Анализ несимметричных режимов работы электрических систем в среде MatLab Simulink Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Сельскохозяйственные

и технические науки

Agriculture, Engineering and Industrial Technology Sciences

УДК 621.311

С. В. Волков

Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола

А. М. Волкова Йошкар-Олинский аграрный колледж ПГТУ, г. Йошкар-Ола

Анализ несимметричных режимов работы электрических систем

в среде MatLab Simulink

Представлен пример имитационного моделирования неполнофазных режимов работы электрических сетей в среде Matlab Simulink. Рассмотрен вариант применения блоков библиотеки SymPowerSystems для анализа искажений трехфазной системы напряжений у потребителя электрической энергии при обрыве фазы на стороне высшего напряжения.

Ключевые слова: имитационное моделирование, неполнофазный режим, среда Matlab, приложение Simulink, библиотека SymPowerSystems, обрыв одной фазы, осциллограмма напряжений.

Несимметричные режимы работы электрических сетей — частое явление в энергосистеме, которое может быть вызвано несимметрией нагрузки и аварийными режимами. Несимметрия, в свою очередь, может быть поперечной и продольной. Аварийные режимы, приводящие к поперечной несимметрии, — это короткие замыкания, при которых фазы находятся не в одинаковых условиях, частота их появления значительно выше, чем частота возникновения трехфазных (симметричных) коротких замыканий. Частыми видами аварий являются обрывы линий, так называемая продольная несимметрия.

Значительная доля аварий в энергосистеме приходится на сети 10 кВ, так как это самые протяженные и изношенные сети высокого напряжения. Однофазные замыкания на землю и обрывы одной фазы являются наиболее частым повреждениями в сетях данного типа. Обрыв в сети 10 кВ представляет опасность не только для энергоснабжающих организаций, но и для потребителей, в связи с тем, что искажает симмет-

ричную трехфазную систему напряжений на стороне 0,4 кВ, т. е. непосредственно у потребителей.

Анализ напряжений на стороне 0,4 кВ у потребителей при несимметричных и неполно-фазных режимах можно проводить средствами MATLAB Simulink.

Оценим деформацию трехфазной системы напряжений у потребителей при обрыве одной фазы на стороне 10 кВ для схемы на рисунке. 1

&

Электрическая В Л 10 кВ система

-НЩ

Тр 10/0,4 кВ

Нагрузка

Рисунок 1 — Однолинейная схема исследуемой электрической системы

Разработаем модель рассматриваемой системы с помощью прикладной библиотеки SimPowerSys-tems. Для моделирования трехфазного двухоб-моточного трансформатора используем блок

Three-Phase Transformer Inductance Matrix Type (TwoWindings), который позволяет помимо электрических параметров трансформатора задать схему соединения обмоток высшего и низшего напряжений, группу соединения обмоток, тип магнитопровода (трехстержневой или пяти-стержневой), учесть насыщение магнитопрово-да. В России промышленно выпускают два типа трансформаторов 10/0,4 кВ: со схемой соединения обмоток Д/У0-11 группа и со схемой соединения обмоток У/У0-0 группа. В энергосистеме Республики Марий Эл наиболее распространены трансформаторы нулевой группы с соединением обмоток «звезда» — «звезда ноль» (У/У0-0), в анализе будем рассматривать трансформатор именно этого типа. Окно задания параметров двухоб-моточного трансформатора представлено на рисунке 2.

Обрыв одной фазы (фаза А) воздушной линии электропередач напряжением 10 кВ моделируется с помощью блока Breaker, который нормально замкнут и по внешнему воздействию отключает фазу А. Внешнее воздействие задается блоком

Step, который подает команду на отключение фазы А через 0,02 секунды с момента начала моделирования [1]. Электрическая система в модели представлена блоком Three-Phase Programmable Voltage Source из раздела Electrical Sources (электрические источники), а нагрузка блоком Three-Phase Series RLC Branch, что позволит модели -ровать работу трансформатора в режиме холостого хода, короткого замыкания и нормального режима. Для получения осциллограмм используются трехфазные измерители Three-Phase V-I Measurement, которые подключены на сторонах 10 и 0,4 кВ и позволяют получать данные о значениях фазных и междуфазных напряжений [2]. Данные с измерителей подаются на блоки осциллографы Scope. Общее время моделирования составляет 0,1 секунды, что является достаточным, так как переходные процессы завершаются, можно представить ясную картину установившегося режима.

Модель исследуемой системы, выполненная в приложении Simulink MatLab, представлена на рисунке 3.

Рисунок 2

— Окно задания параметров двухобмоточного трансформатора

С. В. Волков, А. М. Волкова 27

Обрыв одной фазы на стороне 10 кВ приводит к тому, что векторная диаграмма напряжений на стороне 0,4 кВ деформируется, анализ осциллограмм фазных напряжений на стороне низшего напряжения трансформатора, показывает, что напряжения неповрежденных фаз имеют угол сдвига 180 градусов, в отличие от симметричной трехфазной системы напряжений. Напряжение поврежденной фазы на выводах трансформатора зависит от мощности нагрузки. При режиме работы с величиной нагрузки близкой к номиналь-

ной и в режиме перегрузки трансформатора напряжение одной фазы стремится к нулю (рис. 4, 5). При работе трансформатора в режиме холостого хода обрыв фазы на стороне напряжения 10 кВ приводит к ситуации, когда напряжение поврежденной фазы составляет по модулю около 20 % от уровня неповрежденных фаз, при этом угол сдвига напряжений неповрежденных фаз менее 180 градусов. Напряжения неповрежденных фаз на стороне 0,4 кВ, несмотря на сдвиг по фазе, по модулю не превышает значений напряжения

<ГСЦ|ЛЛО|НСр2

31

t’j LKi::! aj’ -.! рИМИ* i|

‘а а2

Я Ь2

к. hi г-

:: С

‘с1 Ы

Vabt а

А

ь Ь

С: с

I:. jг=-:.-:|:

10/0/1 <в

Y/Y -i !!>.■. «j

И jjhitJSHWjIb ►Id: I: Nuprin I

IV: Ц1ЛЛ-.»1 1

В-

Рисунок 3 — Модель исследуемой системы в среде Simulink MatLab

Рисунок 4 — Осциллограмма напряжений на выводах 0,4 кВ трансформатора в режиме перегрузки

Рисунок 5 — Осциллограмма напряжений на выводах 0,4 кВ трансформатора при номинальной нагрузке

Рисунок 6 — Осциллограмма напряжений на выводах 0,4 кВ трансформатора в режиме холостого хода

С. В. Волков, А. М. Волкова

29

до аварии при любой мощности нагрузки, в том числе и в режиме холостого хода. Тем не менее такой режим работы может привести к серьезным последствиям вследствие нарушения нормального режима работы электродвигателей.

Большой интерес представляет использование приложения Simulink для анализа сложных видов повреждений, например, одновременно с обрывом фазы может произойти замыкание на землю, при этом электрическая емкость поврежденной фазы увеличивается, тем самым создаются условия для возникновения феррорезонанса. Аналитический метод расчета таких ситуаций представляет большие трудности. Численные методы решения дифференциальных уравнений, описывающих

электрическую систему, позволяет учесть множество факторов и сформировать четкую картину происходящих в энергосистеме процессов.

—т—-

1. Дьяконов В. П., Пеньков А. А. MATLAB и Simulink в электроэнергетике: справочник. М.: Горячая линия-Телеком, 2009. 816 с.

2. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB. SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2007. 288 с.

1. Dyakonov V. P., Penkov A. A. MATLAB i Simulink v elektroenergetike. Spravochnik. M.: Goryachaya liniya-Telekom, 2009. 816 s.

2. Chernykh I. V. Modelirovanie elektrotekhnicheskikh us-troystv v MATLAB. SimPowerSystems i Simulink. M.: DMK Press, 2007. 288 s.

Sergey V. Volkovi Mari State University, Yoshkar-Ola

Anastasia M. Volkova Agrarian College of Povolzhsky State Technical University, Yoshkar-Ola

Analysis of Asymmetric Regimes of Electrical Systems Performance in the MatLab Simulink Environment

The article presents a simulation example of the single-phase condition of electrical systems in the MatLab Simulink Environment. The use of the library block SymPowerSystems to analyse the distortion of the three-phase system of voltages during the single-phase conditions on the high voltage side has been considered.

Key words: simulation, single-phase condition, the MatLab Simulink Environment, Simulink, SymPowerSystems library, single-phase conditions, voltages oscillogram.

Выпрямитель В-ТПП-600-160

Выпрямитель представляет собой тиристорный статический преобразователь трёхфазного переменного тока в постоянный и предназначен для питания ответственных потребителей электроэнергии постоянного тока. Выпрямитель может применяться для питания электродвигателей постоянного тока при проведении испытаний или при эксплуатации.

Выпрямитель производятся согласно техническим условиям ТУ 3416-002-206764426-2010, а также соответствует общим техническим условиям на выпрямители по ГОСТ 18142.1-85. Сертификат соответствия РОСС RU.C-RU.Mh20.B.00804 № 0139433.                 

Структура условного обозначения

Выпрямитель В-ТПП-600-160:
В – выпрямитель;
Т – тиристорный;
П –преобразователь;
П – тип охлаждения – принудительное воздушное;
600 – номинальный выходной ток, А;
160 – номинальное (максимальное) выходное напряжение.

Функциональные возможности выпрямителя:

  • Стабилизация среднего значения выходного напряжения с защитой при перегрузке по току.
  • Индикация режима стабилизации по напряжению.
  • Цифровая индикация параметров уставки;
  • Быстродействующая защита от перегрузок по току более 1600А, от перегрева при перегрузках и от внутренних и внешних коротких замыканий по переменному и по постоянному току.
  • Дистанционное управление по цифровому последовательному каналу связи с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ).
  • Защита (отключение) при неполнофазном режиме питающей сети.

Основные технические характеристики

Наименование параметра Значение
1 Питающая сеть:
— напряжение, В
— допустимое отклонение напряжения, В
— частота, Гц, ±1%
— число фаз
— максимальный потребляемый ток, А

380
+50 -20
50
3
650
2 Потребляемая полная мощность, кВА 157
3 Коэффициент полезного действия, %, не менее 80
4 Коэффициент мощности, при максимальной мощности, не менее 0,92
5 Номинальное (максимальное) выходное напряжение, В 160
6 Номинальный (максимальный) выходной ток, А 600
7 Допустимая перегрузка по выходному току, длительностью до 60 сек 6 раз в час, с интервалами 5 мин., А 1600
8 Порог защиты по току, А 1800
9 Режим работы выпрямителя длительный
10 Диапазон регулирования выходного напряжения, В 70…160
11 Шаг регулирования выходного напряжения, В 1
12 Допустимые установившиеся отклонения выходного напряжения от установленного значения при изменениях напряжения питающей сети и тока нагрузки, от номинального выходного напряжения ±1%
13 Коэффициент пульсаций выходного напряжения в диапазоне регулирования 70-160 В и выходном токе 600А, не более 10%
14 Переходное отклонение выходного напряжения от установленного значения при скачкообразном изменении выходного тока 0-600А,  не более 10%
15 Длительность переходного отклонения, не более 0,1 сек
16 Показатели надежности:
— наработка на отказ, не менее, ч
— ресурс, не менее, ч
— срок службы, не менее, лет

5000
40000
10
17 Габаритные размеры (Ш*Г*В), мм 1000*600*1600
18 Вес, кг 950
    Выпрямитель имеет систему управления, контроля, защиты и сигнализации, обеспечивающую:
  • ручное включение и выключение.
  • ручное регулирование и автоматическую стабилизацию среднего значения выходного напряжения.
  • контроль выходного тока и напряжения стрелочными приборами класса точности 1,5.
  • автоматическое отключение при перегрузках по току, перегреве силовых вентилей, трансформатора и работы в неполнофазном режиме.
  • световую сигнализацию наличия напряже­ния в питающей сети, о включенном состоянии, виде стабилизации, перегрузках и режимах работы.
  • полноценное дистанционное управление, при этом пульт дистанционного управления имеет все функции основного пульта. Длина кабеля связи до 50 м.
  • дистанционное аварийное отключение автоматического выключателя выпрямителя без возможности повторного включения дистанционно.
  • имеется переключатель вида управления – местное или дистанционное.
    Выпрямитель имеет световую сигнализацию:
  • о наличии напряжения питающей сети;
  • о включенном состоянии выпрямителя;
  • об аварийном отключении выпрямителя;
  • о перегрузке по выходному току;
  • о пропадании фазы напряжения питающей сети;
  • о перегреве;
  • о режиме управления работой — местном или дистанционном.

Система управления выпрямителя непрерывно контролирует допустимые перегрузки по выходному току и частоте повторения перегрузок (времени до очередной перегрузки).

Недопустимая перегрузка определяется путем интегрирования среднего выходного тока по времени до порога 1600 А * 60 сек. Интегрирование начинается при превышении тока 600А. Если порог будет достигнут, то выпрямитель выключится.

Время перегрузки отображается на двухразрядном индикаторе «Таймер П».

Помимо вышеописанной интегральной защиты имеется быстродействующая защита (отключение выпрямителя) по порогу выходного тока 1800 А.

На лицевой панели установлены приборы контроля выходного напряжения и тока нагрузки (класс точности 1,5).

При срабатывании любой из защит загорается сигнальный индикатор «авария» и сигнальный индикатор вида сработавшей защиты.

Обслуживание выпрямителя — одностороннее, производится с передней стороны.

Условия эксплуатации

Выпрямитель предназначен для умеренного климата. Климатическое исполнение УХЛ для 4 ой категории размещения по ГОСТ 15150-69. Выпрямитель размещен в металлическом шкафу со степенью защиты IP20 по стандарту МЭК IEC 598.
    Выпрямитель предназначен для длительной работы в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных помещениях в следующих климатических условиях:
  • температура окружающего воздуха от 1 до 35 °С;
  • относительная влажность воздуха не более 80 % при температуре 25 °С;
  • окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, вредных газов и паров, разрушающих металл и изоляцию.
В части воздействия механических факторов до­пускается вибрации в вертикальном направлении в диапазоне частот 1-35 Гц с ускорением не более 15 м/с2.

Группа механического исполнения М1 по ГОСТ 17516.1-90.

    Качество энергии питающей сети должно отвечать следующим требованиям:
  • отклонение напряжения от номинального значе­ния не более +50В, -20В;
  • отклонение частоты от номинальной не более ±1 %.

Принцип работы Soft Open Points для работы распределительной сети

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.12.005Получить права и контент СОП на основе VSC.

Принцип работы SOP был исследован в различных условиях сети.

Проанализирована работа СОП с использованием двух режимов управления.

Abstract

Точки плавного открытия (SOP) — это силовые электронные устройства, устанавливаемые вместо нормально разомкнутых точек в сетях распределения электроэнергии. Они способны обеспечить управление потоками активной мощности, компенсацию реактивной мощности и регулирование напряжения в нормальных условиях работы сети, а также быструю локализацию неисправностей и восстановление питания в нештатных ситуациях. Для работы SOP были разработаны два режима управления с использованием встречно-параллельных преобразователей напряжения (VSC).Режим управления потоком мощности с контролем тока обеспечивает независимое управление активной и реактивной мощностью. Режим восстановления питания с регулятором напряжения позволяет подавать питание на изолированные нагрузки из-за сбоев в сети. Принцип работы SOP на основе параллельных VSC был исследован как в нормальных, так и в нештатных условиях работы сети. Исследования на двухфидерной распределительной сети среднего напряжения показали работоспособность СОП при различных режимах работы сети: нормальном, аварийном и послеаварийном восстановлении электроснабжения.При изменении условий работы сети для достижения переходов между двумя режимами управления использовался метод переключения режимов, основанный на контроллере фазовой автоподстройки частоты. Жесткие переходы при прямом переключении режимов были отмечены как неблагоприятные, но плавные переходы были получены путем развертывания мягкого пуска при холодной нагрузке и процесса синхронизации напряжения.

Ключевые слова

Soft Open Point

Реверсивный преобразователь

Распределительная сеть

Работа в сети

Рекомендуемые статьи

Copyright © 2015 The Authors.Опубликовано Elsevier Ltd.

Анализ преимуществ Soft Open Points для эксплуатации распределительной сети

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.12.022Получить права и контент

Основные моменты

Анализ была разработана структура для количественной оценки эксплуатационных преимуществ.

Платформа учитывает как реконфигурацию сети, так и контроль SOP.

Выгоды были проанализированы с помощью как количественного анализа, так и анализа чувствительности.

Abstract

Точки плавного открытия (SOP) — это силовые электронные устройства, устанавливаемые вместо нормально разомкнутых точек в сетях распределения электроэнергии. Они способны обеспечить управление потоками активной мощности, компенсацию реактивной мощности и регулирование напряжения в нормальных условиях работы сети, а также быструю локализацию неисправностей и восстановление питания в нештатных ситуациях. Была разработана структура анализа устойчивого состояния для количественной оценки эксплуатационных преимуществ распределительной сети с СОП в нормальных условиях работы сети.Была разработана общая модель подачи мощности, которая использовалась для определения оптимальной работы SOP с использованием усовершенствованного метода прямой установки Пауэлла. В модели учитывались физические ограничения и потери мощности СОП-устройства (на основе встречно-параллельных преобразователей напряжения). Алгоритмы реконфигурации распределительной сети с СОП и без них были разработаны и использованы для определения преимуществ использования СОП. В результатах испытаний распределительной сети с 33 шинами сравнивались преимущества использования SOP, традиционной реконфигурации сети и их комбинации.Результаты показали, что использование только одной SOP позволило добиться аналогичного улучшения работы сети по сравнению со случаем использования реконфигурации сети со всеми филиалами, оснащенными дистанционно управляемыми коммутаторами. Сочетание управления SOP и реконфигурации сети обеспечило оптимальную работу сети.

Ключевые слова

Soft Open Point

Реверсивные преобразователи

Распределительная сеть

Реконфигурация сети

Рекомендуемые статьи

Copyright © 2016 The Authors.Опубликовано Elsevier Ltd.

Основы Network Protector: применение, эксплуатация и тестирование

В этом руководстве описаны основные процедуры эксплуатации и обслуживания Network Protector. Фото: TestGuy.

Сетевые системы обычно используются в больницах, высотных офисных зданиях и учреждениях, где требуется высокая степень надежности обслуживания. В сетевой системе несколько коммунальных служб соединены параллельно во вторичных обмотках трансформатора, что создает надежную и универсальную систему.

В распределительных сетях часто используются два или более трансформатора, питаемых от разных фидеров высокого напряжения. Трансформаторы подключаются через сетевые устройства защиты к общей шине коллектора, а нагрузка обслуживается кабелями или шинами от шины коллектора.

Наиболее важными элементами системы электропитания переменного тока являются сетевой трансформатор и устройство защиты сети. Эти устройства обеспечивают автоматическую работу для надежного обслуживания нагрузок, локализации неисправностей и равномерного распределения мощности по нескольким первичным цепям.

Условия использования сети

Вторичные сети обслуживают нагрузки с высокой плотностью (например, центральные районы), имеют несколько первичных фидеров, имеют вторичные линии, соединенные в сетку для надежности, и чаще всего имеют сетевое напряжение 216/125 вольт.

3 Пример системы распределения электроэнергии фидерной сети. Фото: EATON

Точечные сети относятся к отдельному месту (например, к большому административному зданию) с трансформатором и устройством защиты сети, расположенным рядом с определенной нагрузкой.Спотовые сети имеют напряжение 480/277 вольт.

Пример системы распределения электроэнергии точечной сети. Фото: EATON


Содержимое

  1. Сетевые трансформаторы
  2. Сетевые протекторы
  3. Релейная защита NWP
  4. Кабельные ограничители
  5. Токоограничивающие предохранители
  6. Тестирование и техническое обслуживание Network Protector

1. Сетевые трансформаторы

Специальные распределительные трансформаторы используются в сетевых системах, построенных с учетом уникальных требований к применению, таких как вентиляция, физические размеры, способность к погружению в воду и устойчивость к короткому замыканию.Сетевые трансформаторы обычно доступны в размерах до 2500 кВА, причем наиболее распространенный размер составляет 500 кВА.

Точечные сетевые трансформаторы. Фото: TestGuy.

Сетевые трансформаторы изготавливаются в нескольких исполнениях для установки в подземных хранилищах, на подкладке или внутри зданий. Обычно они заполнены маслом или могут использовать биоразлагаемую или синтетическую негорючую жидкость в качестве изолирующей и охлаждающей среды.

Внутренний выключатель предназначен для отключения трансформатора при техническом обслуживании или осмотре, а также может использоваться для заземления первичного кабеля при выполнении работ на блоке.Выключатели сетевого трансформатора управляются вручную и обычно включают блокировку для предотвращения неправильной работы при включенной цепи.

Сетевые трансформаторы изготавливаются в нескольких исполнениях для установки в подземных хранилищах, на подкладке или внутри зданий. Фото: Richards Mfg.

Сетевые системы могут обслуживать территорию с потребностью в кВА до 40 000 кВА. В г. Нью-Йорке отдельные сети могут обеспечивать еще большую нагрузку, в некоторых случаях до 250 000 кВА.


2. Защита сети

Устройство защиты сети (NWP) подключается между клеммами вторичной обмотки сетевого трансформатора и системой вторичной сети. Этот блок соединяет источник питания (сетевой трансформатор) с нагрузкой (сетевой системой) и отключает эти элементы, когда их роли меняются местами.

Большинство отказов можно устранить без прерывания обслуживания какой-либо нагрузки на шине коллектора. Думайте о сетевых устройствах защиты как о специально разработанных автоматических выключателях, используемых для изоляции неисправностей трансформатора, которые поступают обратно через систему низкого напряжения.

Устройство защиты сети (NWP) подключается между клеммами вторичной обмотки сетевого трансформатора и системой вторичной сети. Фото: EATON

Устройство защиты сети состоит из воздушного выключателя низкого напряжения и связанного с ним защитного реле в виде интегрированного блока. Силовые предохранители могут быть включены для дополнительной защиты и рассчитаны на первичные неисправности, которые не изолированы автоматическим выключателем защиты сети.

Средство защиты сети предназначено для автоматической изоляции сети при возникновении сбоя в основной системе.Например, при повреждении первичного фидера автоматический выключатель, расположенный выше по потоку, сработает, чтобы разомкнуть первичный фидер, и оба трансформатора, подключенные к поврежденному фидеру, затем будут запитаны от вторичной сети.

Реле NWP обнаружит это как условие обратного питания и автоматически разомкнет устройство защиты сети, чтобы локализовать неисправность. Обслуживание всех нагрузок будет продолжаться бесперебойно за счет оставшихся четырех трансформаторов и энергосистемы.

Сетевой предохранитель состоит из трансформатора, низковольтного воздушного выключателя и соответствующего защитного реле в виде интегрированного блока.Фото: TestGuy

Устройство защиты сети, расположенное на вторичной обмотке трансформатора, предназначено для защиты системы от повреждений первичной обмотки или внутренних повреждений трансформатора. Устройство защиты не предназначено для срабатывания при вторичных неисправностях.

Сетевые трансформаторы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать перегрузки, вызванные такими событиями, и иметь размеры, обеспечивающие дополнительную мощность при удалении других трансформаторов в сети. Неисправность в устройстве защиты сети или во вторичной обмотке трансформатора является наиболее опасным типом неисправности с точки зрения работы устройства защиты сети.

Неисправность вторичной системы будет устранена вторичными предохранителями, ограничителями вторичного кабеля или самим кабелем. Выключатели первичного фидера не сработают, равно как и устройства защиты сети не сработают при возникновении вторичного КЗ.

Предохранители сети доступны в погружных или непогружных (вентилируемых) корпусах. Погружной корпус обеспечивает защиту закрытого механизма от затопления и повреждения водой.

Корпус непогружной представляет собой пыленепроницаемый стальной кожух, обеспечивающий защиту закрытого механизма от пыли и грязи.Оба типа защиты крепятся болтами непосредственно к баку сетевого трансформатора. В некоторых случаях сетевой протектор может быть установлен на стене в хранилище или расположен на отдельной раме в хранилище.

Устройство защиты сети имеет ручку управления с тремя рабочими положениями: «автоматический», «открыто» и «закрыто». Автоматическое положение можно считать нормальным положением рукоятки, так как оно позволяет реле управлять работой предохранителя.

Не рекомендуется вводить Network Protector в эксплуатацию с использованием режима ЗАКРЫТИЯ внешнего дескриптора.Устройство защиты должно быть установлено в положение AUTO, чтобы защитное реле могло управлять действиями выключателя.


3. Релейная защита NWP

Реле NWP обнаружит обратное питание и автоматически разомкнет сетевой предохранитель, чтобы локализовать неисправность. Фото: Ричардс/ETI

Сетевые протекторы

можно рассматривать как 2-позиционный вторичный переключатель с возможностью распознавания направления потока энергии через него. Сетевой протектор автоматически открывается, когда нагрузка на сеть снижается, и автоматически закрывается, когда нагрузка на сеть увеличивается с помощью реле.

Релейная система выполняет две основные функции. Один из них — размыкание цепи, а другой — повторное замыкание цепи. Цепь отключения определяет ток, подаваемый из сети на ее фидеры. Если реле обнаружит ток, протекающий из сети в трансформатор, оно разомкнет сетевой предохранитель.

Цепь повторного включения (или главное реле) контролирует выходное напряжение трансформатора и сравнивает его с напряжением сети.

  • Если напряжение сети больше, чем выходное напряжение трансформатора, схема повторного включения не работает.
  • Если напряжение в сетевой системе ниже выходного напряжения трансформатора, сработает схема повторного включения и включит сетевой трансформатор в общую нагрузку.

Разность напряжений между трансформатором и сетью обычно составляет от 1 до 3 вольт. Когда реле увидит эту заданную разницу напряжений, оно либо снова закроет, либо разомкнет предохранитель.

В некоторых конкретных схемах реле напряжение и ток также должны быть в фазе, чтобы эта операция имела место.Реле фазировки следит за тем, когда напряжение сетевого трансформатора опережает напряжение сети на заданную величину. Его цель состоит в том, чтобы получить операцию повторного включения только тогда, когда и сравнение напряжения, и сравнение фаз находятся в пределах заданных диапазонов.


4. Ограничители кабеля

Для обеспечения вторичной защиты сетевых систем с более высоким напряжением коммунальные предприятия обычно устанавливают устройства, известные как кабельные ограничители. Эти устройства состоят из медной трубки с элементом уменьшенного сечения, предназначенного для работы аналогично предохранителю.

Ограничительный элемент заключен в специальный корпус и вставлен в каждый конец вторичных основных кабелей. Размер кабельного ограничителя рассчитан на срабатывание при повреждении кабеля в конкретном участке вторичной сети, который он защищает.

Важно отметить, что кабельный ограничитель — это не то же самое, что токоограничивающий предохранитель. Фото: Richards Mfg.

Использование кабельных ограничителей во вторичной сети показано на рисунке выше. Два ограничителя, защищающие неисправную секцию, сработают, чтобы изолировать неисправность.Обратите внимание, что все соседние кабельные ограничители будут воспринимать гораздо меньший уровень тока и не будут работать.

Кабельные ограничители срабатывают достаточно быстро, чтобы предотвратить повреждение изоляции кабеля. Достаточно большая неисправность приведет к срабатыванию ограничителя задолго до того, как будет нанесено какое-либо повреждение изоляции кабеля.

Термин «ограничители» происходит от их способности ограничивать ущерб из-за неисправности. Ограничитель можно рассматривать как жертвенный элемент, предотвращающий масштабное повреждение другого оборудования.


5. Токоограничивающие предохранители

Вместе с сетевыми предохранителями также могут быть установлены силовые предохранители

. В этом типе применения размер токоограничивающего предохранителя должен быть рассчитан на перегорание при значительных повреждениях вторичной шины.

Токоограничивающие предохранители действуют очень быстро и фактически ограничивают допустимую величину тока короткого замыкания. Важно отметить, что кабельный ограничитель — это не то же самое, что токоограничивающий предохранитель.

Вторичная защита спотовой сети.Фото: Richards Mfg.

В примере неисправности шины, показанном на рисунке выше, перегорают все три ограничительных предохранителя, защищая систему от повреждения.


6. Тестирование и техническое обслуживание Network Protector

Перед вводом сетевого протектора в эксплуатацию его следует протестировать. Технический осмотр и плановые испытания проводятся в течение года в зависимости от условий эксплуатации и требований к надежности обслуживания.

Сетевые трансформаторы

заслуживают такого же отношения, когда речь идет о тестировании и обслуживании, однако для целей этой статьи раздел тестирования будет посвящен только самому блоку защиты сети.

Связанный: Диагностика и оценка состояния трансформатора

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Проверка защитных устройств сети подразумевает работу с работающими высоковольтными системами, которые могут привести к серьезной травме или смерти. Только обученный и квалифицированный испытательный персонал должен проводить техническое обслуживание в полевых условиях, информация, представленная в этом руководстве, предназначена только для справки.

Визуальный/механический осмотр

Общие процедуры проверки устройств защиты сети включают оценку общего физического и механического состояния устройства.Данные паспортной таблички следует сравнивать с проектными чертежами и спецификациями при приемочных испытаниях.

Осмотрите установку устройства защиты сети, включая крепление, выравнивание и заземление. Убедитесь, что устройство чистое, а дугогасительные камеры не повреждены.

Связанный: Методы очистки для профилактического обслуживания электрооборудования

Подвижные и неподвижные контакты следует проверить на состояние и выравнивание. Протирка первичных и вторичных контактов и другие размеры, необходимые для удовлетворительной работы устройства защиты сети, должны быть проверены на правильность.

Проверка механического привода и выравнивания контактов должна выполняться как на устройстве защиты сети, так и на его рабочем механизме. Болтовые электрические соединения следует проверить на наличие высокого сопротивления с помощью омметра с низким сопротивлением (DLRO), инфракрасной камеры или калиброванного динамометрического ключа.

Проверьте посадку и выравнивание ячейки сетевого протектора. Работа скатного механизма должна быть плавной и легко включаться, проверьте наличие соответствующей смазки на движущихся токоведущих частях, а также на движущихся и скользящих поверхностях.

Погружные кожухи должны быть проверены на герметичность с использованием методов, рекомендованных изготовителем установки. Счетчик операций должен увеличиваться на одну цифру за цикл закрытия-открытия, а показания должны регистрироваться как найденные, так и оставшиеся после тестирования.

Электрические испытания

Выполните тест на контактное/полюсное сопротивление и проверьте другие болтовые электрические соединения, используя DLRO, где это применимо. В большинстве случаев достаточно испытательного тока 10 А. Измерьте сопротивление каждого силового предохранителя.

Исследуйте значения, которые отличаются от значений аналогичных болтовых соединений более чем на 50 процентов от наименьшего значения. Исследуйте сопротивление предохранителя, которое отклоняется более чем на 15 процентов.

Испытания сопротивления изоляции выполняются в течение одной минуты на каждом полюсе, между фазами и между фазами и землей при закрытом устройстве защиты сети, а также на каждом разомкнутом полюсе. Напряжение следует применять, используя значения, указанные в литературе производителей, или используйте таблицу NETA Table 100.1 в качестве замены.

Проверка сопротивления изоляции — это необязательная проверка всей проводки управления по отношению к земле. Стандарты NETA требуют, чтобы приложенный потенциал составлял 500 вольт постоянного тока для кабеля с номинальным напряжением 300 вольт и 1000 вольт постоянного тока для кабеля с номинальным напряжением 600 вольт. Продолжительность испытания составляет одну минуту, исследуются значения менее двух МОм.

Для устройств с полупроводниковыми компонентами следуйте рекомендациям производителей, так как испытательное напряжение может повредить эти компоненты.

Реле NWP и тесты управления

В качестве предварительного условия для испытаний реле защиты необходимо проверить правильность любых соответствующих коэффициентов трансформации напряжения и/или тока и полярности.

Связанный: 6 объяснений электрических испытаний трансформаторов тока

Напряжение повторного включения При открытом сетевом защитном устройстве и в автоматическом режиме запишите напряжение, при котором сетевое защитное устройство закрывается на +60 градусов (это начальное напряжение). Повторите тест при -60 градусах (это напряжение запаздывания) и 0 градусов (настройка главного реле).

Обратный ток При закрытом устройстве защиты сети и в автоматическом режиме запишите ток, при котором устройство защиты сети открывается.Полученное показание тока является уставкой обратного тока главного реле.

Связанный: Обзор проверки и обслуживания реле защиты

Убедитесь, что двигатель может заряжать закрывающий механизм при минимальном напряжении, указанном производителем устройства. Минимальное рабочее напряжение двигателя закрывающего механизма должно быть не более 75 процентов от номинального напряжения цепи управления.

Минимальное напряжение срабатывания реле управления электродвигателем должно соответствовать спецификациям производителей устройства, но не должно превышать 75 процентов от номинального напряжения цепи управления в соответствии со стандартами NETA.

Необходимо проверить минимальное напряжение срабатывания исполнительного механизма отключения и проверить работоспособность сброса исполнительного механизма. Минимальное напряжение срабатывания привода отключения не должно превышать 75 процентов от номинального напряжения цепи управления в соответствии со стандартами NETA.


Каталожные номера

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Шесть рабочих условий сети, при которых может возникнуть феррорезонанс

Феррорезонанс и его причины

Из-за множества различных источников емкостей и нелинейных индуктивностей в реальной электрической сети и широкого диапазона рабочих условий, конфигураций, при которых может возникнуть феррорезонанс происходят бесконечны.Опыт, однако, позволил перечислить основные типичные конфигурации, которые могут привести к феррорезонансу.

Шесть рабочих условий сети, при которых может возникнуть феррорезонанс (фото предоставлено: geisrl.it)

Шесть наиболее распространенных примеров поясняются ниже:

  • Трансформаторы напряжения (ТН), подключенные к системе с изолированной нейтралью
  • Трансформатор, случайно запитанный только в одной или двух фазах
  • Трансформаторы напряжения и трансформаторы ВН/СН с изолированной нейтралью
  • энергосистема с высокой емкостью и низкой мощностью короткого замыкания

    1.Трансформатор напряжения запитывается за счет выравнивания емкости одного (или нескольких) разомкнутых автоматических выключателей

    В сверхвысоком напряжении некоторые коммутационные операции (запирание шинного соединителя или переключаемого шинного выключателя, устранение неисправности на секции сборной шины…) могут трансформаторы напряжения привода (ТН), включенные между фазами и землей в феррорезонанс.

    Эти конфигурации можно проиллюстрировать схемой на рис. 1. Размыкание автоматического выключателя D инициирует явление, вызывая разрядку емкости C через ТН, который затем приводится в состояние насыщения.Источник подает достаточно энергии через автоматический выключатель , градуирующий емкость C d , чтобы поддерживать колебание.

    Рисунок 1 – Феррорезонанс трансформатора напряжения, соединенного последовательно с разомкнутым автоматическим выключателем

    Емкость C соответствует всем емкостям относительно земли ТН и подключению, питаемому посредством градуировки емкостей разомкнутого(ых) выключателя(ей).

    Феррорезонанс субгармонического типа.

    Вернуться к содержанию ↑


    2.Трансформаторы напряжения (ТН), подключенные к системе с изолированной нейтралью

    Эта система заземления может быть выбрана в результате подключения аварийного источника с изолированной нейтралью или потери заземления системы. Переходные перенапряжения или сверхтоки из-за коммутационных операций в энергосистеме (отключение нагрузки, устранение неисправности и т. д.) или замыкания на землю могут инициировать это явление, приводя в насыщение железный сердечник одного или двух ТН параллельной феррорезонансной сети. схема на рисунке 6.

    Затем наблюдается феррорезонанс как на фазных напряжениях, так и на напряжении нейтрали (V N ).

    Рисунок 2 – Феррорезонанс ТН между фазой и землей в системе с изолированной нейтралью неисправность в системе.

    Значения перенапряжения могут превысить нормальное межфазное напряжение в установившемся режиме и вызвать разрушение изоляции электрооборудования.

    В зависимости от относительных значений намагничивающей индуктивности ТН и емкости C 0 феррорезонанс бывает основным, субгармоническим или квазипериодическим.

    Вернуться к содержанию ↑


    3. Трансформатор случайно оказался под напряжением только в одной или двух фазах

    Несколько примеров конфигураций, подверженных риску, приведены на рис. 3 ниже. Эти конфигурации могут возникать при потере одной или двух фаз источника при ненагруженном или малонагруженном трансформаторе в результате перегорания предохранителя в энергосистеме среднего напряжения, обрыва проводника или работ под напряжением.

    Например, при вводе в эксплуатацию распределительного шкафа с дистанционным управлением.

    Рисунок 3 – Примеры несбалансированных систем, подверженных риску феррорезонанса

    Емкости могут быть в виде емкости подземного кабеля или воздушной линии, питающей трансформатор, первичные обмотки которого соединены звездой с изолированной или заземленной нейтралью или соединены треугольником.

    Например, последовательная феррорезонансная цепь состоит из последовательного соединения между фазой и землей емкости (между автоматическим выключателем и трансформатором) разомкнутой фазы и импеданса намагничивания трансформатора. Моды фундаментальные, субгармонические или хаотические.

    Фазные емкости и фазные емкости, соединения первичной и вторичной обмоток, конфигурация сердечника (три однофазных, со свободным или принудительным потоком), система заземления нейтрали источника напряжения (глухозаземленная , заземленный, изолированный) и режим питания (одна или две фазы под напряжением) — все это факторы, участвующие в установлении данного состояния. Изолированная первичная нейтраль более подвержена феррорезонансу.

    Чтобы избежать таких рисков, рекомендуется использовать многополюсное отключающее устройство .

    Вернуться к содержанию ↑


    4. Трансформаторы напряжения и трансформаторы ВН/СН с изолированной нейтралью

    Феррорезонанс может возникнуть, когда нейтрали ВН и СН изолированы, а ненагруженные ТН подключены на стороне СН между фазой и землей ( см. рис. 4а).

    Когда замыкание на землю происходит на стороне ВН перед трансформатором подстанции, нейтраль ВН поднимается до высокого потенциала.Из-за емкостного эффекта между первичной и вторичной обмотками перенапряжения появляются на стороне среднего напряжения и могут вызывать феррорезонанс цепи, состоящей из источника напряжения E 0 , емкостей C e и C 0 и индуктивность намагничивания ТН (см. рис. 4б).

    Рисунок 4 – Феррорезонанс ТН между фазой и землей с трансформатором с изолированной нейтралью Обмотка ВН и СН
  • C 0 – емкость нулевой последовательности энергосистемы СН
  • достаточно для поддержания явления. Феррорезонанс фундаментален.

    Вернуться к содержанию ↑


    5. Система питания, заземленная через реактор

    Две конфигурации на рис. 5 чувствительны к феррорезонансу между индуктивностью, подключенной между нейтралью и землей, и емкостями сети относительно земли.

    Что касается низковольтных энергосистем с изолированной нейтралью, стандарты рекомендуют (IEC 364) или предусматривают (NF C 15-100) использование устройства постоянного контроля изоляции (PIM) .

    Монитор постоянной изоляции Vigilohm, Schneider Electric

    Некоторые PIM измеряют полное сопротивление изоляции энергосистемы путем подачи постоянного тока между системой и землей. Их импеданс в основном индуктивный (низкий импеданс для постоянного тока и высокий импеданс на промышленной частоте).

    Они могут быть фактором, способствующим феррорезонансу.

    .5а).

    В СН для ограничения токов замыкания на землю и облегчения самозатухания короткого замыкания используется катушка индуктивности L ( такая, что 3×L×C 0 ×ω 0 2 = 1, где C 0 — емкость нулевой последовательности энергосистемы среднего напряжения, а ω 0 — пульсация мощности ( ) подключается между нейтралью среднего напряжения трансформатора высокого/среднего напряжения и землей (катушка Петерсена).

    Возбуждение и начало резонанса цепи, состоящей из последовательного соединения индуктивности L и емкости 3×C 0 , может произойти в следующих случаях:

  • Насыщение железного сердечника трансформатора ВН/СН,
  • Конструктивная асимметрия трансформатора,
  • Естественная асимметрия емкостей (C 1 , C 2 , C 3 3 рис. 5b ) на землю.
  • Это может привести к насыщению железной катушки , вызывая или поддерживая феррорезонанс.

    Вернуться к содержанию ↑


    6. Трансформатор, питаемый от энергосистемы с высокой емкостной мощностью и малой мощностью короткого замыкания

    Феррорезонанс может возникнуть , когда ненагруженный силовой трансформатор внезапно подключается к источнику питания с малой мощностью короткого замыкания по сравнению с номинальной мощностью трансформатора по подземному кабелю или длинной воздушной линии.

    Это имеет место, например, при возвращении в эксплуатацию в городских или промышленных сетях среднего напряжения (подземный кабель), а также в очень протяженных сельских общественных сетях среднего напряжения (см. рис. 6 ) или там, где все чаще используются подземные кабели ( надежность и эстетика).

    Рисунок 6 – Эквивалентная схема ненагруженного силового трансформатора, питаемого от емкостной системы

    Этот параллельный феррорезонанс (емкость, параллельно соединенная с индуктивностью намагничивания трансформатора) обычно трехфазный, основной или квазипериодического типа.

    Короче говоря:

    1. Конфигурации, при которых может возникнуть феррорезонанс, бесконечны.
    2. Существует множество различных типов феррорезонанса: однофазный, трехфазный, синфазный, дифференциальный.
    3. Опыт, однако, позволяет идентифицировать некоторые уязвимые конфигурации, которые требуют некоторого внимания. К ним относятся:
      1. Трансформатор напряжения, подключенный между фазой и землей в системе с изолированной нейтралью,
      2. Трансформатор, питаемый по длинным и/или емкостным линиям,
      3. Защита предохранителем, перегорание которого приводит к отключению нескольких полюсов,
      4. Без нагрузки или слабонагруженный измерительный трансформатор мощности или напряжения.
    4. Явления, наиболее вероятно вызывающие феррорезонанс:
      1. Коммутация конденсаторных батарей и ненагруженных линий,
      2. Пробой изоляции,
      3. Молния,
      4. Коммутация ненагруженных трансформаторов.

    Предотвращение или подавление феррорезонанса

    Для предотвращения феррорезонанса, перенапряжения, перегрузки по току и искажения формы волны которого могут быть опасны для электрооборудования (отказ, снижение производительности и срока службы изоляторов…).

    Различные используемые методы основаны на следующих принципах:

    1. Избегайте путем надлежащего проектирования и/или коммутационных операций конфигураций, подверженных феррорезонансу . Это может включать запрет на определенные конфигурации системы и/или определенные операции переключения энергосистемы и/или определенные распределительные устройства.
    2. Убедитесь, что значения системных параметров не включены (даже временно) в зону риска, и, если возможно, обеспечьте запас безопасности по отношению к опасным зонам.
    3. Убедитесь, что энергии, подаваемой источником, недостаточно для поддержания явления. Этот метод обычно заключается во введении потерь, которые гасят феррорезонанс, когда он возникает.

    Публикация 71 IEC утверждает, что временные феррорезонансные (и резонансные) перенапряжения «должны предотвращаться или ограничиваться» (одним из вышеперечисленных способов). «Обычно их не следует рассматривать в качестве основы для номинального напряжения разрядника для защиты от перенапряжения или для конструкции изоляции, за исключением случаев, когда эти меры по исправлению положения недостаточны».

    Это означает, что процедура согласования изоляции обычно не учитывает уровни перенапряжения и, следовательно, разрядники для защиты от перенапряжений (остаточное напряжение которых обычно выше, чем перенапряжение из-за феррорезонанса) теоретически не обеспечивают защиты от него.

    Вернуться к содержанию ↑

    Ссылка // Феррорезонанс Ф. Ферраччи; Schneider Electric

    Новая точка плавного открытия с изменением фазы и влияние на оптимизацию несбалансированных сетей распределения электроэнергии

    %PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2020-10-26T15:24:15ZElsevier2021-10-07T00:35:32-07:002021-10-07T00:35:32-07:00iText 4.2.0 от 1T3XTFalse10.1049/(ISSN)1751-8695310.1049/iet- gtd.2019.1660application/pdf

  • Новая точка плавного открытия с изменением фазы и влияние на оптимизацию несбалансированных сетей распределения электроэнергии
  • UUID: fa1e1b88-c93f-4902-8e42-5cd490a1ea80uuid: 726dc884-3391-4b59-970c-436ecee11ff0 конечный поток эндообъект 4 0 объект >поток x+2T0

    Принцип действия Soft Open Points для работы распределительной сети

    Автор

    Перечислено:
    • Цао, Ваньюй
    • Ву, Цзяньчжун
    • Дженкинс, Ник
    • Ван, Чэншань
    • Грин, Тимоти

    Abstract

    Точки плавного открытия (SOP) — это силовые электронные устройства, устанавливаемые вместо нормально разомкнутых точек в сетях распределения электроэнергии.Они способны обеспечить управление потоками активной мощности, компенсацию реактивной мощности и регулирование напряжения в нормальных условиях работы сети, а также быструю локализацию неисправностей и восстановление питания в нештатных ситуациях. Для работы SOP были разработаны два режима управления с использованием встречно-параллельных преобразователей напряжения (VSC). Режим управления потоком мощности с контролем тока обеспечивает независимое управление активной и реактивной мощностью. Режим восстановления питания с регулятором напряжения позволяет подавать питание на изолированные нагрузки из-за сбоев в сети.Принцип работы SOP на основе параллельных VSC был исследован как в нормальных, так и в нештатных условиях работы сети. Исследования на двухфидерной распределительной сети среднего напряжения показали работоспособность СОП при различных режимах работы сети: нормальном, аварийном и послеаварийном восстановлении электроснабжения. При изменении условий работы сети для достижения переходов между двумя режимами управления использовался метод переключения режимов, основанный на контроллере фазовой автоподстройки частоты.Жесткие переходы при прямом переключении режимов были отмечены как неблагоприятные, но плавные переходы были получены путем развертывания мягкого пуска при холодной нагрузке и процесса синхронизации напряжения.

    Предлагаемое цитирование

  • Цао, Ванью и Ву, Цзяньчжун и Дженкинс, Ник и Ван, Ченгшан и Грин, Тимоти, 2016 г. » Принцип работы Soft Open Points для работы распределительной сети ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 164(С), страницы 245-257.
  • Дескриптор: RePEc:eee:appene:v:164:y:2016:i:c:p:245-257
    DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.12.005

    Скачать полный текст от издателя

    Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать другую его версию.

    Каталожные номера указаны в IDEAS

    1. Савич, Александр и Джуришич, Желько, 2014 г. « Оптимальные размеры и расположение устройств SVC для улучшения профиля напряжения в распределительной сети с рассредоточенными фотоэлектрическими и ветровыми электростанциями ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.134(С), страницы 114-124.
    2. Хунг, Дуонг Куок и Митуланантан, Н. и Бансал, Р.К., 2014 г. « Интеграция блоков PV и BES в коммерческие распределительные системы с учетом потерь энергии и стабильности напряжения ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 113(С), страницы 1162-1170.
    3. Фотоуи Газвини, М.А. и Мораис, Хьюго и Вейл, Зита, 2012 г. » Координация между промежуточными решениями о прекращении обслуживания и краткосрочным планированием с ограничениями безопасности в интеллектуальных системах распределения ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.96(С), страницы 281-291.
    4. Му, Юнфэй и Ву, Цзяньчжун и Дженкинс, Ник и Цзя, Хунцзе и Ван, Чэншань, 2014 г. « Пространственно-временная модель для анализа воздействия электромобилей на сеть ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 114(С), страницы 456-465.
    5. Абдулла, М.А., Агалгаонкар, А.П., и Муттаки, К.М., 2014. « Оценка энергоснабжения и непрерывности обслуживания в распределительной сети с возобновляемой распределенной генерацией ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.113(С), страницы 1015-1026.
    6. Трухильо, C.L. и Веласко, Д. и Гуарнизо, Дж.Г. и Диас, Н., 2011. « Проектирование и реализация ВСК для взаимосвязи с электрическими сетями с использованием метода идентификации системы через пространство состояний для расчета контроллеров ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 88(9), страницы 3169-3175.
    Полные ссылки (включая те, которые не соответствуют элементам в IDEAS)

    Цитаты

    Цитаты извлекаются проектом CitEc, подпишитесь на его RSS-канал для этого элемента.


    Процитировано:

    1. Софи Коффи и Виктор Тиммерс и Руи Ли и Гуанлу Ву и Агусти Эджеа-Альварес, 2021. « Обзор приложений, технологий и будущих перспектив MVDC «, Энергии, МДПИ, вып. 14(24), страницы 1-36, декабрь.
    2. Лонг, Чао и Ву, Цзяньчжун и Томас, Ли и Дженкинс, Ник, 2016 г. « Оптимальная работа плавно открытых точек в электрических распределительных сетях среднего напряжения с распределенной генерацией ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.184(С), страницы 427-437.
    3. Цзи, Хаоран и Ван, Чэншань и Ли, Пэн и Сун, Гуанью и Ву, Цзяньчжун, 2018 г. » Метод изолированного разделения активных распределительных сетей на основе SOP с учетом характеристик DG, системы накопления энергии и нагрузки ,» Энергия, Эльзевир, том. 155(С), страницы 312-325.
    4. Го Синьмин, Хо Цюньхай, Вэй Тунчжэнь и Инь Цзинъюань, 2020 г. « Стратегия локального управления для подавления колебаний распределенной энергии на основе точки плавного открытия «, Энергии, МДПИ, вып.13(6), страницы 1-15, март.
    5. Цзи, Хаоран и Ван, Ченгшань и Ли, Пэн и Сун, Гуанью и Ю, Хао и Ву, Цзяньчжун, 2019 г. » Метод количественного анализа эксплуатационной гибкости активных распределительных сетей с высоким проникновением распределенных генераторов ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 239(С), страницы 706-714.
    6. Сяо, Цзюнь и Зу, Гоцян и Ван, Ин и Чжан, Синьсон и Цзян, Сюнь, 2020 г. » Модель и наблюдение диспетчерского региона для гибкой распределительной сети ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.261 (С).
    7. Цзи, Хаоран и Ван, Чэншань и Ли, Пэн и Чжао, Цзиньли и Сун, Гуаньюй и Ву, Цзяньчжун, 2018 г. » Количественная оценка гибкости точек мягкого открытия для улучшения проникновения распределенных генераторов в активные распределительные сети на основе разностно-выпуклого программирования ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 218(С), страницы 338-348.
    8. Бай, Линьцюань и Цзян, Тао и Ли, Фансин и Чен, Хоухэ и Ли, Сюэ, 2018 г. » Планирование распределенного хранения энергии в активных распределительных сетях на основе программно открытых точек, включая реконфигурацию сети и возможности реактивной мощности DG ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.210(С), страницы 1082-1091.
    9. Эшан Карунаратне и Джагадиш Пасупулети, Джанака Эканаяке и Дилини Алмейда, 2021 г. « Оптимальное размещение и размер распределенной генерации в активной распределительной сети с несколькими программными открытыми точками », Энергии, МДПИ, вып. 14(4), страницы 1-20, февраль.
    10. Айтал, Авинаш и Ли, Ген и Ву, Цзяньчжун и Ю, Джеймс, 2018 г. » Рабочие характеристики электрической распределительной сети с точкой плавного открытия во время неисправности переменного тока на стороне сети ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.227(С), страницы 262-272.
    11. Томас Грев и Харалампос Патсиос, Майкл Г. Поллитт и Фил Тейлор, 2016 г. « Экономические зоны для будущих комплексных энергосистем «, Рабочие бумаги EPRG 1625, Группа исследования энергетической политики, Кембриджская школа бизнеса судей, Кембриджский университет.
    12. Ли, Пэн и Цзи, Цзе и Цзи, Хаоран и Сун, Гуаньюй и Ван, Чэншань и Ву, Цзяньчжун, 2020 г. « Метод восстановления снабжения, ориентированный на самовосстановление, основанный на координации нескольких СОП в активных распределительных сетях «, Энергия, Эльзевир, том.195(С).
    13. Чжэньшань Чжу, Дичен Лю, Цинфэнь Ляо, Фей Тан, Цзюнь Джейсон Чжан и Хуайгуан Цзян, 2018 г. « Оптимальное планирование мощности для гибридной распределительной сети переменного/постоянного тока среднего напряжения «, Устойчивое развитие, MDPI, vol. 10(2), страницы 1-22, январь.
    14. Чжан, Лу и Шен, Чен и Чен, Ин и Хуан, Шаовей и Тан, Вэй, 2018 г. « Согласованное размещение распределенной генерации, конденсаторных батарей и точек плавного открытия в активных распределительных сетях с учетом результатов диспетчеризации ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.231(С), страницы 1122-1131.
    15. Ибрагим Диаэльдин и Шади Абдель Алим и Ахмед Эль-Рафей и Алмоатаз Абдельазиз и Ахмед Ф. Зобаа, 2019 г. « Оптимальная реконфигурация сети в активных распределительных сетях с точками мягкого открытия и распределенной генерацией «, Энергии, МДПИ, вып. 12(21), страницы 1-31, ноябрь.
    16. Бастами, Хоуман и Шакарами, Махмуд Реза и Дустизаде, Мейсам, 2021 г. » Децентрализованная совместная структура для многозонной активной распределительной сети при наличии межобластных программных открытых точек ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.300(С).
    17. Мохаммед Ажаруддин Шамшуддин, Феликс Рохас, Роберто Карденас, Хавьер Переда, Матиас Диас и Ральф Кеннел, 2020 г. «Твердотельные трансформаторы : концепции, классификация и управление », Энергии, МДПИ, вып. 13(9), страницы 1-35, май.
    18. Ван, Чэншань и Сун, Гуаньюй и Ли, Пэн и Цзи, Хаоран и Чжао, Цзиньли и Ву, Цзяньчжун, 2017 г. « Оптимальное размещение и размеры точек плавного размыкания в активных электрических распределительных сетях «, Прикладная энергия, Elsevier, vol.189(С), страницы 301-309.

    Наиболее похожие товары

    Это элементы, которые чаще всего цитируют те же работы, что и этот, и цитируются теми же работами, что и этот.
    1. Хунг, Дуонг Куок и Митуланантан, Н. и Бансал, Р.К., 2014 г. « Оптимальная структура планирования инвестиций для нескольких блоков распределенной генерации в промышленных распределительных системах «, Прикладная энергия, Elsevier, vol. 124(С), страницы 62-72.
    2. Цзи, Хаоран и Ван, Ченгшань и Ли, Пэн и Сун, Гуанью и Ю, Хао и Ву, Цзяньчжун, 2019 г.» Метод количественного анализа эксплуатационной гибкости активных распределительных сетей с высоким проникновением распределенных генераторов ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 239(С), страницы 706-714.
    3. Муттаки, К.М. и Ле, Ан Д. Т., и Агай, Дж., и Махбуби-Могхаддам, Э., и Негневицкий, М., и Ледвич, Г., 2016. « Оптимизация параметров распределенной генерации посредством оценки экономической осуществимости «, Прикладная энергия, Elsevier, vol. 165(С), страницы 893-903.
    4. Ганди, Октовиано и Родригес-Гальегос, Карлос Д. и Чжан, Венджи и Шринивасан, Дипти и Рейндл, Томас, 2018 г. « Экономико-технический анализ обеспечения реактивной мощностью от распределенных энергоресурсов в микросетях ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 210(С), страницы 827-841.
    5. Цзи, Хаоран и Ван, Чэншань и Ли, Пэн и Чжао, Цзиньли и Сун, Гуаньюй и Ву, Цзяньчжун, 2018 г. » Количественная оценка гибкости точек мягкого открытия для улучшения проникновения распределенных генераторов в активные распределительные сети на основе разностно-выпуклого программирования ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.218(С), страницы 338-348.
    6. Цао, Ванью и Ву, Цзяньчжун и Дженкинс, Ник и Ван, Ченгшан и Грин, Тимоти, 2016 г. » Анализ преимуществ Soft Open Points для работы распределительной сети ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 165(С), страницы 36-47.
    7. Лонг, Чао и Ву, Цзяньчжун и Томас, Ли и Дженкинс, Ник, 2016 г. « Оптимальная работа плавно открытых точек в электрических распределительных сетях среднего напряжения с распределенной генерацией ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.184(С), страницы 427-437.
    8. Чжао, Цзиньли и Чжан, Мэнчжэнь и Ю, Хао и Цзи, Хаоран и Сун, Гуаньюй и Ли, Пэн и Ван, Чэншань и Ву, Цзяньчжун, 2019 г. » Метод изолированного разделения активных распределительных сетей на основе программирования с ограничением случайности ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 242(С), страницы 78-91.
    9. Гу, Чэньцзя и Чжан, Яо и Ван, Цзяньсюэ и Ли, Цинтао, 2021 г. » Совместное планирование хранения электроэнергии и газа в газораспределительной сети с учетом высокопроходимого электромобиля и газового автомобиля ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.301 (С).
    10. Раза, Мухаммад и Кольядос, Карлос и Гомис-Белльмунт, Ориол, 2017 г. « Управление реактивной мощностью в морской сети переменного тока с несколькими преобразователями источников напряжения «, Прикладная энергия, Elsevier, vol. 206(С), страницы 793-803.
    11. Сарди, Джунайна и Митуланантан, Н. и Галлахер, М. и Хунг, Дуонг Куок, 2017 г. » Планирование накопления энергии несколькими сообществами в распределительных сетях с использованием анализа затрат и результатов ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol.190(С), страницы 453-463.
    12. Цзинь, Сяолун и Му, Юнфэй и Цзя, Хунцзе и Ву, Цзяньчжун и Цзян, Тао и Ю, Сяодань, 2017 г. » Динамическое экономическое управление гибридной энергетической микросетью с учетом виртуальной системы накопления энергии на базе здания ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 194(С), страницы 386-398.
    13. Ана Кабрера-Тобар, Эдуард Буллич-Массаге, Моника Арагуэс-Пеньальба и Ориол Гомис-Беллмунт, 2019 г. « Управление активной и реактивной мощностью фотоэлектрического генератора в соответствии с нормами энергосистемы », Энергии, МДПИ, вып.12(20), страницы 1-25, октябрь.
    14. Ли, Пэн и Цзи, Хаоран и Ю, Хао и Чжао, Цзиньли и Ван, Чэншань и Сун, Гуаньюй и Ву, Цзяньчжун, 2019 г. » Стратегия комбинированного децентрализованного и локального управления напряжением в точках плавного открытия в активных распределительных сетях ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 241(С), страницы 613-624.
    15. Наташа Андреначчи, Роберто Рагона и Антонино Дженовезе, 2020 г. « Оценка мгновенного энергопотребления электрической зарядной станции в городском сценарии », Энергии, МДПИ, вып.13(11), страницы 1-19, май.
    16. Патеракис, Николаос Г. и Гибеску, Мадлен, 2016 г. « Методология создания профилей мощности парковок для электромобилей при различных операционных стратегиях «, Прикладная энергия, Elsevier, vol. 173(С), страницы 111-123.
    17. Эйзинг, Ян Виллем и ван Онна, Том и Алкемаде, Флортье, 2014 г. « На пути к интеллектуальным сетям: выявление рисков, возникающих в результате интеграции энергетических и транспортных цепочек поставок », Прикладная энергия, Elsevier, vol.123(С), страницы 448-455.
    18. Сарди, Джунайна и Митуланантан, Н. и Хунг, Дуонг Куок, 2017 г. « Стратегическое размещение общественного хранилища энергии в жилой системе с фотоэлектрическими блоками на крыше ,» Прикладная энергия, Elsevier, vol. 206(С), страницы 159-171.
    19. Е, Бин и Ян, Пэн и Цзян, Цзинцзин и Мяо, Лисинь и Шен, Бо и Ли, Цзи, 2017. « Осуществимость и экономический анализ специального города, работающего на возобновляемых источниках энергии, в Китае «, Ресурсы, сохранение и переработка, Elsevier, vol.121(С), страницы 40-50.
    20. Монтейро, Рауль В.А. и Гимарайнш, Херальдо К. и Силва, Фернандо Бенту и да Силва Тейшейра, Раони Ф. и Карвалью, Бисмарк К. и Финацци, Антониу де П. и де Васконселлос, Арнульфо Б., 2018. » Среднесрочный анализ снижения технических потерь в распределительных системах с переменным спросом с использованием искусственных нейронных сетей: подход к хранению электроэнергии ,» Энергия, Эльзевир, том. 164(С), страницы 1216-1228.

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами.Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите дескриптор этого элемента: RePEc:eee:appene:v:164:y:2016:i:c:p:245-257 . См. общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, реферата, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: . Общие контактные данные провайдера: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом. Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которых мы не уверены.

    Если CitEc распознал библиографическую ссылку, но не связал с ней элемент в RePEc, вы можете помочь с помощью этой формы .

    Если вы знаете об отсутствующих элементах, ссылающихся на этот, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылающегося элемента.Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле RePEc Author Service, так как некоторые цитаты могут ожидать подтверждения.

    По техническим вопросам относительно этого элемента или для исправления его авторов, названия, реферата, библиографической информации или информации для загрузки обращайтесь: Кэтрин Лю (адрес электронной почты доступен ниже). Общие контактные данные провайдера: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/405891/description#description .

    Обратите внимание, что фильтрация исправлений может занять пару недель. различные услуги RePEc.

    Способ защиты от однофазного обрыва распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали | Защита и управление современными энергосистемами

    Параметр характеристики защиты

    Из ур. (3)-(5) и ур. (9)-(15), видно, что напряжение нейтрали и последовательный ток фидера при нормальной работе и однофазном обрыве распределительной сети существенно различаются, когда режим заземления отличается.На напряжение нейтрали влияют x и k после однофазного обрыва и имеет максимальное значение.

    Когда нейтральная точка не заземлена, в сочетании с экв. (11), максимальное изменение напряжения нейтрали равно

    $${U}_{\mathrm{Omax}}=\frac{1}{2{k}_{\mathrm{min}}}{U}_{\varphi}$$

    (21)

    Когда нейтральная точка заземлена дугогасительной катушкой, в сочетании с экв. (13), максимальное изменение напряжения нейтрали равно

    $${U}_{\mathrm{Omax}}=\frac{1}{2p{k}_{\mathrm{min}}}{U}_{\varphi}$$

    (22)

    Когда нейтральная точка заземлена с низким сопротивлением, в сочетании с экв.(15) максимум изменения напряжения нейтрали равен

    $${U}_{\mathrm{Omax}}=\frac{3{R}_{\mathrm{d}}\omega {C}_{\mathrm{max}}}{2}{U }_{\varphi}$$

    (23)

    Где кОм мин – отношение емкости системы к максимальной емкости фидера; C max – максимальная емкость на землю во всех фидерах; U φ – нормальное рабочее фазное напряжение.

    Поскольку ток последовательности при нормальной работе очень мал, в сочетании с ур.{\ простое число} -0 = — \ frac {Z_0} {Z _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _0 + {Z} _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _2 + {Z} _2 {Z} _0}{\dot{E}}_A\end{массив}}$$

    (24)

    Согласно ур. Согласно (24), изменения токов прямой и обратной последовательности до и после однофазного замыкания равны. Кроме того, поскольку различие в режиме заземления влияет только на импеданс нулевой последовательности, всегда устанавливается соотношение изменений тока прямой и обратной последовательности в различных режимах заземления, которое не зависит от полного сопротивления нулевой последовательности.{\ prime} \ frac {Z _ {\ mathrm {S} 2}} {Z _ {\ mathrm {eq} 2} + {Z} _ {\ mathrm {S} 2}} $ $

    (25)

    Где Z S2 – эквивалентное сопротивление обратной последовательности системы.

    Ток обратной последовательности в основном течет от линии повреждения к верхней сети, поскольку эквивалентное полное сопротивление обратной последовательности распределительной сети среднего напряжения намного меньше, чем полное сопротивление линии обратной последовательности [11]. Как следствие, ток обратной последовательности на фидере без повреждения намного ниже, чем на фидере с повреждением.Отношение изменения тока прямой и обратной последовательности исправного фидера меньше 1.

    Следовательно, напряжение нейтрали и изменение тока последовательности выбраны в качестве параметра характеристики защиты, который может точно отражать возникновение одиночного замыкания. Обрыв фазы и отличить неисправный фидер от нормального фидера.

    Критерий защиты

    В данной статье предлагается метод защиты от однофазного обрыва распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали.Ввиду значительного изменения напряжения нейтрали до и после повреждения оно выбрано в качестве пускового критерия, который может быстро отражать возникновение однофазного замыкания. Выражение

    $${K}_{\mathrm{rel}}{U}_{\mathrm{unb}}<{U}_{\mathrm{O}}<{K}_{\mathrm{rel}} {U} _ {\ mathrm {O} \ макс} $ $

    (26)

    Где, K отн – коэффициент надежности.

    Тем не менее, некоторые короткие замыкания также вызывают сдвиг напряжения нейтрали.Однако однофазный обрыв не приводит к увеличению тока. Выбор фазного тока шины в качестве критерия блокировки позволяет эффективно отличить однофазный обрыв от короткого замыкания. Учитывая легкую или ненагруженную линию, выражение

    $${I}_{\varphi}(t)-{I}_{\varphi}\left(t-T\right)\le 0$$

    (27)

    Где, I φ ( t ) – выборочное значение фазного тока шины в настоящий момент; I φ ( t-T ) – выборочное значение фазного тока шины в предыдущем цикле.

    На основе различных характеристик отклонения отношение изменения тока прямой и обратной последовательности используется для построения критерия выбора линии, который позволяет точно отличить фидер с неисправностью от фидера без неисправности. Выражение

    $$1-{K}_{\mathrm{set}}<{n}_i<1+{K}_{\mathrm{set}}$$

    (28)

    Где, n i — отношение изменения амплитуды тока прямой и обратной последовательности на выходе фидера i ; K set — это маржа, обычно равная 0.1~0,2(Необходимо, чтобы настройка K набора могла четко идентифицировать неисправный фидер. Принимая во внимание влияние степени асимметрии, ошибки измерения и шума, более целесообразно использовать K набор = 0,1).

    Кроме того, критерий блокировки в основном используется для различения короткого замыкания и обрыва. Защита от короткого замыкания, как правило, быстродействующая. Таким образом, может быть установлена ​​определенная временная задержка, которая может не только взаимодействовать с защитой от короткого замыкания, но и реализовывать сегментную защиту линии.

    Согласно ур. (26)–(28), способ защиты распределительной сети от однофазного обрыва показан на рис. 3, включая пусковой компонент, компонент выбора линии и блокирующий компонент.

    Рис. 3

    Логическая схема защиты от однофазного короткого замыкания

    Конкретная логика действия: когда напряжение нейтрали выше нормального несимметричного напряжения и меньше максимального напряжения однофазного короткого замыкания, действует стартовый компонент; когда амплитуда фазного тока шины увеличивается, компонент блокировки действует для предотвращения неправильной оценки, в противном случае компонент блокировки не действует, определяя, что произошло однофазное короткое замыкание; Когда определенный фидер I удовлетворяет 1 — K Набор I <+ <1 + K Установите , Компонент выбора линии действует и отправляет сигнал предупреждения или отключения, определяющий, что устройство подачи имеет однофазный обрыв.

    0 comments on “Неполнофазный режим работы сети: Неполнофазный режим работы электрооборудования

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.