Автореферат (Оценка соответствия отключающей способности выключателей токам коротких замыканий и переходным восстанавливающимся напряжениям в энергосистеме Республики Таджикистан), страница 4

Например, при Лд = 2 расчетная скорость нарастания ПВН на контактах элегазового выключателя номинальным напряжением 220 кВ и с током 1, ...„= 50 кА ~кривая 1) при отключении тока 1,.„' ~ =О,З 1, превышает нормированное значение, а при Хд = 8 расчетная скорость нарастания ПВН на контактах элегазового выключателя номинальным напряжением 220 кВ и с током 1„„, „,„= 25 кА (кривая 2) при отключении тока 1„.,® =0,3 1,„.,„„, — не превышает нормированное значение.

Согласно рисунка 6 зона несоответствия расчетных скоростей нарастания ПВН нормируемым значениям намного больше зоны соответствия норме. Для оценки влияния удаленности точки КЗ на ЛЭП от выключателя, с помошью программного комплекса ЕМТР— ЯГ была разработана расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов для 15 исследования параметров ПВН на контактах элегазовых выключателей 110 и 220 кВ при отключении неудаленных КЗ. Использованная в данном исследовании модель дуги элегазовых выключателей состоит из двух частей, одна из которых описана уравнением Кэсси, а другая — уравнением Майра.

На рисунке 7 представлена схема замещения электрической сети для расчета параметров ПВН на контактах элегазовых выключателей с номинальными напряжениями 110 и 220 кВ. Рисунок 7. Схема замещения электрической сети для расчета параметров ПВН в режиме неудаленных КЗ Удаленность точек КЗ, расположенных на ЛЭП, от элегазового выключателя 1. в сетях 110 кВ варьировалась в диапазоне от О до 35 км, а в сетях 220 к — в диапазоне от О до 68 км.

Расчетные значения отношений токов КЗ в точках, расположенных на ЛЭП, к токам КЗ на выводах элегазовых выключателей М=1, Х „при различных 1. до точек КЗ составили М = 0,1 —: 1. Номинальные токи отключения и расчетные токи КЗ на выводах, исследуемых элегазовых выключателей 110 и 220 кВ были приняты равными 40кА, т.е. 1„,, = 1„,. „,„. Нормированные значения скоростей нарастания и первых амплитудных ПВН для исследуемых элегазовых выключателей напряжением 110 кВ равны 2кВ/мкс и 100 кВ, а для 220 кВ равны 2 кВ/мкс и 200 кВ соответственно, Количество линейных присоединений шин РУ в расчетах было принято 4 шт. На рисунке 8 показаны зависимости скоростей нарастания ПВН от значений отношений токов КЗ в точках, расположенных на ЛЭП, к токам КЗ на выводах элегазовых выключателей напряжениями 110 и 220 кВ при значениях М= 01 —: 1.

д д~ д~' а' ц~» дз дзз д~ а~~ а» аз» а~ ц~' д д.:» дв ду ау ад: ЛХ, о,е Рисунок 8. Зависимости скоростей нарастания ПВН на контактах элегазовых выключателей 110 кВ (кривая 1) и 220 кВ (кривая 2) от значений М в режиме неудаленного КЗ Из рисунка 8 видно, что максимальное значение скорости нарастания ПВН, равное 7,18 кВ/мкс, превышающее нормированное значение в 3,017 раза, в сетях напряжением 110 кВ достигается при М= 0,85, а максимальное значение скорости нарастания ПВН, равное 8,328 кВ/мкс, превышающее нормированное значение в 3,499 раза, в сетях напряжением 220 кВ достигается при М = 0,85.

Произведена верификация расчетных методов определения скорости нарастания и первого амплитудного значения ПВН на контактах выключателя при отключении тока КЗ, рассчитанных по известным аналитическим уравнениям и рассчитанных с помощью расчетной математической модели, реализованной в программном комплексе ЕМТР-ЯК Погрешность расчетных значений скорости нарастания ПВН составила 7,036 %, а первого амплитудного значения — 29,54 %. С целью уменьшения скорости нарастания ПВН на контактах элегазового выключателя 110 кВ путем установки дополнительных емкостей с использованием программного комплекса ЕМ7Р— Я 1; была разработана расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов с учетом параметров дугогасящей камеры. На рисунке 9 приведены расчетные кривые ПВН на контактах элегазового выключателя с номинальным напряжением 110 кВ при отключении тока КЗ на ЛЭП до и после установки дополнительных емкостей 30, 40, 50 и 60 нФ, условная граничная линия ПВН, и линия запаздывания ПВН согласно ГОСТ Р 52565 — 2006.

459~2 459~7 45932 45937 45942 45947 4595-» 4595т ~596~ 45967 г, .чкс Рисунок 9. Расчетные кривые ПВН до (кривая 1) и после установки емкостей С, = 30 нФ (кривая 2), С, = 40 нФ (кривая 3), С, = 50 нФ (кривая 4), С, = 60 нФ (кривая 5), условная граничная линия ПВН (кривая 6) и линия запаздывания ПВН (кривая 7) Как видно из рисунка 9, при отключении тока КЗ на ЛЭП, без установки дополнительной емкости скорость нарастания ПВН (кривая 1) на контактах элегазового выключателя выходит за пределы условной граничной линии ПВН (кривая 6) и дважды пересекает линию запаздывания ПВН (кривая 7).

Также из рисунка 9 видно, что при установке дополнительной емкости С, = 40 чФ, скорость нарастания ПВН (кривая 3) не выходит за пределы условной граничной линии ПВН (кривая 6) и только один раз пересекает линию запаздывания (кривая 7). Таким образом, анализируя полученные кривые ПВН, можно сделать вывод о том, что, чем больше значение дополнительной емкости, тем меньше скорость нарастания ПВН на контактах выключателя. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Проведено уточнение границ применения методов расчета, основанных на экспоненциальной, одночастотной и пилообразной формах кривых ПВН на контактах ВВ при отключении тока трехфазного КЗ на примере ПС 110/10 кВ.

Показано, что при КЗ на выводах выключателя, скорость нарастания ПВН, определяемая методом, основанным на экспоненциальной форме кривой, не превышает нормированное значение, а при КЗ в точке, расположенной на ЛЭП на расстоянии 1 км от выключателя, скорость нарастания ПВН, определяемая методом, основанным на пилообразной форме кривой, в 1,83 раза превышает нормированное значение.

Для выбора ВВ при проектировании и реконструкции электрических станций и ПС, рекомендуется определять параметры ПВН методом, основанном на пилообразной форме кривой. 2. Разработана расчетная модель южной части ЭЭС РТ, реализованная в программном комплексе ЖЕРЕАМ с использованием параметров электрооборудования электростанций, подстанций, линий электропередачи и нагрузок ПС, позволяет определить токи КЗ в 115 узлах напряжением 110 кВ, в 37 узлах напряжением 220 кВ и в 3 узлах напряжением 500 кВ. Произведена верификация начальных действующих значений периодической составляющей токов трехфазных и однофазных КЗ, определенных с помощью расчетной модели, с начальными действующими значениями периодической составляющей токов трехфазных и однофазных КЗ, по данным отдела релейной защиты и автоматики эксплуатирующей энергетической компании ОАХК «Варки Точик».

Показано, что минимальное расхождение в результатах составило 3,7 %, а максимальное составило 15,1 %. 3. Выполнена оценка соответствия отключающей способности ВВ южной части ЭЭС РТ начальным действующим значениям периодической составляющей токов КЗ, которая показала, что масляные выключатели, установленные на 10 присоединениях шин ОРУ 110 кВ ПС Джангал и на 14 присоединениях шин ОРУ 110 кВ ГЭС Головная с номинальными токами отключения 20кА, не способны отключить токи однофазного КЗ, которые составляют 23,4 и 23,5 кА. Проведена оценка достаточности применения СДС для снижения уровней токов КЗ в узлах высокого напряжения южной части ЭЭС РТ с помощью программного комплекса УЕРЕАЖ, где оптимальные точки СДС в южной части ЭЭС РТ выбирались по принципу минимизирования потерь активной мощности и недопущения выхода напряжений за допустимые пределы.

Установлено, что при применении СДС для условий ЭЭС РТ начальные действующие значения периодической составляющей токов трехфазных и однофазных КЗ в узлах электрических сетей 110, 220 и 500 кВ уменьшились в 1„005 — 1,8 раза. Показано, что применение СДС для условий ЭЭС РТ в сетях 110 кВ и выше, привело к увеличению потерь активной мощности на ЛЭП 220 кВ на 4,7 %, на ЛЭП 500 кВ на 7,4 %, в трансформаторах 110 кВ на 36,9 %, в трансформаторах 220 кВ на 18,1 %, в трансформаторах 500 кВ на 9,8%.

Исходя из принципа минимизирования потерь активной мощности в ЭЭС РТ, СДС объективно оказывается основным наиболее эффективным и малозатратным методом ограничения токов КЗ. 4. Выполнена оценка соответствия отключающей способности ВВ южной части ЭЭС РТ параметрам ПВН при неудаленном КЗ, для которой определено влияние интегральных параметров узлов электрических с~тей на параметры ПВН. Проведенный анализ влияния количества линейных присоединений и отключаемых токов КЗ на расчетные параметры ПВН на контактах ВВ напряжениями 110, 220 и 500 кВ, установленных в южной части ЭЭС РТ в режиме неудаленных КЗ, показал, что пиковые значения ПВН не превышают нормированных параметров ПВН. Предельные значения количества линейных присоединений и отключаемых токов КЗ при которых скорости нарастания ПВН не превышают нормированные, составляют: Для выключателей 110 к — Жл =- 11 шт.

и 7„,"' = 12 кА; Для выключателей 220 к — Хл = 8 шт. и 1„.,'" = 14,5 кА; Для выключателей 500 к — Мл = 3 шт. и 1,' ' = 15 кА. 5, Разработана расчетная математическая модель электромагнитных переходных процессов с помощью программного комплекса ЕМТР— М' для исследования ПВН и определения критических удаленности мест КЗ на воздушных ЛЭП. Рекомендовано при выборе элегазовых выключателей с номинальными напряжениями 110 и 220 кВ по параметрам ПВН, обрашать особое внимание на случаи, когда удаленность КЗ задается отношениями значений токов КЗ в точках КЗ на ЛЭП к значениям токов КЗ на выводах ВВ, равными 0,7 — 0,9.

б, Разработана рекомендация, позволяюшая уменьшать скорости нарастания ПВН при отключении неудаленных КЗ на воздушных ЛЭП, до нормированных значений. Рекомендуется уменьшать скорости нарастания ПВН путем использования дополнительных емкостей, подключенных к фазным выводам выключателя со стороны ЛЭП. В качестве дополнительной емкости рекомендуется использовать экранированный силовой кабель, один конец которого подключен к выводах выключателя, а другой конец снабжен заглушкой из электроизоляционного материала. ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Публикации в рецензируемых научных изданиях по перечню ВАК: 1, Гусев Ю.П,, Насыр уулу К., Рахимов Дж.Б., Скурихина К.А.

Расчет переходных восстанавливающихся напряжений при выборе выключателей для электроустановок напряжением 110 кВ и выше О Вестник МЭИ. 2017. №3. С. 28 — 32, 2. Гусев Ю.П,„Касобов Л.С., Каюмов А.Г., Рахимов Дж.Б. Проверка выключателей высокого напряжения по параметрам переходных восстанавливающихся напряжений // Энергетик. 2017. №9. С, 28 — 30. Публикации в научных изданиях, материалы региональных и международных конференций: 3. Рахимов Дж.Б., Гусев Ю.П. Рост уровней токов короткого замыкания — сдерживающий фактор развития экономики П Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи: материалы 1У вЂ” й российской молодежной научной школы — конференции. В,2 т.