Работа выполнена в мэи(ТУ) студент кафедры эпп марков Ю. В. Список исполнителей (стр. 2 из 3)

8.3. Методика оценки параметров провалов напряжения.

Для разработки защиты от ПН и предотвращению их последствий необходимо располагать прогнозом ПН для конкретной СЭС. Прогнозы можно делать по имеющейся статистике, получаемой на основе многолетних регистрируемых наблюдений или расчетов для конкретной сети. Для регистрации глубины и длительности ПН необходимо организовать длительные измерения специальными приборами, которые дадут тем более достоверные прогнозы, чем шире масштаб охваченной измерениями сети.

В России нет опубликованных данных об измерениях такого рода, но в определенные статистические данные о фактах возможных ПН можно получить по записям в оперативных журналах. Некоторые представления о характеристиках ПН в электрических сетях высокого напряжения приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, наиболее вероятной причиной ПН является грозовая деятельность. Молния, представляя собой электрический разряд в атмосфере, — наиболее мощный естественный источник электромагнитных возмущений. В силу ряда очевидных причин, таких как конструктивные особенности и др., наиболее часто подвержены ударам молнии воздушные линии электропередачи, которые испытывают десятки ударов молнии и могут в ряде случаев привести к возникновению устойчивого КЗ на линии и отключению линии. Зная вероятное число ударов молнии в линии, которые приводят к КЗ, можно прогнозировать и ПН.

Таблица 1

Напряжение, кВ	Число провалов напряжения по различным причинам
	Грозовые явления	Гололед, загрязнения	Прочие (ошибки персонала, переключения)	Всего
63	18	4,8	4,7	27,5
90	9,6	2,3	2,3	14
225	8,7	1,7	1,6	12
400	2,7	1,0	1,0	4,7

Для расчета характеристик ПН необходимо учитывать реальную структуру и конфигурацию СЭС и ее режим работы электрооборудования, подключенных вплоть до шин 0,4 кВ. Модель исследуемой СЭС должна отражать ее так подробно, чтобы выполненные расчеты дали возможность определять не только напряжения, токи, мощности в интересующих узлах, но и отклонения этих параметров от нормальных установившихся значений.

Для создания расчетной модели должен использоваться программный комплекс расчетов установившихся и переходных электромагнитных и электромеханических процессов в системах электроснабжения промышленных предприятий. Математическая модель энергосистемы и СЭС предприятия должна содержать все источники питания (задаваемые своими параметрами), линии, трансформаторы, реакторы, нагрузки каждой ГПП, РП, ПС 110, 10, 6 и 0,4 кВ, параметры средств защиты и автоматики, учитывать перетоки мощностей. Программное обеспечение должно моделировать место КЗ на расчетной схеме, любой вид короткого замыкания и сопротивление в месте КЗ.

Для моделирования процесса ПН необходимо достоверно учитывать состояние коммутационных аппаратов и работу средств РЗА. Кроме того, необходимо учитывать топологические изменения в промышленной сети в соответствии с логикой работы РЗА. Решение данной задачи состоит из трех этапов.

На первом этапе рассчитывается глубина и длительность провала напряжения от момента возникновения КЗ в выбранной точке сети до момента срабатывания выключателя, отключающего это КЗ. По условиям обеспечения бесперебойной работы неповрежденной части системы время отключения КЗ должно быть по возможности малым (не более десятых, а иногда и сотых долей секунды). Поэтому учет быстродействия РЗ является важным условием. Время отключения повреждения складывается из времен срабатывания зашиты t_з и выключателя

. В сетях 110÷220 кВ обычно с. Поскольку в среднем с, то время срабатывания релейной защиты должно составлять с. Таким образом, длительность таких провалов не будет превышать 0,08 с для потребителей, питание которых сохраняется после отключения КЗ.

На втором этапе учитывается работа АПВ. Напряжение потребителей, у которых после отключения КЗ уровень напряжения ниже номинального, может восстановиться до первоначального уровня или близкого к нему в результате работы АПВ (одно- или двухкратного). Как правило, время срабатывания АПВ

принимают равным 2-3 с., но оно может достигать и 10с, что, как показывает опыт эксплуатации, повышает устойчивость АПВ.

На третьем этапе, после срабатывания АПВ, часть трансформаторных ПС может отключиться, что приведет в действие средства АВР, предназначенные для восстановления питания. Как правило, в сети устанавливается несколько устройств АВР, каждое из которых работает независимо от других, но работа всех АВР в совокупности может быть скоординирована заданием временных уставок. Время срабатывания АВР определяется как

, где - максимальная выдержка времени защит на линиях, связанных с рабочим источником питания, КЗ на которых сопровождается снижением напряжения на резервируемых шинах ниже напряжения срабатывания пускового органа АВР; — ступень селективности. В зависимости от установленных средств защиты и автоматики, а также от ступени селективности время срабатывания АВР может находиться в пределах от 1,5 до 5 с.

Для расчета характеристик ПН в модели используется контроль параметров режима в выбранных узлах, в частности - напряжение в заданных узлах, время начала провала и восстановления напряжения в узле.

Известно, что вероятность однофазных КЗ на землю в сетях выше, чем трехфазных:

, и =20%, и . В расчетах ПН будем учитывать именно это распределение видов КЗ. В расчетной схеме вид КЗ учитывается сопротивлением шунта, подключаемого в точке КЗ. При выборе сопротивления шунта следует учитывать, что дуговое КЗ более вероятно, чем металлическое.

Глубина провала снижается по мере удаления от точки КЗ и приближения к источникам питания. На тупиковых ВЛ в точках, расположенных за точкой КЗ, глубина провала остается постоянной и равной ее значению в точке КЗ. Однако нельзя сказать, что по мере удаления от точки КЗ глубина провала распространяется пропорционально этой удаленности из-за сложно-замкнутого характера сети. Для смежных сетей, выделенных в указанных границах, характеристики провалов следует рассчитывать независимо друг от друга.

При расчете характеристик ПН возникает задача выбора точек вероятных КЗ и контрольных точек, для которых необходимо рассчитать величины посадок напряжения, изменения активной, реактивной мощностей. Это необходимо проводить и при организации измерений, исходя из требований минимума средств измерений, с помощью которых может быть получена наиболее достоверная картина распространения ПН.

При выборе точек КЗ можно воспользоваться одним из двух подходов:

- по записям в оперативных журналах;

- по данным расчетов вероятности ударов молнии в BJI, приводящих к КЗ.

В первом случае, когда регистрируются аварийные ситуации, вызванные КЗ, можно получить более достоверную, чем больше период, охваченный записями, информацию. Можно сказать, что минимальный интервал наблюдения должен составлять не менее года. При этом будут учтены все события, которые связаны с КЗ, в том числе грозовая деятельность, ошибки персонала, механические повреждения ВЛ.

Анализ многолетних наблюдений позволяет построить статистические ряды и на их основе — прогнозы. По этим данным и проводят расчеты характеристик ПН в интересующих точках контроля.

Во втором случае рассчитывается число отключений ВЛ, произошедших по причине грозовой активности. Здесь для всех типов линий с учетом материала опор, числа цепей, числа грозозащитных тросов и других параметров можно определить число грозовых отключений n_откл на 100 км линии в районе со 100 грозовыми часами в году по формуле:

,

где

- вероятность поражения провода молнией (вероятность прорыва молнии через тросовую защиту); - вероятность перекрытия изоляции на опоре при ударе молнии в провод; - число ударов в опору; - вероятность перекрытия изоляции при ударе молнии в опору; - число ударов в трос; - вероятность пробоя промежутка трос-провод при ударе в трос в середине пролета: - коэффициент перехода импульсного перекрытия в устойчивую дугу для длинных воздушных промежутков; - коэффициент перехода импульсного перекрытия в устойчивую дугу для линий па металлических и железобетонных опорах.