Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Определение места короткого замыкания в сетях с изолированной нейтралью на переменном токе

Содержание:

Введение. 3

Характеристика воздушных высоковольтных линий. 3

ГЛАВА 1 Характеристика сетей с изолированной нейтралью 7

ВЫВОДЫ ПО
ГЛАВЕ 1. 14

ГЛАВА 2 КОРОТКОЕ замыкание в сетях с изолированной
нейтралью… 15

ВЫВОДЫ ПО
ГЛАВЕ 2. 21

ГЛАВА 3 Расчет тока замыкания на землю в сети с
изолированной нейтралью… 22

ВЫВОДЫ ПО
ГЛАВЕ 3. 36

ГЛАВА 4. Методы определения места короткого замыкания в
сетях с изолированной нейтралью… 37

4.1 Средства
установления и локализации дугового замыкания. 37

4.2 Методы
диагностики и прогнозирования электроизоляциолнных свойств кабельных линий. 44

ВЫВОДЫ ПО
ГЛАВЕ 4. 49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 50

Список использованных источников.. 51

Введение:

(Характеристика
воздушных высоковольтных линий. Какие они бывают)

Характеристика воздушных
высоковольтных линий В соответствии с
нормативным документом [1] термин линия электропередачи ЛЭП описывается
как электроустановка (ЭУ), включающая  
проводы, кабели, изолирующие элементы и несущие конструкции. ЛЭП
выполняет задачу передачи
электрической энергии между двумя пунктами энергосистемы с предоставлением при
необходимости отбора по ГОСТ 19431. Электрическая сеть-
совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий
электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической
энергии по ГОСТ 19431.

Воздушная линия электропередачи- линия электропередачи, провода которой
поддерживаются над землей с помощью опор, изоляторов. Электрическая сеть
с изолированной нейтралью-электрическая сеть, включающая оборудование,
нейтрали которого не присоединены к

заземляющим устройствам или присоединены к ним через устройства
измерения, защиты, сигнализации с большим сопротивлением.

Электрическая сеть с заземленной нейтралью- электрическая сеть,

 включающая оборудование,
нейтрали которого, все или часть из них, соединены с заземляющими устройствами
непосредственно или через

устройство с малым сопротивлением по сравнению с сопротивлением
нулевой

последовательности сети.

По назначению воздушные линии делятся на несколько групп [2].

Дальние межсистемные ВЛ напряжением 500 кВ и выше- решают
задачу связи отдельных энергосистем.

Магистральные ВЛ напряжением 220,330,500 кВ- применяются
при доставке энергии от мощных
электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций
внутри энергосистем.

Распределительные ВЛ напряжением 110,150 и 220 кВ-
обеспечивают   электроснабжение предприятий
и крупных населённых пунктов — соединяют узловые подстанции с подстанциями
глубокого ввода городов.

ВЛ напряжением 35 кВ используются   главным образом для электроснабжения
сельскохозяйственных (загородных) потребителей.

ВЛ 20 кВ и ниже-доставка   электроэнергии к потребителям. Современная городская
распределительная сеть выполняется в основном   на напряжение 10 кВ. По напряжению воздушные
линии подразделяются на группы:

— ВЛ до 1000 В (ВЛ низкого класса);

— ВЛ выше 1000 В:

o ВЛ 1–35 
кВ (среднего класса);

o ВЛ 110—220 кВ (высокого класса);

o ВЛ 330—750 кВ (сверхвысокого класса);

o ВЛ выше 750 кВ (ультравысокого класса). По роду тока воздушные
линии электропередачи делятся на  
линии переменного и постоянного
тока. По сложившейся практике   передача электрической энергии
осуществляется по большей части на переменном токе, что обусловлено тем, что
подавляющее большинство производителей источников электрической энергии
вырабатывают переменное напряжение, а основные потребители представлены
машинами переменного тока. На
рис.1.1 приведены схемы организации передачи электрической энергии на
переменном и постоянном токе. а б

Рисунок 1.1- Схемы организации передачи
электроэнергии на переменном (а) и постоянном (б) токе: Г – генератор, 1 –
повышающий трансформатор, Т2 – понижающий трансформатор, В – выпрямитель, И –
инвертор, Н – нагрузка.

Схема передачи электроэнергии   на постоянном токе имеет ряд выигрышных
сторон:

— экономический
фактор, обусловленный низкими затратами на этапе строительства, поскольку
передачу электроэнергии можно осуществлять по одному   или двум  
проводам;

— помимо
этого, упрощается схема транспорта электроэнергии за счет того, что его можно
вести между несинхронизированными по
частоте и фазе энергосистемами;

— в случае транспорта больших объемов
электроэнергии на большие расстояния потери в ЛЭП постоянного тока оказываются
меньше тех, что имеют место для переменного тока. Главная сложность при
транспорте электроэнергии на
постоянном токе — это необходимость  
преобразования переменного тока в постоянный   и обратно, что ведет к значительным
капитальным затратам и дополнительным потерям на преобразование
электроэнергии. Цель
работы-определение места короткого замыкания в сетях с изолированной нейтралью
на переменном токе. Задачи работы:

— характеристика воздушных высоковольтных
линий. Какие они бывают (во введении);

— характеристика сетей с изолированной
нейтралью;

— короткое
замыкание в сетях с изолированной нейтралью;

— расчет тока замыкания на землю в сети с
изолированной нейтралью;

— методы определения места короткого
замыкания в сетях с изолированной нейтралью.

Заключение:

По
результатам работы могут быть сделаны следующие выводы:

1.   Рассмотрены характеристики сетей с изолированной
нейтралью. Существенно, что для электросетей и ЭУ, изолированных
от земли, показатели электробезопасности и надежности энергоснабжения зависят в
большой степени от состояния изоляции- ее сопротивлением и емкости относительно
земли. В связи с этим приобретает актуальность проблема отслеживания состояния
изоляции- необходимого уровня ее
сопротивления. 2. Показано,
что с
описанных позиций теории надежности однофазное замыкание на землю может
охарактеризовано как самоустранимый скрытый внезапный отказ.

3. Показано,
что однофазные
замыкания на землю как преобладающий тип повреждений в воздушных линиях 10 кВ
составляет до 80 % их общего числа повреждений.

4.Представлены
применяемые в настоящее время средства установления и локализации
дугового замыкания. Рассмотрены методы установления зоны повреждения в
воздушных и смешанных электрических сетях промышленных предприятий.   Показано, что методы установления зоны повреждения делятся на
группы: неселективная сигнализация ОЗЗ; селективный метод установления
поврежденного присоединения   и топографическое определение зоны
повреждения.

5.  Установлено, что   факторы-
продолжительность и температура- в определенном диапазоне каждого из факторов
могут вызывать ускоренное разрушение изоляции, из чего следует, что такие
диапазоны должны быть установлены для каждой сети, и должны быть предусмотрены
соответствующие мероприятия при обслуживании сети.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1 Характеристика сетей с
изолированной нейтралью По ПУЭ [3] применительно к мерам
электробезопасности ЭУ   разделяются на виды:

— ЭУ
напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (токи
замыкания на землю велики);

— ЭУ напряжением выше 1 кВ в сетях с
изолированной нейтралью (токи замыкания на землю малы);

— ЭУ напряжением до 1 кВ с глухозаземленной
нейтралью;

— ЭУ
напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью. В
случае использования режима работы электросети с изолированной нейтралью (IT-системы)
могут быть обеспечены требования повышенной надежности энергоснабжения и
безопасности при особо опасных   условиях поражения электротоком, рис.1.2 Рисунок 1.2- Система IT постоянного и переменного тока.1-сопротивление
нейтрали источника питания; 2- заземлитель; 3-проводники открытые; 4- заземляющее
устройство ЭУ; 5-источник питания К такого рода электроустановкам могут
быть отнесены потребители разных отраслей:

— компании металлургической, горной,
нефтедобывающей и химической отраслей;

— компании железнодорожной отрасли;

— медицинские учреждения, больницы;

— организации испытательного и лабораторного
профиля, взрывоопасного производства и др. Существенно, что для электросетей и
ЭУ, изолированных от земли, показатели электробезопасности и надежности
энергоснабжения зависят в большой степени от состояния изоляции- ее
сопротивлением и емкости относительно земли. В связи с этим приобретает
актуальность проблема отслеживания состояния изоляции- необходимого уровня ее сопротивления. Поэтому нормативными документами для
некоторой электрической сети или   электроустановки необходимо осуществление
ведение непрерывного автоматического контроля (мониторинга) сопротивления
изоляции. Требования электробезопасности в IT-сетях
достигаются за счет высокого
сопротивления изоляции относительно земли, однако при этом в случае
необходимости допускается применение устройства защитного отключения. Предназначение системы контроля
изоляции состоит в измерении

сопротивления
изоляции сетей под рабочим напряжением и при задействованных токоприемниках, а
также в оценке данных измерения с помощью сравнения с требованиями электробезопасности, и, далее   при необходимости,
включении сигнализации или воздействии на отключающий аппарат. В результате система контроля изоляции
выполняет функцию защиты человека изоляцией цепей электроустановки с помощью
мониторинга сопротивления изоляции и обеспечения
необходимого уровня электробезопасности. Средства контроля изоляции в сетях
с изолированной нейтралью Средства контроля за состоянием
изоляции можно разделить на несколько групп по признаку назначения [4]:

— А − средства, основанные на принципе   автоматического отслеживания сопротивления изоляции сети или
установки относительно земли;

— Б − средства,
основанные на принципе периодических контрольных измерений сопротивления
изоляции;