1

ТП

10/0,4 КВ

4

5

2

Линия 0,38 кВ

3

с

4

5

еть 10кВ

Линия 0,38 кВ

Рисунок 8.5 – Схема включения испытываемого опытного образца УКНтп в

электрическую сеть

1 – устройство иммитации неполнофазного режима на стороне

высокого напряжения ТП10/0,4 кВ;

2 - устройство иммитации неполнофазного режима на стороне

низкого напряжения ТП10/0,4 кВ;

3 – автоматический выключатель ввода 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ;

4– автоматический выключатель линии напряжением 0,38 кВ;

5 – узел нагрузки линий напряжением 0,38 кВ;

6 – прибор фиксации срабатывания реле отключени

устройства.

При отсутствии неполнофазного режима в зоне трансформаторной подстанции аппараты 1 и 2 находятся во включенном состоянии, устройство УКНтп находилось в ждущем режиме. Напряжение на выходе датчика несимметрии устройства определялось естественной несимметрией сети и параметрами самого датчика, которое составляло порядка 5 В. Установкой порога срабатывания 40-50 В система была приведена в рабочее состояние. Отключением выключателя 2 был создан неполнофазный режим в зоне трансформаторной подстанции, а на выходе устройства , прибором 6, зафиксирован сигнал срабатывания реле отключения, которое воздействуя на механизм свободного расцепления автоматического выключателя 4, приводит к отключению линии напряжением 0,38 кВ.

Для устранения возможных ложных срабатываний, связанных с кратковременным исчезновением напряжения на одной из фаз питающей линии (несинхронная коммутация фаз высоковольтным выключателем), либо

возникновением кратковременной несимметрии напряжения, вызванной коммутацией нагрузки - работоспособность устройства определялась при различных уставках времени срабатывания. Изменяя время срабатывания устройства получены аналогичные результаты.

Результаты производственных испытаний отражены в соответствующем акте, приведенном в приложении Д.

Установка испытываемого опытного образца УКНтп в распределительном устройстве низкого напряжения трансформаторной подстанции представлена на рисунке 8.6.

Рисунок 8.6 – Установка испытываемого опытного образца УКНтп в

распределительном устройстве низкого

напряжениятрансформаторной подстанции

Разработанный комплекс защит трансформаторных подстанций и электрических сетей объектов агропромышленного комплекса от аварийных режимов представлен на рисунке 8.7, а отзывы на разработанные защиты приведены в приложении Ж.

Рисунок 8.7 – Комплект защиты трансформаторных подстанций и

электрических сетей объектов агропромышленного комплекса

от аварийных режимов

9 Оценка надежности устройств контроля неполнофазных режимов в

электрической сети напряжением 0,38-10 кВ кВ

При определении надежности,устройства автоматики подразделяются по назначению их применения. Для устройст защиты и сигнализации определяется схемно-аппаратная надежность по данным интенсивности отказов отдельных элементов, входящих в состав этих устройств.

Схемно-аппаратная надежность устройств характеризуется временем безотказной работы Т_0, средним временем восстановления Т_В и коэфициентом готовности К_г [ 36 ] .

Согласно требованиям, эти параметры должны быть не менее [ 44 ]:

Т₀=1000-2000 час; Т_В=0,2-2 суток; К_Г = Т₀/(Т₀+Т_В ).

Среднее время безотказной работы устройства определяется по [ 45 ].

_n

T₀= 1 / (∑ N_i*λ_i ) _, час

¹

Где N_i – число однотипных элементов в i^ой группе,

λ_i – интенсивность отказа i^го элемента.

Интенсивность отказов элементов устройства принята согласно рекомендациям, приведенным в [ 37 ] .

Учитывая простоту разработанного устройства и восстановление его работоспособности в полевых условиях, принимаем время восстановления равным 0,5 суток [ 36 ].

Результаты расчета надежности устройства контроля неполнофазных режимов в электрической сети напряжением 0, 38 кВ представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Расчет надежности устройства контроля неполнофазных

режимов в электрической сети 0,38 кВ

ЭЛЕМЕНТЫ	Количество элементов в группе, шт	Интенсивность отказов. х10^-5 1/час	Суммарная интенсивность отказов. х10^-51/час
1	2	3	4
Электрический фильтр	1	0,0345	0,0345
Диоды	5	0,03	0,15
Резисторы МЛТ	5	0,025	0,125
Конденсаторы	3	0,0075	0,0225
Электромагнитные реле	1	0,03	0,03
Короткозамыкатель	1	0,08	0,08
Тиратрон	1	2,65	2,65

Произведенные вычисления показывают, что показатели схемно-аппаратной надежности разработанного устройства составляют : Т₀ = 32340 час; Т_В = 12 час; К_Г = 0,999 – которые соответствуют современным требованиям к аппаратам такого класса.

Результаты расчета надежности устройства контроля неполнофазных режимов трансформаторной подстанции напряжением10/0,4 кВ представлены в таблице 9.2.

Таблица 9.2 – Расчет надежности устройства контроля неполнофазных

режимов трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ

ЭЛЕМЕНТЫ	Количество элементов в группе, шт	Интенсивность отказов. х10^-5 1/час	Суммарная интенсивность отказов. х10^-51/час
1	2	3	4
Электрический фильтр	1	0,0345	0,0345
Диоды	22	0,03	0,66
Резисторы МЛТ	8	0,025	0,2
Конденсаторы	7	0,0075	0,0525
Электромагнитные реле	1	0,03	0,03
Транзистор	1	0,05	0,05
Микросхема	1	0,01	0,01
Трансформатор	1	0,014	0,014

Произведенные вычисления показывают, что показатели схемно-аппаратной надежности разработанного устройства составляют : Т₀ = 95147 Т_В = 12 час; К_Г = 0,999 – которые соответствуют современным требованиям к аппаратам такого класса.

10 Заключение

Анализ напряжений при неполнофазном режиме как на стороне 10 кВ трансформаторной подстанции, так и в сети 0,38 кВ показал, что контроль этого аварийного режима целесообразно осуществлять:

• в сети 0,38 кВ по изменению напряжения обратной последовательности в конце защищаемой воздушной линии;

• в сети 10 кВ по изменению напряжения обратной последовательности на стороне низкого напряжения ТП10/0,4кВ.

Разработана программа расчетов напряжения обратной последовательности в сети 0,38 –10 кВ с учетом изменения состояния узла нагрузки сети.

В результате проведенных исследований получены зависимости изменения напряжения обратной последовательности от загрузки асинхронных электродвигателей узла нагрузки (cos j_q), выявлено влияние общего состояния узла нагрузки на изменение напряжения обратной последовательности ( cos j_n). Определено влияние на изменение напряжения обратной последовательности относительной мощности загрузки линии

электропередачи (a). Выяснено влияние параметров линии электропередачи на изменение напряжения обратной последовательности при неполнофазном режиме в электрической сети напряжением 0,38 кВ.

Проведены исследования и расчет напряжения обратной последовательности на стороне низкого напряжения трансформатора при возникновении неполнофазного режима на стороне высокого напряжения ТП. Получены результаты изменения напряжения обратной последовательности в данной ситуации.

Определено, что при неполнофазном режиме в сети 0,38 кВ рабочий диапазон напряжения обратной последовательности может составлять (0.1-0.4)U_л и (0.21-0.27)U_л при неполнофазном режиме на стороне высокого напряжения трансформаторного пункта для номинальных показателей узла нагрузки.

Разработаны технические требования и предложены схемы устройств контроля неполнофазных режимов в электрической сети 0,38 кВ и трансформаторных подстанций напряжением 10/0,4 кВ.

Изготовлены опытные образцы устройств, произведены их лабораторные и производственные испытания, получены положительные результаты.

Произведена оценка схемно-аппаратной надежности изготовленных опытных образцов устройств защиты трансформаторных подстанций и электрических сетей объектов агропромышленного комплекса от аварийных режимов.

Результаты проведенных исследований опубликованы в [38,39,40,41,42].

10 Қорытынды

Трансформаторлы қосалқы станцияның кернеуі 10 кВ жағындағы да, кернеуі 0,38 кВ электр торабындағы да толық фазалы емес режимдер кезіндегі кернеулердің талдауы осы апаттық режимнің бақылауын:

- кернеуі 0,38 кВ электр торабында қорғайтын әуе электр желісі аяғындағы кері реттілік кернеу өзгерісі арқылы жүзеге асыру орынды,

- кернеуі 10 кВ торабында 10/0,4 кВ ТҚС-тің төмен кернеу жағындағы кері реттілік кернеу өзгерісі арқылы жүзеге асыру орынды.

Торап жүктемесі түйінінің күйі өзгеруін ескеріп отыра, 0,38-10 кВ торабындағы кері реттілік кернеуді өзгеруі есептеу бағдарламасы әзірленді.

өткізілген зерттеулердің нәтижесінде кері реттілік кернеу өзгеруінің жүктеме түйінің асинхронды қозғалтқыштарының жүктелуінен тәуелдіктер алынды (cos j_q), кері реттілік кернеудің өзгеруіне жүктеме түйінінің жалпы күйінің әсері айқындалды ( cos j_n). Кері реттілік кернеудің өзгеруіне электр жеткізу желісінің салыстырмалы жүктеу қуатының әсері есептелінді (a). Кернеуі 0,38 кВ электр торабындағы толық фазалы емес режим кезінде кері реттілік кернеудің өзгеруіне электр жеткізу желісінің параметрлерінің әсері анықталды.

ТҚС-тың жоғары кернеу жағында толық фазалы емес режим пайда болу кезінде трансформатордың төмен кернеу жағындағы кері реттілік кернеуді зерттеу және есептеу өткізілді. Осы жағдай кезіндегі кері реттілік кернеудің өзгеруінің нәтижелері алынды.

Толық фазалы емес режим кезінде жүктеме түйінінің көрсеткіштері номинал болғанда кері реттілік кернеудің жұмыс ауқымы 0,38 кВ торабында (0.1-0.4)U_л , ал трансформаторлы пунктің жоғары кернеу жағында (0.21-0.27)U_л .

0,38 кВ торабы мен кернеуі 10/0,4 кВ трансформаторлы қосалқы станцияларындағы толық фазалы емес режимдерін бақылайтын құрылғыларға техникалық талаптар жасалды және сұлбалары ұсынылды.

Құрылғылардың тәжрибелік үлгілері дайындалды, олардың зертханалық және өндірістік сынақтары өткізілді, оң нәтижелер алынды.

Агроөнеркәсіптік кешен объекттерінің трансформаторлы қосалқы станциялары мен электр тораптарын апаттық режимдерден қорғайтын құрылғылардың дайындалған тәжрибелік үлгілерінің сұлбалық-аппараттық сенімділігінің бағалауы өткізілді.

Жасалынған зерттеулердің материалдары [38,39,40,41,42] келтірілген.