Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Вибір сукупності діагностичних показників для оцінки працездатності ізоляції відносно землі мережі 6-35 Кв

Вибір сукупності діагностичних показників для оцінки працездатності ізоляції відносно землі мережі 6-35 Кв

Обґрунтування вибору діагностичних показників для оцінки працездатності ізоляції мережі відносно землі шляхом проведення досліджень впливу цих показників на параметри технічного стану ізоляції. Особливості моделювання виникнення пошкодження ізоляції.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 29.09.2018
Размер файла 101,7 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вінницький національний технічний університет

ВИБІР СУКУПНОСТІ ДІАГНОСТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ДЛЯ ОЦІНКИ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ІЗОЛЯЦІЇ ВІДНОСНО ЗЕМЛІ МЕРЕЖІ 6-35 КВ

Кутін В.М., Матвієнко С.В.

Вступ

Для оцінки працездатності ізоляції важливим є вибір такої сукупності діагностичних показників, яка б забезпечувала якісні і однозначні результати діагностування, і при цьому також слід враховувати наявність діагностичних методів і технічних засобів діагностики для вимірювання і контролю вибраних діагностичних показників. Пропонується в якості діагностичних показників використовувати активні провідності фаз мережі відносно землі, які можна контролювати, використовуючи метод, описаний в [1].

Мета роботи. Обґрунтування вибору діагностичних показників для оцінки працездатності ізоляції мережі відносно землі шляхом проведення досліджень впливу цих показників на параметри технічного стану ізоляції.

Матеріал і результати досліджень

При вирішенні задачі вибору сукупності діагностичних показників для оцінки технічного стану ізоляції відносно землі проведено дослідження, направлені на оцінку чутливості коренів характеристичного рівняння, що описує зміну параметрів технічного стану об'єкту діагностування - системи ізоляції розподільної мережі відносно землі, до зміни діагностичних показників, таких як активні провідності ізоляції фаз відносно землі. В даному випадку мережа подається у вигляді чотирьохполюсника з вхідними сигналами - фазними напругами джерела, і вихідними - струмами стікання на землю через шунтувальний зв'язок згідно із вибраною моделлю виникнення пошкодження. Після знаходження передатної функції можемо отримати характеристичні рівняння, які для випадку симетрії ємності фаз мережі відносно землі (Са=Сb=Сс=Сf) будуть квадратичними, а у загальному випадку несиметрії ємностей - кубічними поліномами:

. (1)

Коефіцієнти характеристичного рівняння (для випадку виникнення шунтувального зв'язку відносно землі в фазі А):

,

, (2)

де ga, gb, gc - активні провідності фаз мережі відносно землі; Сa, Cb, Cc - ємності фаз мережі відносно землі; w=100 Рад-1 - кутова частота мережі.

Для випадків виникнення шунтувального зв'язку в фазах В і С коефіцієнти характеристичного рівняння є аналогічними виразам (2) з тією лише різницею, що замість множників (gb±gc) і (Cb±Сc) для фази В будуть множники (gc±ga) і (Cc±Сa), а для фази С - (ga±gb) і (Ca±Сb).

Основною ідеєю для формування умов працездатності, що пропонується авторами, є представлення умов працездатності ізоляції у вигляді допустимого переміщення полюсів на комплексній площині.

Модель виникнення пошкодження ізоляції при формуванні умов працездатності пропонується наступна. Моделюється виникнення пошкодження в мережі (наприклад, в фазі А) відносно землі. При цьому утворюється шунтувальний зв'язок, по якому починає протікати струм стікання на землю, який, в свою чергу, викликає окислення і підгоряння елементів заземлюючого пристрою та спікання ґрунту в місці стікання струму на землю через заземлення. Це призводить до виникнення додаткового перехідного опору в заземленні та появи на заземлених металевих частинах обладнання (корпуси, арматура) потенціалу. На наступному етапі моделюється дотик людини до заземлених частин електроустановки. Внаслідок цього по тілу людини починає протікати струм, який згідно вимог до електробезпеки не повинен перевищувати 6 мА. Вирази для границі працездатності ізоляції для цієї моделі пошкодження матимуть вигляд: пошкодження ізоляція мережа земля

;

; (3)

,

де UA, UB, UC - напруги фаз А, В і С - відносно землі; gшA, gшВ, gшC - провідності шунтувальних зв'язків при виникненні пошкодження у відповідних фазах; gл - провідність тіла людини, що дорівнює ; g3 -провідність заземлення, що визначається як , де Rз - номінальний опір заземлюючого пристрою, який для даного типу мереж не повинен перевищувати 10 Ом, rд - додатковий перехідний опір заземлення, викликаний окисленням або підгорянням з'єднуючих контактів в заземлюючому пристрої та спікання ґрунту в місці стікання струму на землю через заземлення внаслідок тривалої дії струмів однофазне замикання на землю (ОЗЗ), що обмежується, виходячи з початкових умов дослідження (до 100 Ом). Провідності шунтувальних зв'язків для різних варіантів їх виникнення у відповідних фазах gшA, gшВ, gшC можна визначити шляхом вимірювання активного опору ізоляції фаз в початковий момент часу (rA0, rB0, rC0), наприклад, після введення в експлуатацію електроустановки або її поточного ремонту, а також визначення цих опорів у довільний момент часу (rA, rB, rC) і подальшого їх порівняння з початковими значеннями за формулами:

; ;

. (4)

Використання струму в шунтувальному зв'язку в якості параметру технічного стану ізоляції та формування на основі цього границь працездатності (3) дозволяє обмежити множину станів ізоляції, виходячи з умов безпечної експлуатації обладнання.

Також, при формуванні границь працездатності можна використовувати і інший підхід, використовуючи в якості параметру технічного стану не струм в шунтувальному зв'язку, а потужність втрат в ізоляції від струмів стікання на землю. Суть такого підходу зводиться до накладання додаткових обмежень для забезпечення економічної ефективності експлуатації розподільних мереж з точки зору мінімізації втрат електроенергії.

Потужність втрат електроенергії від струмів стікання на землю можна визначити, маючи інформацію про напруги і активні провідності фаз мережі відносно землі:

. (5)

Отримане значення потужності втрат в ізоляції порівнюють з нормативним , яке можна отримати, маючи технічні дані про мережу, такі як тип (ПЛ чи КЛ), загальну довжину L, клас напруги та переважаючу марку кабелів, згідно методики, описаній в [2].

Таким чином, можна визначити понаднормативну потужність втрат в ізоляції і накладати на її величину обмеження для формування умов працездатності:

. (6)

Згідно з методикою [2], виділяються декілька станів навколишнього середовища, для яких були проведені дослідження і отримані дані для розрахунку нормативної потужності втрат в ізоляції. Це такі: 1) дощ, мокрий сніг, морось (вологість - 100%); 2) туман (вологість 80-100%); 3) роса, погода без опадів (вологість - 80% і нижче). Тому, для визначення працездатності ізоляції розподільної мережі потрібно спочатку визначити нормативну потужність втрат в ізоляції для всіх трьох станів навколишнього середовища, і лише потім порівнювати фактичну величину потужності втрат в ізоляції з нормативною для відповідного рівня вологості навколишнього середовища, який необхідно контролювати.

Отже, проведемо дослідження впливу вибраних діагностичних показників на корені характеристичного рівняння (полюси) для оцінки раціональності їх вибору.

Дослідження будемо проводити для випадку симетрії ємностей фаз відносно землі (Са=Сb=Сс=Сf). Для зручності проведення досліджень була взята реальна розподільна мережа повітряних ЛЕП напругою 10 кВ і загальною довжиною 70 км. Виходячи з її технічних даних, було визначено нормативну потужність втрат в ізоляції для всіх трьох станів навколишнього середовища:

Вт;

Вт;

Вт.

Також задаються наступні дані про параметри ізоляції і принципи моделювання виникнення пошкодження.

1. В початковий момент часу активні опори ізоляції фаз мережі відносно землі є симетричними rA0=rB0=rC0=100 кОм. Відповідно до цього, введемо поняття про нормальне значення провідності ізоляції фази, що дорівнює gn=10-5 см. Любе поточне значення активної провідності, вплив якої на полюси досліджується, може бути представлене у вигляді суми нормального її значення і поточного значення її відхилення gi=gn+лi.

2. Ємність ізоляції фаз відносно землі симетрична, складає Са=Сb=Сс=Сf=0.5 мкФ і залишається незмінною.

3. При дослідженні впливу на полюси того чи іншого діагностичного показника вважається, що всі інші показники залишаються в момент зміни поточного незмінними.

4. Граничною зміною діагностичного показника вважається таке допустиме відхилення активної провідності лі, при якому активна провідність в фазі виникнення шунтувального зв'язку (в фазі А) дорівнює активній провідності фази, вплив зміни якої досліджується (фази В або С) при граничному виконанні умов працездатності (3) і (5) (вважається, що пошкодження виникло одночасно у двох фазах і набуло максимального розвитку аж до границі працездатності ізоляції).

5. Для умов працездатності (3) і (5) було проведено моделювання і визначено для заданих початкових умов граничні зміни активних провідностей:

- для умов працездатності (3) при дослідженні впливу активної провідності фази В - лВ=5.39*10-5; фази С - лС=6.692*10-5;

- для умов працездатності (5) при дослідженні впливу активної провідності

фази В:

фази С:

лВ_100%=4.118*10-4;

лС_100%=4.118*10-4;

лВ_80-100%=2.992*10-4;

лС_80-100%=2.992*10-4;

лВ_<80%=8.766*10-5;

лС_<80%=8.766*10-5.

При симетричному збільшенні провідностей усіх трьох фаз одночасно:

лsym_100%=2,238*10-4;

лsym_80-100%=1,691*10-4;

лsym_<80%=5,644*10-5.

Оскільки ємності фаз симетричні, характеристичне рівняння буде квадратичним і матиме наступні корені:

;

. (7)

Враховуючи вище наведені початкові умови, запишемо вирази характеристичного рівняння для трьох випадків.

1. При дослідженні впливу ga:

(8-а)

2. При дослідженні впливу gb:

(8-b)

3. При дослідженні впливу gc:

(8-с)

Для оцінки чутливості полюсів до діагностичних показників і для їх впорядкування по ступеню впливу будемо використовувати метод визначення норми вектора відносних чутливостей [3].

В результаті, в загальному вигляді норми векторів чутливості полюсів (в формі залежності від відхилення л) до зміни відповідних діагностичних показників будуть мати вигляд:

при дослідженні впливу ga:

; (9-а)

при дослідженні впливу gb:

; (9-b)

при дослідженні впливу gc:

. (9-с)

Як бачимо, норма вектора відносної чутливості до зміни ga є постійною величиною, і в любому випадку вона дорівнює Та=3.333*104. Норми векторів відносних чутливостей до зміни gb і gc є функціями від відхилення л.

Побудуємо графіки залежностей для наглядної оцінки чутливості по кожному діагностичному показнику.

а) б)

Рисунок 1 Залежності норм векторів відносних чутливостей від відхилення: а -загальний графік залежностей; б - функція різниці норми чутливості до gc і норми чутливості до gb

Висновки

Таким чином, в результаті проведених досліджень встановлено, що вплив всіх трьох провідностей фаз на полюси (корені характеристичного рівняння) має приблизно однин порядок величин, причому впливи gc і gb є майже однаковими, що можна спостерігати на рис.1 а) (криві залежності норми вектора чутливості від відхилення для фаз В і С майже збігаються). Отже, сукупність діагностичних показників була вибрана правильно, і необхідно контролювати усі три активні провідності фаз мережі відносно землі. Також встановлено, що найбільший вплив на працездатність ізоляції при виникненні шунтувального зв'язку в фазі А має провідність gc і дещо меншу gb. Для зручності на рис. 1 б) представлено залежність у формі функції різниці норм векторів чутливості для фаз В і С від відхилення. Також на графіки у вигляді вертикальних пунктирних ліній нанесені границі працездатності, а точніше граничні відхилення активних провідностей в фазах В і С за умов виконання нерівностей (3). Як бачимо, вони є різними і для фази С є більший запас працездатності. Така розбіжність з попередніми висновками пояснюється тим, що норма вектора чутливості не надає інформації щодо характеру впливу показника, а лише оцінює ступінь його впливу. Так, наприклад, в результаті математичного моделювання було встановлено, що дійсно, на напругу в фазі А і, відповідно, на струм в шунтувальному зв'язку в фазі А і на потужність втрат в ізоляції в фазі А більше впливає провідність gb, ніж gc, так як при її зростанні напруга в фазі А відносно землі збільшується, а при збільшенні gc, - навпаки, падає, але, беручи до уваги абсолютні величини зміни напруги в фазі А, можна прийти до висновку, що ступінь впливу на дану напругу gc дещо вищий від ступеня впливу gb (іншими словами, збільшення gc призводить до помітнішого зменшення UA, ніж її збільшення при зростанні gb).

Ще одним важливим висновком є те, що границі працездатності (5) доцільніше використовувати для оцінки працездатності ізоляції при симетричному зниженні активних провідностей фаз мережі відносно землі, так як при високих рівнях несиметрії вони не забезпечують однозначного виконання умов працездатності (3), що є недопустимим, оскільки не забезпечується базова вимога до безпеки експлуатації електроустановки.

Література

1. Кутін В.М., Матвієнко С.В. Система контролю працездатності ізоляції розподільної мережі напругою 6-10 кВ //Збірник матеріалів Міжнародної науково-технічної конференції „Сталий розвитик гірничо-металургійної промисловості-2005”//.

2. Структура балансу електроенергії в електричних мережах 0.38-154 кВ, Методики складання, аналізу складових та нормування технологічних витрат електроенергії, Київ, 2003. 71с.

3. Кутин В.М., Брэйтбурд Б.И. Диагностирование электрооборудования электрических систем, Учеб. пособие. К.: УМК ВО, 1991. 104 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Дослідження рівнів ізоляції повітряних проміжків

    Рівні ізоляції повітряних проміжків при змінній і постійній напругах, по поверхні твердої ізоляції. Вольт-секундні характеристики ізоляторів. Опір ізоляції та коефіцієнта абсорбції. Ізоляція кабелів високої напруги. Перенапруги в електричних установках.

    лабораторная работа [653,1 K], добавлен 19.01.2012

  • Проектування систем теплопостачання житлових і промислових будівель району міста

    Розрахунок витрати теплоти. Вибір теплоносія, його параметрів. Схеми теплопостачання і приєднання. Розрахунок теплової мережі. Графік тисків у водяних теплових мережах, компенсація втрат в насосній установці. Таблиця товщин теплової ізоляції трубопроводу.

    курсовая работа [750,3 K], добавлен 02.01.2014

  • Проектування електричої підстанції напругою з 35/10 кВ

    Вибір і обґрунтування схеми електричних з’єднань електричної підстанції. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір комутаційного обладнання та засобів захисту ізоляції від атмосферних перенапруг. Розрахунок заземлення та блискавко захисту підстанції.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2011

  • Проектування електричної мережі

    Розрахунок та аналіз основних техніко-економічних показників електричної мережі, а також визначення основного направлення на зниження витрат та собівартості передачі електроенергії. Економічне обґрунтування розроблених методів, можливості застосування.

    курсовая работа [492,6 K], добавлен 12.05.2010

  • Аналіз ефективності енерговикористання на ТОВ "Сармат"

    Опис технологічного процесу підприємства. Розрахунок електричних навантажень та схеми електропостачання цеху, вибір трансформаторних підстанцій. Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників. Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.11.2013

  • Техніка та електрофізика високих напруг

    Основи функціонування схем випрямлення та множення напруги. Особливості однофазних випрямлячів змінного струму високої напруги. Випробувальні трансформатори та методи випробування ізоляції напругою промислової частоти. Дефекти штирьових ізоляторів.

    методичка [305,0 K], добавлен 19.01.2012

  • Розрахунок оптимального варіанту елементного теплообмінника типу "Труба в трубі"

    Вибір конструкції теплообмінних апаратів. Теплове навантаження теплообмінника. Коефіцієнт використання поверхні нагріву, гідравлічного тертя для ізотермічного турбулентного руху в трубах. Розрахунок теплової ізоляції. Потужність електродвигунів насосів.

    курсовая работа [133,6 K], добавлен 25.11.2014

  • Розрахунок трифазного асинхронного двигуна при ремонтно-відновлювальних роботах

    Перевірка можливості виконання двигуна по заданим вихідним даним. Обробка результатів обмірювання осердя статора. Методика визначення параметрів обмотки статора. Магнітна індукція. Розрахунок і вибір проводів пазової ізоляції, потужності двигуна.

    контрольная работа [437,0 K], добавлен 21.02.2015

  • Вибір оптимального варіанта проекту електростанції

    Обґрунтування можливих варіантів теплопостачання для теплоелектроцентралі. Проведення вибору оптимального обладнання для повного забезпечення в теплі району м. Львів. Розрахунок та порівняння основних техніко-економічних показників ТЕЦ та котельні.

    контрольная работа [129,5 K], добавлен 31.07.2011

  • Трифазні електродвигуни

    Принцип робот трифазних електродвигунів, їх побудова, визначення несправностей. Вплив "перекинутої" фази на надхождення струму в обмотку. Визначення придатності електродвигуна, обмотки його ізоляції та способи його захисту від короткого замикання.

    реферат [641,2 K], добавлен 15.06.2010

  • Розрахунок районної електричної мережі напругою 110 кВ

    Вибір силових трансформаторів на підстанціях електричної мережі. Техніко-економічне обґрунтування вибраних варіантів схем електричної мережі. Розрахунок втрати потужності в обмотках трансформатора. Розподіл напруг по ділянкам ліній електропередач.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.09.2013

  • Кабельні лінії в траншеях

    Прокладання кабелів у траншеях. З'єднування і відгалуження кабелів у чавунних муфтах. Прокладання кабельної лінії паралельно комунікаціям і в зоні насаджень. Увід силового кабелю у будівлю. Перевірка паперової ізоляції. Робоче місце електромонтажника.

    реферат [3,4 M], добавлен 28.08.2010

  • Теплопостачання заводу в місті Одеса

    Визначення теплових потоків з усіх видів теплоспоживання. Побудова графіку зміни теплових потоків. Розрахунок водяних теплових мереж та конденсатопроводів. Побудова температурного графіка регулювання відпуску теплоти. Опис прийнятої теплової ізоляції.

    курсовая работа [91,9 K], добавлен 15.12.2011

  • Силові трансформатори. Будова, монтаж, обслуговування

    Конструкція силових трансформаторів. Дефектація як комплекс робіт з виявлення пошкоджень. Розбирання, ремонт обмоток трансформаторів. Накладання ізоляції і налаштування обмоток на стержні магнітопроводів. Складання трансформаторів і схеми з'єднання.

    реферат [2,2 M], добавлен 19.02.2011

  • Дослідження впливу впровадження енергозберігаючих заходів на результати діяльності підприємства

    Етапи ведення енергозберігаючої діяльності на підприємстві. Методичні підходи до оцінювання результатів впровадження енергозберігаючих заходів. Система показників оцінки впливу реалізації заходів з енергозбереження на показники діяльності підприємства.

    статья [682,0 K], добавлен 07.02.2018

  • Розробка проекту районної електричної мережі

    Розроблення конфігурацій електричних мереж. Розрахунок струмів та напруг на ділянках без урахування втрат та вибір проводів для схем. Особливість вибору трансформаторів. Визначення потужності та падіння напруги на ділянках мережі для схем А і Б.

    курсовая работа [4,9 M], добавлен 17.12.2021

  • Магнітне поле Землі

    Історія магнітного поля Землі, його формування та особливості структури. Гіпотеза походження та роль даного поля, існуючі гіпотези та їх наукове обґрунтування. Його характеристики: полюси, меридіан, збурення. Особливості змін магнітного поля, індукція.

    курсовая работа [257,4 K], добавлен 11.04.2016

  • Проходження світла через кристали та нелінійні оптичні явища

    Анізотропія кристалів та особливості показників заломлення для них. Геометрія характеристичних поверхонь, параметри еліпсоїда Френеля, виникнення поляризації та різниці фаз при проходженні світла через призми залежно від щільності енергії хвилі.

    контрольная работа [201,6 K], добавлен 04.12.2010

  • Розрахунок штучного освітлення корпусу

    Вибір джерел світла і світильників. Розрахунок адміністративного приміщення. Вибір схеми мережі і напруги живлення. Розмітка плану електроосвітлювальної мережі. Розрахунок кількості світильників, їх розташування. Вибір проводів і спосіб їх прокладки.

    реферат [1,8 M], добавлен 25.08.2012

  • Система керування електропривода мобільного конвеєра 2Т за системою ПЧ-АД в умовах цеху №1 ВАТ "ПівдГЗК"

    Вибір електрообладнання та розрахунок характеристик розімкненої системи привода технологічного механізму. Вибір структури системи керування електропривода та складання передаточних функцій. Моделювання замкненої системи і аналіз якісних показників.

    дипломная работа [857,3 K], добавлен 11.07.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены