Защита от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Евсеев, Сергей Александрович

• Евсеев, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Евсеев, Сергей Александрович

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СО- 12 ВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ НАПРЯЖЕНИЕМ 6(10) КВ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ.

1.1. Электротравматизм при однофазных замыканиях 12 на землю.

1.2. Ущербы от перерывов электроснабжения горных 23 предприятий.

1.3. Параметры и характеристики устройств определе- 26 ния поврежденного присоединения.

1.4. Алгоритм функционирования и характеристики 28 устройств определения поврежденной фазы.

1.5. Информационное совмещение компонентов ком- 31 плексной защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания.

1.6. Цели и задачи диссертационной работы

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫ- 36 КАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ НАПРЯЖЕНИЕМ 6(10) КВ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ.

2.1. Структура и параметры электрооборудования в 36 электротехнических комплексах напряжением 6(10)

кВ.

2.2. Параметры элементов системы электроснабжения

2.3. Определение емкостного тока замыкания на землю. 43 Выводы к главе 2

ГЛАВА 3 ВЫЯВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ С ИС- 66 ПОЛЬЗОВАНИЕМ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ СООТНОШЕНИЙ ДЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В РЕЖИМЕ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ.

3.1. Влияние проводимостей фаз относительно земли на 66 амплитудно-фазовую характеристику напряжения нулевой последовательности.

3.2. Амплитудно-фазовые характеристики, характери- 79 зующие поврежденную фазу сети при однофазном замыкании на землю.

Выводы к главе 3

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА КОМПОНЕНТОВ КОМПЛЕКС- 91 НОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ПРИ НАЛИЧИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ.

4.1. Определитель поврежденного присоединения

4.2. Определитель поврежденной фазы

4.3. Структура, алгоритм функционирования и пара- 109 метры комплексной защиты.

Выводы к главе 4

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА КАНАЛА СВЯЗИ КОМПОНЕН- 122 TOB УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ

6(10) кв.

5.1. Расчет затухания высокочастотных сигналов то- 122 нальной частоты в линиях электропередачи напряжением 6(10) кВ, определение схемы ввода сигнала в сеть и исходных данных для проектирования рие-

мо-передающего устройства.

5.2. Расчет затухания линейного тракта

5.3. Расчет концевого затухания на передающем конце

5.4. Устройства присоединения

5.5. Уровни помех в сетях напряжением 6(10) кВ

5.6. Расчет минимальной мощности передатчика

5.7. Моделирование высокочастотного линейного трак- 144 та.

5.8. Схема организации канала связи. 148 Выводы к главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Защита от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания»

ВВЕДЕНИЕ

Электротехнические комплексы являются одним из основных компонентов сооружений, определяющих технико-экономические и энергетические показатели предприятий по добыче, переработке и транспортировке твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых. Надежность их функционирования в значительной мере определяется надежностью электрооборудования напряжением 6(10) кВ. К основным видам оборудования электротехнических комплексов на горных предприятиях в первую очередь относятся электрические распределительные сети и электротехнологическое оборудование напряжением 6(10) кВ, в том числе синхронные и асинхронные двигатели стационарных и передвижных технологических установок, которые могут рассматриваться как дополнительные источники электропитания после отключения от энергетической системы.

В распределительных сетях горных предприятий напряжением 6(10) кВ в соответствии с ПУЭ и отраслевыми Правилами безопасности должны устанавливаться устройства защиты от междуфазных коротких замыканий и замыканий и утечек на землю, которые призваны обеспечить защиту сетей и установок от всех видов повреждений. Применяемые в настоящее время устройства защиты от замыканий и утечек на землю не обеспечивают контроль всех видов повреждений, не в полной мере отвечают предъявленным к ним требованиям и обладают достаточно низкой функциональной надежностью. Основным недостатком серийно выпускаемых устройств защиты от однофазных замыканий на землю являются ложные срабатывания (неселективные и групповые отключения, число которых достигает 40%), что при массовом внедрении приводит к снижению надежности электроснабжения, простою высокопроизводительного оборудования и ощутимым

ущербам.

Для повышения уровня электробезопасности и снижения числа ложных отключений в электротехнических комплексах на открытых горных работах предусматриваются определители поврежденного присоединения, поврежденной фазы и шунтирования ее на землю на питающей подстанции или распределительном пункте. Протяженность отходящих присоединений напряжением 6(10) кВ, как правило, превышает длину, в пределах которой обеспечивается электробезопасность, что требует установки короткозамыкателя непосредственно у дополнительного источника питания.

Для обеспечения селективного действия защиты в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ необходимо повысить надежность выявления поврежденного присоединения, поврежденной фазы и преодолеть территориальную рассосредоточенность энергообъектов при управлении шунтированием поврежденной фазы.

Однако, до настоящего времени не выявлены закономерности и параметры, характеризующие амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений при возможных режимах однофазного замыкания на землю при реальной вариации параметров секций сборных шин 6(10) кВ, не выявлены закономерности изменения пределов начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности при заданной вариации параметров распределительной сети, не определено, какая величина однозначно характеризует замкнувшуюся фазу во всем диапазоне варьирования параметров сети, не разработан метод, обеспечивающий повышение селективности выявления поврежденного присоединения и фазы и информационного взаимодействия компонентов устройства защиты в условиях территориально рассредоточенных объектов с использованием электрической сети в качестве передающей среды.

Актуальность исследований, связанных с работой защит от однофазных замыканий на землю энергообъектов территориально рассредоточенных электротехнических комплексов, подчеркивается в работах ведущих специалистов в данной области, в том числе в публикациях В.И. Щуцкого, Б.М. Ягудаева, Е.Ф. Цапенко, В.В. Дегтярева, В.И. Корогодского, В.Я. Чаронова, В.П. Ганского, В.В. Павлова и др. Однако, к настоящему времени не решен комплекс вопросов, связанных с повышением электробезопасности и снижением числа ложных отключений электроустановок горных предприятий. Поэтому чрезвычайно актуальным представляется разработка защиты от однофазных замыканий на землю, обеспечивающей селективное определение поврежденного присоединения, надежное определение поврежденной фазы и ее шунтирование на землю путем передачи информационно-управляющего сигнала на короткозамыкатель, расположенный непосредственно на дополнительном источнике питания.

Идея работы заключается в повышении уровня электробезопасности и снижении ущербов от перерывов электроснабжения путем повышения селективности выявления поврежденных присоединений и фазы, быстродействующей передачи информации о поврежденной фазе по линиям 6(10) кВ к дополнительным источникам питания, шунтировании на землю поврежденной фазы непосредственно у дополнительного источника и отключении поврежденного присоединения.

Настоящая диссертационная работа посвящена разработке системы и средств повышения электробезопасности в распределительных сетях 6(10) кВ горных предприятий при наличии дополнительных источников питания.

Для практической реализации поставленной цели в работе решены следующие задачи:

• разработана математическая модель для определения параметров

однофазных замыканий на землю при наличии дополнительных источников питания;

• выявлены амплитудно-фазовые соотношения для напряжений в трехфазной сети при вариациях проводимостей фаз относительно земли и характеристик дополнительных источников питания;

• разработана структура, алгоритм функционирования и компоненты устройств защитного шунтирования поврежденной фазы и отключения поврежденного присоединения;

• разработаны метод и схемные реализации элементов устройств защитного шунтирования, защитного отключения и их информационного взаимодействия в условиях территориально рассредоточенных объектов с использованием электрической сети в качестве передающей среды.

В результате выполнения работы:

• разработаны технические средства, обеспечивающие повышение селективности выявления поврежденного присоединения и фазы и информационное взаимодействие компонентов устройства защиты в условиях территориально рассосредоточенных объектов с использованием электрической сети в качестве передающей среды;

• предложена оптимальная структура построения защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания, обладающая повышенной селективностью действия независимо- от протяженности линии электропередачи в пределах горного предприятия;

• даны рекомендации по проектированию каналообразующей аппаратуры и минимизации мощности передающего устройства.

Результаты работы реализованы при создании технических

средств защиты от однофазных замыканий на землю в электротехни-

ческих комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания. За счет использования результатов диссертационной работы сокращено время простоя добычного оборудования и повышен уровень электробезопасности. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований в нефтегазодобывающем управлении «Джалильнефть» составляет 47 тыс. руб.

Диссертация состоит из 5 глав. Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность.

В главе 1 рассмотрены проблемы совершенствования устройств защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6(10) кВ с дополнительными источниками питания, научно-технические задачи разработки определителя поврежденного присоединения, определителя поврежденной фазы, возможность применения существующих быстродействующих устройств защитного закорачивания поврежденной фазы сети, а также вопросы информационного совмещения компонентов комплексной защиты от однофазных замыканий на землю, сформулированы цель и задачи исследования.

В главе 2 произведен анализ процесса однофазного замыкания на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания, рассмотрены структура и параметры распределительных сетей и отдельных элементов системы электроснабжения и определен емкостный ток замыкания на землю, обусловленный как основным, так и дополнительным источником питания.

В главе 3 выявлены амплитудно-фазовые соотношения для напряжений при однофазном замыкании на землю при симметрии активных и емкостных проводимостей изоляции фаз относительно земли и при различных видах их несимметрии, а также при изменении величины переходного сопротивления в точке замыкания на землю. Разра-

ботана методика и алгоритм выявления поврежденной фазы сети при однофазном замыкании на землю.

В главе 4 приведены результаты разработки структуры и компонентов быстродействующей направленной комплексной защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания с шунтированием поврежденной фазы у дополнительного источника, а именно: определителей поврежденного присоединения и поврежденной фазы, позволяющие повысить селективность действия защиты от однофазных замыканий на землю и определить поврежденную фазу ...... з мс, дана оценка селективности и оыстродеиствия

комплексной защиты от однофазных замыканий на землю.

В главе 5 разработан канал передачи аварийного сигнала от устройств защиты, расположенных на подстанции 35(110)/6(10) кВ к устройству защитного шунтирования поврежденной фазы на землю, а также приведены результаты расчета затухания высокочастотных сигналов в линиях электропередачи на тональных частотах, определена схема ввода сигнала в линию, рассчитаны исходные данные для расчета приемо-передающего устройства, разработаны схемы устройств присоединения приемо-передающего устройства к линии электропередачи, рассчитана минимально необходимая мощность передатчика по условиям быстродействия и помехозащищенности, произведено моделирование высокочастотного тракта и определена схема организации канала связи.

Заключение содержит обобщенные выводы по результатам проведенных исследований в соответствии с целью и решенными задачами диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 166 страницах. Содержит 17 рисунков, 20 таб-

лиц, список литературы из 101 наименования и 2 приложений. Общий объем работы 178 страниц.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Евсеев, Сергей Александрович

Выводы по диссертационной работе

1. Выявлены закономерности и параметры, характеризующие амплитудно-фазовые соотношения для токов и напряжений при возможных режимах 033 при реальной вариации параметров секций сборных шин 6(10) кВ, в том числе закономерности изменения пределов начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности.

2. Разработана обобщенная схема замещения сети горного предприятия для расчета однофазных замыканий на землю. Определены параметры элементов, входящих в схему замещения сети горного предприятия.

3. Установлено, что диапазон варьирования параметров распределительной сети 6(10) кВ. Показано, что емкость фазы относительно земли может изменяться в пределах может изменяться в пределах 0.25-^9 мкф, тангенс угла диэлектрических потерь - от 0.02 до 5.5, уровень несимметрии фазных проводимостей относительно земли -до 8%, сопротивление в месте замыкания на землю - до 30 кОм/фазу.

4. Получены расчетные соотношения для определения токов однофазного замыкания на землю при питании от основного источника с учетом несимметрии фазных параметров, определяющих активную и емкостную составляющие проводимости относительно земли. Установлены зависимости напряжения и тока нулевой последовательности от вариации емкости фазы относительно земли в пределах 0-г8 мкф и вариации величины переходного сопротивления в точке замыкания на землю в пределах 4ч-6000 Ом. Показано, что при емкости фазы относительно земли 8 мкф и переходном сопротивлении 1000 Ом величина тока нулевой последовательности составляет 3.5 А, а величина напряжения нулевой последовательности составляет 72 В. При емкости фазы относительно земли 8 мкф и переходном сопротивлении 6000 Ом величина тока нулевой последовательности составляет 0.75 А, а величина напряжения нулевой последовательности составляет 12 В. При таких показателях режим однофазного замыкание на землю представляет опасность для обслуживающего персонала и должно быть отключено за минимально возможное время.

5. Установлено, что токи однофазного замыкания на землю значительно уменьшается по сравнению со случаем однофазного замыкания на землю при питании присоединения от основного источника (2-3 и более раз). Однако они продолжают представлять опасность для жизни человека. Поэтому целесообразно шунтировать на землю поврежденную фазу непосредственно у дополнительного источника питания, не дожидаясь отключения поврежденного присоединения выключателем, установленным на шинах питающей электроподстанции.

6. Известные защиты от однофазных замыканий на землю, реагирующие на направление мощности нулевой последовательности и построенные на принципе сравнения по фазе напряжения и тока нулевой последовательности, имеют на своих характеристиках зоны неизбирательного действия, что приводит к групповым отключениям питающих линий и значительным ущербам от перерывов электроснабжения. Поэтому устройства отключения поврежденного присоединения должны иметь независимые зоны работы, что может быть достигнуто путем блокировки по отстающему току.

7. Выявлены амплитудно-фазовые соотношения для напряжений при однофазном замыкании на землю и следующих характеристиках распределительных сетей горных предприятий: активные и емкостные проводимости изоляции фаз относительно земли одинаковы; имеют место различные виды емкостной и активной несимметрии относительно земли, а также изменяется величина переходного сопротивления в точке замыкания на землю.

8. Установлены пределы изменения амплитуд и фазовых сдвигов напряжений при замыканиях на землю фаз А, В и С и симметрии и несимметрии в пределах 10% активных и емкостных проводимостей неповрежденных фаз относительно земли.

9. На основе анализа амплитудно-фазовых соотношений установлено, что при сопротивлении в точке замыкания более 5 кОм и емкости сети более 3 мкф/фазу амплитуды напряжений на различных фазах практически одинаковы. При изменении тангенса угла диэлектрических потерь сети в пределах от 0.01 до 1 угловые характеристики напряжений при несимметрии на отстающей фазе могут совпадать. Поэтому амплитудно-фазовые соотношения для фазных напряжений не позволяют выявить поврежденную при однофазном замыкании на землю фазу сети во всем диапазоне варьирования параметров сети.

10. Выявлены закономерности изменения пределов начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности при заданной вариации параметров распределительной сети. Показано, что величина начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности, в отличие от других величин, таких как: амплитуда вектора напряжения нулевой последовательности, амплитуды и начальные фазы векторов напряжений фаз сети, однозначно характеризует замкнувшуюся фазу во всем диапазоне варьирования параметров сети.

11. В диапазоне изменения начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности выделены области значений начальной фазы вектора напряжения нулевой последовательности, которые она принимает только в режиме замыкания на землю одной из фаз сети А, В или С. Амплитуда напряжения нулевой последовательности в неповрежденной распределительной сети при всех случаях несимметрии изоляции фаз не превышает 0.05.

12. Разработаны метод и технические средства защиты электротехнических комплексов 6(10) кВ от ОЗЗ при наличии основных и дополнительных источников питания. Предложена оптимальная структура построения защиты. Разработаны обладающие повышенной селективностью действия определители поврежденного присоединения и поврежденной фазы. Разработаны алгоритмы и реализации определители поврежденного присоединения и поврежденной фазы.

13. Ввод тонального частотного сигнала в ЛЭП 6(10) кВ целесообразно осуществлять к двум фазам по двум независимым каналам, подключенным по схеме "фаза-земля", что обусловлено наличием батарей косинусных конденсаторов, включенных на междуфазное напряжение, а также экономической нецелесообразностью установки заграждающих фильтров на ЛЭП. Схема защиты должна содержать логический блок "ИЛИ", подключенный перед приемником.

14. Значительная протяженность ЛЭП 6(10) кВ, подключенных к шинам питающей подстанции 36/6 кВ, а также наличие кабельных вставок приводит к увеличению суммарной емкости ЛЭП на землю до 2,42,7 мкФ, что вызывает резкое увеличение затухания линейного тракта на верхнем диапазоне тональных частот (более 10 кГц) и ограничивает возможный диапазон использования тональных частот в пределах 1^-8 кГц.

15. Произведенные расчеты затухания линейного тракта, выбор схем и расчет затухания устройств присоединения и уровня помех на входе приемных устройств позволили рассчитать необходимую мощность передатчика для организации канала связи по ЛЭП 6(10) кВ длиной до 20 км, которая для частот 1-ь8 кГц не превышает 100 Вт. При частотах выше 12 кГц минимально необходимая мощность передатчика достигает десятков киловатт.

16. Проведенное физическое моделирование высокочастотного линейного тракта показало хорошее совпадение (расхождение до 20%) расчетного, при принятых допущениях, и экспериментально полученного значения затухания линейного тракта в диапазоне тональных частот.

17. Выбрана структурная схема организации канала связи на тональных частотах по ЛЭП 6(10) кВ. Показано, что предложенная защита от ОЗЗ обеспечивает шунтирование на землю поврежденной фазы за время 0,015+0,02 с и отключение поврежденного присоединения за время 0,065-0,07 с.

157

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Евсеев, Сергей Александрович, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамович Б.Н. и др. Электромеханические комплексы с синхронным двигателем и тиристорным возбуждением. -СПб.: Наука, 1995.

2. Абрамович Б.Н., Полищук В.В. Надежность систем электроснабжения. -СПб: РИЦ СПбГГИ, 1997.

3. Авербух A.M. Примеры расчетов неполнофазных режимов и коротких замыканий. -М.: Энергия, 1979.

4. Агарков М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Алаторцев С.А., Ганский В.П., Мусс К.Б. Характеристика устройств земляной защиты для распределительных сетей напряжением 3-10 кВ. -Автоматизация и контроль в горном производстве. Записки ЛГИ, 1972, T.XII, выпуск 1, стр. 85-88.

6. Алаторцев С.А., Ганский В.П., Мусс К.Б. Электронный коммутатор для исследования переходных процессов в электрических цепях синусоидального напряжения. -Автоматизация и контроль в горном производстве. Записки ЛГИ, 1972, Т.XII, выпуск 1, стр. 89-91.

7. Андреев В.Н., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. -М., Л.:Энергоиздат, 1963.

8. Андрейчева В.Ф., Колесников И.И. Разработка и эксплуатация программно-аппаратного комплекса по учету электрической энергии. -Промышленная энергетика, 1992, №11.

9. Бархалев Л.М., Громов И.Г., Семенов В.А. и др. Обработка технико-экономической информации на ЭВМ в энергетике. -М.: Энергоатомиздат, 1991.

10. Басс Э.И., Жданов Л.С. Катушки реле защиты и автоматики. М., Энергия, 1974.

11. Белоус Б.П., Ефремов В.Е. Средства связи в электрических сетях. -М.: Энергия, 1968.

12. Беляков H.H. Исследования перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью. Электричество, 1957, №5.

13. Беляков Ю.С. Расчетные схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой и особенности расчета токов короткого замыкания с их учетом. -СПб., ПЭИпк, 1996.

14. Бергер К., Пихард Р. Перенапряжения при однофазных замыканиях на землю. М., Энергия, 1957.

15. Блок В.М. Электрические сети и системы. Высшая школа, 1986.

16. Бухтояров В.Ф., Маврицын А.М. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров. Недра, 1986.

17. Быховский Я.Л. Основы теории высокочастотной связи по линиям электропередачи. -М.: Госэнергоиздат, 1963.

18. Важнов А.И. Электродинамическая модель энергосистем. Госэнергоиздат, 1961.

19. Веников В.А. Математические задачи электроэнергетики. -М.: Высшая школа, 1981.

20. Веников В.А. Теория подобия и моделирование применительно к задачам электроэнергетики. Высшая школа, 1966.

21. Веников В.А. Физическое моделирование электрических систем. Госэнергоиздат, 1956.

22. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. -М.: Высшая школа, 1984.

23. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. -М.: Наука, 1988.

24. Викторов П.Г., Кирюшин В.В., Сергеев В.Е., Шорохов Н.М. Система циркулярного телеуправления объектами городских электрических сетей. -Энергетика, 1976, т10.

25. Ганский В.П. О расчетах переходных процессов и земляной защиты в карьерных распределительных сетях при однофазном замыкании. -Новыые исследования в горной электромеханике. Научные труды ЛГИ, 1972, выпуск 2, стр. 65-69.

26. Ганский В.П. Требования к защитам от замыканий фазы на землю, действующим в переходных режимах. Новые исследования в горной электромеханике. Научные труды ЛГИ, 1972, выпуск 2, стр. 70-72.

27. Ганский В.П., Смирнов Н.К. Комплектная защита трансформаторных подстанций карьеров от замыкания фазы на землю. -Оптимизация электроснабжения горных предприятий и автоматизация электровозного транспорта. Записки ЛГИ, 1979, том XXXIV, стр. 64-66.

28. Гвоздев A.B. Полшцук В.В. Система контроля и управление режимом работы локальных промышленных электросетей на базе персональных компьютеров. -В сб. тез. докладов международного симпозиума по проблемам прикладной геологии, горной науки и производства, СПб., 1993.

29. Гельман Г.А. Автоматизированные системы управления электроснабжением промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

30. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. Энергоатомиздат, 1987.

31. Генин B.C., Кирюшин В.В., Сушко В.А., Чаронов В.Я. Система телеуправления и телесигнализации нефтяных скважин по линиям электроснабжения 6(10) кВ. Российско - Финляндский семинар "АСУЭ для предприятий горнодобывающей промышленности и перерабатывающего комплекса". Тезисы докладов. Санкт-Петербург -Хельсинки, 25-30 апреля 1994 г.

32. Гимоян Г.Г., Лейбов P.M. Релейная защита подземного электрооборудования и сетей. М., Недра, 1970.

33. Гладилин Л.В., Щуцкий В.И., Васильев И.Е. Создание защит от замыканий на землю в карьерных сетях напряжением выше 1 кВ. Горный журнал, 1968, №1.

34. ГОСТ 12.1.038-82 - наибольшие допустимые для человека синусоидальные токи в зависимости от продолжительности воздействия и соответствующие им значения приложенного напряжения.

35. Гринштейн В.И., Шевцов В.М. Реле направления мощности. Авт. свид. СССР №192281, Б.И. 1967, №5

36. Дарченко В.Е., Степнов Т.В. Защита от замыканий на землю в компенсированных сетях. Электричество, 1956, №2.

37. Дж. Купер, К. Макгиллем. Вероятностные методы анализа сигналов и систем. -М.: Мир, 1989.

38. Дзюбан B.C. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. М., Недра, 1982.

39. Долин П.А. Основы техники безопасности в электрических установках. Энергия, 1970.

40. Дударев Л.Е. Сопоставление основных принципов построения измерительных органов защит от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ. Электрические станции, 1980, №7, стр. 50-53.

41. Дударев Л.Е., Зубков В.В. Некоторые особенности переходных процессов при замыкании фазы на землю в сетях 6-35 кВ и использование их для средств релейной защиты. Электрические станции, 1978, стр. 68-72.

42. Ефремов В.Е. Передача информации по распределительным сетям 635 кВ.

43. Зевске Г .В., Ионкин ПЛ., Нетушил А.В., Страхов С.Б. Основы теории цепей. М., Энергия, 1975.

44. Ивоботенко Е.А. и др. Планирование эксперимента в электромеханике. -М. : Энергия, 1975.

45. Идельчик В.И. Расчеты установившихся режимов электрических систем. Под ред. ВениковаВ.А. -М.: Энергия, 1977.

46. Ильин В.А. Телеуправление и телеизмерение. -М.: Энергоатомиздат, 1982г., 860 с.

47. Инструктивные материалы Главгосэнергонадзора. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

48. Карпович Е.А. Высокочастотная защита линий электропередачи. -М.: ЭнергоатомиздатД985.

49. Кафиева К.Я. Помехи от короны на проводах линий электропередачи. -М.: Госэнергоиздат, 1963.

50. Колосюк В.П. Защитное отключение рудничных электроустановок. Недра, 1980.

51. Комаров Д.Т. Автоматизация электрических сетей 0,38-0,35 кВ в сельских районах . -М.: Энергоатомиздат, 1987.-112 с.

52. Корн Т. Справочник по математике. -М.: Наука, 1974.

53. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. М., Энергоатомиздат, 1987.

54. Костенко М.В., Перельман Л.С., Шкарин Ю.П. Волновые процессы и электрические помехи в многопроводных линиях высокого напряжения. М., Энергия, 1973.

55. Краснова Н.С. О частотных характеристиках трансформатора напряжения. Изв. вузов, Энергетика, 1970, №11, стр. 6-12

56. Кузьмичев А.М., Прусс В.Л. Технические мероприятия по повышению надежности электроснабжения нефтепроводов. -М.ВНИИОЭНГ, 1986. Обзорная информация, Сер. Машины и нефтяное оборудование.

57. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. Энергия, 1971.

58. Львов А.П. Электрические сети повышенной частоты. Энергия, 1973.

59. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. Энергия, 1977.

60. Марушкевич Н.С. Автоматизированное управление режимами электросетей 6-20 кВ, М., Энергия, 1980.

61. Меньшов Б.Г., Суд И.И. Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности. -М.: Недра, 1984.

62. Методические рекомендации по комплексной оценке эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса в нефтяной промышленности. РД 39-01/05-0001-89. М.: 1989, 212с.

63. Микрюков В.И. Устранение ложных отключений линий защитами от замыканий на землю в распределительных сетях разрезов и карьеров. Промышленная энергетика, 1981, №9, стр. 41-43

64. Микуцкий Г.В., Скитальцев B.C. Высокочастотная связь по линиям электропередачи. - М., Энергоатомиздат, 1987.

65. Михайлов В.В. Надежность электроснабжения промышленных предприятий. -М: Энергоатомиздат, 1992.

66. Огарков М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

67. Пивняк Г.Г., Шкрабец Ф.П., Горбунов Я.С. Релейная защита электроустановок на открытых горных работах. Справочное пособие, М., Недра, 1992.

68. Попов И.Н. О принципах выполнения защиты от замыкания на землю, основанной на использовании переходных процессов. Электричество, 1962, №2.

69. Попов И.Н., Лачугин В.Ф., Соколова Г.В. Релейная защита, основанная на контроле переходных процессов. Энергоатомиздат, 1986.

70. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. -М.: Энергоатомиздат, 1992.

71. Правила технической эксплуатации при разработке угольных и сланцевых месторождений открытым способом. Недра, 1972.

72. Правила устройств электроустановок. Энергоатомиздат, 1986.

73. Пшеничников А.М.,Портнов М.Л. Телемеханические системы на интегральных микросхемах. -М.: Энергия, 1977., 296 с.

74. Серов В.И., Щуцкий В.И., Ягудаев Б.М. Методы и средства борьбы с замыканиями на землю в высоковольтных системах горных предприятий. Наука, 1985.

75. Сирота И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. Киев, Наукова думка, 1983.

76. Справочник по проектированию линий электропередачи. Под редакцией Реута М.А. Энергия, 1980.

77. Справочник по электроустановкам угольных предприятий; электроустановки угольных разрезов и обогатительных фабрик. Под общ. ред. В.В. Дегтярева, М., Недра, 1988.

78. Справочник энергетика карьера. Под редакцией Сверделя И.С., М., Недра, 1973.

79. Технические требования к маневренным характеристикам и технологической автоматике ТЭС.- СПО Союзтехэнерго, 1977.

80. Указания по заполнению ведомостей нарушений в воздушных распределительных сетях напряжением 0,4-20 кВ министерства энергетики и электрификации СССР. -М.: СПО Союзтехэнерго, 1984.

81. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Энергия, 1964.

82. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. -М., Энергия, 1964.

83. Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. Энергоатомиздат, 1984.

84. Цапенко Е.Ф. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ. Энергоатомиздат, 1986.

85. Цапенко Е.Ф. Распределение токов нулевой последовательности в сети с изолированной нейтралью при замыканиях на землю. Промышленная энергетика, 1982, №12, стр.34-35.

86. Цапенко Е.Ф., Кудрявцев A.C. Определение параметров изоляции отдельных фаз относительно земли сетей 6-10 кВ карьеров. Изв. вузов. Горный журнал, 1985, №1, стр. 72-74

87. Шалый Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. Энергоатомиздат, 1982.

88. Шипунов Н.В. Защитное отключение. М., Энергия, 1968.

89. Шишкин Н.Ф., Ягудаев Б.М., Власов С.П. Критерии нормирования допустимого времени срабатывания защитно-отключающей аппаратуры в электрических сетях. Безопасность труда в промышленности, 1975, №11, стр. 51-53.

90. Шуин В.А. Влияние разряда емкости поврежденной фазы на переходный процесс при замыканиях на землю в кабельных сетях 3-10 кВ. Электричество. 1983, №12, стр. 4-9.

91. Щуцкий В.И., Васильев И.Е. Исследование параметров электрических сетей напряжением выше 1 кВ открытых горных разработок в установившемся и переходном режимах однофазного замыкания на землю. Энергетика, 1968, №9, стр. 7-11.

92. Щуцкий В.И., Жидков В.О., Ильин Ю.Н. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок. Энергоатомиздат, 1986.

93. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности. /JI.B. Гладилин, В.И. Щуцкий, Ю.Г. Бацежев, Н.И. Чеботарев. Недра, 1977.

94. Электробезопасность на открытых горных работах. Под общ. ред. Щуцкого В.И. Недра, 1983.

95. Электробезопасность на открытых и подземных горных работах. Тезисы докладов и сообщений III Всесоюзной научно-технической конференции «Электробезопасность на горнорудных предприятиях Черной металлургии СССР» (15-16 октября 1982 г.) Днепропетровск, 1982.

96. Электроника №4 1994 г. с.2-5.

97. Электротехнический справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

98. Ягудаев Б.М., Власов С.П., Гурвич H.JI. Основные методические принципы разработки критериев и норм электробезопасности. Промышленная энергетика, 1978, №3, стр. 22-25.

99. Ягудаев Б.М., Шишкин Н.Ф., Назаров В.В. Защита от электропоражения в горной промышленности. Недра, 1982.

100. Buennagel J.A., Koch R.C. Apparatus for addesablu contralling remate units Regencu Electrónica. Пат. 4454509. США, заявл. N 399344. МКИ С.08В. 23/02 С 01 Р 21/00 НКИ 340/825.

101. Carson J.R. Wave propogation in overhead wires with ground return. Bell Sust.Techn.Journ., 1986, v.5, №4.

«УТВЕРЖДАЮ» Главный инженер НГДУ «Джалильнефть»

Скворцов А.П.

«02» сентября 1998 года,

АКТ

комплексных испытаний и ввода в эксплуатацию опытного комплекта комплексной защиты от однофазных замыкании на землю в промысловых распределительных сетях напряжением 6(10) кВ

г. Альметьевск «02» сентября 1998 г.

Составлен представителями НГДУ «Джалильнефть» главным энергетиком Сабитовым Н.Г., зав. ЭТЛ Муртазиным Ф.Ф., с одной стороны, и представителями СПГГИ(ТУ) к.т.н., доц. Ганским В.П. и аспирантом Евсеевым С.А., с другой стороны, о том. что на п/ст №106 на фидерах №№ 106-10, 106-11, 106-12 смонтирован и введен в опытную эксплуатацию комплект защиты от однофазных замыканий на землю и проведены промышленные испытания устройства.

Испытания проводились по следующей программе:

1. Проверка селективности определения поврежденного присоединения и выявления поврежденной фазы при осуществлении однофазного замыкания на землю на воздушной линии напряжением 6 кВ через переходное сопротивление искусственного обрыва провода и укладки его на грунт (полная имитация реальных условий).

1.1. Со стороны основного источника питания.

1.2. Со стороны дополнительного источника питания.

2. Проверка селективности действия защиты при выполнении однофазного замыкания на воздушной линии методом установки дефектного вентильного

разрядника РВО-6 с напряжением пробоя около 3.7 кВ.

В результате испытаний установлено:

Защита обеспечивает селективное определение поврежденного присоединения и выявление поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю, выполненных в соответствии с пунктами 1, 1.1, 1.2, 2 программы испытаний.

После проведения испытаний опытный комплект защиты от однофазных замыканий на землю введен в эксплуатацию на фидерах 106-10,106-11,106-12 п/ст 106 НГДУ «Джалильнефть».

От НГДУ «Джалильнефть»:

Гл. энергетик

Сабитов Н.Г.

Заведующий ЭТЛ

Муртазин Ф.Ф.

От СПГГИ (ТУ):

к.т.н., доц.

Ганский В.П.

аспирант

«УТВЕРЖДАЮ»

:■'■> ............. ....... \ ^ \

Главный инженер НГДУ «Джалильнефть»

/ /_Скворцов А.П.

«02» сентября 1998 года.

РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА от внедрения комплексной защиты от однофазных замыканий на землю в промысловых распределительных сетях напряжением 6(10) кВ

1. Расчеты проведены в ценах 1998 года при условии, что:

1.1. Внедрение комплексной защиты от однофазных замыканий на землю в промысловых распределительных сетях напряжением 6(10) кВ позволяет исключить ложные срабатывания защиты при вариациях параметров отходящих присоединении в пределах, соответствующих их возможным изменениям в условиях нормальной эксплуатации;

1.2. удельный ущерб от внезапных перерывов электроснабжения составляет 18 руб / кВт ч; частота ложных срабатываний существующих защит от однофазных замыкании на землю по данным службу главного энергетика НГДУ «Джалильнефть» составляет юс = 0.6 год"1; среднее время восстановления электроснабжения электроустановок, подключенных к промысловым распределительным сетям, составляет тс = 3 часа; потребляемая одним присоединением электроэнергия за год составляет Wc=4'000'000 кВт ч: число часов работы нефтедобычных установок в год Тг=8000 час.

2. Ущерб от перерывов электроснабжения из-за ложных срабатываний существующих защит от однофазных замыканий на землю произведен при условии, что эксплуатационные затраты для существующей защиты и внедряемого нового комплекта одинаковы:

Wc 4'000'000

У = CDc тс У! -= 0.6 • 3 • 18.4 • -= 16560 руб.

Tr 8'000

3. Расчет ожидаемого экономического эффекта для одного присоединения производится по формуле

Э год = У - к н (К н - К б) = 16.56 - 0.3( 3.5 - 0.6) = 15.69 тыс.руб.

где: к н = 0.3 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений:

Кн и Кб - соответственно капитальные вложения на приобретение и установку вновь вводимого и существующего комплектов защиты и устройств коммутации: Кн =3.5 тыс.руб, Kg = 0.6 тыс.руб.

При определении капитальных затрат на вновь вводимую комплексную защиту от однофазных замыканий на землю капитальные и эксплуатационные затраты на канал связи компонентов защиты по линиям электропередачи напряжением 6(10) кВ не учитываются ввиду того, что для организации информационного взаимодействия компонентов комплексной защиты используется та же аппаратура, что и для организации системы контроля и управления электроприемниками, подключенных к линии электропередачи напряжением 6(10) кВ. Так как защита введена на трех отходящих присоединениях, то суммарный годовой экономический эффект от внедрения комплексной защиты от однофазных замыкании на землю, выполненной в соответствии с результатами диссертационной работы Евсеева С.А. «Защита от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6(10) кВ с дополнительными источниками питания», составит

Э £год = 15.69 X 3 = 47.07 тыс.руб.

Гл. энергетик ^ г

НГДУ «Джалильнефть»: ^ ImiMMMju

Сабитов Н.Г.

Начальник технического отдела (у_Казаков В.И.

60 90 120 150 180

1н, А

АС-25,1чд=650 мА----АС-25,1чд=500 мА

АС-25Дчд=250 мА

Рис.пЗ.1.

30 60 90 120 150 180

1н, А

АС-35Дчд=650 мА----АС-35Дчд=500 мА

АС-35Дчд=250 мА

Рис.п3.2.

25

20 т

И 15

10 -

5 -

30 60 90 120 150 1S0

1н, А

АС-50,1чд=650 мА----АС-50Дчд=500 мА

АС-50,1чд=250 мА

Рис.пЗ.З.

зо 60 90 120 150 180

1н, А

АС-120Дчд=650 мА----AC-Í 20Дчд-500 мА

АС-120Дчд=250 мА

Рис.пЗ.4.

30 60 90 120 150 180

1н, А

АС-150Дчд=650 мА----АС-150Дчд=500 мА

АС-150Дчд=250 мА

Рис.п3.5.

35 j !, км

30

25

20

15

10

5 -

1к,А

30

60

90

120

150

180

■АС-70Дчд=650мА--АС-70Дчд=500 мА

АС-70Дчд=250 мА

Рис.пЗ.6

о 30 60 90 120 150 180

-АС-95Дчд=650 мА--АС-95,1чд=500 мА

----АС-95Дчд=250 мА

Рис.п3.7.