Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические станции, сети и системы

Диссертационная работа:

Портнягин Андрей Владимирович. Повышение надежности систем электроснабжения с электродвигательной нагрузкой 0,4 кВ при внешних воздействиях : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 / Портнягин Андрей Владимирович; [Место защиты: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН].- Чита, 2007.- 172 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4186

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы Развитие электроэнергетики за последние годы характеризуется активным внедрением электронной аппаратуры в системах релейной защиты, режимной и противоаварийной автоматики Однако электронная аппаратура, как правило, весьма чувствительна к помехам, появляющимся во вторичных цепях, источниками которых являются коммутационные аппараты, удары молний, токи короткого замыкания и т д С другой стороны, внедрение новой техники и технологий способствует ухудшению показателей качества электроэнергии (ПКЭ), что приводит к снижению надежности электронной аппаратуры и резкому возрастанию отказов в работе или ложным срабатываниям

Одним из видов электронных средств релейной защиты является устройство комплексной защиты электродвигателей (УКЗЭ). Данное устройство выполняет комплексную защиту как асинхронного двигателя (АД), так и части системы электроснабжения с электродвигательной нагрузкой (СЭСЭН) от ненормальных режимов УКЗЭ на электромеханической базе просты в устройстве и достаточно удобны при эксплуатации и ремонте, однако имеют низкие функциональные возможности УКЗЭ, выполненные на микропроцессорной (МП) элементной базе способны повысить работоспособность и качество функционирования СЭСЭН в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях, однако имеют высокую восприимчивость к помехам.

Известно, что для нарушения работы электромеханического реле требуется энергия 10" Дж, а для нарушения работы интегральной микросхемы требуется 10"7 Дж Помехи с такой энергией могут возникнуть как в СЭСЭН, так и могут поступить из внешней сети

Причинами снижения надежности СЭСЭН являются не только ложные срабатывания или отказы, но и техническое несовершенство РЗ Последнее обстоятельство тесно связанно со структурной схемой УКЗЭ Как правило, системы защит АД выполнены на базе жестких связей уставок и входных сигналов Применение гибкой адаптивной защиты ЭД позволяет избежать влияния внешних воздействий и дает возможность отстраиваться от ненормальных режимов автоматически

В связи с указанными обстоятельствами появилась необходимость решения сложной комплексной задачи повышения надежности в СЭСЭН 0,4 кВ при внешних воздействиях

Цели и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является повышение надежности СЭСЭН 0,4 кВ путем нормирования разновременности размыкания контактов коммутационной аппаратуры, а также использования УКЗЭ с элементами адаптивности

Исходя из поставленной цели, в работе решаются следующие научные
и практические задачи >

исследовать и проанализировать внешние воздействия в СЭСЭН 0,4 кВ такие как коммутационные перенапряжения, несинусоидальность и несимметрия напряжения;

разработать и исследовать математическую модель системы «электрическая сеть-УКЗЭ-АД», позволяющую анализировать электромеханические процессы в указанной системе;

исследовать условия возникновения максимальных коммутационных перенапряжений с учетом разновременности размыкания контактов коммутационных аппаратов и нормирование указанной разновременности,

исследовать влияние несимметрии напряжения на максимальный момент АД,

разработать и исследовать гибкую микропроцессорную защиту электродвигателей с элементами адаптивности

Объектом исследования являются режимы работы АД, электрическая сеть, УКЗЭ и коммутационный аппарат посредством которого АД подключается к сети

Основные методы научных исследований. При проведении работы использованы фундаментальные положения теории релейной зашиты, теоретических основ электротехники, прикладной математики и электрических машин, а также методы физического и математического моделирования и методы натурного испытания, теории вероятностей и статистической обработки информации

Достоверность полученных результатов. Обоснованность и достоверность научных положений, теоретических выводов, основных результатов и рекомендаций диссертации подтверждены

экспериментальными исследованиями коммутационных перенапряжений, режимов работы АД и коммутационной аппаратуры 0,4 кВ, с последующей обработкой данных методами теории вероятностей и математической статистики,

удовлетворительной сходимостью результатов математического и физического моделирования с результатами экспериментов и измерений в реальных электрических сетях,

корректным использованием соответствующего математического аппарата, вычислительных программных комплексов

Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Математическая модель системы «электрическая сеть-УКЗЭ-АД», позволяющая в комплексе исследовать различные электромеханические процессы с учетом несимметрии питающего напряжения, наличия гармонических составляющих, изменения момента на валу ЭД, насыщения трансформаторов тока (ТТ), а также различные виды КЗ

  2. Зависимости электромагнитного момента АД от напряжений прямой и обратной последовательностей, которые позволили обосновать способ защиты АД от ненормальных режимов с элементами адаптивности

3 Зависимости уровней перенапряжений при отключении АД различной мощности и длины питающего кабеля от времени разновременности размыкания контактов коммутирующей АД аппаратуры

Научная новизна работы.

  1. Разработана математическая модель системы «электрическая сеть-УКЗЭ-АД», отличающаяся от известных возможностью комплексного исследования электромеханических процессов и режимов работы коммутирующих АД аппаратов, УКЗЭ и АД

  2. Впервые получены зависимости влияния несимметрии напряжения питания АД на максимальный электромагнитный момент АД, и разработан способ защиты АД от ненормальных режимов с элементами адаптивности (патент РФ на изобретение № 2302691 от 08 12 2005 г )

  3. Установлены зависимости влияния разновременности размыкания контактов низковольтного коммутационного аппарата, которым управляется АД, на уровни коммутационных перенапряжений

  4. Установлено, что максимальные перенапряжения возникают при следующих условиях* третий контакт коммутационного аппарата размыкается с задержкой относительно первых, которые размыкаются одновременно, размыкание третьего контакта происходит после погасания токов, протекающих через второй и третий контакты

Практическая ценность

  1. Определены уровни несимметрии, несинусоидальности напряжения, а также коммутационных перенапряжений в СЭСЭН 0,4 кВ при коммутации вакуумными контакторами

  2. Предложен норматив разновременности размыкания контактов коммутационных аппаратов НН

  3. Предложено и внедрено УКЗЭ с элементами адаптивности (патент РФ на изобретение № 2294586 от 27 05 2005 г)

  4. Предложена методика определения разновременности размыкания контактов низковольтной коммутационной аппаратуры

Внедрение. Устройства успешно функционируют в цеховых системах электроснабжения 380 В филиалов ОАО «ТГК-14»

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на II Всероссийской научно-технической конференции «Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ» (г Новосибирск, 2002), VII и IX Российских научно-технических конференциях по электромагнитной совместимости (г С-Петербург, 2002, 2006), III Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими» (г Новочеркасск, 2003), Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика и будущее цивилизации» (г Томск, 2004), IV Межрегиональной научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (г Чита, 2004), V Международной научно-технической конферен-

ции «Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий» (г Мариуполь, 2005), V Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (г Чита, 2005), Международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейро-информатика в науке и технике» (г Ульяновск, 2006), III Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии» (г Челябинск, 2006)

Реализация результатов работы. Результаты диссертации используются при составлении планов технического обслуживания и ремонтов низковольтной коммутационной аппаратуры в условиях их эксплуатации на предприятиях ОАО «ТГК-14»

Разработанный метод определения разновременности размыкания контактов низковольтной коммутационной аппаратуры и способ защиты АД используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных работ по дисциплине «Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения» на кафедре «Электроснабжения» ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 15 печатных работах, опубликованных автором лично и в соавторстве, в том числе 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, четырех глав, Заключения, библиографического списка и 2 приложений, содержит 171 стр основного текста, библиографического списка из 100 наименований

Подобные работы
Рамазанов Мурат Зикенович
Повышение помехоустойчивости электрической сети 10 кВ как рецептора при гармоническом воздействии
Метельков Александр Альбертович
Разработка методики планирования систем электроснабжения районов с малой плотностью нагрузок с учетом неопределенности исходной информации
Шведов Галактион Владимирович
Разработка методики многокритериального выбора параметров глубоких вводов в системах электроснабжения городов с учетом неопределенности развития электрических нагрузок
Тынянский Владимир Геннадьевич
Распознавание режимов работы воздушных линий напряжением 0,4 кВ и электроприемников
Мохамед Али Салех
Исследование и разработка мероприятий по повышению надежности электростанций и сетей Республики Йемен
Кобылин Виталий Петрович
Повышение надежности и эффективности транспорта электроэнергии в условиях Севера
Малышева Елена Павловна
Повышение надежности распределительных сетей от 6 до 10 кВ на основе моделирования и усиления их грозоупорности
Зинченко Александр Иванович
Повышение надежности работы мощных электродвигателей при переходных процессах в узлах нагрузки энергосистем
Красовский Иван Иванович
Анализ взаимодействия электроустановок с окружающей средой и разработка мероприятий повышения их надежности
Шульгинов Николай Григорьевич
Оперативная оценка надежности электроэнергетических систем операционных зон системного оператора

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net