Борисова Анна Оцінка надійності технічних засобів, що забезпечують захист від
Презентація рядків дисертації:
АНОТАЦІЯ:
Вступ
Під час експлуатації повітряних ліній (ЛА) і трансформаторних підстанцій в різних кліматичних умовах видно, що блискавкозахист (від прямих і непрямих ударів блискавки) повинен забезпечувати надійну роботу електрообладнання. На даний момент це одна з актуальних проблем транспорту та розподілу електроенергії.
У районах з високою щільністю гроз існує небезпека навколо Лос-Анджелеса та електрообладнання у разі удару блискавки в цих установках, що призведе до тривалого відключення електроенергії. Великі опори заземлення пілону, велика висота пілону та відстань від анкерних прольотів у разі удару блискавки є чинниками, що сприяють несправності ізоляції автотрансформаторів та інших несправностей електрообладнання.
Новини. Основною проблемою в роботі повітряних ліній високої напруги (ЛА) і трансформаторних підстанцій є вдосконалення блискавкозахисту. [1]
Це одна з основних проблем при проектуванні високовольтних ЛА. У Росії за період 1998-2003 років кількість поїздок через удар блискавки становила 11% серед аварійних поїздок. Ці дані класифікуються в Лос-Анджелесі з розрядними дротами. [2]
Варістори були розроблені і розповсюджені в Японії та Сполучених Штатах Америки в 1980 році для захисту ЛА під напругою 66, 77, 138 кВ. [3]
У Китаї блискавковідводи використовують для ЛА під напругою 132 і 400 кВ, розташованих у нерівній землі. [4]
Встановлення громовідводу планується на кожному пілоні. Частота встановлення паратонера залежить від надійності, необхідної для розглянутого випадку.
У Сполучених Штатах Америки, згідно досвіду експлуатації ЛА під напругою 115 кВ класу ЛА, що мають варистори на кожній фазі, ми можемо бачити, що протягом п’яти років ці ЛА не мали аварійного спрацьовування, спричиненого стрибками атмосфери. [5]
Події, пов'язані з надійністю, діагностичними термінами та розташуванням варисторів, є актуальними питаннями на даний момент.
Мета роботи. Оцінка ймовірності несправності ізоляції автотрансформатора 500 кВ, спричиненої ударами блискавки в Лос-Анджелесі або сусідніх установках.
Наукова цінність роботи. Ми отримали нову залежність ймовірності несправності ізоляції автотрансформатора 500 кВ протягом часу t в залежності від частоти та тривалості появи імпульсної хвилі в LA 500 кВ, спричиненої імпульсом. Блискавка, надійність варістора та кінець його діагностики.
Практичне значення твору. Запропоновано оптимальний метод діагностичних термінів варістора з точки зору життєздатності завантажувальних вузлів. Згідно з розрахунками, обґрунтовано раціональність установки додаткового варістора у відсіку вхідного роз'єднувача.
Загальність
Блискавка є природним явищем руйнівного електростатичного розряду, що виникає при накопиченні статичної електрики в нижньому шарі атмосфери. Удар блискавки характеризується великою інтенсивністю: Температура каналу блискавки досягає 300000 градусів. [6]
Існує два основних типи блискавичних аварій:
- Вони спричинені прямим влученням, коли блискавка потрапляє у будівлю чи певну ділянку. Тоді блискавка може завдати великої шкоди, серед яких найпоширеніші пожежі. Проти цієї напасті засобами захисту є громовідвідні системи.
- Вони спричинені опосередковано, наприклад, коли блискавка потрапляє або викликає перенапруги в електричних кабелях або передавальних лініях. Тоді необхідно захистити пристрої, які можуть зазнати впливу, від стрибків та непрямих струмів, що створюються таким чином.
Електрична установка трансформаторної підстанції, захищена громовідвідною системою, з низьким опором підключення до землі. Ця обставина усуває зворотні перехресні перевірки на розподільному пристрої. Пошкодження ізоляції електрообладнання трансформаторної підстанції у разі впливу перенапруг від блискавки залежить від частоти виникнення перенапруг від блискавки та робочого стану. Хвильова хвиля внаслідок удару блискавки формується у разі прямого удару блискавки в Лос-Анджелесі (громовідвід, провідник) або непрямого (удару блискавки в інфраструктурі, близькій до Лос-Анджелеса).
Рисунок 1 - Типова схема захисту електрообладнання зовнішньої станції від ударів блискавки
(Анімація: Обсяг 22,9 кБ, кількість кадрів - 9; затримка - 70 мк; кількість циклів - 6)
Обмеження стрибків напруги через блискавку можна забезпечити наступними способами:
а) розробка та застосування нових схем блискавкозахисту (схема каскаду) з показниками надійності, вищими за ті, що відповідають стандартам;
б) застосування захисних пристроїв високого рівня (варисторів). [7]
Переваги варістора:
1. глибокий рівень обмеження стрибків напруги;
2. відсутність супутнього струму після гасіння хвилі перенапруги;
3. простота конструкції та стійкість до старіння;
4. дисперсійна здатність великих енергій;
5. стійкість до атмосферних домішок;
6. невеликі розміри та ваги.
Короткий зміст:
Для захисту ізоляції автотрансформатора зовнішньої станції 500 кВ передбачений варистор. Пошкодження ізоляції можна спостерігати у випадку збігу в часі та просторі двох подій: появи хвилі перенапруги через блискавку в LA 500kV та непрацюючого стану варистора, розміщеного в обмотці автотрансформатора 500kV (рис. 2)
рисунок 2 - Схема зовнішньої підстанції 500 кВ трансформаторної підстанції "Металургійська" нормального режиму
Імовірність виходу з ладу ізоляції обмотки автотрансформатора як наслідок появи хвилі перенапруг внаслідок блискавки тривалістю t може бути обрана відповідно до системи рівнянь: [8]
Схема каскаду призначена для захисту від перенапруг від блискавки на електрообладнанні зовнішньої станції та передбачає встановлення додаткового громовідводу біля входу у зовнішню станцію. Надійність захисту електрообладнання підвищується завдяки:
- всі електроустановки мають захисні пристрої нижче за течією. Тобто перенапруги визначаються лише характеристиками захисних пристроїв;
- зменшуються відстані між захисними пристроями та електроустановками.
Рисунок 3 - Діаграма каскаду для захисту електрообладнання зовнішньої станції від стрибків напруги через блискавку
(Анімація: Обсяг 22,4 кБ, кількість кадрів - 10; затримка - 70 мк; кількість циклів - 6)
Схема каскаду передбачає розташування блискавковідводів на кожній LA та на обмотці автотрансформатора (трансформатора). Встановлення варістора на шинах не потрібно. (рис.3)
Імовірність виходу з ладу ізоляції автотрансформатора 500 кВ тривалістю t може бути визначена за такою формулою:
Висновки:
1. Отримано формули лінійних диференціальних рівнянь для визначення ймовірності виходу з ладу ізоляції автотрансформатора з урахуванням надійності громовідводу та умов його діагностики;
2. Отримано формули (2) і (3) для оцінки ймовірності виходу з ладу обмотки автотрансформатора тривалістю t у разі встановлення захисних пристроїв у вхідній роз'єднувальній шафі;
3. Встановлення додаткового блискавковідводу у кабіні роз'єднувача вводу підвищує надійність захисту обмотки автотрансформатора 500 кВ приблизно в 50 разів.
Примітка: На даний момент робота не закінчена. Дедлайн - грудень 2010 року.
Бібліографія:
1. Данилов Г.А., Зубков А.С., Боровицький В.Г., Лошанов Ю.Е. Підвісні ОПН як засіб підвищення надійності роботи повітряних лінійних електропередечів (досвід неприм)
2. Сцеі А. та ін. Ал.: Застосування обмежувачів перенапруги з оксиду металу до повітряних ліній - звіт робочої групи Cigre WG 33.11, 3, 1997
3. Кавамура Т. та ін. Досвід та ефективність застосування розрядників на повітряних лініях електропередачі. - CIGRE, 1994 сесія. - Респ. 33 301.
4. Стівен К.Х.Чан. Оцінка програми встановлення розрядників ліній електропередачі в електромережі CLP.
5. Шнеттлер А., Г. Бальцер, М. Гудаш, М. Адольфссон. Захист високовольтного обладнання полімерними розрядниками. CIGER 33-302.1998.
6. Дмитриев М.В Защита розподільних пристроїв 35-750 кВ від грозових перенапряжень
7. Дмитриев М.В. Різні підходи до вибору схем захисту обладнання від грозових перенапряжень
8. Борисова А.Л., Ковалев А.П. Оцінка надійності захищених засобів обладнання підстанцій від грозових перенапряжень. Електротехнічні та електромеханічні системи. Матеріали XV Всеукраїнської студентської науково-технічної конференції 20-22 квітня 2010г. Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2010 с. 11-12.
9. Сайт інформаційно-аналітичного журналу "Энерго-инфо"
Оцінка захищеності обладнання розподільних пристроїв 35-750 кВ від грозових перенапружень
10. Сайт журналу "Новости электротехники"
Аналіз надійності грозозащити підстанцій. Сучасні проблеми