... - разработка методов и средств определения мест повреждения в сетях воздушных, кабельных линии 6 - 10 кв сельскохозяйственного назначения

На правах рукописи

КОШКИН ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ

..... ---

Разработка методов и средств определения мест

повреждения в сетях воздушных, кабельных линии 6 - 10 кВ

сельскохозяйственного назначения

05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Республика Казахстан Алматы, 2008

Работа выполнена в Павлодарском государственном университете имени С. Торайгырова

Научный руководитель доктор технических наук Утегулов Б.Б.

Официальные доктор технических наук оппоненты: Буторин В.А.

кандидат технических наук Матаев У.М.

Ведущая организация Казахский агротехнический университет им С.Сейфуллина, г.

Астана

Защита состоится 26 июня 2008 г. в 10-00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ОД 53.09. при Казахском национальном аграрном университете по адресу: 050010, Республика Казахстан, г. Алматы» пр. Абая, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках Казахского национального аграрного университета и Научно-производственного центра механизации и электрификации сельского хозяйства АО “Казагроиннавация”.

Автореферат диссертации разослан “ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Атыханов А.К.

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. В настоящее время качество изоляции и токоведущих частей электрооборудования и линий электропередачи, стараются постоянно повышать, но, несмотря на это, невозможно полностью исключить их повреждений.

Воздушные линии электропередачи в сетях сельскохозяйственного назначения являются основным элементом передачи электроэнергии и могут повреждаться из-за воздействия большого количества разнообразных факторов, таких как гололеда, ветра, появления больших перенапряжений при грозе, загрязнения поверхности изоляторов, падение траверс или опор и другие. Ряд агропромышленных предприятий Казахстана имеют также развитые кабельные сети в системе внутреннего электроснабжения. К ним относятся: молокозаводы, птицефабрики, мясокомбинаты. Годовое количество повреждений в распределительных сетях составляет несколько тысяч, при этом требуется привлечение значительного количество обслуживающего персонала на поиск мест повреждений и проведение ремонтно-восстановительных работ. Усложнение и, соответственно, удорожание электроустановок после данных мероприятий, обусловливает необходимость постоянного внимания к обеспечению надёжности электроснабжения.

В диссертации решается имеющая большое социальное и хозяйственное значение научная проблема, заключающаяся в разработке на основе технических решений, методов и средств для повышения эффективности использования средств определения мест повреждения (ОМП), обеспечивающих более высокий уровень надежности электроснабжения.

Целью исследования является получение новых научно обоснованных результатов, решающих важную научную задачу повышения эффективности бесперебойности электроснабжения за счет разработки и внедрения методов и средств определения места повреждения при замыкании на землю в распределительной сети 6 - 10 кВ аграрного назначения.

Задачи исследования, В соответствии с поставленной целью определены следующие научные задачи, которые необходимо решить в данной работе:

- разработать метод для рационального определения расстояния до места повреждения в воздушных и кабельных линиях электропередачи напряжением 6 10 кВ с учетом влияния переходного сопротивления в месте аварии, обладающего достаточно высокой точностью и полным учетом факторов при определении места повреждения;

- получить математическую модель методики с использованием метода планирования факторного эксперимента;

- разработать устройство фильтрации переходного сопротивления;

- разработать устройство для считывания и преобразования числа импульсов при ОМП в единицы измеряемой величины расстояния до мест повреждения.

Объект исследования. Объектом исследований являются методы и устройства по определению мест повреждения в воздушных и кабельных линиях напряжением 6 - 10 кВ сельскохозяйственного назначения.

Научная новизна работы:

- разработан метод определения расстояния до места повреждения, основанный на измерении напряжения и тока нулевой последовательности с учетом переходного сопротивления в месте дефекта электрической сети напряжением 6 - 1 0 кВ для устройств дистанционного определения места повреждения;

~ разработан метод, основанный на измерении амплитудного значения зондирующего и обратного импульсов напряжения с учетом переходного сопротивления в электрической сети напряжением 6 - 1 0 кВ для устройств локационного принципа определения места повреждения;

- получены математические зависимости расстояния до места повреждения в кабельных и воздушных линиях электропередачи от величин параметров аварийного режима с учетом значения переходного сопротивления в электрической сети 6 —10 кВ, заключающегося в более точном определении расстояния до места повреждения с учетом значения переходного сопротивления;

- разработано устройство детекции и фильтрации активного переходного сопротивления для определения места замыкания на землю в сетях 6 - 1 0 кВ, основанног о на измерении тока и напряжения нулевой последовательности с помощью устройств дистанционного принципа ОМП;

- разработано устройство счета, преобразования импульсов и индикации при ОМП в линях электропередачи напряжением 6 - 1 0 кВ, обеспечивающего выполнение измерения временного интервала, поступаемого из входного устройства с преобразованием измеренного интервала в расстояние до зондируемого объекта с последующим вывод на индикатор.

Основные научные положения, выносимые на защиту Метод для рационального определения расстояния до места повреждения в линиях электропередачи напряжением 6 - 10 кВ с учетом влияния переходного сопротивления в месте аварии, основанный на измерении модулей напряжения и тока нулевой последовательности для устройств дистанционного принципа ОМП, и измерении амплитудных значений зондирующего и отраженного импульсов при использовании устройств локационного принципа ОМП.

Устройство фильтрации переходного сопротивления, выделяющее только реактивную составляющую фиксируемого параметра аварийного режима -тока, напряжения или полного сопротивления односторонних дистанционных устройств ОМП.

Устройство считывания и преобразования числа импульсов при ОМП, обеспечивающее выполнение измерения временного интервала между фронтами двух импульсов, получаемых от входного устройства с преобразованием в темпе реального времени измеренного интервала в расстояние до зондируемого объекта с последующим выводом на индикатор.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

- метод определения оптимальной величины расстояния до места повреждения в воздушных и кабельных линиях электропередачи с учетом переходного сопротивления, позволяет создавать пути решения в производстве средств и методов ОМП с учетом влияния данного фактора на погрешность измерения;

- установленные закономерности выведенных уравнений позволяют применить математические методы обработки результатов эксперимента для ускоренного получения результатов измерений параметров режима при определении места повреждения;

- устройство фильтрации фиксирующего активного переходного сопротивления, необходимое для исключения составляющей переходного сопротивления при фиксировании тока, напряжения или полного сопротивления дистанционных средств одностороннего ОМП;

- измеритель считывания расстояния к средствам для определения расстояния до места повреждения линий электропередачи, использование которого обеспечивает уменьшение времени обработки данных при измерениях.

Реализация результатов работы Разработанная методика и устройство для определения расстояния до места повреждения с учетом переходного сопротивления в сетях с изолированной нейтралью напряжением 6 - 1 0 кВ внедрена в Товариществе с ограниченной ответственностью “Костанайский ЭнергоЦентр” для дополнения работы фиксирующих средств, используемых на предприятии. Экономический эффект от внедрения составляет 133500 тенге в год. Социальный эффект от внедрения результатов работы заключается в повышении уровня надежности и более точном определении расстояния до места дефекта в сетях напряжением 6 - 1 0 кВ.

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в Косганайском государственном университете имени А. Байтурсынова.

Апробация работы. Основные материалы и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение: на международной научно практической конференции “Горно-перерабатывающая промышленность и наука:

реальность и перспективы сотрудничества” (Рудный, 2005);

на республиканской научно-практической конференции “Проблемы и перспективы информатизации в образовании, науке и производстве” (Костанай, 2005);

на Международной школе конференции “Высокие технологии энергосбережения” (Воронеж, 2005);

на Международной научно-технической конференции “Энергетика, экология, энергосбережение” (Усть-Каменогорск, 2005);

на XLV Международной научно технической конференции “Достижения науки - агропромышленному производству” (Челябинск, 2006);

на Международной научно-практической конференции “Аймауытов тагылымы” (Павлодар, 2007).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка использованных литературных источников и семи приложений. Работа изложена на 129 страницах, содержит рисунков и 16 таблиц.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Во введении обосновывается актуальность темы, определяется цель и задачи исследования, новизна полученных результатов и их практическая значимость.

Сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту.