Система селективного контроля состояния изоляции электрооборудования собственных нужд блочной тепловой электростанции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Бабичев Александр Сергеевич

• Бабичев Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Бабичев Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЙ СОБСТВЕННЫХ НУЖД НАПРЯЖЕНИЕМ 6 КВ ТЭС

1.1 Постановка задачи

1.1.1 Ответственные механизмы собственных нужд тепловых электростанций14

1.1.2 Ответственное электрооборудование собственных нужд тепловых электростанций

1.1.3 Методика оценки экономии от создания системы непрерывного селективного контроля состояния ответственного электрооборудования

1.1.4 Система непрерывного селективного контроля состояния электрооборудования собственных нужд напряжением 6 кВ

1.2 Способы селективного контроля состояния изоляции электрооборудования

1.3 Периодический селективный контроль состояния изоляции электрооборудования

1.3.1 Измерение сопротивления изоляции мегаомметром

1.3.2 Акустический контроль изоляции

1.3.3 Тепловизионный контроль состояния ЭО

1.4 Непрерывный селективный контроль состояния изоляции под рабочим напряжением

1.4.1 Метод частичных разрядов

1.4.2 Метод наложенного постоянного тока

1.4.3 Метод наложенного переменного тока

1.4.4 Сравнительный анализ методов наложенного тока при селективном контроле изоляции присоединений в электрической сети собственных нужд с изолированной нейтралью

1.5 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЙ, ОСНОВАННОЙ НА МЕТОДЕ НАЛОЖЕННОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

2.1 Обоснование структуры функциональной схемы системы селективного контроля изоляции присоединений, основанной на методе наложенного переменного тока

2.2 Математическое моделирование электрической сети с наложенным переменным током

2.2.1 Электрическая сеть собственных нужд напряжением 6 кВ с оборудованием системы селективного контроля изоляции

2.2.2 Модель электрической сети в программном комплексе Ыа^аЬ^МиН^

2.3 Выбор технически целесообразной частоты наложенного тока системы селективного контроля состояния изоляции

2.3.1 Влияние частоты наложенного тока на чувствительность и точность УКИП

2.3.2 Влияние частоты наложенного тока на точность ПТНП

2.3.3 Влияние частоты наложенного тока на ИНН и ТН

2.3.4 Результаты анализа критериев выбора частоты наложенного тока

2.4 Верификация расчетных моделей

2.4.1 Обоснование выражения для вычисления активного сопротивления изоляции контролируемого присоединения

2.4.2 Схема замещения подсистемы наложенного тока для токов промышленной частоты

2.4.3 Схема замещения подсистемы наложенного тока для наложенных токов75

2.5 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЙ, ОСНОВАННОЙ НА МЕТОДЕ

НАЛОЖЕННОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3.1 Подсистема наложенного переменного тока

3.1.1 Анализ применяемых подсистем наложенного переменного тока

3.1.2 Фильтр присоединения в подсистеме наложенного переменного тока

3.1.3 Описание схемы подсистемы наложенного тока с индуктивным ФП и анализ её работы

3.2 Преобразователь тока нулевой последовательности в подсистеме контроля изоляции

3.2.1 Анализ используемых для трансформаторов тока нулевой последовательности материалов магнитопроводов

3.2.2 Расчет числа витков вторичной обмотки и параметров магнитопровода специального трансформатора тока нулевой последовательности

3.2.3 Преобразователь выходного сигнала СТТНП

3.3 Разработка элементов устройства контроля изоляции присоединения

3.3.1 Структурная схема устройства контроля изоляции присоединения

3.3.2 Математическое моделирование элементов аналогового токового канала УКИП

3.3.3 Алгоритм функционирования устройства контроля изоляции присоединения

3.3.4 Обоснование диапазонов чувствительности УКИП к сопротивлению изоляции присоединения

3.4 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4 ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЙ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

4.1 Испытания преобразователя тока нулевой последовательности

4.1.1 Характеристики магнитопровода СТТНП

4.1.2 Оценка влияния остаточной магнитной индукции на точность трансформации СТТНП

4.1.3 Исследование угловой погрешности СТТНП

4.1.4 Испытания ПТНП в аварийном режиме в сети собственных нужд

4.2 Испытания алгоритма устройства контроля изоляции присоединения

4.2.1 Описание лабораторной установки

4.2.2 Описание математической модели алгоритма функционирования устройства контроля изоляции присоединения

4.2.3 Результаты моделирования и оценка погрешности работы алгоритма компенсации угловой погрешности ПТНП

4.3 Внедрение результатов диссертационной работы

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А. Типы и параметры ЭО 6 кВ, схема собственных нужд энергоблока

тепловой электростанции

Приложение Б. Результаты математического моделирования и расчета

измеренных сопротивлений изоляции контролируемого присоединения

Приложение В. Расчет наложенного тока в цепи ИНН с помощью метода узловых

потенциалов

Приложение Г. Условные графические обозначения на функциональной схеме

УКИП и в математической модели алгоритма

Приложение Д. Результаты исследования элементов подсистемы контроля

изоляции

Приложение Е. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система селективного контроля состояния изоляции электрооборудования собственных нужд блочной тепловой электростанции»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Электрооборудование (ЭО) собственных нужд напряжением 6 кВ тепловых электростанций (ТЭС) эксплуатируется в условиях повышенной температуры, влажности и вибрации, что приводит к его повреждениям. Наиболее характерными повреждениями ЭО собственных нужд ТЭС являются [1]: повреждения изоляции кабелей, обмоток и коробок выводов электродвигателей (ЭД), обмоток трансформаторов; повреждения выводных устройств; повреждения короткозамкнутых обмоток роторов ЭД; повреждения изоляторов. Электрическая изоляция является одним из основных элементов электрооборудования.

Надежность работы ЭО собственных нужд в значительной мере влияет на функционирование основного энергетического оборудования - парогенераторов, паровых и газовых турбин, а также генераторов и силовых трансформаторов. Внезапный отказ ЭО ответственных механизмов, например, по причине перехода однофазного простого замыкания на землю в двухфазное короткое замыкание, может привести к нарушению функционирования энергоблоков ТЭС со значительным экономическим ущербом.

Выявление быстроразвивающихся дефектов может быть достигнуто путём создания средств непрерывного контроля состояния ЭО или с малыми периодами между измерениями [2]. Применение указанных средств в перспективе позволит осуществить переход от планового технического обслуживания ЭО к обслуживанию его по состоянию.

Важным диагностическим параметром непрерывного контроля состояния ЭО является сопротивление изоляции. Известно применение систем непрерывного общего контроля изоляции ЭО, наиболее очевидным недостатком которых является не возможность выявить поврежденное присоединение. Для присоединений секции шин собственных ТЭС, которых может быть более десятка, целесообразно использовать систему непрерывного селективного контроля изоляции, информирующую о состоянии изоляции каждого присоединения.

Отмеченное выше объясняет актуальность исследований по теме данной диссертационной работы, посвященной вопросу непрерывного селективного контроля изоляции ЭО собственных нужд напряжением 6 кВ, соответствующей приоритетным направлением развития науки.

Степень разработанности темы исследования. Контролю состояния изоляции ЭО под рабочим напряжением посвящены труды Ю.П. Аксенова, Я.Л. Арцишевского, А.Е. Богаченко, Р.А. Вайнштейна, В.П. Вдовико, А.С. Дордия, А.В. Доронина, А.С. Засыпкина, Е.А. Иванова, Е.Д. Коберника, Г.С. Кучинского, В.И. Лачина, С.Н. Пашковского, В.А. Русова, В.А. Савельева, П.М. Сви, А.П. Синегубова, И.М. Сироты, К.Ю. Соломенцева, А.П. Шаповала и др., а также зарубежных фирм «ABB», «Siemens» и др. Непосредственный контроль сопротивления изоляции ЭО ТЭС под рабочим напряжением осуществляется методом наложенного тока, который чаще всего применяется в системах общего контроля сопротивления изоляции. Селективный контроль сопротивления изоляции ЭО собственных нужд ТЭС методом наложенного тока не получил широкого распространения по причине сложности выделения малой активной составляющей наложенного тока на фоне помех и низкой чувствительности существующих технических решений.

Цель работы и задачи исследования

Целью работы является разработка системы непрерывного селективного контроля сопротивления изоляции ЭО собственных нужд напряжением 6 кВ блочных тепловых электростанций, обеспечивающей выявление развившихся дефектов в изоляции.

В диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих методов и устройств селективного контроля состояния изоляции присоединений собственных нужд.

2. Разработка математической модели электрической сети собственных нужд тепловой электростанции с элементами систем общего и селективного контроля изоляции присоединений, основанных на методе наложенного переменного тока.

3. Исследование точности преобразователя тока нулевой последовательности (ПТНП), а также точности и чувствительности устройства контроля изоляции присоединения (УКИП) на математической модели и выявление способов их повышения.

4. Разработка подсистемы наложенного переменного тока, устанавливаемой в ячейке комплектного распределительного устройства (КРУ) дополнительного трансформатора напряжения (ТН2).

5. Разработка алгоритма функционирования УКИП, обеспечивающего требуемую чувствительность системы селективного контроля изоляции.

6. Разработка и исследование экспериментального образца ПТНП, проведение испытаний указанного образца и разработанной математической модели алгоритма функционирования УКИП на лабораторной установке.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Значение частоты наложенного тока, используемого в системе селективного контроля изоляции присоединений собственных нужд напряжением 6 кВ ТЭС.

2. Подсистема наложенного тока, включающая в себя источник наложенного напряжения (ИНН), формирующий на выходе разнополярные импульсы наложенного тока, индуктивный фильтр присоединения, выполненный в виде дросселя с ограничителем перенапряжений, элемент защиты и трансформатор напряжения, обмотки низшего напряжения которого соединены в разомкнутый треугольник.

3. ПТНП, устанавливаемый в кабельном отсеке ячейки КРУ электрооборудования, включающий в себя специальный трансформатор тока нулевой последовательности (СТТНП), выполненный в виде трансформатора тока нулевой последовательности с одной вторичной обмоткой и тороидальным магнитопро-водом из нанокристаллического материала, элемент защиты от перенапряжений и преобразователь «ток-ток», передающий в УКИП сигналы тока из присоединения.

4. Алгоритм функционирования высокочувствительного УКИП, обеспечивающий требуемую чувствительность к снижению сопротивления изоляции

присоединения собственных нужд ТЭС.

Научная новизна работы

1. Доказано, что селективный контроль изоляции электрооборудования собственных нужд напряжением выше 1 кВ с использованием метода наложенного переменного тока, ранее не применявшийся в системе собственных нужд блочных ТЭС, позволяет выявить присоединение с предаварийным состоянием изоляции и исключить его внезапный отказ.

2. Доказана техническая целесообразность применения наложенного тока частотой 12,5 Гц в системе селективного контроля изоляции присоединений собственных нужд напряжением 6 кВ блочных ТЭС, что позволяет повысить точность и чувствительность указанной системы к активной составляющей наложенного тока.

3. Разработан специальный трансформатор тока нулевой последовательности, магнитопровод которого выполнен из нанокристаллического магнито-мягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, отличающийся от известных обеспечением точной трансформации наложенного тока, в том числе, при наличии остаточной магнитной индукции в магнитопроводе, что позволило отказаться от использования безгистерезисного намагничивания и накачки магнитной индукции.

4. Предложен алгоритм функционирования высокочувствительного устройства контроля изоляции присоединения с преобразователем «ток-ток» и элементом защиты входа от перенапряжений, заключающийся в вычислении активного сопротивления изоляции контролируемого присоединения путём выделения ортогональных составляющих наложенного тока и напряжения, формирования усредненного комплекса полного сопротивления изоляции с учетом отстройки от помех, отличающийся от известных компенсацией угловой погрешности преобразователя тока нулевой последовательности, что позволяет обеспечить требуемую чувствительность системы селективного контроля изоляции к снижению сопротивления изоляции присоединений собственных нужд ТЭС.

Соответствие паспорту специальности. Согласно формуле специально-

сти 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы, данная диссертация посвящена вопросам «развития и совершенствования теоретической и технической базы электроэнергетики с целью обеспечения экономичного и надежного производства электроэнергии, ее транспортировки и снабжения потребителей электроэнергией в необходимом для потребителей количестве и требуемого качества». Научные положения, отраженные в диссертации, соответствуют областям исследования специальности 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы:

- пункту 5 «Разработка методов диагностики электрооборудования электроустановок» соответствует положенный в основу разработанной системы непрерывного селективного контроля изоляции метод селективного контроля активного сопротивления изоляции, заключающийся в измерении под рабочим напряжением активного сопротивления изоляции каждого из присоединений распределительного устройства собственных нужд напряжением выше 1 кВ с использованием приложенного к шинам распределительного устройства наложенного напряжения частотой 12,5 Гц. Указанный метод по ГОСТ 20911-89 входит в первую задачу технической диагностики - контроль состояния оборудования - и позволяет определить вид технического состояния: работоспособное или неработоспособное;

- пункту 6 «Разработка методов математического и физического моделирования в электроэнергетике» соответствует предложенный метод оценки влияния остаточной магнитной индукции на точность трансформации СТТНП, в котором используется физическое моделирование работы СТТНП, заключающийся в сравнении полных погрешностей трансформации наложенного тока СТТНП с остаточной магнитной индукцией в магнитопроводе и размагниченного СТТНП при одинаковых напряженностях магнитного поля, не превышающих коэрцитивной силы;

- пункту 13 «Разработка методов использования ЭВМ для решения задач в электроэнергетике» соответствует метод комплексного имитационного моделирования электрической сети с электроприемниками собственных нужд

напряжением выше 1 кВ тепловой электростанции и оборудования системы непрерывного селективного контроля изоляции, позволивший обосновать возможность использования метода селективного контроля активного сопротивления изоляции указанных электроприемников под рабочим напряжением с помощью наложенного напряжения частотой 12,5 Гц.

Теоретическая значимость работы обусловлена тем, что содержащиеся в ней результаты теоретических исследований могут быть положены в основу разработки системы селективного контроля изоляции присоединений собственных нужд, основанной на методе наложенного переменного тока. В частности, могут использоваться следующие результаты, полученные автором.

1. Разработанные схемы замещения и расчетные выражения позволяют определить токи в элементах системы контроля изоляции, а также целесообразное значение частоты наложенного напряжения.

2. Предложена методика расчета ПТНП, позволяющая, при необходимости, произвести перерасчет его при других параметрах электрической сети собственных нужд и контролируемых присоединений.

3. Предложен метод оценки влияния остаточной магнитной индукции на точность трансформации СТТНП.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

1. Разработанная система непрерывного селективного контроля изоляции ЭО собственных нужд позволяет снизить ущерб за счёт предотвращения внезапных отказов ответственного ЭО и обусловленных этим нарушений нормального функционирования основного энергетического оборудования ТЭС.

2. Разработанная подсистема наложенного тока, обеспечивая требуемый по условиям чувствительности системы селективного контроля изоляции уровень наложенного напряжения на шинах секции собственных нужд, может быть размещена в ячейке комплектного распределительного устройства трансформатора напряжения. На указанную разработку получен патент на полезную модель.

3. Использование предложенного алгоритма функционирования УКИП позволяет обеспечить требуемую чувствительность УКИП к снижению сопро-

тивления изоляции присоединения.

4. Разработанная лабораторная установка позволяет испытать ПТНП с токами, адекватными токам в присоединениях собственных нужд напряжением 6 кВ блочной ТЭС.

Результаты исследований использованы в разработках ООО НПФ «Квазар» для филиала ПАО «ОГК-2» - Новочеркасская ГРЭС и в учебном процессе кафедры «Электрические станции и электроэнергетические системы» Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) имени М.И. Платова.

Методология и методы исследования. В диссертационном исследовании использовались методы теории электрических цепей, теории подобия, математического анализа, численного эксперимента, имитационного моделирования с применением пакетов прикладных программ Micro-Cap, Mathcad, Matlab/Simulink и PSCAD.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием математических моделей и методов, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Полученные в работе основные научные положения и выводы имеют необходимое научное обоснование. Использованные в диссертации допущения не противоречат физике рассматриваемых процессов.

Апробация результатов работы. Основные результаты научных исследований докладывались и обсуждались: на региональной научно-технической конференции «Студенческая научная весна», Новочеркасск, 2018, 2019 гг.; на научном семинаре «Кибернетика энергетических систем», Новочеркасск, 2018, 2019 гг.; на научно-технической конференции «РЕЛАВЭКСПО-2019», Чебоксары, 2019 г.; на национальной конференции «Результаты исследований -2019», Новочеркасск, 2019 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (общим объемом 3,07 п.л., вклад соискателя 2,93 п.л.), в том числе, 3 статьи в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК РФ, 1 патент РФ на полезную

модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка литературы из 97 наименований и 6 приложений. Общий объем работы составляет 206 страниц, включая 28 страниц приложений и 63 иллюстрации.

ГЛАВА 1 МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЙ СОБСТВЕННЫХ НУЖД НАПРЯЖЕНИЕМ 6 КВ ТЭС

1.1 Постановка задачи

1.1.1 Ответственные механизмы собственных нужд тепловых электростанций

Собственные нужды тепловых электростанций являются комплексом, включающим внутристанционную электросеть, линии электропередачи, распределительные устройства, механизмы для обслуживания или автоматизации работ основных агрегатов и вспомогательного оборудования электростанции, двигатели, приводящие в движение эти механизмы, источники питания, и т.д. Механизмы собственных нужд в зависимости от их назначения и влияния на непрерывность работы основных агрегатов электростанции делятся на ответственные и неответственные. К ответственным механизмам относятся такие механизмы, остановка которых вызывает или снижение нагрузки, или остановку котлов и турбин. Это - дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные, конденсатные, циркуляционные и сетевые насосы, и др. [1, 3].

Механизмы собственных нужд являются неответственными, если их кратковременное прекращение работы не изменит нормального режима работы основного оборудования и не приведет к недопоставке электрической энергии. Это, например, багерные и шламовые насосы гидрозолоудаления, шаровые мельницы, механизмы топливоподачи, перекачивающие насосы. Чаще всего неответственные механизмы собственных нужд функционируют циклически [1].

Важность ответственных агрегатов собственных нужд в обеспечении работы основного энергетического оборудования станции наглядно отражена на технологических схемах ТЭС (рисунок 1.1). На рисунке 1.1 показаны технологические схемы ТЭС двух видов - конденсационной электростанции (КЭС) и теплофикационной

электростанции (ТЭЦ). ТЭС также сооружаются с использованием газотурбинных и парогазовых установок [4], но применение там механизмов собственных нужд, сопряженных с основным энергетически оборудованием, заметно меньше.

Технологическая схема КЭС (рисунок 1.1, а) состоит из следующих систем: основного пароводяного контура, включающего, в том числе, котел и турбину, золоулавливания, золоудаления, топливоподачи, топливоприготовления, водопод-готовки, циркуляционного водоснабжения и электрической части станции [5]. В котел подается топливо, подогретый воздух и питательная вода. Питательная вода передается в котел с помощью питательного насоса ПН, а воздух передается под воздействием вентилятора дутья ДВ. Дымовые газы, появляющиеся при сжигании топлива в котле, выходят через дымовую трубу в атмосферу с помощью электродвигателя дымососа ДС. Из котла острый пар попадает в турбину, вал которой соединен с ротором генератора G. Под действием пара турбина приводит в работу генератор G. Из турбины отработанный пар попадает в конденсатор, где он конденсируется с помощью большого количества холодной циркуляционной воды. Циркуляционная вода подается в конденсатор через циркуляционный электронасос ЦЭН. Конденсат, образующийся в конденсаторе, с помощью конденсатного электронасоса КЭН подается в деаэратор, откуда питательная вода питательным насосом ПН подается в котел [4].

Технологическая схема ТЭЦ показана на рисунке 1.1, б. Часть электроэнергии теплоэлектроцентраль может выдавать в электросеть на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство, так как располагается рядом с центрами потребления этой электроэнергии [5]. Отличие ТЭЦ от КЭС заключается в значительном отборе пара из турбины на коммунально-бытовые и производственные нужды. Тепловая энергия коммунально-бытовым потребителям обычно передается от сетевых подогревателей (бойлеров) через сетевые электронасосы СЭН. Кроме того, потребители могут получить тепловую энергию от редукционно-охладительной установки, на вход которой из котла подается острый пар. Последнее применяется в тех случаях, когда электрическая мощность электростанции становится меньше тепловой мощности [4].

Дымовые газы

Электрическая сеть

Трансформатор

Собственные нужды

г^/ Источник

) ЦЭН холодной

воды

Химически очищенная вода

а)

Дымовые газы

ш

Электрическая сеть

Трансформатор

^-►Собственные нужды —►Местные потребители электроэнергии

Г*/ Источник

ЦЭН холодной

воды

Конденсатор

Химически очищенная вода

Сетевой подогреватель б)

Рисунок 1.1 - Технологические схемы тепловой электростанции: а) конденсационного типа; б) теплофикационного типа

Еще одной особенностью ТЭЦ является то, что мощность теплового оборудования электростанции больше, чем электрическая мощность с учетом выдачи тепловой энергии. Поэтому на ТЭЦ в сравнении с КЭС относительное потребление электроэнергии на собственные нужды выше [5].

Большинство ответственных механизмов собственных нужд имеет резервный парный механизм, к таким относятся, например, мельницы и конденсатные насосы, остальные механизмы собственных нужд (тягодутьевые механизмы и циркуляционные насосы) могут не иметь этого и тогда внезапное неработоспособное состоя-

ние электродвигателя или его системы питания вызовет полный или частичный останов энергоблока или вовсе отключение ТЭС [1]. По степени ответственности механизмов собственных нужд, приводящие их во вращение электродвигатели, также называются ответственными или неответственными. Работа электродвигателя собственных нужд обеспечивается за счет взаимодействия с другими электрическими и механическими устройствами. Основными устройствами являются те, без которых работа электродвигателя собственных нужд невозможна или нецелесообразна, к таким относятся, например, питающая сеть и аппаратура для подключения к ней электродвигателя [6]. Отсюда следует, что надежность ответственного электрооборудования собственных нужд, обеспечивающего функционирование ответственных механизмов, должна быть не ниже надежности основного оборудования электростанции (генератора, трансформатора и др.) [1].

1.1.2 Ответственное электрооборудование собственных нужд тепловых электростанций

Механизмы собственных нужд на тепловых электростанциях приводятся в работу в основном асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором [3]. На территории ТЭС для привода ответственных механизмов применяются асинхронные электродвигатели напряжением 6 кВ и мощностью от 200 до 8 000 кВт, а для привода удаленных ответственных механизмов, таких как береговые насосные станции, применяются асинхронные ЭД напряжением 10 кВ. В свою очередь, например, для вращения мельниц-вентиляторов и тягодутьевых механизмов используются асинхронные ЭД с фазным ротором [1]. Шаровые мельницы и поршневые компрессоры в основном приводятся в работу с помощью синхронных электродвигателей, которые в системе собственных нужд не так многочисленны. Следует отметить, что нет принципиального различия между статорами синхронных и асинхронных электродвигателей [6 с. 11, 7].

Асинхронные ЭД напряжением 0,4 кВ и мощностью до 200 кВт разного исполнения, в том числе взрывозащищенного, используются для механизмов малой

мощности. Наиболее ответственные электродвигатели напряжением 0,4 кВ обеспечивают сохранность основного оборудования в работоспособном состоянии (маслонасосы смазки подшипников турбины, турбогенератора и мощных электродвигателей, маслонасосы уплотнений вала турбогенератора, валоповоротные устройства и др.) [1, 5]. Источником питания для электродвигателей напряжением 0,4 кВ являются трансформаторы собственных нужд напряжением 6/0,4 кВ [3].

Силовые трансформаторы 6/0,4 кВ размещаются как можно ближе к своим потребителям, то есть в таких центрах нагрузки, как открытое распределительное устройство, топливный склад, турбинное отделение и компрессорная, объединенный вспомогательный корпус, котельное отделение и др. По условиям надежности сборные шины напряжением 0,4 кВ выполняются секционированными. Каждая секция может быть автоматически подключена как к рабочему источнику, так и к резервному источнику [1, 5].

На рисунке А. 1 Приложения А представлена схема электроснабжения электрооборудования собственных нужд напряжением 6 кВ энергоблока мощностью 300 МВт конденсационной электростанции, а в таблицах А.2 - А.3 приведены типы используемых кабельных линий, трансформаторов и электродвигателей.

Питание системы собственных нужд напряжением 6 кВ осуществляется рабочим трансформатором собственных нужд (ТСН) 26Т мощностью 32 МВА. Со стороны высшего напряжения ТСН подключен на генераторное напряжение 20 кВ отпайкой от энергоблока. Обмотки низшего напряжения указанного трансформатора выполнены расщепленными и присоединены к секциям собственных нужд 6А и 6Б распределительного устройства 6 кВ энергоблока. К этому же распределительному устройству через выключатели и кабельные линии подключены электроприемники собственных нужд - электродвигатели и трансформаторы 6/0,4 кВ. Резервное электроснабжение собственных нужд энергоблока производится с помощью пускорезервных трансформаторов собственных нужд (ПРТСН) 20Т и 30Т мощностью 32 МВА каждый, также имеющих расщеплённые обмотки низшего напряжения. Резервные трансформаторы подают напряжение на магистральные шины резервного питания РА и РБ, к которым могут быть подключены секции

6 кВ любого энергоблока. Резервные магистрали секционируются выключателями через каждые два энергоблока. Секционные выключатели резервных магистралей нормально отключены. Мощность каждого резервного трансформатора обеспечивает замену рабочего трансформатора одного блока и одновременный пуск или аварийный останов второго блока [5]. На стороне высшего напряжения ПРТСН подключены к открытому распределительному устройству 220 кВ. Переход с рабочего питания собственных нужд на резервное и обратно осуществляется с помощью автоматического ввода резерва или вручную.

На долю электродвигателей ежегодно приходится до 25 - 30 % от общего числа повреждений электрооборудования среднего напряжения (6 - 35 кВ), то есть столько же, сколько на кабельные линии и распределительные устройства [6 с. 32]. Отказы ответственного электрооборудования собственных нужд ТЭС опасны по последствиям, так как они могут приводить к нарушениям в работе основного оборудования и, как следствие, - к внезапным перерывам электроснабжения потребителей и прочим экономическим ущербам.

В связи с этим целесообразна разработка системы селективного контроля состояния электрооборудования собственных нужд ТЭС, надежная работа которого в значительной мере влияет на функционирование основного оборудования ТЭС. Особенно важно повышение надежности ответственного электрооборудования собственных нужд, обеспечивающего функционирование ответственных механизмов (рисунок 1.1), к которым относятся: питательные насосы, дымососы, циркуляционные насосы, конденсатные насосы, вентиляторы дутья парогенераторов и др. [1, 6].

1.1.2.1 Ток трехфазного короткого замыкания на секции шин 6 кВ

Ток трехфазного короткого замыкания (КЗ) на секции шин 6 кВ практически равен току трехфазного КЗ на выводах трансформатора собственных нужд энергоблока, так как сопротивления шин, в соответствии с таблицей А. 1 Приложения А, пренебрежимо малы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бабичев Александр Сергеевич, 2021 год

ИТ Источник тока

КЛ Кабельная линия

КРУ Комплектное распределительное устройство

КРУС Коммутационно-регулирующее устройство

КЭС Конденсационная электростанция

МК Микроконтроллер

НН Низшее напряжение

ОЗЗ Однофазное замыкание на землю

ОУ Операционный усилитель

ПВС Преобразователь выходного сигнала

ПЗУ Постоянное запоминающее устройство

ПРТСН Пускорезервный трансформатор собственных нужд

ПТН Промежуточный трансформатор напряжения

ПТНП Преобразователь тока нулевой последовательности

ПТУ Преобразователь тока утечки

ПХН Прямоугольная характеристика намагничивания

РЗ Релейная защита

СВ Схема включения

СВВ Схема выдержки времени

СО Схема отключения

СТТНП Специальный трансформатор тока нулевой последовательности

СФСВ Схема формирования сигнала на включение

СФСО Схема формирования сигнала на отключение

ТКС Температурный коэффициент электрического сопротивления

ТН Трансформатор напряжения

ТСН Трансформатор собственных нужд

ТТ Трансформатор тока

ТТНП Трансформатор тока нулевой последовательности

ТЭС Тепловая электрическая станция

ТЭЦ Теплофикационная электростанция

УВЗФ Устройство включения в заданную фазу

УКИ Устройство контроля изоляции

УКИП Устройство контроля изоляции присоединения

УКС Устройство контроля состояния

ФОС Фильтр ортогональных составляющих

ФП Фильтр присоединения

ЧР Частичные разряды

ЭВМ Электронно-вычислительная машина

ЭД Электродвигатель

ЭДС Электродвижущая сила

ЭО Электрооборудование

1. Аббасова, Э. М. Собственные нужды тепловых электростанций / Э. М. Аббасова [и др.]; под ред. Ю. М. Голоднова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. -272 с., ил.

2. Алексеев, Б. А. Определение состояния (диагностика) крупных турбогенераторов / Б. А. Алексеев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. - 152 с.

3. Байтер, И. И. Защита и АВР электродвигателей собственных нужд / И. И. Байтер. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 104 с., ил.

4. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учебник для вузов / Б. Н. Неклепаев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 640 с., ил.

5. Рожкова, Л. Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник для сред. проф. образования / Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 448 с.

6. Корогодский, В. И. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ / В. И. Корогодский, С. Л. Кужеков, Л. Б. Паперно. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 248 с., ил.

7. Вольдек, А. И. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. - СПб.: Питер, 2010. - 350 с., ил.

8. Неклепаев, Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с., ил.

9. Ульянов, С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов / С. А. Ульянов. - М.: Энергия, 1970. - 520 с., ил.

10. Бабичев, А. С. Методы селективного контроля состояния изоляции от-

ветственных электродвигателей собственных нужд тепловых электростанций /

A. С. Бабичев // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2019. -Т. 62, № 2. - С. 92 - 97. DOI:10.17213/0136-3360-2019-2-92-97.

11. Петухов, В. С. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока [Электронный ресурс] / В. С. Петухов,

B. А. Соколов // Новости электротехники. - 2005. - № 1. - Режим доступа: http:// www. news. elteh. ru/ arh/ 2005/ 31/ 11. php (дата обращения: 20.03.2019).

12. Кискачи, В. М. Использование гармоник ЭДС генераторов энергоблоков при выполнении защиты от замыканий на землю / В. М. Кискачи // Электричество. - 1974. - № 2. - С. 24 - 29.

13. IEEE Std C37.102-2006. IEEE Guide for AC Generator Protection. - 2007.

14. Федосеев, А. М. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов / А. М. Федосеев. - М.: Энергия, 1976. - 560 с., ил.

15. Арцишевский, Я. Л. Технология «Energy.Net» поиска замыкания на землю с наложенным током в сетях воздушных линии 10 кВ / Я. Л. Арцишевский, Э. Лхамсурэн // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2017. -Т. 60, № 1. - С. 73 - 78.

16. Арцишевский, Я. Л. Развитие технологии топографического поиска замыкания на землю с импульсным наложенным током в сетях воздушных линии 10 кВ / Я. Л. Арцишевский, Э. Лхамсурэн // Энергетик. - 2017. - № 5. - С. 32 - 36.

17. Мусаэлян, Э. С. Наладка и испытание электрооборудования электростанций и подстанций / Э. С. Мусаэлян. - М.: Энергия, 1979. - 464 с., ил.

18. РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. Под общ. ред. Б. А. Алексеева, Ф. Л. Когана, Л. Г. Мамиконянца. - 6-е изд., с изм. и доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 256 с.

19. Способ акустической диагностики изоляции обмоток асинхронного электродвигателя [Текст]: пат. 2436081 Российская Федерация: МПК G01N 29/11 (2006.01) / Н. Т. Герцен, Г. В. Суханкин, Н. П. Воробьев; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «АлтГТУ им. И.И. Ползунова». - № 2010129672/28; заявл.

15.07.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. № 34.

20. Герцен, Н. Т. Акустическая диагностика изоляции обмоток асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве: автореф. дис. ... к-та техн. наук, Барнаул, 2007. - 16 с.

21. Седунин, А. М. Методы диагностики асинхронных двигателей [Электронный ресурс] / А. М. Седунин, Д. О. Афанасьев, Л. Г. Сидельников. Режим доступа: http:// testslg. ru / images /pdf/18_ metody- diagnostiki- asinkhronnykh-dvigatelej. pdf (дата обращения: 03.09.2018).

22. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2007. - 304 с.

23. Кучинский, Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях / Г. С. Кучинский. - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. - 224 с., ил.

24. Сви, П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения / П. М. Сви. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240 с., ил.

25. Вдовико, В. П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования / В. П. Вдовико. - Новосибирск: Наука, 2007. - 155 с.

26. Измерение частичных разрядов в изоляции статоров высоковольтных электрических машин. Методические указания ООО «Димрус» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: //dimrus.ru /manuals /pd_machine .pdf (дата обращения 03.09.2018).

27. Аксенов, Ю. П. Мониторинг технического состояния высоковольтной изоляции электрооборудования энергетического назначения в эксплуатации и при ремонтах / Ю. П. Аксенов. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2002. -338 с.

28. Аксенов, Ю. П. Диагностика электродвигателей на рабочем напряжении [Электронный ресурс] / Ю. П. Аксенов, А. П. Прошлецов, И. В. Ярошенко, С. Б. Ли. Режим доступа: http:// diacs. com/ blog/ diagnostika- elektrodvigateley- na-rabochem- napryazhenii-0 (дата обращения: 03.09.2018).

29. Русов, В. А. Измерение частичных разрядов в изоляции высоковольтного

оборудования / В. А. Русов. - Екатеринбург: Издательство УрГУПС, 2011. - 370 с.

30. Lundgaard, L. Partial discharges in transformer insulation / L. Lundgaard // CIGRE, rep. N 15-302, 2000.

31. Poittevin, Andre. New digital partial discharge measurements on transformer / Andre Poittevin // CIGRE, rep. N 15-21-33-17, 1996.

32. ГОСТ Р 55191-2012 (МЭК 60270: 2000). Методы испытаний высоким напряжением. Измерения частичных разрядов. - М.: Стандартинформ, 2014. - 44 с.

33. Круглова, Т. Н. Интеллектуальный метод неразрушающего контроля состояния изоляции обмоток турбогенератора по параметру электроразрядной активности / Т. Н. Круглова, И. В. Ярошенко, Н. Н. Работалов // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2018. - № 6. - С. 44 - 49.

34. Самородов, Ю. Н. О некорректном методе использования частичных разрядов при диагностике генераторов / Ю. Н. Самородов // Электрические станции. - 2012. - № 8. - С. 45 - 50.

35. Анохин, П. Т. Защита от замыканий на землю и контроль изоляции обмотки статора блочного генератора / П. Т. Анохин, А. А. Финкель // Электрические станций. - 1973. - № 7. - С. 81 - 82.

36. Вавин, В. Н. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор / В. Н. Вавин. - М.: Энергоиздат, 1982. - 256 с., ил.

37. Коберник, Е. Д. Стопроцентная земляная защита статора генератора на принципе наложения постоянного тока / Е. Д. Коберник // Электрические станции. - 1995. - № 4. - С. 42 - 47.

38. Защита от замыканий на землю обмотки статора блочного генератора без зоны нечувствительности с контролем сопротивления изоляции цепей статора относительно земли, РЗГ-100/4-7, Описание [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:// relza. tom. ru/ index. php? option= com_ content& view= article& id= 4& Itemid= 4 (дата обращения: 29.03.2019).

39. Вайнштейн, Р. А. Опыт разработки и применения защиты от замыканий на землю обмотки статора на основе наложения постоянного тока в составе ком-

плексной цифровой защиты генераторов / Р. А. Вайнштейн [и др.] // Проблемы энергетики. - 2010. - № 3-4/I. - С. 135 - 139.

40. Синегубов, А. П. Методы и средства контроля сопротивления изоляции автономных электроэнергетических систем: монография / А. П. Синегубов. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. - 86 с.

41. Лачин, В. И. Селективный контроль сопротивления изоляции автономных электроэнергетических систем постоянного тока / В. И. Лачин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 1976. - № 7. - С. 762 - 769.

42. Сирота, И. М. Защита от замыканий на землю блоков генератор-трансформатор / И. М. Сирота, А. Е. Богаченко // Электрические станции. -1974. - № 2. - С. 70 - 74.

43. Сирота, И. М. Использование наложенных токов второй гармоники для защиты генераторных цепей энергоблоков от замыканий на землю без зоны нечувствительности / И. М. Сирота [и др.] // Автоматизация и релейная защита энергосистем. - Киев: Наук. думка, 1981. С. 143 - 153.

44. ABB Generator protection, REG670 2.0 IEC, Technical manual 1MRK502052-UEN, Issued July 2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// search- ext. abb. com/ library/ Download. aspx? Document ID= 1MRK502052-UEN& Language Code= en& Document PartId=& Action= Launch (дата обращения: 25.03.2019).

45. Bengtsson, T. Innovative injection-based 100% stator earth-fault protection / T. Bengtsson, Z. Gajic, H. Johansson, J. Menezes, S. Roxenborg, M. Sehlstedt // 11th IET International Conference on Developments in Power Systems Protection (DPSP 2012), 23-26 April 2012. The Institution of Engineering and Technology, Birmingham, UK. - 2012.

46. Вайнштейн, Р. А. Стопроцентная защита от замыканий на землю обмотки статора гидрогенераторов Красноярской ГЭС / Р. А. Вайнштейн [и др.] // Электрические станции. - 1972. - № 2. - С. 41 - 44.

47. Сирота, И. М. Защита от замыканий на землю обмотки статора блочных

генераторов: Тип КЗС-25 / И. М. Сирота [и др.]. - Киев: ИЭД АН УССР, 1981. - 38 с.

48. Шкаф источника контрольного тока, ШНЭ 1150, Руководство по эксплуатации ЭКРА.656423.001 РЭ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// www. ekra. ru/ produkcija/ rza- stancionnogo- oborudovaniya/ netipovie- shkafi/ 572- ikt- 25-shne- 1150- iktp- 1- tnpu- 3. html (дата обращения: 27.03.2019).

49. Beckwith Electric Generator Protection, M-3425A, Instruction Book 800-3425A-IB-09MC2, Edition 2004 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// beckwithelectric. com/ products/ m- 3425 а/ (дата обращения: 26.03.2019).

50. Easergy MiCOM Generator Protection Relay, P345, Technical Manual P34x & P391/EN M/Nc7, Issue Date 06/2017 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// www. schneider- electric. com/ en/ product- range- download/ 61057- easergy-micom- p34x/ (дата обращения: 26.03.2019).

51. Siemens Siprotec 4 Multifunctional Machine Protection, 7UM62, Manual C53000-G1176-C149-A, Edition 11.2017 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: // support. industry. siemens. com/ cs/ document/ 109743486/ siprotec- 4- 7um62-multifunctional- machine- protection?dti =0&lc= en- IT (дата обращения: 25.03.2019).

52. Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 549 с.

53. Сирота, И. М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности / И. М. Сирота. - Киев: Наук. думка, 1983. - 268 с.

54. Зильберман, В. А. Влияние способа заземления нейтрали сети собственных нужд блока 500 МВт на перенапряжения и работу релейной защиты / В. А. Зильберман [и др.] // Электричество. - 1987. - № 12. - С. 52 - 56.

55. Доронин, А. В. Особенности применения защит от замыканий на землю обмотки статора генератора / А. В. Доронин, А. М. Наумов // Энергетик. - 2007. -№ 3. - С. 32 - 34.

56. Вайнштейн, Р. А. Защита от замыканий на землю в обмотке статора генераторов на электростанциях ОЭС Сибири / Р. А. Вайнштейн [и др.] // Электрические станции. - 2009. - № 12. - С. 26 - 30.

57. Копьев, В. Н. Релейная защита. Принципы выполнения и применения: учебное пособие / В. Н. Копьев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 153 с.

58. Ковцова, И. О. Обработка и передача учетных данных для классических и цифровых электроподстанций / И. О. Ковцова. - М.: Прометей, 2016. - 236 c. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/58158.html (дата обращения: 03.12.2018).

59. Тареев, Б. М. Физика диэлектрических материалов: Учеб. пособие для вузов / Б. М. Тареев. - М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с., ил.

60. Вавин, В. Н. Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи / В. Н. Вавин. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Энергия, 1977. - 104 с.

61. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: Стандартинформ, 2014. - 20 с.

62. Черных, И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. - М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 288 с., ил.

63. Новаш, И. В. Расчет параметров модели трехфазного трансформатора из библиотеки Matlab-Simulink с учетом насыщения магнитопровода / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2015. - № 1. - С. 12 - 24.

64. Бабичев, А. С. Выбор частоты наложенного переменного тока в системе селективного контроля состояния изоляции ответственных электродвигателей собственных нужд тепловых электростанций / А. С. Бабичев // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2019. - Т. 62, № 4. - С. 73 - 81. D0I:10.17213/0136-3360-2019-4-73-81.

65. Texas Instruments Filter Design Tool [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// webench. ti. com/ filter- design- tool/ (дата обращения: 03.07.2019).

66. Джонсон, Д. Справочник по активным фильтрам: Пер. с англ. / Д. Джон-

сон, Дж. Джонсон, Г. Мур. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 128 с.

67. Сирота, И. М. О методах эксплуатационного контроля электрических сетей / И. М. Сирота, Н. М. Шулика // Автоматизация и релейная защита в энергосистемах: сб. науч. тр. - Киев: Наук. думка, 1987. С. 99 - 106.

68. Directions for Use bandpass, 7XT34, Manual C53000-B119U-C130-1, Edition 2009 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: // www. siemens. com/ download? DLA08_ 1006 (дата обращения: 21.08.2019).

69. Directions for Use 20-Hz-Generator, 7XT33, Manual C53000-B119U-C129-1, Edition 2009 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: // www. siemens. com/ download? DLA08_ 995 (дата обращения: 21.08.2019).

70. Устройство для защиты блока генератор-трансформатор от замыкания на землю [Текст]: авт. свид. 1010690 СССР / Р. А. Вайнштейн, В. В. Колодяжный, С. М. Юдин; заявитель и патентообладатель Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова. - заявл. 17.12.1980; опубл. 07.04.1983.

71. Белопольский, И. И. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности / И. И. Белопольский, Е. И. Каретникова, Л. Г. Пикалова. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Энергия, 1973. - 400 с., ил.

72. ГОСТ 2112-62. Проволока медная круглая электротехническая. - Издательство стандартов, 1968. - 7 с.

73. Источник наложенного напряжения системы селективного контроля состояния изоляции группы электродвигателей напряжением выше 1 кВ [Текст]: пат. 191462 Российская Федерация: МПК G01R 31/02 (2006.01) / Р. А. Вайнштейн, С. Л. Кужеков, А. А. Дегтярёв, А. С. Бабичев; заявитель и патентообладатель ООО НПФ «Квазар». - № 2019111829, заявл. 18.04.2019; опубл. 06.08.2019, Бюл. № 22.

74. Нанокристаллические магнитопроводы с высокой проницаемостью [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //mstator.ru /products/ cores/ 1b (дата обращения: 23.06.2019 г).

75. Пейтон, А. Дж. Аналоговая электроника на операционных усилителях /

А. Дж. Пейтон, В. Волш. - М.: БИНОМ, 1994. - 352 с.

76. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. / У. Титце, К. Шенк. - М.: Мир, 1982. - 512 с., ил.

77. ГОСТ 28884-90 (МЭК 63-63). Ряды предпочтительных значений для резисторов и конденсаторов. - М.: Стандартинформ, 2006. - 12 с.

78. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - СПб.: Питер, 2010. -944 с., ил.

79. Амелина, М. А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8 / М. А. Амелина, С. А. Амелин. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 464 с., ил.

80. Испытательный комплекс для релейной защиты и автоматики РЕТОМ-51 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dynamics.com.ru/production/retom-51 (дата обращения: 25.06.2019).

81. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. -СПб.: Питер, 2002. - 608 с., ил.

82. IEC 61 869-9 Instrument transformers - Part 9: Digital interface for instrument transformers. ISBN 978-2-8322-3331-3. Edition 1.0. 2016. - 61 p.

83. Глебов, И. А. Комплексные модели электроэнергетических систем / И. А. Глебов [и др.] // Электричество. - 1975. - № 7. - С. 1 - 6.

84. Степанова, Д. А. Оптимальные фильтры ортогональных составляющих для различных задач релейной защиты и автоматики / Д. А. Степанова, Н. Г. Иванов, А. В. Солдатов // Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем России: c6. докл. V науч.-техн. конф. молодых специалистов, г. Чебоксары, 23-26 апр. 2019 г. / РЕЛАВЭКСПО-2019. - Чебоксары: изд-во Чуваш. ун-та, 2019. С. 42 - 50.

85. Платонов, В. В. Определение мест повреждения на трассе кабельной линии / В. В. Платонов, В. Ф. Быкадоров. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 256 с.

86. Кужеков, С. Л. Оценка влияния остаточной магнитной индукции на точность трансформации специального трансформатора тока нулевой последова-

тельности / С. Л. Кужеков, А. С. Бабичев // Результаты исследований - 2019: материалы IV Национальной конф. профессорско-преподавательского состава и науч. работников, 14 мая 2019 г., г. Новочеркасск / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ), 2019. С. 126 - 129.

87. ГОСТ IEC 60044-1-2013. Трансформаторы измерительные. Часть 1. Трансформаторы тока. - М.: Стандартинформ, 2014. - 42 с.

88. Серия TDS1000B и TDS2000B. Цифровой запоминающий осциллограф. Руководство по эксплуатации 071-1827-01 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// ru. tek. com/ manual/ tds 1000 b- tds 2000 b (дата обращения: 22.09.2019 г).

89. Кужеков, С. Л. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: учебное пособие / С. Л. Кужеков, Е. П. Варфоломеев, В. И. Нагай // Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2011. - 134 с.

90. High Precision Operational Amplifiers OPAx277 Datasheet (Rev. B) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:// www. ti. com/ document- viewer/ OPA2277/ datasheet (дата обращения: 31.10.2019).

91. Веников, В. А. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики). Учеб. пособие для вузов / В. А. Веников. - Изд. 2-е, доп. и перераб. - М.: Высш. школа, 1976. - 479 с., ил.

92. Бабичев, А. С. Обоснование возможности применения алгоритма компенсации угловой погрешности в устройстве контроля изоляции присоединения / А. С. Бабичев // Кибернетика энергетических систем: Сборник материалов XLI международной научно-технической конференции, г. Новочеркасск, 15-17 октября 2019 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. - Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ), 2020. С. 215 - 218.

93. Бабичев, А. С. Применение наложенного тока для селективного контроля изоляции группы электродвигателей / А. С. Бабичев // Релейная защита и автоматизация. - 2019. - № 2 (35). - С. 32 - 35.

94. Руководство по выполнению заземления нейтрали промышленных элек-

трических сетей 6-35 кВ (инв. № М64920). - М.: ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1990.

95. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник / Л. А. Бессонов. - 10-е изд. - М.: Гардарики, 2002. - 638 с., ил.

96. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110750 кВ. - М.: Энергия, 1979. - 152 с., ил.

97. Ершевич, В. В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем, под ред. С. С. Рокотяна, И. М. Шапиро / В. В. Ершевич [и др.]. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

Приложение А. Типы и параметры ЭО 6 кВ, схема собственных нужд энергоблока

тепловой электростанции

На рисунке А. 1 представлена схема электроснабжения электрооборудования собственных нужд напряжением 6 кВ энергоблока мощностью 300 МВт конденсационной электростанции, а в таблицах А.1 - А.3 приведены типы шин, кабельных линий, электродвигателей и трансформаторов этого энергоблока.

Таблица А.1 - Параметры шин собственных нужд энергоблока

Название Материал Сечение, мм2 Длина, м Активное сопротивление всей шины, мОм Тип опорного изолятора

Шины секции 6А алюминий 120х10 1197 26,877 0,662 0ФР-10/750

Шины секции 6Б алюминий 120х10 1197 29,29 0,722 0ФР-10/750

Таблица А.2 - Присоединения к секции собственных нужд 6А

№ ячейки Тип отходящего силового кабеля Длина силового кабеля, м Наименование подключенного оборудования Марка оборудования

601 26Т ввод рабочего питания ТРДНС-32000/35

603

605 ВВГНГ 3х120 40 КЭН-6А ВА-12-41-4

607 ААШВ 3х95 100 ЦЭН-6А II ск ДВДА-215/39-12-16

609 ААШВ 3х95 100 ЦЭН-6А I ск

611 ААШВ 3х70 130 БГН-16 А0Д-800-6У1

613 4хААШВ 3х185 90 ПЭН-6 4АЗМ-8000/6000

615 ТН секции 6А НТМИ-6

617 2хААШВ 3х95 110 ШМ-6А СДМЗ-20-49-60

619 ААШВ 3х95 90 МВ-6А А4-400У-4МУЗ

621 ВВГНГ 3х120 30 НПЭ-6 ДАВ-250-4УЗ

623 ААШВ 3х95 20 46 ТА ТСЗ-1000/10

625 ААШВ 3х95 120 46 ТГ ТС-630/10

627 ВВГНГ 3х120 50 НСД-6А АВ-113-4М

629 ввод резервного питания секции 6А

631

633 ААШВ 3х120 196 ДВ-6А I ск ДАЗ0-15-69-8/10

635 ААШВ 3х120 194 ДВ-6А II ск

637 ААШВ 3х95 110 ВГД-6А ДАЗ013-42-8МУ1

639 ААШВ 3х185 140 ДС-6А ДАЗ0-1910-12

641 ААШВ 3х95 80 БПН-6А АТД-500

643 ААШВ 3х95 70 46 ТВ ТС-750/10

645 ВВГНГ 3х120 80 НРТ-6А ДАЗ04-400ХК-4У1

647 ААШВ 3х120 400 СЭН-2 4АЗМ-800/6000

649 резерв

от шин 220 кВ яч. 37

от ТГ-6

от шин 220 кВ яч. 11

20 Т

чо

ГЧ щ

х ь

т о.

о х

х с ш

< 05 «с <

ар ар ар

6 ¡Г Ш Ш

а ш а а

<

•!?>_< а I- I-О (о (о X

со ^ <

" I I е I ц

X

0) с

X ^ ^ х 1_ о о о ш з- з- «г

Рисунок А.1 - Схема электроснабжения собственных нужд напряжением 6 кВ тепловой электростанции

№ ячейки Тип отходящего силового кабеля Длина силового кабеля, м Наименование подключенного оборудования Марка оборудования

602 26Т ввод рабочего питания ТРДНС-32000/35

604

606 ВВГНГ 3х120 40 КЭН-6Б ВА-12-41-4

608 ВВГНГ 3х120 40 КЭН-6В ВА-12-41-4

610 ААШВ 3х95 100 ЦЭН-6Б I ск ДВДА-215/39-12-16

612 ААШВ 3х95 100 ЦЭН-6Б II ск

614 ТН секции 6Б НТМИ-6

616 2хААШВ 3х95 100 ШМ-6Б СДМЗ-20-49-60

618 2хААШВ 3х95 100 ШМ-6В СДМЗ-20-49-60

620 ААШВ 3х95 90 МВ-6В А4-400У-4МУЗ

622 ААШВ 3х95 20 46 ТБ ТСЗ-1000/10

624 ААШВ 3х95 90 МВ-6Б А4-400У-4МУЗ

626 ВВГНГ 3х120 80 НРТ-6Б ДАЗ04-400ХК-4У1

628 ААШВ 3х120 156 ДВ-6Б I ск ДАЗ0-15-69-8/10

630 ААШВ 3х120 154 ДВ-6Б II ск

632 ввод резервного питания секции 6Б

634

636 ААШВ 3х150 140 ДС-6Б ДАЗ0-1910-12

638 ВВГНГ 3х120 50 НСД-6Б АВ-113-4М

640 ААШВ 3х95 80 БПН-6Б АТД-500

642 ВВГНГ 3х95 80 БПН-6В АРП-500/6000

644 резерв

646 ААШВ 3х95 213,5 46 ТГ-2 ТСЗСУ-1000/10

648 ААШВ 3х95 860 83Т ТС-1000/10

650 ААШВ 3х95 ААШВ 3х185 ААШВ 3х95 ААШВ 3х70 ААШВ 3х120 ААШВ 3х95 70+ +55+ +57+ +200+ +40+ +1153=1575 НОВ-1 А4-450У-8МУ3

652А ААШВ 3х95 110 ВГД-6Б ДАЗО13-42-8МУ1

В таблицах А.4 - А.7 приведены паспортные и расчётные данные ЭД и КЛ таблиц А.2 и А.3. Сопротивления изоляции и емкости ЭД (таблицы А.4 и А.5) определены по результатам испытаний. Активные сопротивления, индуктивности и емкости КЛ (таблицы А.6 и А.7) рассчитаны по паспортным данным.

Таблица А.4 - Параметры ЭД секции собственных нужд 6А

№ ячейки Тип ЭД -Рном, кВт п, об/мин cosф RизЭД, МОм Цк:п, кВ !нн, А CфЭД, мкФ

605 ВА-12-41-4 500 1480 0,89 3000 10 2,7 0,008594

607 ДВДА-215/39-12- 1000 500 0,765 1000 10 3,9 0,012414

№ ячейки Тип ЭД Рном, кВт п, об/мин cosф RизЭД, МОм Цтеп, кВ 1нн, А Cфэд, мкФ

609 16 500 375 0,825 1000 10 3,9 0,012414

611 АОД-800-6У1 800 1000 0,85 3000 13 0 0

613 4АЗМ-8000/6000 8000 3000 0,88 3000 10 7 0,022282

617 СДМЗ-20-49-60 2000 100 0,9 500 10 22 0,070028

619 А4-400У-4МУЗ 630 1500 0,88 10000 13 5 0,012243

621 ДАВ-250-4УЗ 250 1500 0,88 1000 10 10 0,031831

627 АВ-113-4М 250 1480 0,903 3000 10 5,5 0,017507

633 ДАЗО-15-69-8/10 800 743 0,88 10500 10 5 0,015915

635 400 594 0,81 10500 10 5 0,015915

637 ДАЗО13-42-8МУ1 320 750 0,81 3000 10 25 0,079577

639 ДАЗО-1910-12 1700 496 0,8 400 10 11 0,035014

641 АР-500 500 3000 0,89 3000 10 10 0,031831

645 ДАЗ04-400ХК-4У1 315 1500 0,86 1000 10 11 0,035014

647 4АЗМ-800/6000 800 2979 0,89 3000 10 7 0,022282

Итого 18765 89,89726 0,422862

Итого* I ск 9365 103,1434 0,372251

Итого* II ск 9465 103,1434 0,372251

Примечание - Символом «*» обозначен итог без учета электродвигателя ячейки 613.

Таблица А.5 - Параметры ЭД секции собственных нужд 6Б

№ ячейки Тип ЭД Рном, кВт п, об/мин cosф RизЭД, МОм иисп, кВ 1нн, А СфЭД, мкФ

606 ВА-12-41-4 500 1480 0,89 3000 10 2,7 0,008594

608 ВА-12-41-4 500 1480 0,89 3000 10 2,7 0,008594

610 ДВДА-215/39-12-16 500 375 0,825 1000 10 3,9 0,012414

612 1000 500 0,765 1000 10 3,9 0,012414

616 СДМЗ-20-49-60 2000 100 0,9 500 10 22 0,070028

618 СДМЗ-20-49-60 2000 100 0,9 500 10 22 0,070028

620 А4-400У-4МУЗ 630 1500 0,88 3000 10 5,5 0,017507

624 А4-400У-4МУЗ 630 1500 0,88 3000 10 6 0,019099

626 ДАЗ04-400ХК-4У1 315 1500 0,86 1000 10 11 0,035014

628 ДАЗ0-15-69-8/10 800 743 0,88 10500 10 5 0,015915

630 400 594 0,81 10500 10 5 0,015915

636 ДАЗ0-1910-12 1700 496 0,8 400 10 11 0,035014

638 АВ-113-4М 250 1480 0,903 3000 10 5,5 0,017507

640 АТД-500 500 2975 0,89 3000 10 10 0,031831

642 АРП-500/6000 500 2975 0,89 3000 10 11 0,035014

650 А4-450У-8МУ3 630 750 0,83 3000 10 5 0,015915

652А ДАЗО13-42-8МУ1 320 750 0,81 3000 10 25 0,079577

Итого 13175 78,79925 0,500383

Итого I ск 11775 86,2423 0,472054

Итого II ск 11875 86,2423 0,472054

№ ячейки Марка кабеля Кол-во парал-ных КЛ, шт Длина, м Rуд, Ом/км Xуд, Ом/км Lуд, мГн/км Bуд, мкСм/км суд, мкФ/км R, Ом X, Ом Cфкл, мкФ L, мГн

605 ВВГНГ 3х120 1 40 0,15603 0,076 0,241916 58 0,1837763 0,0062412 0,00304 0,007351 0,009677

607 ААШВ 3х95 1 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,0326 0,0078 0,042654 0,024828

609 ААШВ 3х95 1 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,0326 0,0078 0,042654 0,024828

611 ААШВ 3х70 1 130 0,443 0,08 0,254648 127 0,4042536 0,05759 0,0104 0,052553 0,033104

613 ААШВ 3х185 90 0,167 0,073 0,232366 169 0,5379437 0,0037575 0,0016425 0,19366 0,005228

617 ААШВ 3х95 110 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,01793 0,00429 0,093838 0,013655

619 ААШВ 3х95 1 90 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,02934 0,00702 0,038388 0,022345

621 ВВГНГ 3х120 1 30 0,15603 0,076 0,241916 58 0,1837763 0,0046809 0,00228 0,005513 0,007257

623 ААШВ 3х95 1 20 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,00652 0,00156 0,008531 0,004966

625 ААШВ 3х95 1 120 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,03912 0,00936 0,051184 0,029794

627 ВВГНГ 3х120 1 50 0,15603 0,076 0,241916 58 0,1837763 0,0078015 0,0038 0,009189 0,012096

633 ААШВ 3х120 1 196 0,258 0,076 0,241916 146 0,4647324 0,050568 0,014896 0,091088 0,047415

635 ААШВ 3х120 1 194 0,258 0,076 0,241916 146 0,4647324 0,050052 0,014744 0,090158 0,046932

637 ААШВ 3х95 1 110 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,03586 0,00858 0,046919 0,027311

639 ААШВ 3х185 1 140 0,167 0,073 0,232366 169 0,5379437 0,02338 0,01022 0,075312 0,032531

641 ААШВ 3х95 1 80 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,02608 0,00624 0,034123 0,019863

643 ААШВ 3х95 1 70 0,326 0,078 0,248282 134 0,4265352 0,02282 0,00546 0,029857 0,01738

645 ВВГНГ 3х120 1 80 0,15603 0,076 0,241916 58 0,1837763 0,0124824 0,00608 0,014702 0,019353

647 ААШВ 3х120 1 400 0,258 0,076 0,241916 146 0,4647324 0,1032 0,0304 0,185893 0,096766

Итого 23 2530 7,1528Е-4 2,4965Е-4 1,113566 0,000795

Итого* I ск 17 1926 9,2484Е-4 3,1242Е-4 0,787094 0,000994

Итого* II ск 17 1924 9,2466Е-4 3,1236Е-4 0,786165 0,000994

Примечание - Символом «*» обозначен итог без учета электродвигателя ячейки 613.

№ ячейки Марка кабеля Кол-во парал-ных КЛ, шт Длина, м Rуд, Ом/км Xуд, Ом/км Lуд, мГн/км Bуд, мкСм/км суд, мкФ/км R, Ом X, Ом Сфкл, мкФ L, мГн

606 ВВГНГ 3х120 1 40 0,15603 0,076 0,241916 58 0,183776 0,0062412 0,00304 0,007351 0,009677

608 ВВГНГ 3х120 1 40 0,15603 0,076 0,241916 58 0,183776 0,0062412 0,00304 0,007351 0,009677

610 ААШВ 3х95 1 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,0326 0,0078 0,042654 0,024828

612 ААШВ 3х95 1 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,0326 0,0078 0,042654 0,024828

616 2хААШВ 3х95 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,0163 0,0039 0,085307 0,012414

618 2хААШВ 3х95 100 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,0163 0,0039 0,085307 0,012414

620 ААШВ 3х95 1 90 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,02934 0,00702 0,038388 0,022345

622 ААШВ 3х95 1 20 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,00652 0,00156 0,008531 0,004966

624 ААШВ 3х95 1 90 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,02934 0,00702 0,038388 0,022345

626 ВВГНГ 3х120 1 80 0,15603 0,076 0,241916 58 0,183776 0,0124824 0,00608 0,014702 0,019353

628 ААШВ 3х120 1 156 0,258 0,076 0,241916 146 0,464732 0,040248 0,011856 0,072498 0,037739

630 ААШВ 3х120 1 154 0,258 0,076 0,241916 146 0,464732 0,039732 0,011704 0,071569 0,037255

636 ААШВ 3х150 1 140 0,206 0,074 0,235549 162 0,515662 0,02884 0,01036 0,072193 0,032977

638 ВВГНГ 3х120 1 50 0,15603 0,076 0,241916 58 0,183776 0,0078015 0,0038 0,009189 0,012096

640 ААШВ 3х95 1 80 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,02608 0,00624 0,034123 0,019863

642 ВВГНГ 3х95 1 80 0,19449 0,078 0,248282 53 0,168704 0,0155592 0,00624 0,013496 0,019863

646 ААШВ 3х95 1 213,5 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,069601 0,016653 0,091065 0,053008

648 ААШВ 3х95 1 860 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,28036 0,06708 0,36682 0,213522

650 ААШВ 3х95 1 70 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,02282 0,00546 0,029857 0,01738

ААШВ 3х185 1 55 0,167 0,073 0,232366 169 0,537944 0,009185 0,004015 0,029587 0,01278

ААШВ 3х95 1 57 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,018582 0,004446 0,024313 0,014152

ААШВ 3х70 1 200 0,443 0,08 0,254648 127 0,404254 0,0886 0,016 0,080851 0,05093

ААШВ 3х120 1 40 0,258 0,076 0,241916 146 0,464732 0,01032 0,00304 0,018589 0,009677

ААШВ 3х95 1 1153 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,375878 0,089934 0,491795 0,286269

652А ААШВ 3х95 1 110 0,326 0,078 0,248282 134 0,426535 0,03586 0,00858 0,046919 0,027311

Итого 22 4378,5 8,55168Е-4 2,8Е-4 1,154167 0,000892

Итого I ск 20 4124,5 8,98055Е-4 2,98Е-4 1,039944 0,000949

Итого II ск 20 4122,5 8,97795Е-4 2,98Е-4 1,039015 0,000949

Приложение Б. Результаты математического моделирования и расчета измеренных сопротивлений изоляции контролируемого присоединения

В таблице Б.1 приведены возможные комбинации (всего 23) случаев ухудшенного состояния изоляции фаз на землю электрооборудования, подключенного к кабельной лини.

Таблица Б.1 - Возможные варианты сниженного сопротивления изоляции электрооборудования

ф. л ф. В ф. С ф. л ф. В ф. С

0 0 0 1 0 0

0 0 1 1 0 1

0 1 0 1 1 0

0 1 1 1 1 1

Примечание - В таблице используются следующие обозначения: «0» - изоляция фазы не повреждена; «1» - сопротивление изоляции фазы снижается.

Из данных таблицы Б.1 исключим комбинацию, не содержащую «1» и приведем подобные комбинации. В результате получится следующий набор комбинаций: снижено сопротивление изоляции на землю одной фазы, снижено сопротивление изоляции на землю двух фаз и снижено сопротивление изоляции на землю трех фаз ЭО.

С помощью имитационной модели в программном комплексе Matlab/Simulink проведено моделирование этих случаев снижения сопротивления изоляции фаз на землю ЭО с учетом степени несимметрии фазных напряжений. Определены наложенные токи и токи промышленной частоты в первичной цепи ПТНП и на основании выражения (2.6) вычислено измеренное сопротивление изоляции присоединения.

1. Степень несимметрии фазных напряжений равна нулю

1.1. Снижение сопротивления изоляции на землю одной фазы электрооборудования

Результаты моделирования приведены в таблице Б.2. Таблица Б.2 - Зависимость между изменением сопротивления изоляции ЭО и из-

меряемыми параметрами в цепи присоединения

Сопротивления изоляции ^шэо фаз ЭО, Ом Измеренные параметры в цепи присоединения 5ут, %

ф. А ф. В ф. С 3/0.50, мА /нал, мА Rут, Ом

3,00Е+09 3,00Е+09 1,00Е+06 3,4615 2,8335 999 000 0,067

3,00Е+09 3,00Е+09 9,00Е+05 3,8459 2,8344 899 190 0,060

3,00Е+09 3,00Е+09 7,00Е+05 4,9442 2,8374 699 510 0,047

3,00Е+09 3,00Е+09 5,00Е+05 6,9205 2,8456 499 750 0,033

3,00Е+09 3,00Е+09 3,00Е+05 11,5288 2,8780 299 910 0,020

3,00Е+09 3,00Е+09 1,00Е+05 34,5049 3,2843 99 990 0,007

3,00Е+09 3,00Е+09 5,00Е+04 68,7643 4,3831 49 998 0,003

Погрешность вычисления сопротивления изоляции присоединения при изменении сопротивления изоляции фазы С от 1 МОм до 50 кОм не превышает 0,07 %. Дополнительные расчеты показали, что для присоединения с суммарной емкостью трех фаз от 41,053 нФ до 1,745 мкФ в случае снижения сопротивления изоляции одной фазы ЭО1 с 1 МОм до 50 кОм погрешность составит менее 0,2 %.

1.2. Снижение сопротивлений изоляции на землю двух фаз электрооборудования

Результаты моделирования приведены в таблице Б.3. Таблица Б.3 - Зависимость между изменением сопротивления изоляции ЭО и из-

меряемыми параметрами в цепи присоединения

Сопротивления изоляции Rизэo фаз ЭО, Ом Измеренные параметры в цепи присоединения 5ут, %

ф. А ф. В ф. С 3/0.50, мА /нал, мА Rут, Ом

3,00Е+09 1,00Е+06 1,00Е+06 3,4602 2,8456 499 750 50,008

3,00Е+09 9,00Е+05 9,00Е+05 3,8444 2,8497 449 797 50,008

3,00Е+09 7,00Е+05 7,00Е+05 4,9417 2,8643 349 877 50,006

3,00Е+09 5,00Е+05 5,00Е+05 6,9156 2,9010 249 937 50,004

3,00Е+09 3,00Е+05 3,00Е+05 11,5152 3,0350 149 978 50,002

3,00Е+09 1,00Е+05 1,00Е+05 34,3821 4,3831 49 998 50,001

3,00Е+09 5,00Е+04 5,00Е+04 68,2674 7,1510 24 999 50,000

Погрешность вычисления сопротивления изоляции присоединения при изменении сопротивлений изоляции фаз В и С от 1 МОм до 50 кОм составляет около 50 %.

1.3. Снижение сопротивлений изоляции на землю трех фаз электрооборудования

Результаты моделирования приведены в таблице Б.4.

Таблица Б.4 - Зависимость между изменением сопротивления изоляции ЭО и измеряемыми параметрами в цепи присоединения

Сопротивления изоляции ^изэо фаз ЭО, Ом Измеренные параметры в цепи присоединения 5ут, %

ф. А ф. в ф. с 3/0.50, мА /нал, мА Rут, Ом

1,00Е+06 1,00Е+06 1,00Е+06 1,14Е-13 2,8682 333 222 66,667

9,00Е+05 9,00Е+05 9,00Е+05 1,09Е-13 2,8780 299 910 66,667

7,00Е+05 7,00Е+05 7,00Е+05 5,55Е-14 2,9122 233 279 66,667

5,00Е+05 5,00Е+05 5,00Е+05 6,97Е-14 2,9955 166 639 66,667

3,00Е+05 3,00Е+05 3,00Е+05 2,38Е-14 3,2843 99 990 66,667

1,00Е+05 1,00Е+05 1,00Е+05 3,69Е-15 5,7280 33 332 66,667

5,00Е+04 5,00Е+04 5,00Е+04 3,86Е-14 10,0176 16 666 66,667

Погрешность вычисления сопротивления изоляции присоединения при изменении сопротивлений изоляции всех фаз от 1 МОм до 50 кОм составляет около 66,667 %.

Симметричное ухудшение состояния изоляции контролируемого присоединения отличается от рассмотренных выше равенством нулю тока нулевой последовательности промышленной частоты в цепи этого присоединения, что является отличительным признаком этого вида повреждения.

2. Емкость одной из фаз электрической сети собственных нужд увеличена на 10 %. Емкости контролируемого присоединения симметричны

Степень несимметрии фазных напряжений промышленной частоты определяется как относительное значение модуля напряжения несимметрии обусловленного неодинаковой емкостью фаз электрической сети относительно земли [94]

=

2

СА + а • Св + а • Сс

* ' СА + св + Сс

• 100, (Б.1)

где Са , Св, Сс - емкости фаз электрической сети собственных нужд относительно земли, в мкФ, определенные по данным таблицы 2.1;

а - фазный множитель, в показательной форме равный еу120. Степень несимметрии фазных напряжений, определенная по выражению (Б.1), составит 3,226 % при увеличении емкости одной из фаз электрической

сети собственных нужд на 10 %, что соответствует увеличению на 130,319 нФ.

2.1. Увеличение емкости фазы А. Снижение сопротивления изоляции на землю фазы С ЭО

Результаты моделирования приведены в таблице Б.5.

Таблица Б.5 - Зависимость между изменением сопротивления изоляции ЭО и из-

меряемыми параметрами в цепи присоединения

Сопротивления изоляции ^шэо фаз ЭО, Ом Измеренные параметры в цепи присоединения 5ут, %

ф. А ф. В ф. С 3/0.50, мА /нал, мА Rуг, Ом

3,00Е+09 3,00Е+09 1,00Е+06 4,1951 2,8127 999 000 0,067