• Задать вопрос менеджеру

Twitter новости

Обучение письменному иноязычному общению на основе ИКТ http://t.co/IK2NAjncrk

Online-опрос

Антиплагиат онлайнДипломант
Яндекс.Метрика

Диагностика и эксплуатация энергетического оборудования

Предмет:Технология
Тип:Отчет по практике
Объем, листов:85
Word
Получить полную версию работы
Релевантные слова:кабелевоз, ток, полупроводник, работа, линийка, жизнеподобие, временами, жил-был, защита, жив-здоров
Процент оригинальности:
69 %
Цена:500 руб.
Содержание:

Обозначения и сокращения 6

Введение 7

1. Аналитический обзор информационных источников. Обзор существующих видов кабельной изоляции и их свойств. 13

1. 1 Назначение и конструкция силовых кабелей 13

1. 1. 1 Силовой кабель для напряжения от 1 до 10 кВ 15

1. 1. 2 Силовой кабель для напряжения до 30 кВ 15

1. 1. 3 Силовой кабель на напряжение 110 кВ и выше 15

1. 2 Виды кабельной изоляции 16

2 Исследование с целью выявления информативных параметров для создания системы прогнозирующей релейной защиты, основанной на мониторинге состояния изоляции кабельных линий. 36

2. 1 Краткое описание методов электрических измерений сопротивления изоляции 36

2. 2 Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь на низких частотах. 47

2. 3 Определение электрической прочности. 49

2. 4 Определение параметров воздействия внутренних частичных разрядов. 50

2. 5 Виды испытаний кабельной изоляции. 51

2. 6 Приемо-сдаточные испытания силовых кабельных линий 51

2. 6. 1 Объем приемо-сдаточных испытаний. 51

2. 6. 2 Проверка целостности и фазировки жил кабеля. 52

2. 6. 3 Измерение сопротивления изоляции. 54

2. 6. 4 Испытание повышенным напряжением выпрямленного тока. 55

2. 6. 5 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты 57

2. 6. 6 Определение электрической рабочей емкости жил. 59

2. 6. 7 Измерение распределения тока по одножильным кабелям. 60

2. 7 Выводы 60

3. Обоснование выбора направления исследований в области создания прогнозирующей релейной защиты, основанной на мониторинге состояния изоляции кабельных линий. 62

3. 1 Получение аналитических выражений зависимостей, характеризующих поведение изоляции кабелей 62

3. 1. 1 Законы электрического старения 62

3. 1. 2 Законы теплового старения 72

3. 1. 3 Совместный учет электрического и теплового воздействия на изоляционые изделия 77

3. 2 Статистические данные о повреждаемости кабельных линий 78

3. 3. Прогнозирующая (опережающая) защита кабельной линии. Общие положения 80

3. 4 Выводы 82

4. Заключение 83

Список использованных источников 84

Вступление:

На сегодняшний день для передачи и распределения электрической энергии часто используются кабельные линии электропередач. В связи с малым индуктивным сопротивлением и возможной близостью прокладки фаз кабели всё чаще и чаще используют в процессе электроснабжения. Кроме того, кабельные линии отлично вписываются в обстановку в городских условиях не портя эстетичности вида, особенно при прокладке под землёй. . Но избежать повреждений кабельных линий, исключить аварийные ситуации при работе и увеличить срок их эксплуатации даже при использовании известных на сегодняшний день средств контроля и защиты пока что в полной мере не удаётся. Уменьшив число повреждений можно посредством методов современной диагностики и прогнозирования, увеличить срок эксплуатации кабельных линий, а так же добиться снижения времени перерыва электроснабжения, иметь значительную экономию капитала, затрачиваемого на ремонт оборудования, питающих линий или их замену. Отключая элемент сети, наиболее вероятно выйдущий из строя в ближайшее время до возникновения пробоя, аварии или другой ситуации можно получить ряд преимуществ, по сравнению с существующими видами защиты и контроля изоляции. Известно много случаев, когда ни работа квалифицированного персонала, ни защита и другое специальное оборудование не предотвращали аварий, выгорания кабелей, нарушения электроснабжения и других более серьезных последствий. Таким образом, работа по разработке опережающей защиты, дающей возможность предотвращения различного рода повреждения кабелей за счёт диагностического контроля и прогнозирования поведения изоляции кабельных линий является актуальной и востребованной.

По [1] “cостояние изоляции кабельных линий определяет условия безопасной эксплуатации, надёжного электроснабжения и экономичной работы кабельных сетей. В последнее время в связи с внедрением новых технологий и увеличением потребления электроэнергии растёт длина городских кабельных сетей. На начало 2000 года на балансе филиала ОАО «МРСК Урала» «Челябэнерго ПО ЧГЭС», включающего в себя 5 предприятий районных электрических сетей, находилось 1681 кабельная линия с пропитанной бумажной изоляцией напряжением 6–10 кВ общей протяжённостью 815 км, то на конец 2008 года эксплуатировалось 2054 линии протяжённостью 994 км. С каждым годом растёт число кабельных линий, выработавших нормативный срок службы в 30 лет, установленный заводом-изготовителем. Из-за старения изоляции и достаточно большой протяжённости городских кабельных сетей у обслуживающего персонала увеличивается объём работы, связанный с осмотром кабельных трасс, выездом на место повреждений, проведением высоковольтных испытаний и ремонтов. Это сказывается на условиях труда персонала и безопасности проживающего вблизи трасс населения.

На первый взгляд, решение этого вопроса заключается в замене старых кабелей новыми и современными, например, из сшитого полиэтилена. Замена таких кабелей займёт много времени, потребует больших физических и финансовых затрат, а воздействие на изоляцию факторов, которые сокращают срок службы кабеля, останется. В этом случае возникает проблема определения механизма воздействия на изоляцию факторов, характерных для конкретных участков городской сети, для которых прогноз повреждаемости изоляции кабельных линий будет достоверным”.

Для осуществления бесперебойного питания потребителей электроэнергией при одностороннем питании широко используются устройства автоматического включения резерва (АВР). При отключении выключателя или исчезновении напряжения на шинах потребителя срабатывает АВР, включающее потребителей на резервный источник питания, либо включая выключатель (выключатели), на котором до этого осуществлялось деление системы [2].

Пуск АВР осуществляется либо вспомогательными контактами выключателя при его отключении защитой, либо специальными пусковыми органами минимального напряжения. При этом АВР должна срабатывать только после отключения рабочего источника. Это необходимо, чтобы снизить вероятность включения неповрежденных элементов системы на неустранившееся короткое замыкание (КЗ). Последнее приводит к наличию бестоковой паузы в питании. При отсутсвии КЗ и пуске органами минимального напряжения бестоковой паузе предшествует глубокое снижение напряжения на шинах, по которому устройство и определяет отсутствие питания.

Бестоковая пауза в сочетании со значительным понижением напряжения приводит к тяжелому самозапуску потребителей. В некоторых случаях по условиям технологического процесса потребителя приходится использовать быстродействующие АВР, более дорогие и требующие использования быстродействующих выключателей. Особенно в случаях синхронной нагрузки. Часто после АВР приходится заново осуществлять пуск двигателей.

Принцип действия. Исключить понижение напряжения и бестоковую паузу можно, включив сначала резерв, а затем отключив основной источник. прогнозирующей защитой.

Прогнозирующая релейная защита – защита, отключающая электроустановку до возникновения повреждения, определяющая момент отключения по характерному изменению параметров электроустановки в сочетании с параметрами режима и окружающей среды, предшествующему скорому повреждению.

Прогнозирующая защита кабельной линии электропередач (КЛЭП) контролирует состояние изоляции, фиксируя значения ее сопротивления, наличие частичных разрядов, степень адсорбции и др. параметров. Кроме того в память устройства записываются все изменения параметров режима работы КЛЭП и окружающей среды. Защита ведет «летопись жизни» или уже «историю болезни линии». На основе этих данных микроконтроллер по заранее заданному алгоритму определяет расчетное значение сопротивления изоляции на данный момент или его расчетное изменение за некоторый интервал времени с учетом погрешностей и сравнивает с измеренным значением сопротивления или его изменения соответственно. По результатам сравнения защита делает коррекцию состояния изоляции в алгоритме работы и вывод об отключении КЛЭП.

Рассмотрим один из возможных алгоритмов действия прогнозирующей защиты КЛЭП. На рис. 1 приведена зависимость сопротивления изоляции жилы кабеля от времени. На основе измеренных и записанных в память величин, характеризующих режим работы линии и параметров окружающей среды устройство вычисляет допустимый диапазон значений сопротивления изоляции для каждого момента времени. Совокупность этих значений образует область срабатывания защиты ОСЗ. Отличительным свойством защиты является то, что ОСЗ не хранится в памяти, а вычисляется устройством для текущего момента времени с учетом предыдущих значений. Если сопротивление изоляции достигнет величины, соответствующей точке 1, опережающая защита срабатывает на сигнал, предупреждая о существенном, но не опасном ослаблении изоляции. При достижении значения 2 защита подает сигнал на отключение линии.

Рисунок 1

Отключение питающей КЛЭП от прогнозирующей защиты позволяет исключит бестоковые паузы при вводе резервного источника питания в работу.

На рис. 2 изображен фрагмент системы электроснабжения (СЭС). Прогнозирующая защита кабельной линии W1 контролирует сопротивление изоляции кабеля в сочетании с параметрами режима работы линии и окружающей среды. При возникновении режима, предшествующего скорому пробою изоляции, ОРЗ дает команду на включение секционного выключателя QB1, а спустя выдержку времени, равную времени включения QB1 с учетом необходимого запаса, команду на отключение Q1.

Заключение:

На первом этапе исследований получены следующие основные результаты:

- показана возможность создания устройства, способного прогнозировать повреждения изоляции кабельных линий электропередач – прогнозирующей защиты.

- определены некоторые математические зависимости параметров изоляции кабельных изделий от ряда параметров окружающей среды и времени. Эти зависимости могут быть использованы при разработке программы логической части защиты

В соответствии с календарным планом были проведены следующие виды работ:

1. аналитический обзор информационных источников.

2. исследование с целью выявления информативных параметров для создания системы прогнозирующей релейной защиты, основанной на мониторинге состояния изоляции кабельных линий.

3 обоснован выбор направления исследований в области создания системы прогнозирующей релейной защиты, основанной на мониторинге состояния изоляции кабельных линий.

4. разработан промежуточный отчет о НИР.

5. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15. 011-96.

В ходе дальнейших исследований будут решены задачи по определению соотношений, характеризующих совместное влияние различных факторов на состояние изоляции, разработан алгоритм прогнозирования повреждений КЛЭП и создан макет устройства прогнозирующей защиты.

Список литературы:

1. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. – Седьмое издание. – СПБ. : издательство ДЕАН, 2004. -176с.

2. Беркович М. А. Автоматика энергосистем: Учеб. для техникумов / М. А. Беркович, В. А. Гладышев, В. А. Семенов. // 3-е изд. , перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1991. - 240с.

3. Ресурсы интернет сайта http://www. mitsar. ru

4 Электрические измерения. Средства и методы измерений. Под ред. Е. Г. Шрамкова . М. , “Высшая школа ”, 1972.

5. Справочник электромонтажника. Е. Г. Пантелеев. Монтаж и ремонт кабельных линий.

3. Нормы приемо-сдаточных испытаний силовых кабельных линий - Испытание кабелей

6. Как правильно измерить сопротивление изоляции электроустановок. Е. Иванов. Новости электротехники - №1(13)2002 С. 58-61.

7. Беркович М. А. Автоматика энергосистем: Учеб. для техникумов / М. А. Беркович, В. А. Гладышев, В. А. Семенов. // 3-е изд. , перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1991. - 240с.

8. Никитин К. И. Возможные направления совершенствования релейной защиты / К. И. Никитин, А. А. , Вырва, М. М. Сарычев // Омский научный вестник, 2009, № 1 (77), С130-133.

9. Никитин К. И. Прогнозирование отказов кабельных линий электропередачи (статья) / К. И. Никитин, Б. Н Коврижин, П. С Рыбин // Энергетика на рубеже веков. Сборник материалов научно-практической конференции, посвященной 60-летию ОАО АК «Омскэнерго» и Омского механико-технологического техникума. Омск, ОмГТУ, 2003 . – с. 134-135.

10. Фризен А. Н. , Петров А. В. , Свойства изоляции нефтепогружных кабелей и возможность их прогнозирования в условиях эксплуатации, Кабели и провода, 2007, № 4.

11. Петров А. В. , Фризен А. Н. , Полтарыхина В. Н. , Влияние старения в агрессивной среде на температурную зависимость электропроводности изоляции кабелей. // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» – Новосибирск, 2004, ч. 2, с. 179-181.

12. Аникеенко В. М. , Петров А. В. , Фризен А. Н. , Электрические свойства изоляции нефтепогружных кабелей, Материалы международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии», Россия, Томск, 20-22 октября 2005 г. , с. 399-400.

13. Фризен А. Н. , Аникеенко В. М. , Баклыков А. С. , Влияние защитных покрытий на электрические свойства изоляции кабелей. // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» – Новосибирск, 2004, ч. 2, с. 195-196;

14. ГОСТ 2990 - 78 Кабели провода и шнуры. Методы испытания напряжением.

15. РД16 14. 640 - 88 Кабели провода и шнуры. Испытание напряжением на проход. Типовой технологический процесс.

16. Сельницин А. А. , Сидоров А. И. , Бендяк Н. А. Способ определения сопротивления изоляции сетей с изолированной нейтралью напряжением 6 —35 кВ // Контроль изоляции в распределительных сетях: тезисы докладов научно–практической конференции. Челябинск. С. 13. 1992.

17. Лапченков К. В. Управление состоянием изоляции в распределенных электрических сетях. — Челябинск, 1998. — 116 с.

18. Юрченко Е. Ю. , Оценка состояния изоляции городских кабельных линий напряжением 6-10кВ с разработкой рекомендаций по улучшению условий электробезопасности, диссертация, Челябинск 2009.

19. Патент (51) МПК G01R31/02 (2006. 01) (19)RU(11) 2348939(13)C1 Бородянский Илья Михайлович (RU), Бородянский Михаил Ефимович (RU), Самойлов Леонид Константинович (RU), Косторниченко Владимир Григорьевич (RU)

20. Патент (51) МПК G01R31/02 (2006. 01) (19)RU(11)2313799(13)C1 Толочек Сергей Александрович (RU), Грудцинов Григорий Михайлович (RU), Замешин Александр Петрович

21. Патент (51) МПК G01R27/18 (2006. 01) 19)RU(11)2275645(13)C2 Галка Виктор Леонидович (RU), Лазаревский Николай Алексеевич (RU), Александров Валентин Петрович (RU), Калашников Николай Семенович (RU), Плазовская Татьяна Николаевна (RU)

22. Патент МПК G01R27/18 (2006. 01), G01R31/02 (2006. 01) (19)RU(11)22756452(13)C2 Кислов Евгений Александрович (RU), Леонтьев Игорь Викторович (RU), Левичев Юрий Дмитриевич (RU), Кудрин Иван Александрович (RU)

23. Патент МПК G01R27/18 (19)RU(11)2149414(13)C1 Белов В. А.

24. Патент МПК G01R27/08, G01R27/18 (19)RU(11)2092862(13)C1 Григорьев Эдуард Николаевич, Мельников Евгений Георгиевич, Новоторцев Павел Николаевич

25. Патент МПК Н02Н3/17 (19)RU(11)2027271(13)C1 Покрашенко А. И. , Котов К. В. , Селиванов М. И.

26. Кудрявцев Д. М. Совершенствование локационных методов дистанционного контроля изоляции линий электропередачи 110-750 кВ. - дис. . . . кандидата технических наук : 05. 14. 02 / Кудрявцев Дмитрий Михайлович; [Место защиты: Иван. гос. энергет. ун-т, Иваново, 2007]

27. Ресурсы интернет сайта www. electronpribor. ru

28. Кучинский Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. – Л. : Энергия, 1979. 224 с. , ил.

29. ГОСТ 27905. 1-88. Системы электрической изоляции электрооборудования. Оценка и классификация. (МЭК 505-75)

30. Головнев С. М. , Никитин К. И. , Сарычев М. М. Использование опережающей защиты для исключения перерывов питания электрооборудования/ Материалы междунар. науч. -практ. конф. «Энергоэфективность». - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – С. 29-32.

31. Ресурсы сайта www. fips. ru ( патенты на изобретения )

32. ГОСТ Р МЭК 60811-1-2-2006

33. www. rusnauka. com

Готовые работы:

Рекомендованные документы: