Секция 2. Электроснабжение

УДК 621.316.925

Мероприятия по выбору устройств релейной защиты

АУХАДИЕВ Р.Б., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент МАКСИМОВ В.В.

Надежность и эффективность – это существенные показатели качественной работы релейной защиты систем электроснабжения.

Для поддержания их на должном высоком уровне, в связи с повсеместным внедрением терминалов микропроцессорных устройств защит, должны быть намечены следующие мероприятия:

– обеспечение безопасности от помех устройств защит;

– техническое совершенствование информационных источников релейной защиты (измерительные трансформаторы тока и напряжения).

А также каждый защищаемый объект проектирования должен быть защищен индивидуально подобранным составом устройств релейной защиты. При выборе оптимального варианта исполнения системы релейной защиты будет положительным моментом иметь, кроме технических оценок, еще экономические, необходимые для определения рациональности вложений в то или иное проектное решение. Под экономическими оценками будем понимать суммарное математическое ожидание недоотпуска электроэнергии в результате простоя оборудования по причине ложных, излишних срабатываний и отказов в срабатывании.

Математическое ожидание ущерба от неидеальной надежности защиты:

где y₀ – стоимость кВт∙ч; М[W]_∑ – математическое ожидание суммарного недоотпуска электроэнергии за период времени, находится путем сложения математических ожиданий недоотпуска электроэнергии ввиду выхода из работы устройств защиты:

где М[W]_о.с – математическое ожидание недоотпуска электроэнергии по причине отказов в срабатывании устройств защиты; М[W]_л.с – математическое ожидание недоотпуска электроэнергии по причине ложных срабатывании устройств защиты; М[W]_и.с – математическое ожидание недоотпуска электроэнергии по причине излишних срабатываний устройств защиты.

Таким образом, при определении комплекта устройств и систем релейной защиты для конкретного защищаемого объекта необходимо учитывать как технические оценки надежности, так и экономические для выбора наиболее целесообразного варианта защиты.

Литература

1. Шалин А.И. К вопросу о расчете аппаратной надежности в релейной защите / А.И. Шалин // Режимы и релейная защита энергетических систем: сб. науч. тр. – Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1973.

2. Шалин А.И. Методика расчета надежности устройств релейной защиты / А.И. Шалин, А.В. Шолохов // Электроэнергетика: сб. науч. тр. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.

3. Шалин А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем: учебник / А.И. Шалин. – Новосибирск: НГТУ, 2002.

УДК 621.311

Особенности режимов эксплуатации и методов расчета параметров силовых трансформаторов

АХТЯМОВА С.Б., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ГРАЧЁВА Е.И.

От надежности и качества функционирования силовых трансформаторов в большой степени зависит надежность и качество функционирования такого крупного электротехнического комплекса, как электропитающие системы. Выход из строя одного или нескольких силовых трансформаторов может привести к очень высоким техническим и экономическим издержкам.

При этом надо отметить, что для электропитающих систем кроме проблемы, связанной со «старением» электрооборудования, на современном этапе возникла новая проблема, связанная с увеличивающейся долей потребителей с нелинейной нагрузкой в связи с повсеместным использо-ванием импульсной электронной техники (компьютеры, преобразователи частоты, энергосберегающие лампы и т.д.). Гармоники, генерируемые нелинейной нагрузкой, создают дополнительные потери в трансформа-торах. Эти потери могут привести к значительным потерям энергии и быть причиной выхода из строя трансформаторов вследствие перегрева.

Протекание по обмоткам трансформатора несинусоидальных токов, вследствие поверхностного эффекта и эффекта близости, приводит к увеличению активного сопротивления обмоток трансформатора и, как следствие, к дополнительному нагреву. Срок службы трансформатора зависит от нагрева его частей и не позволяет при несинусоидальном токе использовать трансформатор на всю его номинальную мощность, ее приходится занижать. Например, полная загрузка трансформатора может наступить при использовании лишь 80 % номинальной мощности, указанной в его паспортных данных. Если не учитывать превышение температуры и попытаться использовать трансформатор «в соответствии» с его номинальными данными, срок его службы вполне может сократиться с 40 лет до 40 дней.

Кроме того, высокочастотные гармоники тока – это причина появления вихревых токов в обмотках трансформатора, что вызывает дополнительные потери мощности и перегрев трансформатора. Для линейных нагрузок потери на вихревые токи со значением тока составляют в общих потерях приблизительно 5 %, с нелинейной нагрузкой они иногда возрастают в 15–20 раз.

Поэтому одной из актуальных задач повышения надежности и качества функционирования электропитающих систем является разработка методики обоснования рациональных режимных параметров силовых трансформаторов, комплексно учитывающей нелинейность нагрузки, вихревые токи, явление гистерезиса и влияние квазистационарных переходных электромагнитных и тепловых процессов.

УДК 628.971