Учебное пособие 800617

УДК 621.311

О.Ю. Лобкина, С.А. Горемыкин, Т.Л. Сазонова

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ

Работа посвящена исследованию особенностей места повреждений на ВЛ с изолирующими распорками и расщепленных фазах и их влияние на точность и достоверность результатов расчетов при применении методов ОМП

Точность расчета места повреждения главный критерий применимости любого метода определения места повреждения в эксплуатации. В этой работе исследуется определение места повреждения на ВЛ с изолирующими распорками в расщепленных фазах и их влияние на точность и достоверность результатов расчетов при применении метода одностороннего замера. Рассмотрим одноцепную ВЛ 330кВ (рисунок а) и представив ее в виде двухцепной ВЛ (рисунок б).

A

А/

В

а)

I II

б)

Матрицу собственных и взаимных удельных сопротивлений шести фаз можно представить:

где Z = rп + rэ + j0.145lg Dэ/рэ, ZМ = rэ + j0.145lg Dэ/D. ZМ/ = rэ + j0.145lg Dэ/D, Z/MM = rэ + j0.145lg Dэ/d,

где Dэ - эквивалентная глубина возврата тока в земле, rп - удельное сопротивления одного из проводов расщепленной фазы, рЭ – эквивалентный радиус одного из проводов расщепленной

111

фазы, d - расстояние между проводами расщепленной фазы, D - расстояние между фазными проводами, rЭ – сопротивление, учитывающее потери мощности в земле.

Проведем анализ воздушной линии при замыкании на землю: 1)двух проводов расщепленной фазы; 2)одного провода расщепленной фазы на землю в одной и той же расчетной точке при прочих равных условиях.

На практике расстояние х до места однофазного кз при одностороннем замере определяется по принципу омметра, к которому подведены напряжение UФ, ток IФ поврежденной фазы и

скомпенсированный ток нулевой последовательности I0.

х = Uф/Z∑1(IФ+кI0)

Если принять одинаковыми эквивалентные сопротивления и ЭДС электрических систем, примыкающих к линии, то при коротком замыкании в середине ВЛ ток в неповрежденном проводе этой фазе будет отсутствовать, так как напряжение на концах ВЛ будут равны. Значение максимальной методической погрешности определяем по формуле: ∆х = храсч - хфакт

Результаты расчетов при одностороннем определение места повреждения ВЛ приведены в таблице.

Погрешность определения места повреждения превышает допустимую 5%-ную величину, и поэтому метод одностороннего замера не может применяться для ВЛ с изолирующими распорками в расщепленных фазах.

Литература 1.Т.Л.Сазонова, Д.А.Тонн Ограничения воздействий кратко-

временных нарушений электроснабжения //Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве. труды всерос.конф.Воронеж.2011,с184-185

Воронежский государственный технический университет

112

УДК 621.311

О.А. Деревянко, С.А. Горемыкин, Т.Л. Сазонова

УЧЕТ ПОТЕРИ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕТИ

Рассматривается моделирование наивыгоднейшего распределения нагрузок методом относительных приростов с учетом потерь активной мощности в сети

Для учета потерь в сети применяется два принципиально различных решений: одно в части сети, имеющие замкнутые контуры, и другое – для разомкнутой части сети.

Для замкнутой сети использовано [Л.1] положение, что в однородной замкнутой сети величину относительного прироста потерь δi определяют по формуле:

где суммирование относительного прироста потерь в отдельной линии электропередачи в правой части производится по любому пути, соединяющему станцию с точкой сравнения. Для линий электропередачи сравнительно небольшой длины, входящих в замкнутую часть сети, можно принять одно среднее для всей сети напряжение U и пренебречь изменением потерь от изменения реактивной нагрузки линии. Поэтому величину относительного прироста потерь отдельной линии электропередачи можно выразить:

где rj - активное сопротивление линии, Рj – нагрузка линии. Эти выражения говорят о возможности моделирования замкнутой части сети схемой постоянного тока, в которой нагрузки замещаются соответствующими токами. При этом потери напряжения от каждой станции до точки сравнения

пропорциональны приросту потерь δi..

Моделирование принципиально применим и для замкнутой и разомкнутой части системы. Но в случае разомкнутой части отпадают затруднения связанные с неоднородностью сети. В разомкнутой части сети необходимо учитывать нелинейность зависимости от прироста потерь ∆δj от их нагрузки Рj.

113

Для этой части сети необходимо в процессе расчета режима определять нагрузки отдельных линий электропередачи:

принимать значения только ± 1,0 и 0. Зависимость потерь в каждом участке сети от нагрузки: ∆Рj = f(Pj).При расчете потерь учитываем изменение реактивной мощности каждой линии вследствие изменения ее активной нагрузки при поддержании напряжения по ее концам. Путем дифференцирования выражения ∆Рj = f(Pj) можно определить для каждой линии функцию ∆δj=f(Pj), имеющие в общем случае вид нелинейной функции.

∆δj

мin

мах Рj

При пользовании аппроксимированной характеристикой значение ∆δj с приближением нагрузки линии к предельным значениям быстро возрастают, следовательно, возрастает значение δi=∑∆δj. Это приводит к резкому увеличению относительного прироста. Для замкнутой части сети в системе по условиям устойчивости ограничивают не нагрузку отдельных линий, а суммарную передачу мощности по группе линий.

Литература 1.Сазонова Т.Л. Математическая модель потерь мощности в

линиях 6-10кВ//Системные проблемы надежности, качества, инфор.- телекоммуционных и электронных технологий в инновационных проектах: мат. межд. конференции. Москва

2009,с135-136

Воронежский государственный технический университет

114

УДК 621.316.98

А.А.Приходько,Н.В.Ситников

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО РЕАКТОРНОГО ЗДАНИЯ НВ АЭС-2

Рассматривается выбор оптимального оборудования для систем пожарной сигнализации объекта атомной станции

Одним из очень опасных бедствий является пожар. Очень страшная смерть – сгореть заживо. Важным элементом в борьбе с пожарами является пожарная сигнализация. Чтобы получить качественную пожарную сигнализацию, нужно предварительнопроизвести её расчет учитывая все нормативные требования и правила. Но так как установка этого оборудования связана с вложением денег, руководители предприятий стараются снизить затраты и ставят дешевые установки. В этом случае, получается, чтоприбыль предприятия гораздо важнее жизни человека. Нодажетакаяустановка может спасти людей от беды.

При пожаре смертность в основном наступает от отравления дымом, поэтому в помещениях организации устанавливаются специальныедатчики,реагирующиена егоконцентрацию.

Рассмотрим системы пожарной сигнализации от простой до болеесложной:

- Пороговая пожарная сигнализация (охранно-пожарная сигнализация) — наиболее распространенный вид системы автоматической противопожарной защиты, служащей для предотвращения развития пожара. В данной системе применяются пожарные извещатели, имеющие порог срабатывания. Пожарная сигнализация может информировать, как и о возникновении загорания, так и о неисправности в шлейфе, соединяющем извещатели с пультом управления.

Преимущества:низкаястоимость оборудования.

Недостатки: позднее обнаружение пожара; отсутствие контроля работоспособности датчиков; неэкономичный расход монтажных материалов; низкая информативность полученных сигналов от пожарных извещателей

115

-Адресно-опросная. В данной системе каждый пожарный извещатель имеет свой адрес, что позволяет установить, в каком конкретно помещении и какой датчик сработал. Кроме того, существует возможность контроля состояния пожарного извещателя (например, запыленность). Виды получаемых от пожарных извещателей сигналов: «Норма», «Неисправность», «Отсутствие», «Пожар».

Преимущества: выгодное соотношение цена — качество; высокая информативность полученных сообщений; контроль состояния пожарных извещателей

Недостатки:позднее обнаружениепожара.

-Адресно-аналоговую охранно-пожарную сигнализацию можно установить в здании любого размера с любым количеством помещений, информация, получаемая с каждого датчика, гораздо более подробна, чем в других типах систем. А за счет высокой надежности системы минимизируются расходы на техническое обслуживание пожарной сигнализации. Подобная схема работы позволяет выявлять очаги возгорания на самых ранних стадиях его развития и своевременнопредотвратить возможный ущерб от пожара.

Преимущества: раннее обнаружение пожара; экономия на монтажных работах и расходных материалах; высокая информативность полученных сообщений; компенсация чувствительности датчиков

Недостатки:высокая стоимость оборудования.

Выбор оптимальноговарианта пожарной сигнализации.

Так как вспомогательное реакторное здание имеет большие размеры, то нужно знать конкретно в каком помещении произошло возгорание, технический осмотр, тоже будет занимать огромное количество времени, поэтому выбираем адресно-аналоговую систему автоматической пожарной сигнализации (АПС).

Для данной системы подходят три типа датчиков: ИП 212-141, ИП 212-95, ИП-212-200. Что выбрать оптимальный датчик рассчитаем токи,которые будут протекать через них.

Расчет токов вдатчиках 1. Исходные данные. Расчет произведен на примере АПС,

состоящей из ПКП "Гранит", дымовых извещателей ДИП212-141, ручных извещателей ИПР513-2 в количестве 2 шт., включенных в режиме мигающего светодиода с постоянной и импульсной

116

составляющими потребляемого тока. Электрические параметры указаны: напряжение в В, ток в мА, мощность в мВт, сопротивление в кОм.

1.1.Напряжениешлейфа Uшс = 19,5.

1.2.Сопротивление шлейфа врежиме "Обрыв"Rшс =11.

1.3.Сопротивление шлейфа всерединедиапазона "Норма"

Rшc = (4,5-2,5)/2+ 2,5 =3,5.

1.4.Ток одногоДИП Iдип =0,05.

1.5.Средний ток одного ИПР IИПР=IПОСТ + 0,5 IИМП = 0,08 + 0,04 =0,12(указанный параметр проверен практически).

2. Определяем максимально допустимый ток ШС в режиме "Обрыв оконечногорезистора":

Iшс = Uшс/R0шс = 19,5/11 =1,77.

2.1.Определяем ток, приходящийся на дымовыеизвещатели:

IДИП = IШС - I1ИПР x2 =1,77 -0,24= 1,53.

2.2.Определяем максимально допустимое количество дымовых

извещателей:n =IДИП/I1ДИП =1,53/0,05 =30,6шт.,

принимаем n = 30 шт., при этом общий ток I30ДИП = 0,05x30 =

1,5.

2.3.Определяем ток ШС в режиме "Норма":

IHШС=UШС/RHШС=19,5/3,5= 5,57.

2.4.Определяем ток оконечного резистора: Iок = Iншс - I30ДИП -

I2ипр =5,57- 1,5 -0,24 =3,83.

2.5. Определяем сопротивление оконечного резистора: RОК =

Uшс/IОК= 19,5/3,83= 5,09.

Выбираем из стандартного ряда RОK = 5,1, расчет мощности оконечного резистора не требуется - с трехкратным запасом мощность составляет 250 мВт.

Таким жеобразом произведем расчет и 2-х других извещателей. Данныезанесем втабл.1

Продолжениетабл. 1

Из расчетов видим, что предпочтение следует отдать датчику ИП 212-200, так как средний ток одного извещателя больше чем у других, это позволит установить большее количество пожарных извещателей на одном шлейфе. Помимо этого, ток оконечного резистора, отвечает за скорость срабатывания датчика, в нашем случае чем он меньше, тем быстрее скорость срабатывания датчика.

Проведём выбор кабеля, соединяющего датчики с пультом управления,для этогорассчитаем потери напряжения вкабеле.

Длина шлейфа пожарной сигнализации 650 м, Удельное сопротивлениемеди 0,018Ом·мм²/м, напряжение 24 В.

Пусть мощность P, Вт, надо передать по линии длинойl, м, этой мощности соответствует ток

I P ,

U

гдеU — номинальноенапряжение,В. Сопротивлениепровода линии

R 2 l , s

118

где ρ— удельное сопротивление провода, s — сечение провода,

мм2.

Потеря напряжения на линии

Из расчетов мы видим, что для нашей системы АПС подходит кабель сечением КСРВнг(А)-FRLS-1х2х1,38, он имеет наименьшие потери напряжения,посравнению с другими пожарными кабелями.

В данной были рассмотрены вопросы по выбору пожарных установок, удовлетворяющих данному объекту, в нашем случае вспомогательноереакторноездание АЭС.

Проведённый анализ оптимального варианта пожарной сигнализации и расчеты параметров её основных элементов позволяют рекомендовать следующую систему АПС:

Тип-адресно-аналоговая.

Пожарныеизвещатели серии ИП-212-200. Кабель КСРВнг(А)-FRLS-1х2х1,38 (1,5 мм2).

Литература

1.Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г.

№123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2.Синилов В. Г. Системы охранной, пожарной и охраннопожарной сигнализации: учеб.для нач. проф. образования / В.Г. Синилов.- М.:ИРПО; ПрофОбрИздат,2001.- 352с.

Воронежский государственный технический университет

119

УДК 621.316

Р.А. Ничуговский, М.С. Кравченко, А.А. Гуляев, С.А. Горемыкин

ОБСУЖДЕНИЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ОТ ЗАЛИВА И УТЕЧКИ (УТ)

Рассмотрены возможности систем защиты от УТ

Современные предприятия, вокзалы, жилье… обросли датчиковыми системами, контролирующими температуру, задымленность, загазованность… Однако, совсем мало уделяется внимание системам обнаружения водопротечек, заливов и др. Между тем, протечки несут громадные экономические издержки, а студенты электротехнических специальностей этому вопросу уделяют в дипломных работах совсем мало внимания (менее 20%) или такие вопросы вовсе не рассматриваются.

Современные системы контроля водоутечек основаны на двух главных вопросах:

Датчиковая система обнаружения утечки.

Запорная автоматизированная система перекрытия водоснабжения или сигнальная система ручного исполнения устранения УТ.

Датчиковая система УТ устанавливается в наиболее водоопасных местах в количестве (2-10). При этом наиболее простые и дешевые датчики основаны на принципе измерения активного сопротивления малых слоев воды, толщина (1-3мм). Далее сигнал от датчика преобразуется в пороговый и подается на запорное сигнальное устройство. Запорная арматура в системах защиты от протечки в настоящее время применяется в двух видах:

1.шаровые краны с приводом;

2.электромагнитные клапаны.

По анализу некоторых авторов электромагнитный клапан более надежное устройство, поскольку он способен обеспечить мгновенное перекрытие воды при аварии. Однако необходимо понимать, что для поддержания стационарного режима работы электромагнитного клапана (открыт/закрыт) необходимо наличие постоянного электропитания. Это неприемлемо в случае автономного питания контроллера, поскольку автономный источник питания может разрядиться, что приведет к

120