УДК 621.316.9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ[i]

Ю.П. Гусев

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования "Московский энергетический институт (технический университет)

Рассматриваются причины несоответствия защитных аппаратов, установленных на щитах постоянного тока электростанций и подстанций, требованиям чувствительности и селективности. Предлагается расчет токов короткого замыкания, для действующих электроустановках оперативного постоянного тока, выполнять с учетом нелинейности сопротивлений элементов электроустановок, а сопротивления аккумуляторных батарей и контактов электроустановок, отслуживших 8 и более лет, следует уточнять экспериментальным путем.

В ряде случаев короткие замыкания в электроустановках оперативного постоянного тока электростанций и подстанций отключаются не селективно или с большой задержкой по времени. Особенно опасными являются случаи неправильной работы автоматических выключателей или предохранителей в цепи ввода аккумуляторной батареи.

По результатам экспериментальных и расчетно-теоретических работ [1], можно выделить три основные причины, несоответствия установленных на щитах постоянного тока защитных аппаратов требованиям чувствительности и селективности. Первой причиной является использование, при выборе защитных аппаратов, чрезмерно упрощенных методик расчета коротких замыканий, не учитывающих существенные факторы, действующие на снижение тока короткого замыкания: электрическая дуга, тепловой спад тока, увеличение сопротивления аккумуляторной батареи к концу аварийного разряда и при понижении температуры окружающей среды. Каждый из перечисленных факторов, даже в отдельности, может снизить значение тока короткого замыкания в два раза. При комплексном действии всех вышеперечисленных факторов снижение расчетного тока еще больше. Второй причиной является изменение в процессе эксплуатации сопротивлений разъемных и разборных контактных соединений и сульфатация пластин аккумуляторных батарей. Выявлены множественные случаи увеличения сопротивлений за 8 - 30 лет эксплуатации с долей мили Ома до сотен мили Ом. Причем, увеличение сопротивления обнаруживается, как правило, при токах соизмеримых по величине с токами короткого замыкания. Такой дефект обнаруживался в контактных стойках рубильников, предохранителей и в пакетных переключателях. Третьей причиной является низкая стабильность и большой разброс времятоковых характеристик защитных аппаратов [2].

Существует точка зрения, что наилучшим образом уставки защитных аппаратов могут быть выбраны на основе чисто экспериментальных данных. Такой подход представляется ошибочным и противоречащим ПУЭ. Уставки защитных аппаратов должны выбираться на основе минимально возможных значений токов короткого замыкания. Для их получения экспериментальным путем пришлось бы воспроизводить на реальной установке все факторы, действующие на снижение тока, что представляется практически невозможным.

Наиболее рациональным подходом к решению вопросов, связанных с короткими замыканиями в действующих электроустановках оперативного постоянного тока, является сочетание экспериментальных и расчетных методов определения токов короткого замыкания. Экспериментальным путем, с помощью программно-технического комплекса "УТКЗ" [1], могут определяться токи в начальный момент искусственно созданного металлического короткого замыкания в ряде узлов сети для сопоставления с расчетными значениями токов, полученными при расчетных условиях, соответствующих экспериментальным. На основе выверенных данных моделируются необходимые условия и проводятся расчеты для получения минимальных и максимальных токов. Расчеты должны выполняться с использованием современных методик, базирующихся на рекомендациях ГОСТ 29176-91 "Короткие замыкания в электроустановках. Методика расчета в электроустановках постоянного тока" и результатах экспериментальных исследований [3].

Автором доклада, в начале 90-х годов, была разработана и, к настоящему времени, прошла масштабную промышленную апробацию программа GUDCSETS, отвечающая требованиям действующих отечественных и международных стандартов и обеспечивающая получение значений токов, напряжений, температур жил кабелей и других параметров, характеризующих процесс короткого замыкания, на основе комплексного учета всех вышеперечисленных факторов. В состав программы входит открытая база данных с параметрами элементов электроустановок оперативного постоянного тока. Подробную информацию о программе можно получить через интернет с сайта http://es.mpei.ac.ru

Литература

1. Балашов В. В., Гусев Ю. П., Поляков А. М., Фещенко В. А. Диагностика электроустановок оперативного постоянного тока на подстанциях ОАО «Мосэнерго» // Электрические станции. – 2000. - № 8. С. 39 – 46.

2. Повышение надежности систем оперативного постоянного тока электростанций и подстанций средствами управления: Сб. науч. статей/ Под ред. А.С. Засыпкина. - Новочеркасск: НГТУ, 1996. - 68 с.

3. Шиша М.А. Учет влияния электрической дуги на ток КЗ в сетях напряжением до 1 кВ переменного и постоянного тока. Электрические станции, 1996, № 11, с 49 – 55.

111250 Москва, Красноказарменная ул., 14, ГОУВПО "МЭИ (ТУ)", тел. (095) 362-78-72

E-mail: GusevYP@mpei.ru