DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.08

Шляхи обмеження рівнів струмів короткого замикання в електричних мережах

Iryna Pantielieieva, Alyona Glushko

Анотація


На сьогоднішній день перед Україною та світом постають важливі питання стосовно вирішення проблем енергетичної галузі, в тому числі електроенергетики. У мережах різної напруги енергосистем рівень струмів к.з. безперервно зростає, при цьому вимоги до електричних апаратів, струмоведучих частин, силових трансформаторів і конструкцій розподільчих пристроїв стають більш жорсткими. Виникає проблема оптимальної координації у динаміці параметрів електрообладнання та вимог енергосистеми або координації параметрів електрообладнання з існуючими рівнями струмів к.з. Зростання струмів к.з. в електричних мережах усіх класів напруги робить актуальною розробку нових ефективних методів і пристроїв, призначених для їх зниження. У статті розглянуті питання порівняння струму однофазних і трифазних к.з. усередненої регіональної енергосистеми, наведені інтегральні параметри електричних мереж такої системи. Детально проаналізовані обмеження струмів однофазних к.з. в проблемних вузлах, де встановлені автотрансформатори. Проведені дослідження дозволили рекомендувати вдосконалені методики розрахунків електричних апаратів та струмоведучих частин на електродинамічну і термічну стійкість при к.з., в тому числі і при однофазних. Приведені рекомендації до створення математичної моделі розрахунку нелінійної системи при наявності гнучких провідників, тому що, більшість пошкоджень (у вигляді к.з.) на високовольтних повітряних лініях електропередачі та у розподільчих пристроях супроводжується електричною дугою із параметрами, які змінюються у часі. Крім того, значні струми к.з. викликають механічні зміщення гнучких проводів у просторі, що призводить до зміни міжфазних відстаней та індуктивних опорів повітряних ліній прямої і зворотної послідовностей. Всі ці перелічені фактори надають взаємний вплив під час к.з. Крім того, при експлуатації електроустановок важливим фактором є комутаційний ресурс  вимикачів, який впливає на надійність роботи установки та її техніко-економічні показники. Критерієм виводу вимикача з експлуатації може бути залишковий ресурс вимикача на рівні одного відключення повного струму відмикання вимикача. Проведений аналіз показав, що необхідно враховувати при розрахунках струмів к.з. додаткову термічну дію різних джерел енергії і енергосистеми в цілому, синхронних генераторів і компенсаторів, синхронних і асинхронних двигунів.


Ключові слова


коротке замикання; електрична мережа; енергосистема; високовольтний вимикач; повітряна лінія електропередачі; струмообмеження; надійність

Повний текст:

PDF

Посилання


Koncepcia formuvannya energetichnogo balansu [The concept of energy balance formation]. Available at: https://www.kmu.gov.ua/npas/99242859 (accessed: 01.10.2020).

Budanov P., Brovko K., Cherniuk A., Pantielieieva I., Oliynyk Yu., Shmatko N., Vasyuchenko P. Improvement of safety of autonomous electrical installations by implementing a method for calculating the electrolytic grounding electrodes parameters. Eastern-European journal of enterprise technologies, 2018. 5/5(95), pp. 20–28, doi: 10.15587/1729-4061.2018.144925.

Glushko A. Researching of welded steam pipe joints operated for a long time. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, Vol. 6, Iss. 1(84), pp. 14–20, doi: 10.15587/1729-4061.2016.85852.

Pantielieieva I., Shmatko N., Glushko A. Ways to limit the levels of short circuit currents in electrical grids. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: New solutions in modern technology. Kharkiv: NTU "KhPI", 2020, no. 2, pp. 38–44, doi: 10.20998/2413-4295.2020.02.05.

Glushko A., Pantielieieva I., Shmatko N. Prospects for the development of modern energy complexes. “Progressive directions of technological complexes development”. Collection of scientific reports of IV-th international scientific and technical conference devoted to problems of higher education and science TK-2020 (June 2-4, 2020, Lutsk). Lutsk: LNTU, 2020, pp. 57–58.

Dmytryk V. V., Glushko A. V., Iglin S. P. Structural changes in the metal of welded joints of long-term operating steam pipelines. The Paton Welding Journal, 2020, no 2, pp. 22–25, doi: 10.37434/tpwj2020.02.04.

Mozgalev K. V., Neklepaev B. N., Shuntov A. V. Toky` korotkogo zamukany`ya y` effekty`vnost` stacy`onarnogo deleny`ya эlektry`cheskoj sety` [Short-circuit currents and efficiency of stationary division of an electric network]. Elektrychestvo [Electricity], 2014, no. 10, pp. 32–38.

Rodenberg R. Ekspluataccionnie rezhy`mu elektroenergetucheskih sy`stem i ustanovok [Operating modes of electric power systems and installations]. Energya [Energy], 2001, pp. 2–5.

Kovalko M. P., Deny`syuk S.P. Energozberezhennya – priory`tetny`j napryam derzhavnoyi polityky Ukrayiny [Energy saving is a priority of Ukraine's state policy]. Kyiv, 1998, 512 p.

Kryuchkov Cz. P. Perexodnie processi v yelektroyenergetycheskyx systemax [Transient processes in electric power systems]. PH MYeY`, 2008, 416 p.

Pantyelyeyeva I. V. Problema koordy`naciyi rivniv strumiv korotkogo zamy`kannya v energosy`stemax. Vcheni zapy`sky` Tavrijs`kogo nacional`nogo universy`tetu im. V.I. Vernads`kogo [Scientific notes of V.I. Vernadsky Tavriya National University], 2020, Vol. 31(70), no1, pp. 34 –39.

Pantyelyeyeva I. V. Osoblyvosti zaxystu vid nepovnofaznyx rezhymiv u rozpodilchyyi merezhax 6-110 Kv [Features of protection against incomplete phase modes in distribution networks 6–110 kV]. Prospects for the Development of Technical Science in EU Countries and Ukraine. Poland, 2018, pp. 125–128.

Popov О., Shmatko N., Budanov Р., Pantielieva I., Brovko K. Cost-effectiveness in mathematical modelling of the power unit control. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019, Vol 6, no. 3 (102), pp. 39–48, doi: 10.15587/1729-4061.2019.183422.

Shmatko N. M. Rekomendaciyi shhodo ocinky skladnykiv finansovogo potencialu gnuchkosti mashynobudivnogo pidpryyemnycztva [Recommendations for assessing the components of the financial potential of the flexibility of machine-building entrepreneurship]. Visnyk NTU «KhPI», 2011, no. 25, pp. 79–85.

Shmatko N. M. Pidxody do formuvannya sy`nergety`chnogo efektu v ekonomici [Approaches to the formation of a synergetic effect in the economy.]. Visny`k ekonomiky` transportu i promy`slovosti. [Bulletin of Transport Economics and Industry]. UkrDAZT, 2013, no 43, pp. 103–106.

Derzhavna sluzhba staty`sty`ky` Ukrayiny` [State Statistics Service of Ukraine]. Available at: http://www.ukrstat.gov.ua/ (accessed: 01.11.2020).

Energobalans [Energy balance]. Available at: http://energobalans.com/ (accessed: 01.11.2020).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Концепція формування енергетичного балансу. URL: https://www.kmu.gov.ua/npas/99242859 (дата звернення: 01.10.2020).
  2. Budanov P., Brovko K., Cherniuk A., Pantielieieva I., Oliynyk Yu., Shmatko N., Vasyuchenko P. Improvement of safety of autonomous electrical installations by implementing a method for calculating the electrolytic grounding electrodes parameters. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2018. 5/5(95). P. 20–28. doi: 10.15587/1729-4061.2018.144925.
  3. Glushko A. Researching of welded steam pipe joints operated for a long time. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2016. Vol. 6. Iss. 1 (84). P. 14–20. doi: 10.15587/1729-4061.2016.85852.
  4. Пантєлєєва І. В., Шматько Н. М., Глушко А. В. Шляхи обмеження рівнів струмів короткого замикання в електричних мережах. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях.  Харків: НТУ «ХПІ». 2020. № 2. С. 38–44. doi: 10.20998/2413-4295.2020.02.05.
  5. Glushko A., Pantielieieva I., Shmatko N. Prospects for the development of modern energy complexes. “Progressive directions of technological complexes development”. Collection of scientific reports of IV-th international scientific and technical conference devoted to problems of higher education and science TK-2020 (June 2–4, 2020, Lutsk). Lutsk: LNTU, 2020. P. 57–58.
  6. Dmytryk V.V., Glushko A.V., Iglin S.P. Structural changes in the metal of welded joints of long-term operating steam pipelines. The Paton Welding Journal. 2020. №2. Р. 22–25. doi: 10.37434/tpwj2020.02.04.
  7. Мозгалев К. В., Неклепаев Б. Н., Шунтов А. В. Токи короткого замыкания и эффективность стационарного деления электрической сети. Электричество. 2014. № 10. С. 32–38.
  8. Роденберг Р. Эксплуатационные режимы электроэнергетических систем и установок. Энергия, 2001. С. 2–5.
  9. Ковалко М. П., Денисюк С. П. Енергозбереження – пріоритетний напрям державної політики України. Київ, 1998. 512 с.
  10. Крючков Ц. П. Переходные процессы в электроэнергетических системах. Издательский дом МЄИ, 2008. 416 с.
  11. Пантєлєєва І.В. Проблема координації рівнів струмів короткого замикання в енергосистемах. Вчені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського. 2020. Том 31 (70). №1. С. 34–39.
  12. Пантєлєєва І. В. Особливості захисту від неповнофазних режимів у розподільчих мережах 6-110 кВ. Prospects for the Development of Technical Science in EU Countries and Ukraine. Poland. 2018. P. 125–128.
  13. Popov О., Shmatko N., Budanov Р., Pantielieva I., Brovko K. Cost-effectiveness in mathematical modelling of the power unit control. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol 6, № 3 (102). Р. 39–48. doi: 10.15587/1729-4061.2019.183422
  14. Шматько Н. М. Рекомендації щодо оцінки складників фінансового потенціалу гнучкості машинобудівного підприємництва. Вісник НТУ «ХПІ», 2011. № 25. С. 79–85.
  15. Шматько Н. М. Підходи до формування синергетичного ефекту в економіці. Вісник економіки транспорту і промисловості. УкрДАЗТ, 2013. № 43. С. 103–106.
  16. Державна служба статистики України. URL: http://www.ukrstat.gov.ua/ (дата звернення: 01.11.2020).
  17. Енергобаланс. URL: http://energobalans.com/ (дата звернення: 01.11.2020).