Актуальность темы
Электроснабжение потребителей в сельских районах осуществляется по воздушным распределительным сетям 10 кВ с изолированной нейтралью. В настоящее время из-за хронического отсутствия средств на своевременный и качественный ремонт данных сетей их техническое состояние постоянно ухудшается и на первый план выдвигается проблема поддержания их безопасности [51, 102]. Статистические данные об аварийности в этих сетях указывают на то, что наиболее частым видом повреждений, в среднем 75% всех случаев, являются замыкания на землю [64, 100,101]. При возникновении замыкания на землю в распределительной сети с изолированной нейтралью вокруг него формируется зона растекания тока, которая представляет опасность не только для работников электротехнического профиля [10], осуществляющих осмотры и обходы ВЛ 10 кВ при отыскании повреждений, но и для тружеников АПК, работающих вблизи прохождения трассы В Л 10 кВ [51].
На основании статистических данных следует, что уровень производственного электротравматизма, связанного с распределительными сетями 10 кВ с изолированной нейтралью остается достаточно высоким: за период с 1996 г. по 2006 г. в АПК РФ зарегистрировано 292 несчастных случая, причиной которых явилась работа линии с замыканием на землю, из них более 30% случаев со смертельным исходом [2, 76, 94, 95].
Поэтому вопросы повышения безопасности сельских распределительных сетей 10 кВ с изолированной нейтралью, являются актуальными и требуют глубокого изучения, что послужило основанием для выбора темы диссертационного исследования.
Цель работы. Повышение электробезопасности сельских электрических сетей с изолированной нейтралью путем разработки методики прогнозирования и способов идентификации однофазных замыканий на землю.
Объект исследования — Закономерности и способы, повышающие электробезопасность сельских электрических сетей с изолированной нейтралью, при возникновении в них замыканий на землю.
Научная новизна. Разработан обобщенный критерий технического состояния линии электропередачи и критерий эксплуатационной безопасности электрической распределительной сети 10 кВ с изолированной нейтралью. Разработана методика подекадного прогнозирования однофазных замыканий на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью для теплого и холодного периодов года, для линий, имеющих разные длины и технические состояния. Разработаны способы и устройства для их реализации, повышающие безопасность распределительной сети 10 кВ с изолированной нейтралью.
Методы исследований. При проведении исследований применялись элементы регрессионного анализа, аналитические и экспериментальные исследования с обработкой на ПЭВМ, при создании программного обеспечения «SIZAM» использовалась среда программирования Delphi 6.
Практическая значимость. Разработанная методика подекадного прогнозирования однофазных замыканий на землю и предложенные способы их идентификации позволят энергоснабжающим предприятиям и другим организациям, обслуживающим распределительные сети 10 кВ с изолированной нейтралью, в значительной степени повысить их безопасность.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах в ФГНУ ВНИИОТна семинарах кафедры «Электроснабжение» ОрелГАУна Международной выставке-Интернет конференции «Энергообеспечение и безопасность» в ОрелГАУ в 2005 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в их числе 3 патента на изобретение и 1 решение на выдачу патента на изобретение.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 115 источников и 6 приложений. Работа изложена на 183 страницах, содержит 41 рисунок, 51 таблицу.
1. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Е. В. Марков, Ю. В. Грановский. — М.: Наука, 1976.-280 с.
2. Анализ состояния производственного травматизма с летальным исходом за 1997 год. — Орел: ВНИИОТ Минсельхозпрода России, 1998. 37 с.
3. Андреев В. А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения Текст. / В. А. Андреев, Е. В. Бондаренко.- М.: Высш. шк., 1975.-с.
4. Андриевский В. Н. Ремонтно-восстановительные работы в электрических сетях Текст. /В.Н. Андриевский.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-125 с.
5. Андрос В. А. Обоснование исходных данных для анализа причин производственного травматизма Текст. / В.А. АндросМ.: ВИМ, 1970. 46 с.
6. Андрос В. А. Теоретические исследования действия факторов опасности на человека оператора Текст. / В.А. АндросМ.: Знание, 1973. 64 с.
7. Антонышев B.C. Технические меры защиты в электроустановках Текст. / B.C. Антонышев.-М.: МО СССР, 1984. 80 с.
8. Антошин О. А Идентификация поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю в распределительных сетях 6−10 кВ с изолированной ней-тралью Текст. / О. А. Антошин, И. И. Никулов // Электротехника. — 2005. -№ 10.-С.14−16.
9. Архангельский А. Я. Программирование в Delphi 6 Текст. / А. Я. Архангельский. — М.: Бином, 2003. -1120 с.
10. Арцишевский Я. Л. Определение мест повреждения линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью Текст. / Я. Л. Арцишевский.- М.:Высш. шк., 1989.-87 с.
11. Байтер И. И. Защита шин 6−10 кВ Текст. / И. И. Байтер, Н. А. Богданова. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 88 с.
12. Бешелев Д. Математико-статистические методы экспертных оценок Текст. /С.Д. Бешелев, Ф. Г. Гурвич.-М.: Статистика, 1974.-312 с. 139.
13. Бешелев Д. Экспертные оценки Текст. / Д. Бешелев.- М.: Наука, 1973.-159 с.
14. Борухман В. А. Об эксплуатации селективных защит от замыканий на землю в сетях 6−10 кВ и мероприятиях по их совершенствованию Текст. /В.А. Борухман // Энергетик.- 2000. — № 1. 20−22.
15. Борухман В. А. Прибор «Поиск-1» для определения места замыкания на землю в воздушных сетях 6−20 кВ Текст. / В. А. Борухман, Кузнецов А. П. //Энергетик.- 1968.-№ 9.-С. 9−10.
16. Будзко И. А. Задачи науки в области развития сельских электрических сетей Текст. / И. А. Будзко // Энергетик. -1978. JN" 6. — 6−8.
17. Будзко И. А. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов Текст. / И. А. Будзко, В. Ю. Гессен, М.СЛевин.- М.: Ко-лос, 1975.-287 с.
18. Булычев А. В. Совершенствование защиты от замыканий на землю Текст. / А. В. Булычев, В. К. Ванин // Электричество. — 1999. — № 1. — 9−16.
19. Буль К. Б. Электромеханические аппараты автоматики Текст. / Б. К. Буль, О. Б. Буль, В. А. Азанов, В. Н. Шоффа.-М.: Высш. шк. 1988. 303 с.
20. Бургучев А. Электрические станции, подстанции и системы Текст. / А. Бургучев.-М.: Колос, 1966. 688 с.
21. Бухарав. А. И. Основы безопасной эксплуатации электроустановок Текст. / А. И. Бухарав., В. В. Нетунин. — М.: Военное издательство, 1989. — 272 с.
22. Бухтояров В. Ф. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров Текст. / В. Ф. Бухтояров, A.M. Маврицин.- М.: Недра, 1986. 184 с.
23. Васильев А. А. Электрическая часть станций и подстанций: Учеб. для вузов Текст. / А. А. Васильев, И. Н. Крючков, Е. Ф. Наяшкова, М.Н. Околович-под ред. А. А. Васильева.- М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с. 140.
24. Веденяпин Г. Е. Общая методика экспериментального исследования и обработки данных Текст. / Г. Е. Веденяпин. — М.: Колос, 1973. — 199 с.
25. Веников В. А. Развитие физических моделей электрических систем Текст. / В. А. Веников, А.В. Иванов-Смоленский // Электричество.- 1955.-№ 8. — С 1−10.
26. Водяников В. Т. Экономическая оценка средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства и систем сельской энергети-ки: Учебное пособие Текст. / В. Т. Водяников.-М.: МГАУ, 1997.-230 с.
27. Волков СВ. Вероятностное прогнозирование отказов элементов и аппаратов в распределительной сети 10 кВ Текст. / СВ. Волков, Л. М. Рыбаков //Электрика.- 2004. № 2. С 19−21.
28. Волков СВ. Разработка методики комплектования запасными элементами распределительных электрических сетей 10 кВ на основе прогнозированияотказов. Автореф. дис. канд. техн. наук. — Москва, 2006. — 22 с.
29. Гавриченко А. И. Обеспечение электробезопасности электрических сетей 10 кВ путем прогнозирования замыканий на землю Текст. / А. И. Гавриченко, В. А. Чернышов // Техника и оборудование для села.- 2007. № 10. С35−36.
30. Гавриченко А. И. О системе предупреждения риска производственного травматизма — Охрана труда работников АПК Текст. / А. И. Гавриченко, АП. Лапин // Сборник научных трудов.- Орел: ВНИИОТ, 1996. 30−33.
31. Гмурман В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятности и математической статистике: Учеб. пособие для студентов вузов Текст. / В. Е. Гмурман.- 6-е изд., доп.- М.: Высшая школа, 2002. 479 с.
32. ГОСТ 12.1.009−76. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 1984. — 16 с.
33. ГОСТ 12.1.019−79. Система стандартов безопасьюсти труда. Электробезопасность. Общие требования. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 23 с.
34. ГОСТ 12.1.030−81. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Зандитное заземление, зануление.-М.: Изд-во стандартов, 1986.-25 с.
35. ГОСТ 12.1.038−82. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений и токов. — М.: Изд-во стандартов, 1984. 24 с.
36. ГОСТ 12.1.051−90 Электробезопасность. Расстояния безопасности в охранной зоне линии электропередачи напряжением свыше 1000 В. — М.: Изд-во стандартов, 1984. 17 с.
37. ГОСТ 15 101–80. Порядок проведения научно-исследовательских работ. Основные положения. — М.: Изд-во стандартов, 1986. — 25 с. 142.
38. ГОСТ 16 350–80. Климат СССР. Районирование и статистические нараметры климатических факторов для технических целей. М.: Издательствостандартов, 1986. 140 с .
39. Гук. Ю. Б. Анализ надежности электроэнергетических установок Текст. / Ю. Б. Гук.-Л.: Энергоатомиздат, 1989.-285 с.
40. Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках Текст. / П. А. Долин.- М.: Энергоатомиздат, 1984. — 418 с.
41. Ерошенко Г. П. Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий Текст. / Г. П. Ерошенко, Ю. А. Медведько, М. А. Таранов.-Ростов-на-Дону: Тера, 2001. 592 с.
42. Заявка на предполагаемое изобретение № 2 006 136 746 от 01.03.2007 / Способ идентификации опоры с замыканием на землю в распределительных се-тях с изолированной нейтралью Текст. / Гавриченко А. И., Чернышов В.А.
43. Зуль Н. М. Повышение надёжности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей средствами автоматизации. Дисс. докт. техн. наук.- М., 1970.-290 с.
44. Иванов И. М. Электроустановкам необходимо обеспечить электробезопасность Текст. / И. М. Иванов // Повости электротехники.- 2001. № 4. 33−35.
45. Инструкция по отысканию «земли» в сетях 35 кВ, 10 кВ, 6 кВ Орловских электрических сетей (утверждена главным инженером Орловских электросе-тей 7.10.2005 Псаревым В.А.).
46. Инструкция по охране труда для электромонтера при ремонте В Л в Орловских электрических сетях (утверждена главным инженером по ОТ Орлов-ских электросетей 17.10.2005).
47. Инструкция по производству переключений в распределительных устройствах электростанций и подстанций Орловских электросетей (утвержде-на главным инженером Орловских электросетей 7.10.2005).
48. Кискачи В. М. Заш-ита от однофазных замыканий на землю ЗЗП-1: Описание, наладка, эксплуатация Текст. / В. М. Кискачи.- М.: Энергия.- 1972. 72 с.
49. Ковалев А. П. О проблемах оценки безопасности электротехнических объектов // Электричество, 1991, N^S. — 14−16.
50. Ковалев А. П. Оценка степени риска поражения человека электрическим током при эксплуатации оборудования в подземных выработках угольныхшахт Текст. / А. П. Ковалев // Промышленная энергетика.-1992. № 2. 21−23.
51. Ковалев П. Ф. О критериях оценки эффективности мер и средств обеспечения безопасности применения электрооборудования в шахтах Текст. /П.Ф. Ковалев, В. П. Коптиков, А. П. Ковалев // Безопасность труда в промыш-ленности.- 1972.-№ 9. — 25−27.
52. Комплексная оценка безопасности технологических процессов и оборудования. Тематический сборник ЦСУ ГССР. — 1977. — 175 с.
53. Коструба СИ. Математические модели систем обеспечения электробезопасности Текст. / СИ. Коструба // Электричество.- 1970. № 9. 15−17.
54. Кудратиллаев А. С Методы и устройства контроля состояния изоляции оборудования и линий высокого напряжения Текст. / А. С. Кудратиллаев.-Ташкент: Фан, 1988. — 212 с.
55. Кузнецов А. П. Новые устройства релейной защиты и автоматики для сельских распределительных сетей 10(6)-35 кВ Текст. / А. П. Кузнецов //Энергетик.- 1998.-№ 6. С 34−35.
56. Лихачев Ф. Л. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов Текст. / Ф. Л. Лихачев.- М.: Энергия.-1971.-152 с.
57. Межотраслевые правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-016−2001. РД 153−34.0−03.150.-00. М.: ПЦ ЭНАС-2001.-92 с144.
58. Методические указания по проведению комплексных проверок изоляции без снятия напряжения в распределительных воздушных сетях 6−10 кВ МУ34−70−108−85. — М.: СПО Союзтехэнерго, 1986. 115 с.
59. Методические указания по определению социально-экономической эффективности улучшения условий и охраны труда в сельском хозяйстве.-Орел:ВНИИОТ, 1985.-32С.
60. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений Текст. / А. К. Митропольский.-М.: Наука, 1971.-576 с.
61. Научно-технический отчет по разработке и внедрению отраслевой методики оценки социально-экономической эффективности работы по охранетруда в системе Минсельхоза РФ. Руководитель Логвинова P.M. Р.Н. 01.2.97 100 633 -91 с.
62. Нечитайлов Н. Состояние и перспективы развития материальнотехнической базы села Текст. / Н. Нечитайлов // Достижения наука и тех-ники АНК.-2001.-№ 12.-С21−23.
63. Новицкий П. В. Оценка погрешностей результатов измерений Текст. / Н. В. Новицкий, И. А. Зограф.-Л.: Энергоатомиздат, 1985.-248 с.
64. Нудельман Г. С. Нзбирательная защита от замыканий на землю для распределительных сетей 6−35 кВ Текст. /Г.С. Нудельман //Энергетик.-2000.-№ 5. — С. 32−33.
65. Оперативные указания по действиям персонала при замыкании на землю на линиях с изолированной нейтралью (утверждены 7.10.05 главным инже-нером Орловских электросетей Нсаревым В.А.).
66. Островский В. А. Экономическая эффективность устройств поиска короткого замыкания в сельских электрических сетях Текст./ В.А. Остров-ский // Сборник научных трудов.-1977. № 5. 44−48.
67. Отчет о научно-исследовательской работе «Анализ несчастных случаев в АШС РФ с летальным и тяжелым исходом за 2002 г. по материалам расследо-ваний по отраслям и регионам России».- Орел: ФШУ ВНИИОТ, 2003. 364 с.
68. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов / Под ред. Б. А. Князевского. — 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1983. 336 с. 145.
69. Пенович Е. И. Определение мест замыкания на землю в распределительных сетях 6−10 кВ Текст. /Е.И. Пенович.-М.: Энергия, 1975. 120 с.
70. Перечень Оперативных схем ВЛ-10 кВ Знаменского РЭС (утверждены 12.03.2003 главным инженером МЭС Русских И.М.).
71. Перова М. Б. Управление качеством сельского электроснабжения Текст. / М. Б. Перова, В. М. Санько.- Вологда: ИПЦ «Легия», 1999. -158 с.
72. Правила охраны электрических сетей напряжением свыше 1000 В.
73. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.-М.: Госэнергонадзор, 1994. 140 с.
74. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей.- М.: Изд-во Энас, 2000. — 288 с.
75. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: РД 34.20.501−95. 15-е изд., перераб. и доп.- М.: СПООРГРЭС, 1996.-288С.
76. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР.- 6-е изд.- М.: Энергоатомиздат.- 1986.-648 с. 146.
77. Пушин В. И. Обеспечение электробезопасности на предприятии Текст. / В. И. Пушин.- М.: Энас, 2005. 250 с.
78. Розанов М. П. Надежность электроэнергетических систем Текст./ М.П. Розанов-М.: Энергия, 1974. 176.
79. Румшинский ЯЗ. Математическая обработка результатов эксперимента Текст. / ЯЗ. Румшинский.-М.: Наука, 1971. 192 с.
80. Сви П. М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения Текст. / П. М. Сви.- 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1988.-128 с.
81. Соколова Г. В. Защита от замыканий на землю ПЗС Текст. / Г. В. Соколова // Электрические станции.- 1984.-№ 4. С, 59−62.
82. Состояние производственного травматизма в АПК России в 2002 году. — Орел: ФГНУ ВНИИОТ Минсельхоза России, 2003. — 77 с.
83. Состояние условий и охраны труда в России в 2002 году и меры по их улучшению. Национальный доклад.- Москва, 2003. 94 с.
84. Справочник по климату СССР. — М.: Гидроатомиздат, 1984. — 295 с.
85. Справочное пособие по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для вузов / П. В. Ермуратский, А. А. Косякин, B.C. Листвин и др.- подред. А. В. Нетушила.-М.: Высш. шк., 1986.-248 с.
86. Типовая инструкция по организации работ для определения мест повреждений воздушных линий электропередачи напряжением 10 кВ и выше с по-мошью фиксирующих приборов ТИ-34−70−035−85. М.: СПО Союзтехэнерго, 1985.-87 с.
87. Типовое положение по организации эксплуатации устройств для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи напряжением 6−20 кВ. — М.: СПО Союзтехэнерго, 1979. 129 с.
88. Усманов Ф. Х. Анализ отключений сельских воздушных линий 6−10 кВ Текст. / Ф. Х. Усманов, В. Ю. Кабашов, В. А. Максимов // Электрическиестанции.- 198О.-№ 8. 56−58.
89. Усманов Ф. Х. Повреждаемость сельских В Л — 10 кВ Текст. / Ф. Х. Усманов, В. И. Александров, В. Т. Архипов // Электрические станции.-1990. № 6. С 57−60.147.
90. Федосеенко Р. Я. Эксплутационная надежность электросетей сельскохозяйственного назначения Текст. / Р. Я. Федосеенко, А.Я. МельниковМ.:Энергия, 1977.-320 с.
91. Цапенко Е. Ф. Замыкания на землю в сетях 6−35 кВ Текст. / Е. Ф. Цапенко. — М. — Энергоатомиздат, 1986. — 128 с.
92. Шалин А. И. Замыкания на землю в линиях электропередачи 6−35 кВ. Особенности возникновения и приборы защиты Текст. / А. И. Шалин // Но-вости Электротехники.-№ 1 (31).-2005.-С. 73−15.
93. Шалин А. И. Замыкания на землю в сетях 6−35 кВ Текст. / А. И. Шалин // Новости электротехники.- 2005. № 3(33). — 21−24.
94. Шуин В. А. защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6−10 кВ Текст. / В. А. Шуин, А. В. Гусенков.- М.: Энергопресс, 2001. 104 с.
95. Шуцкий В. И. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок Текст. / В. И. Шуцкий, В. О. Жидков, Ю. Н. Ильин.- М.: Энерго-атомиздат, 1986. 151 с.
96. Электрический справочник: В 3-х т. Т. 3. Кн. 1. Производство, передача и распределение электрической энергии. 6-е изд., испр. И доп.- М.: Энерго-атомиздат, 1982.-485 с. 149.
