Удосконалення методів модернізації і контролю параметрів заземлювального пристрою міських підстанцій

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена актуальній науково-практичної проблеми пошуку і розробки нових способів для вимірювання опору ЗП, розробки нових конструкцій ЗП, що дозволяють спростити реконструкцію ПС, а також створення і вдосконалення математичних моделей і програм для розрахунку електричних характеристик ЗП довільних конструкцій. Аналіз результатів обстеження існуючих ЗП ПС, виявив серйозні порушення, які призводять до відхилення параметрів від норми і до необхідності модернізації ЗП ПС. Показано, що модернізація ЗП призводить до відновлення його нормованих параметрів. Розроблено математичні моделі ЗП простих дворівневих конструкцій з горизонтальних або кільцевих електродів. В результаті дослідження електричного поля виявлено, що потенціал на поверхні землі над центром квадратного заземлювача може бути вище, ніж над електродом. Удосконалено математичну модель складного дворівневого ЗП ПС, розроблений метод розрахунку його електричних характеристик. Проведено дослідження впливу глибини закладення сітки верхнього рівня ЗП ПС, товщини шару зволоження, просихання або промерзання ґрунту і конструкції ЗП на його електричні характеристики. Виконано теоретичне обґрунтування методу та розроблено спосіб вимірювання опору ЗП ПС в умовах щільної забудови території. Метод застосуємо при будь-якому характері неоднорідності ґрунту, будь-яких розмірах і конфігурації ЗП і довільному розміщенні вимірювальних електродів без відшукання точки нульового потенціалу. Експериментально досліджені електричні характеристики дворівневого ЗП ПС методом фізичного моделювання в електролітичній ванні. Отримані результати показали хороший збіг з результатами розрахунків.Dissertation for the degree of Ph.D., specialty 05.14.02 – power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkov, 2017. The dissertation is devoted to the actual and practical problem of search and development of new methods for measurement of resistance of the grounding devices; developments of new designs of the grounding devices allowing to simplify reconstruction of substations; creation and enhancement of mathematical models and programs for calculation of electric characteristics of the grounding devices of any designs. The analysis of the results of the inspection of existing grounding devices of substations revealed serious violations that lead to deviation of parameters from the norm and to the need for modernization of grounding devices of substations. It is shown that the modernization of grounding devices leads to the restoration of its normalized parameters. Mathematical models of grounding devices of simple two-level structures of horizontal or ring electrodes are developed. As a result of the investigation of the electric field, it is revealed that the potential on the surface of the ground above the center of the square grounding electrode can be higher than above the electrode. The mathematical model of complex two-level grounding devices of substations is enhanced. The method of its electrical characteristics calculating is developed. The influence of the depth of the grid of the upper level of the grounding devices of the substations, the thickness of the humidification layer, the drying or freezing of the soil and the design of the grounding devices on its electrical characteristics was studied. Based on the theoretical substantiation of the method, a technique for measuring the resistance of grounding devices of substations in conditions of dense building of the territory is developed. The method is applicable for any kind of ground heterogeneity, any size and configuration of grounding devices and arbitrary placement of measuring electrodes without finding a zero potential point. Electric characteristics two-level the grounding devices of substations are experimentally researched by method of physical modeling in an electrolytic bathtub. The received results showed good coincidence to results of calculations.