разработка защиты от однофазных замыканий на землю

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра электрификации и автоматизации горных предприятий

Разработка защитыот однофазных замыканий на землю,

основанной на контроле пульсирующей мощности

Худяков А.А, Худякова И.А, Костарев И.А, Елкин А.В. Научный руководитель: Сапунков М.Л.

Пермь, 2012

2

Актуальность работы

Повреждения в распределительных сетях 6-35 кВ

Негативные последствия:• Переход в более тяжелое по последствиям аварийное повреждение: междуфазное замыкание, двойное замыкание на землю• Большие кратности перенапряжений• Возникновение электрических дуг• Опасность поражения людей и животных электрическим током

3

Существующие типы защит основаны на контроле:

• Напряжения нулевой последовательности• Тока нулевой последовательности промышленной частоты• Направления тока нулевой последовательности• Переходных процессов• Высших гармонических составляющих• Наложенного постороннего тока

По результатам анализа существующих защит было выявлено, что ни одно из них не удовлетворяет в полной мере эксплуатационным требованиям. Объяснить это можно, по крайней мере, двумя причинами:• сложностью и нестабильностью процессов при замыканиях на землю• изменением конфигурации сетей, режимов и нагрузок в процессе эксплуатации

4

Принцип работы защиты

1 – измерительно-вычислительный модуль2 – пороговый орган защиты3 – управляемый блок памяти4 – элемент сравнения (сумматор)5 – исполнительный орган защиты

5

Результаты лабораторных испытаний

6

Преимущества новой защиты

• Высокая селективность

• Отсутствие ложных срабатываний

• Высокое быстродействие

• Простота в интеграции в существующие электрические схемы

• Данная защита централизованная, а значит достаточно установки одного комплекта на каждый центр питания

7

Наши достижения

• Получены патенты на способ и устройство защиты трехфазной сети от однофазных замыканий на землю• Результаты работы экспонировались на выставках• Участники команды имеют более 20 публикаций в научных журналах• Представлена к защите кандидатская диссертация Худякова А.А.

8

Рынок проекта

Целевые потребители: электросетевые организации, генерирующие предприятия, предприятия нефтегазового комплекса, горнодобывающие и другие предприятия, эксплуатирующие сети 6-35 кВ. Технология продаж: прямые продажи, поставка с проведением монтажных, пуско-наладочных и сервисных работ.

Рис.1. Структура экономики России

• Доля промышленности в экономике России составляет 26% (тогда как доля промышленности в США составляет порядка 6%).• По прогнозам потребление электрической энергии к 2030 году в России вырастет в два раза с 900 млрд кВт*ч/год до 2070 млрд кВт*ч/год.

9

Основные процессы

Поставщик

ПотребительКоманда• Обследование предприятия;

• Изготовление устройства;

• Программирование устройства;

• Монтаж на подстанции;

• Пуско-наладочные работы;

10

Ресурсы

Существующие Необходимые Исследовательская лаборатория; Компании-партнеры; (ООО

«ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», National Instruments);

Поддержка кафедры ЭАГП, ПНИПУ

Дополнительные инвестиции в дальнейшие исследования и продвижение продукта на рынке;

Привлечение специалистов в области права, маркетинга;

11

Необходимые инвестиции

Наименование этапа Сумма инвестиций, руб.

Создание промышленного образца 320 000

Приобретение программного обеспечения

94 500

Проведение промышленных испытаний

200 000

Модернизация устройства 100 000

Создание конечного продукта 200 000

Итого 914 500

12

План работ до конца 2012 года

• Создание промышленного образца;

(до 10. 2012);

• Проведение промышленных испытаний;

(начиная с 11. 2012)

• Разработка бизнес-плана, стратегии развития проекта;

13

Состав команды

На фото (слева-направо): Костарев И.А., Сапунков М.Л., Худякова И.А., Худяков А.А., Елкин А.В.

14

Спасибо за внимание

Елкин Антон ВикторовичE-mail: ilya_kost@mail.ru, eagp@mail.ru

+79824717176, +79028071997, +79024799919Пермский национальный исследовательский политехнический

университетКафедра электрификации и автоматизации горных предприятий