ТОКИ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

В РЕЗИСТИВНО-ЗАЗЕМЛЕННЫХ СЕТЯХ

При наличии в сети нескольких заземляющих резисторов при внешнем ОЗЗ по защите может протекать также активный ток I IR. При этом вместо I_{с.фид.макс} в (1) надо подставлять

. (8)

Чувствительность проверяется по величине коэффициента К_ч:

, (9)

где К_ч.норм – нормируемый коэффициент чувствительности;
I_З – ток в защите поврежденной ЛЭП;

Iсс – ток срабатывания защиты.

Рекомендуется принимать значение Кч.норм на уровне 1,5...2.

В резистивно-заземленных сетях и установках

, (10)

где I'CΣ– суммарный емкостный ток сети за вычетом емкостного тока защищаемого фидера;
I_R – ток заземляющего резистора, протекающий по защите поврежденного присоединения.

ТОКИ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ ОЗЗ

В настоящее время слабо изучен вопрос о том, каким должно быть значение коэффициента К_бр при установке в нейтрали сети заземляющего резистора. Есть два мнения на этот счет:

значение К_бр должно быть таким же, как в сетях без заземляющих резисторов;
значение К_бр должно быть принято меньшим, чем в предыдущем случае.

Известно, что К_бр зависит, в частности, от отношения максимального тока перезаряда емкостей сети (токов разряда емкости поврежденной фазы и дозаряда емкостей «здоровых» фаз) и значения емкостного тока защищаемого присоединения в установившемся режиме внешнего ОЗЗ. На рис. 1 показана осциллограмма тока нулевой последовательности 3I0 в переходном процессе ОЗЗ в одном из присоединений электрической сети, суммарный ток ОЗЗ в которой равен19 А. Осциллограмма соответствует повторному загоранию прерывистой дуги в сети, где заземляющие резисторы отсутствуют. Максимальное значение тока переходного процесса составило 138 А, амплитудное значение установившегося тока 3I0 равно 16 А. Обозначив отношение максимального тока к амплитуде установившегося как «Кmax», получаем для рассматриваемого случая Кмах = 8,62.
Установив в нейтраль питающего трансформатора заземляющий резистор сопротивлением 2 кОм (ток резистора при ОЗЗ равен 10 А, т.е. 0,53 от полного емкостного тока сети), получаем для того же присоединения Кмах = 1,3, т.е. Кmax снизился более чем в 6,5 раза. Увеличение сопротивления резистора приводит к росту Кmax (в пределах в рассматриваемом случае до 8,62). Если в сети установлено несколько заземляющих резисторов и по рассматриваемому присоединению при внешнем ОЗЗ протекает активный ток одного из них, то это приводит к некоторому снижению значения Кmax, поскольку установившийся ток 3I0 в рассматриваемом присоединении возрастает.
Из описанного ясно, что значение К_бр в рассматриваемом случае может быть принято ниже, чем при отсутствии заземляющих резисторов, причем степень снижения К_бр зависит от сопротивления резистора. В литературе описывается еще один способ заземления, предназначенный для обеспечения эффективной работы селективной защиты от замыканий на землю в сетях 6–10 кВ (рис. 2). В рассматриваемом случае нейтралеобразующий трансформатор не устанавливается.
При появлении в сети напряжения нулевой последовательности, свидетельствующего о том, что произошло замыкание на землю, специальным выключателем между каждой фазой и землей включается свой заземляющий резистор. При этом образуются активные токи замыкания на землю, пригодные для селективного выявления поврежденного присоединения.
Для ограничения перенапряжений, которые могут возникнуть в сети до включения заземляющих резисторов, предусматривается установка на шины ОПН. Их термическая стойкость должна быть обеспечена на время до включения заземляющих резисторов и выявления релейной защитой поврежденного присоединения. Сработав, релейная защита отключает поврежденное присоединение, после чего заземляющие резисторы отключаются. Заземляющие резисторы выполняются маломощными, теплопоглощающими, со временем термической стойкости порядка 10–20 секунд.

ПРИМЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКОВ

На рис. 3 показано распределение токов в цепях схемы. При построении рисунка были приняты допущения о том, что:

- емкости фаз ЛЭП относительно земли многократно превышают емкости остальных элементов схемы;

- утечками через трансформаторы напряжения можно пренебречь;

- активный ток по изоляции фаз относительно земли пренебрежимо мал;

- сопротивления ЛЭП и обмоток трансформатора пренебрежимо малы.

На схеме рис. 3 не показаны коммутационные аппараты и ограничители перенапряжений. Здесь Тр – питающий трансформатор; ЛЭП1 – ЛЭП, на которой произошло замыкание фазы на землю; ЛЭП2 – неповрежденная ЛЭП (или группа таких линий); R1 – заземляющие резисторы.
Из рисунка видно, что активные токи заземляющих резисторов замыкаются через питающий трансформатор Тр и поврежденную фазу линии ЛЭП1. В результате по защите поврежденной ЛЭП протекает сумма активных токов резисторов неповрежденных фаз и емкостного тока неповрежденной ЛЭП. По защите неповрежденной ЛЭП протекает только емкостный ток этой ЛЭП.
Описанный выше способ резистивного заземления был реализован на трех подстанциях Ханты-Мансийских РЭС Нефтеюганских электрических сетей. Имеющийся к сегодняшнему дню опыт эксплуатации подтверждает высокую эффективность такого технического решения. В случае применения этой схемы, как показывают наши исследования, заземляющие резисторы также снижают значение kmax, а значит, и k_бр. При этом для достижения одинакового эффекта сопротивления резисторов в схемах рис. 2, 3 следует принимать в 3 раза большими, чем при включении заземляющего резистора, например, в нейтраль силового трансформатора.

Рис. 1
Осциллограмма тока нулевой последовательности в переходном процессе однофазного замыкания на землю в сети 35 кВ

Рис. 2
Включение заземляющих резисторов между фазами и землей при возникновении замыкания на землю

Рис. 3
Распределение токов в цепях схемы

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТНОМУ ЗНАЧЕНИЮ К_бр

Проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод: использование заземляющих резисторов без нейтралеров приводит к возможности уменьшения значения К_бр. Применение нейтралеров заметно снижает этот эффект, в большинстве случаев практически сводя его к нулю.
В результате при включении заземляющих резисторов через нейтралеры значения коэффициента броска К_бр следует брать, как и для сети с изолированной нейтралью.
При включении заземляющих резисторов по описанным выше схемам без использования нейтралеров расчетные значения К_бр могут быть снижены. Если ток заземляющего резистора приблизительно равен суммарному емкостному току сети (как это рекомендуется для оптимального ограничения перенапряжений), значения коэффициентов броска могут быть приняты на уровне 1,2–1,3.

Если сопротивления заземляющих резисторов существенно больше емкостного сопротивления трех фаз сети (как это часто бывает при больших значениях емкостного тока), значение Кбр может быть либо взято таким же, как для сетей с изолированной нейтралью, либо определено после дополнительных расчетов токов переходного процесса ОЗЗ.
Одна из особенностей горения дуги в отечественных кабелях с бумажно-масляной изоляцией в том, что на начальной стадии ОЗЗ загорание дуги в таком кабеле приводит к разложению масляно-канифольной пропитки и выделению значительного количества газов, которые гасят возникшую дугу. Пока образовавшиеся газы не «ушли» в разные стороны от места дуги между слоями бумаги, дуга не горит. При этом из-за образовавшейся «паузы» в токе нулевой последовательности защита от ОЗЗ, имеющая выдержку времени, может отказать в срабатывании. Причина в том, что во время бестоковой паузы токовый орган возвращается в исходное состояние и орган выдержки времени, так и «не отсчитав» установленную выдержку времени, также возвращается в исходное состояние.
Для предотвращения таких отказов защиты от ОЗЗ в некоторых импортных защитах (а также в защите УЗЛ совместного производства Новосибирского государственного технического университета и ООО «ПНП БОЛИД») имеется опция запоминания факта запуска защиты. Если был «клевок» токового органа, то этот факт запоминается на время до 0,3 с и при повторном «клевке» защита работает на отключение. Для таких защит даже при наличии в сети заземляющего резистора рекомендуется принимать повышенное значение К_бр, например, равное 1,5.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!