05 марта 2016г.
Однофазные замыкания в рассматриваемых сетях представляют большую опасность для жизни оказавшихся поблизости людей, служат источником электротравмы обслуживающего персонала и нередко являются причиной несчастных случаев.
Для облегчения последствий, вызванных однофазными замыканиями на землю, необходимо иметь надежные и эффективные устройства защиты от них. При этом в ряде случаев, например, при падении на землю оборванного провода воздушной линии, рассматриваемая защита от 033 является практически единственным средством, уменьшающим вероятность случайного попадания человека под напряжение прикосновения или шага. Однако по статистике на 80% российских подстанций такого класса напряжения вообще отсутствуют селективные устройства защиты от 033. Есть только сигнализация по признаку появления напряжения нулевой последовательности на сборных шинах и повреждённое присоединение приходится выявлять путём поочерёдного отключения потребителей.
Эффективность же тех защит, которые эксплуатируются на оставшихся 20% подстанций, очень низка, и, например, по оценкам некоторых специалистов не превышает трёх баллов по пятибалльной шкале.
Таким образом, в настоящее время задача совершенствования защит от однофазных замыканий на землю в рассматриваемых сетях является весьма актуальной.
Наличие в нейтрали сети заземляющего резистора приводит к снижению уровня перенапряжений, практически исключает возникновение феррорезонанса, а также даёт возможность построения селективной защиты от замыканий на землю, так как появляется устойчивый признак — активный ток, протекающий через повреждённое присоединение при ОЗЗ.
Устройства защиты и сигнализации 033, основанные на использовании электрических величин переходного процесса, разрабатывались в России и других странах прежде всего для решения проблемы селективной сигнали- зации 033 в компенсированных сетях. По принципу действия устройства подобного типа могут быть использованы также в сетях с изолированной нейтралью или с высокоомным заземлением нейтрали через резистор.
К преимуществам использования переходного процесса для действия защиты от 033 относятся:
· возможность фиксации всех разновидностей 033;
· независимость действия от режима заземления нейтрали;
· большая чувствительность к замыканиям через переходное сопротивление (обусловленная тем, что в начальной стадии замыкания на землю переходное сопротивление определяется практически только сопротивлением электрической дуги);
· большие значения амплитуд переходных токов, упрощающие отстройку от токов небаланса ФТНП и обеспечение высокой помехоустойчивости и чувствительности защиты.
Исследования и опыт применения защит от 033, реагирующих на переходный процесс, показали, что наибольшую универсальность могут обеспечить устройства, в которых определение поврежденного присоединения осуществляется с использованием следующих двух способов:
· сравнения амплитуд переходных токов в присоединениях защищаемого объекта;
· определения знака мгновенной мощности НП в начальной стадии переходного процесса.
На основе первого из указанных способов выполняются централизованные токовые устройства относительного замера. По второму способу могут быть получены направленные централизованные и автономные (индивидуальные) устройства защиты от 033.
Наиболее важным фактором можно считать эквивалентное переходное сопротивление в месте повреждения. В случае металлического замыкания влияние других факторов тем более ослабляется. С величиной переходного сопротивления связано ограничение чувствительности алгоритмов РЗА, выражаемое в явлении не распознаваемости режимов короткого замыкания. В задаче ОМП переходное сопротивление снижает точность оценки места повреждения, а потому внимание к этому параметру является приоритетным в разработке алгоритмов ОМП.
Точность результата ОМП в реальных условиях определяется не только совершенством алгоритмической модели, но и способом выделения информационных составляющих аварийного процесса. Методы ОМП по параметрам аварийного режима используют компоненты аварийного и предаварийного (нормального) режимов. Измерение предаварийных величин, как правило, не встречает значительных затруднений. Нормальный режим чаще всего имеет однородный синусоидальный характер. Если имеет место опробование присоединения, то токи или напряжения до аварийного режима могут отсутствовать. В других случаях их величина может быть оценена с достаточной степенью точности. Фиксация значений предаварийного режима производится непосредственно перед срабатыванием чувствительных пусковых органов, как показано на Рисунке 1. В качестве пусковых органов целесообразно использование реле векторного приращения токов фаз или их симметричных составляющих. Тогда запаздывание момента срабатывания ИО по отношению к началу аварийного процесса составляет не более 10 мс, в среднем – 5 мс. В итоге оказывается возможным разделить аварийный процесс на нагрузочную составляющую и чисто аварийную составляющую, последняя непосредственно связана с коротким замыканием и его местоположением в электрической сети.
Замер токов
и напряжений аварийного процесса сразу после срабатывания пусковых органов может
не обеспечить
высокую точность
ОМП, например, по причине
искажения электрических величин за счет свободных составляющих электромагнитных переходных процессов в первичной сети или из-за погрешностей измерительных преобразователей. Требуется интеллектуальный выбор момента замера
на интервале аварийного процесса.
Параметры аварийного режима фиксируются на разных этапах развития
аварии. Далее применяется двухступенчатая схема отбора замеров
по результатам ОМП. На первом
этапе исключаются те интервалы, которым соответствуют повреждения вне наблюдаемой линии. Из оставшихся замеров выбирается интервал с наибольшим индексом надежности результата ОМП. Таким образом, алгоритм использует всю доступную
информацию, содержащуюся в записи аварийного процесса.
В настоящей работе
проведена оценка эквивалентного переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Реализация всех перечисленных мер в одном устройстве позволяет значительно увеличить точность
и надежность результата ОМП.
Список литературы
1.
Подшивалин А.Н., Исмуков
Г.Н., Жарков А.В. Опыт применения системы
ОМП исследовательского центра «Бреслер» // Релейная защита и автоматика
энергосистем:
материалы
XXI Всероссийской научно- практической конференции. – М., 2012.
2. Лямец Ю.Я., Иванов С.В., Подшивалин А.Н. Абсолютная нераспознаваемость однофазного короткого замыкания // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы IV Всероссийской научно-технической конференции. – Чебоксары, 2002.
3.
Шуин В.А., Гусенков А.В.
Защита от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. (Выпуск 11 (35), 2001 г.).
