18.5.5. Защиты от озз, основанные на наложенном токе

Для определения линии с ОЗЗ в компенсированных сетях используется принцип «наложении» на обычную сеть постороннего переменного тока непромышленной частоты, например, 25 Гц [16]. При ОЗЗ ток непромышленной частоты в основном проходит по повреждённому присоединению и воспринимается защитой данного присоединения (аналогично как и в сети с резистивным заземлением нейтрали). Защиты работают селективно как при устойчивых, так и неустойчивых ОЗЗ с перемежающейся дугой. Данный принцип защиты нашёл наибольшее распространение для защиты генераторов электростанций.

18.5.6. Защиты от озз, основанные на использовании электрических величин переходного процесса

Исследования и опыт применения защит от ОЗЗ, реагирующих на переходный процесс, показали, что наибольшую универсальность могут обеспечивать устройства, в которых определение повреждённого присоединения осуществляется с использованием следующих двух способов [33]:

– Сравнение амплитуд переходных токов в присоединениях защищаемого объекта. Амплитуда переходного тока в момент возникновения ОЗЗ всегда выше амплитуды установившего тока. Наряду с этим, амплитуда переходного тока повреждённого присоединения всегда выше, чем на любом из неповреждённых присоединений данной сети, что даёт возможность выполнить селективную защиту (сигнализацию) при ОЗЗ.

– Определение знака мгновенной мощности или полярности первой полуволны тока и первой полуволны напряжения нулевой последовательности в начальной стадии переходного процесса. В начальный момент возникновения ОЗЗ первая полуволна напряжения нейтрали U_N и первая полуволна тока, протекающего через ТТНП повреждённого присоединения, совпадают по фазе, на неповреждённых присоединениях – находятся в противофазе. Это свойство направленности напряжения и тока (или мощности) используется для построения защиты от ОЗЗ.

Следует отметить, что переходный процесс в начальный период возникновения ОЗЗ одинаков для сети с изолированной, компенсированной или резистивно заземлённой нейтралью. Поэтому рассмотренные принципы могут быть использованы с любыми режимами нейтрали в электрических сетях напряжением 6–10 кВ.

Наиболее широкое распространение нашёл второй принцип построения селективной защиты от ОЗЗ – он реализован в устройствах УЗС-01, «Импульс», «Спектр» и др. [33].

18.6. Основные действия оперативного персонала при определении присоединения с озз

Однофазные замыкания на землю в электрических сетях напряжением 6–10–35 кВ не сопровождаются большими токами, поэтому Правила технической эксплуатации сетевые [24, п. 5.11.7] и потребительские [25, п. 2.8.11] допускают работу сети при ОЗЗ до его устранения. В тоже время работа электрической сети с ОЗЗ является опасным ненормальным режимом электрической сети, который необходимо ликвидировать в возможно короткие сроки.

О возникновении ОЗЗ персонал электрических сетей (непосредственно на ПС или РП или при дистанционном управлении – по каналам телемеханики) первоначально узнаёт по срабатыванию неселективной сигнализации, измеряющей напряжение нулевой последовательности, получаемое от вторичной обмотки трёхфазного трансформатора напряжения, соединённой по схеме «разомкнутого треугольника». В нормальном режиме работы электрической сети напряжение на нейтрали может изменяться в пределах 0–15 В, а при возникновении ОЗЗ увеличивается до 100 В. Неселективная сигнализация только указывает, на какой из секций сборных шин ПС или РП произошло ОЗЗ.

Определение повреждённого присоединения на ПС или в РП может проходить по двум вариантам:

1. Если на ПС или в РП установлена селективная сигнализация, измеряющая токи, протекающие по ТТНП, установленным в начале каждого присоединения, и выполненная по одному из рассмотренных выше принципам, то данная сигнализация должна указать повреждённое присоединение с однофазным замыканием на землю.

2. Если на ПС или в РП отсутствует селективная сигнализация или она не может определить повреждённое присоединение, то оперативный персонал начинает последовательно отключать по одному присоединению (без нарушения электроснабжения потребителей). При этом возможны ещё два варианта:

– Если при отключении какого-либо присоединения напряжение на нейтрали сохраняется неизменным и равно 100 В, то это говорит о том, что присоединение с ОЗЗ не найдено. Отключенное присоединение подключают к секции сборных шин и переходят к следующему присоединению.

– Если после отключения присоединения напряжение на нейтрали снижается со 100 В практически до 0–15 В, то это является признаком, что отключено присоединение, в котором возникло ОЗЗ.

После определения присоединения с ОЗЗ в электрической сети производят переключения, запитывая потребителя по другим линиям. Повреждённое присоединение выводят из работы, определяют место повреждения, причину возникновения ОЗЗ и устраняют её – например, на кабеле в месте повреждения устанавливают соединительные муфты, или на воздушной линии заменяют повреждённый изолятор, или проводят какие-то другие восстановительные работы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Правила устройства электроустановок. Изд. 6-е и 7-е. – М.: НЦ ЭНАС, 2003. – 608 с.

2. Защита электрических сетей. Руководство по защитам / Техническая коллекция Schneider Electric. Вып. 1. – Shneider Electric: 2006. – 69 с.

3. Электрооборудование для распределительных сетей: Серия RM6: Компактное распределительное устройство 6, 10 ,20 кВ. – Schneider Electric: 2005. – 28 с.

4. Распределение электроэнергии: Распределительные ячейки: Серия SM6. – Schneider Electric: 2007. – 53 с.

5. Защита электрических сетей: Sepam 10: Руководство пользователя. – Schneider Electric: 2008. – 258 с.

6. Защита по среднему напряжению: Sepam 1000 + серия 20: Руководство по установке и применению. – Schneider Electric: 2003. – 156 с.

7. Защита по среднему напряжению: Sepam 1000 + серия 40: Руководство по установке и применению. – Schneider Electric: 2003. – 196 с.

8. Защита электрических сетей: Sepam серии 80: Установка, применение, ввод в эксплуатацию и обслуживание. – Schneider Electric: 2005. – 125 с.

9. Шабад, М.А. Защита трансформаторов 10 кВ / М.А. Шабад. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 144 с.

10. Шабад, М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей / М.А. Шабад. – Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1981. - 136 с.

11. Шабад М.А. Максимальная токовая защита / М.А. Шабад. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1991. - 96 с.

12. Соловьев А.Л. Методика расчета уставок защит Sepam / А.Л.Соловьев. – Техническая коллекция Shneider Electric, вып.3. – Shneider Electric, 2006. – 68 с.

13. Ершов, А.М. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Часть 1: Токи короткого замыкания: учебное пособие / А.М. Ершов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 168 с.

14. Ершов, А.М. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Часть 2: Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ: учебное пособие / А.М. Ершов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. – 168 с

15. Инструкция по эксплуатации газавой защиты: РД 153-34.0-35.518-2001. – М.: РАО ЭиЭ «ЕЭС России», 2001. – 37 с.

16. Беляев, А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ / А.В. Беляев. – СПб.: ПЭИПК, 2008. – 230 с.

17. Федосеев, A.M. Релейная защита / A.M. Федосеев, М.А. Федосеев. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 528 с.

18. Чернобровов, Н.В. Релейная защита / Н.В. Чернобровов, В.А. Семенов. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с.

19. Голубев, М.Л. Расчет уставок релейной защиты и предохранителей в сетях 0,4–35 кВ / М.Л. Голубев. – М.: Энергия, 1985. – 134 с.

20. Соловьёв, А.Л. Изменение стандарта МЭК для цифровых терминалов токовых защит с зависимой характеристикой // Энергетик, 2012. – № 1. – С. 35–37.

21. Шабад, М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М.А. Шабад. – СПб.: ПЭИПК, 2010. – 350 с.

22. Ермишкин А.Н. Методика выбора уставок защит Sepam присоединений РП (РТП) 6-10 кВ с ячейками SM6 / А.Н. Ермишкин. – Техническая коллекция Schneider Electric, Вып. 10. – Schneider Electric, 2007. – 73 с.

23. Петров, О.А. Режимы нейтрали электрических сетей систем электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие для студентов-заочников / О.А. Петров, А.М. Ершов. – Челябинск: ЧПИ, 1990. – 67 с.

24. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации / Минэнерго России. – М.: СПО ОРГЭС, 2003. - 320 с.

25. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Главгосэнергонадзор России, 2003. – 290 с.

26. Лихачев, Ф.А. Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дугогасящих катушек / Ф.А. Лихачев. – М.: Энергия, 1971. – 103 с.

27. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

28. Каталог продукции / ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод». Изд. 6-е. – 2008.

29. Макаров, Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и 110–1150 кВ. Т.2 / Под ред. И.Т Горюнова, А.А. Любимова. – М.: Папирус ПРО, 2003. – 640 с.

30. Корогодский, В.И. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ / В.И. Корогодский, С.Л. Кужеков, Л.Б. Паперно. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 248 c.

31. Шалин, А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Достоинства и недостатки различных защит // Новости электротехники. – 2005. – 3 (33).

32. Сирота, И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности / И.М. Сирота. – Киев: Наукова думка, 1983. – 268 с.

33. Шуин, В.А. Защиты замыкания на землю в электрических сетях / В.А. Шуин, А.В.Гусейнов. – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001. – 104 с.

34. Шабад, М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6–35 кВ / М.А. Шабад. – СПб: ПЭИПК, 2010. – 60 с.

35. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов / В.А. Андреев. – 4-е перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2006. – 639 с.

36. Вайнштейн Р.А.. Головко С.И., Григорьев В.С. Защита от замыканий на землю в компенсированных сетях 6-10 кВ // Электрические станции, 1998. – № 7. – С. 26–30.

57