Nota aclaratoria.

Compensación de corrientes capacitivas de falla a tierra en redes de 6-35 kV.

Introducción.   El tipo más común de daño (hasta 95%) en redes de 6, 10, 35 kV es cierres monofásicos   en el suelo (OZZ), acompañado por el flujo a través del lugar de cierre de la corriente capacitiva y sobretensiones de alta multiplicidad en los elementos de la red (motores, transformadores) como un proceso transitorio de alta frecuencia. Tales impactos en la red conducen, en el mejor de los casos, a la operación de protectores de tierra. Encontrar la conexión dañada parece ser una tarea organizativa laboriosa y prolongada: la desconexión alternativa de las conexiones se retrasa por un tiempo prolongado y va acompañada de un complejo de conmutadores operativos para la redundancia de los consumidores. Y, como regla, la mayoría de los cierres de fase a fase comienzan con un OZZ. El desarrollo de faltas a tierra monofásicas se acompaña del calentamiento de la ubicación de la falla, la disipación de una gran cantidad de energía en el lugar de la SPZ y termina con la desconexión del consumidor ya por la protección de la protección de sobrecorriente durante la transición de la HPP a cortocircuito. La situación se puede cambiar aplicando la tierra resonante del neutro.

Corrientes de cierre.En el SPZ, una corriente capacitiva fluye a través del sitio de falla debido a la presencia de una capacitancia eléctrica entre las fases de la red y la tierra. La capacidad se concentra, principalmente en líneas de cable, cuya longitud determina la corriente capacitiva total del OZZ (aproximadamente 1 A la corriente capacitiva es 1 km de cable).

Tipos de OSS.Todos los OZZ se dividen en ciegos (metal) y arco. El tipo más frecuente (95% de todos los OZZ) y el tipo más peligroso de OZZ tienen una falla de arco. Permítanos describir cada tipo de OSS por separado.

1) desde el punto de vista de los niveles de sobretensión en los elementos de la red, las fallas metálicas a tierra son más seguras (por ejemplo, la caída del cable de una línea eléctrica aérea al suelo). En este caso, una corriente capacitiva fluye a través del punto de ruptura, que no va acompañada de grandes sobretensiones en vista de la naturaleza específica de este tipo de OZZ.

2) la característica del arco OSS: la presencia de un arco eléctrico en el lugar del OZZ, que es la fuente de las oscilaciones de alta frecuencia que acompañan a cada OZZ.

Métodos de supresión de corrientes.Hay dos formas de suprimir la corriente del SPP.

1) desconexión de la conexión dañada: este método se centra en el apagado manual o automático (con el uso de RPA). En este caso, el consumidor de acuerdo con la categoría se transfiere al modo de espera o permanece sin energía. No hay voltaje en la fase dañada, no hay corriente en el lugar de la avería.

2) compensación de la corriente capacitiva en el punto de cierre del reactor instalado en la red neutra con propiedades inductivas.

Esencia de compensación de corrientes capacitivas.   Como se notó, cuando la fase está cerrada al suelo (ruptura), una corriente capacitiva fluye a través de la ubicación del OZZ. Esta corriente, luego de un examen más detallado, se debe a las capacidades de las dos fases restantes (no dañadas) cargadas al voltaje de la línea. Las corrientes de estas fases, desplazadas entre sí en 60 grados eléctricos, se suman en el punto de daño y tienen un valor triple de la corriente capacitiva de fase. Por lo tanto, el valor de la corriente SPZ se determina a través de la ubicación de la falla: Esta corriente capacitiva puede ser compensada por la corriente inductiva del reactor de supresión de arco (DGR) instalado en la red neutral. En el SPD en la cuadrícula, en el neutro de cualquier transformador conectado a él, cuyos devanados están conectados a una estrella, aparece voltaje de fase, que, si hay un terminal neutro conectado al devanado de alta tensión del reactor L, inicia la corriente inductiva del reactor a través de la ubicación de la avería. Esta corriente está dirigida contra la corriente capacitiva de la OZZ y puede compensarla por la afinación del reactor correspondiente (Figura 1)

Fig. 1 Rutas del paso de las corrientes SPZ a través de elementos de red

La necesidad de sintonización automática a resonancia.   Para lograr la máxima eficiencia del DGR, el circuito formado por la capacitancia de toda la red y la inductancia del reactor -el circuito de secuencia cero de la red- debe ajustarse a la resonancia a una frecuencia de red de 50 Hz. En las condiciones de conmutación constante en la red (encendido / apagado de los consumidores), la capacidad de la red cambia, lo que lleva a la necesidad de utilizar DGR de regulación suave y sistema de compensación automática para las corrientes capacitivas. Por cierto, los reactores paso a paso utilizados actualmente, tales como ZROM y otros, se sintonizan manualmente en base a los datos calculados sobre las corrientes capacitivas de la red y, por lo tanto, no proporcionan una sintonización resonante.

Principio de ACQUATICS. El CNPC está sintonizado a resonancia por un dispositivo de ajuste de compensación automático como УАРК.101М, que funciona según el principio de fase. En UARK.101M son señal de entrada de referencia (la tensión de línea) y la señal 3Uo desde el transformador de medida (por ejemplo, NTMI). Para un funcionamiento adecuado y estable de ascético necesario crear asimetría artificial en la red que es fuente de excitación neutral (IVN) - o mediante la incorporación del banco alta condensador a una de las fases de la red o la instalación de tipo asimétrico transformador especial TMPS con (relación de transformación de edificio IVN ajustable con discreción de 1.25% de la tensión de fase). En el último caso, el 3Uo modo de resonancia de tensión cantidad y la estabilidad de ascético permanecen constantes cuando se cambia la configuración de la red (ver. La fórmula a continuación). En el neutro del mismo transformador, se establece una RDA (por ejemplo, el tipo de RDMR). Por lo tanto, ASKET se representa en la forma del sistema TMPS + RDMR + UARK.101M.

En la relación de los valores de asimetría natural y artificial.En una red con un neutro aislado, la tensión en el triángulo abierto de NTMI con respecto al coeficiente de transformación corresponde a la tensión de la asimetría natural.   La magnitud y el ángulo de esta tensión son inestables y dependen de diferentes factores (tiempo, ... ..y así sucesivamente. D.), de modo que para un funcionamiento correcto Asketi necesita para crear una señal más estable tanto en magnitud y fase. Para este propósito, la fuente de excitación del neutro se introduce en el CNPC ( fuente de asimetría artificial) Si utilizamos la terminología de la teoría de control automático, desequilibrio artificial constituye una señal útil que se usa para controlar el SNRC y natural - interferencia de la que a la salida seleccionando el valor del desequilibrio artificial. En redes con la presencia de las líneas de cable a la corriente capacitiva de 10 amperios o más valor de asimetría natural es en general muy pequeña. A.5.11.11. PTEESiS limita el desequilibrio de tensión (naturales + artificial) sistemas que trabajan con una corriente de compensación capacitiva, en el 0,75% de la tensión de fase, y el grado máximo de desplazamiento del neutro a un nivel no superior al 15% de la tensión de fase. En el triángulo abierto de NTMI, estos niveles corresponderán a los valores 3Uo = 0.75V y 15V. El grado máximo de desplazamiento del neutro es posible en el modo de resonancia (Fig. 2).

A continuación se encuentran las fórmulas para calcular el voltaje de 3Uo en modo de resonancia para dos métodos de creación de asimetría artificial:

1) en el caso de utilizar el condensador Co

,

donde esta la frecuencia angular de la red, 314.16 s-1,

http://pandia.ru/text/79/550/images/image006_44.gif "width =" "height =" 24 23 src = "\u003e - fase fem, B,

http://pandia.ru/text/79/550/images/image008_37.gif "width =" "height =" 29 "\u003e 27 - coeficiente de transformación 3Uo transformador de medición, la red 6 kV - 60 /, la red 10 kV - 100 / http: //pandia.ru/text/79/550/images/image010_32.gif "width =" "height =" 97 51 "\u003e

donde Kcm es el factor de polarización de fase conmutable del transformador especial.

La fórmula muestra que en el caso del valor Co 3Uo condensador en el punto de resonancia depende de la corriente de la red capacitiva (), como en el caso de un transformador especial no depende de asimétrica.

Se selecciona el valor mínimo de 3Uo, basado en la condición de operación confiable del dispositivo УАРК.101М, y es 5В.

En las fórmulas anteriores, el valor de tensión no se considera red asimetría natural debido a su pequeño znacheniy..jpg "width =" 312 "height =" 431 "\u003e

Fig. 3 Vectores de voltajes en una red resonantemente aterrizada

Conclusiones

compensación automática precisa de la corriente capacitiva es sin contacto PTG medios de extinción y en comparación con redes que trabajan con neutro aislado, con a-resistivo conectado a tierra, con el parcialmente compensada, y en combinación con neutro puesto a tierra tiene las siguientes ventajas:

reduce la corriente a través de la zona dañada a un mínimo (en el límite de los componentes activos y los armónicos más altos), proporciona una extinción fiable (evita arco a tierra efectos duraderos) y la seguridad durante la difusión de las corrientes en el suelo;

facilita los requisitos para los dispositivos de puesta a tierra;

limita las sobretensiones que surjan en el arco de PTG a los valores Uf 02/05 a 02/06 (en un grado de compensación desajuste 0-5%), para asegurar equipo operado aislamiento y líneas;

reduce significativamente la velocidad de la reducción del estrés en la fase afectada, la recuperación de las propiedades dieléctricas del sitio de la lesión en la red después de cada extinción del arco a tierra intermitente;

previene el lanzamiento de energía reactiva a fuentes de energía en SPZ con acoplamiento de arco, que preserva la calidad de la electricidad de los consumidores;

se impide el desarrollo de los procesos de ferrorresonancia red (en particular, los desplazamientos espontáneos neutros) si las siguientes restricciones sobre el uso de fusibles en las líneas de energía;

elimina las limitaciones de la estabilidad estática en la transmisión de energía a través de líneas eléctricas.

Al compensar las corrientes capacitivas, las redes de aire y cable pueden funcionar durante un tiempo prolongado con la fase cerrada a tierra.

Literatura:

1. Likhachev en el suelo en redes con neutro aislado y con compensación de corrientes capacitivas. M .: Energía, 1971. - 152 p.

2. Sistemas de control adaptativo Obabkov de objetos resonantes. Kiev: Naukova Dumka, 1993. - 254 p.

3. Fishman V. Métodos de conexión a tierra del neutro en redes de 6-35 kV. El punto de vista del diseñador Noticias de Ingeniería Eléctrica, №2, 2008

4. Reglas operación técnica   plantas de energía y redes de la Federación Rusa. RD 34.20.501-edición. Moscú, 1996.

Ingeniero Jefe

Fig. 2 Ejemplos de características de resonancia de la CNPC

Fig. 4 Reacción de una red resonante a tierra por falla de arco

     Contenido:

En ingeniería eléctrica, existe una corriente capacitiva, mejor conocida como corriente capacitiva de falla a tierra en redes eléctricas. Este fenómeno ocurre cuando la fase está dañada, dando como resultado un llamado arco de tierra. Para evitar graves consecuencias negativas, es necesario realizar el cálculo de la corriente capacitiva de la red de manera oportuna y correcta. Esto reducirá la sobretensión en el caso de una re-ignición del arco y creará las condiciones para su auto-extinción.

Cuál es la corriente capacitiva

La corriente capacitiva surge como una regla en líneas con una gran extensión. En este caso, la tierra y los conductores funcionan de manera similar a las placas del condensador, lo que contribuye a la aparición de una capacitancia específica. Dado que tiene características variables, puede servir como un impulso para su apariencia. En líneas de cable, voltaje 6-10 kilovoltios, su valor puede ser de 8 a 10 amperios por 1 km de longitud.

En el caso de desconectar la línea en un estado descargado, el valor de la corriente capacitiva puede alcanzar varias decenas e incluso cientos de amperios. En el proceso de apagado, cuando llega el momento de la transición actual a través del valor cero, la tensión en los contactos divergentes estará ausente. Sin embargo, en el momento siguiente es bastante posible formar un arco eléctrico.

Si el valor de la corriente capacitiva no excede los 30 amperios, esto no ocasionará daños graves al equipo en el área de sobretensiones peligrosas y fallas a tierra. El arco eléctrico que aparece en el sitio del daño se apaga rápidamente con la aparición simultánea de una falla a tierra constante. Todos los cambios en la corriente capacitiva ocurren a lo largo de la línea eléctrica, desde el final hasta el comienzo. La magnitud de estos cambios será proporcional a la longitud de la línea.

Para reducir la corriente de falla a tierra, en las redes, voltaje de 6 a 35 kilovoltios, se compensa la corriente capacitiva. Esto permite reducir la tasa de recuperación de voltaje en la fase dañada después de que el arco se extingue. Además, la sobretensión se reduce en caso de ignición repetida del arco. La compensación se realiza usando reactores de tierra de supresión de arco que tienen un ajuste de inductancia suave o gradual.

Los reactores de supresión de arco se configuran de acuerdo con la corriente de compensación, cuyo valor es igual a la corriente de falla a tierra capacitiva. Cuando se configura, se pueden usar parámetros de compensación excesivos cuando el componente inductivo de la corriente no es más de 5 amperios, y el grado de desviación del ajuste principal es del 5%.

El ajuste con compensación insuficiente solo es permisible si la potencia del reactor de supresión de arco es insuficiente. El grado de desafinación en este caso no debe exceder el 5%. La principal condición para este ajuste es la ausencia de un voltaje de polarización neutral, que puede ocurrir con capacidades asimétricas de las fases de la red eléctrica: cuando los cables se rompen, los cables se estiran, etc.

Para anticipar la ocurrencia por adelantado situaciones de emergencia   y tome las medidas apropiadas, es necesario calcular la corriente capacitiva en un área determinada. Hay métodos especiales para obtener resultados precisos.

Ejemplo de cálculo de la corriente capacitiva de una red

El valor de la corriente capacitiva que aparece durante la fase de fase a tierra está determinado solo por el valor de la resistencia capacitiva de la red. En comparación con las resistencias inductivas y activas, la resistencia capacitiva tiene un mayor rendimiento. Por lo tanto, los primeros dos tipos de resistencia en los cálculos no se tienen en cuenta.

La formación de una corriente capacitiva se considera más convenientemente mediante un ejemplo red trifásica, donde en la fase A se produjo el cierre habitual. En este caso, la magnitud de las corrientes en las fases restantes B y C se calcula utilizando las siguientes fórmulas:

Los módulos actuales en estas fases I e I, teniendo en cuenta ciertas suposiciones C = C A = C B = C C y U = U A = C B = U C se pueden calcular utilizando otra fórmula: El valor actual en la tierra consiste en una geometría de la suma de las corrientes de fase B y C. La fórmula como un todo se verá así: en los cálculos prácticos, la magnitud de la corriente de falla a tierra puede determinarse aproximadamente por la fórmula :, donde U es la corriente promedio. - es la tensión nominal media de fase de la etapa, N es el coeficiente, yl es la longitud total, que tiene una conexión eléctrica con el punto de falla a tierra (km). La estimación obtenida por dicho cálculo indica la independencia de la magnitud de la corriente desde el punto de cierre. Este valor está determinado por la longitud total de todas las líneas de red.

Cómo compensar las corrientes capacitivas de falla a tierra

Trabajo redes eléctricas, voltaje de 6 a 10 kilovoltios, se lleva a cabo con un neutro aislado o conectado a tierra, dependiendo de la intensidad de la corriente de falla a tierra. En todos los casos, las bobinas de supresión de arco están incluidas en el circuito. El neutro está conectado a tierra por medio de bobinas de supresión de arco, a fin de compensar las corrientes de falla a tierra. Cuando hay una falla de tierra monofásica, la operación de todos los receptores eléctricos continúa en modo normal y la fuente de alimentación para los consumidores no se interrumpe.

La considerable longitud de las redes urbanas de cable conduce a la formación de una gran capacidad en ellas, ya que cada cable es una especie de condensador. Como resultado, el cierre de una sola fase en tales redes puede conducir a un aumento de la corriente en el sitio de falla a varias decenas, y en algunos casos, a cientos de amperios. El impacto de estas corrientes conduce a una destrucción rápida del aislamiento del cable. Debido a esto, en el futuro, un cierre monofásico se convierte en de dos o tres fases, lo que provoca la desconexión del sitio e interrumpe el suministro de energía de los consumidores. En el comienzo surge un arco inestable, convirtiéndose gradualmente en un cierre permanente al suelo.

Cuando la corriente pasa a través de un valor cero, el arco desaparece primero y luego vuelve a aparecer. Al mismo tiempo, se produce un aumento en el voltaje en las fases no dañadas, lo que puede conducir a una violación del aislamiento en otras áreas. Para pagar el arco en una ubicación dañada, es necesario realizar medidas especiales para compensar la corriente capacitiva. Con este fin, una bobina de supresión de arco de tierra inductiva se conecta al punto cero de la red.

La conmutación de circuitos de la bobina de supresión de arco, que se muestra en la figura, se compone de un transformador de puesta a tierra (1), el interruptor (2), el cableado de la señal de la tensión con un voltímetro (3), la bobina de supresión de arco (4), un transformador de corriente (5), (6), un relé de corriente ( 7), señalización sonora y luminosa (8).

El diseño de la bobina consiste en un bobinado con un núcleo de hierro, colocado en una carcasa, lleno de aceite. En el bobinado principal hay ramas correspondientes a cinco valores de corriente para la posibilidad de ajustar la corriente inductiva. Uno de los cables está conectado al punto cero del bobinado del transformador conectado por una estrella. En algunos casos, se puede usar un transformador de puesta a tierra especial, y la conexión de la salida de bobinado principal está conectada a tierra.

Por lo tanto, para garantizar la seguridad, no solo se realiza el cálculo de la corriente capacitiva, sino que también se lleva a cabo con la ayuda de dispositivos especiales. En general, esto da buenos resultados y asegura operación segura   redes eléctricas

Publicado el 07/05/2011 (Válido hasta el 18 de julio de 2013)

Como muchos de nuestros lectores, especialmente los expertos de los organismos de proyectos en la literatura técnica rusa existente no existen recomendaciones específicas para la elección de la protección contra defecto a tierra (PTG) y no hay métodos modernos de ajustes de cálculo. Por lo tanto, los materiales sobre este tema son de gran interés.

Alexey Shalin, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor del Departamento de Estaciones Eléctricas de la Universidad Técnica Estatal de Novosibirsk

En el número anterior ( "Noticias Equipo electrotécnico» № 4 (34) 2005) publicó un artículo de Alexei Ivanovich Shalin, que era un ejemplo de la configuración de cálculo de la protección contra defecto a tierra, que responde a la tensión residual.

Acerca de los valores del coeficiente de tiro

Las recomendaciones de los autores sobre el cálculo de los ajustes de los sistemas no direccionales protección actual   secuencia cero del OSS. A partir de estas recomendaciones, se puede observar que los especialistas difieren significativamente en sus opiniones sobre valores tan básicos como el coeficiente de tiro, el coeficiente de sensibilidad normalizado, etc.

El comentario Sergey Titenkov afirma que se utiliza en el cálculo del coeficiente de banda dependiendo principalmente de la corriente de secuencia de alta frecuencia cero que ocurre durante la capacitancia circuito de descarga de la fase defectuosa y las capacidades de carga de fases intactos no se reduce por la red neutral resistiva a tierra. Esto se determina, en particular, por el hecho de que las redes de resistencias de 6-10 kV está incluido en el circuito de baja potencia del transformador que forma neutral.

Como sucede a menudo en la realidad, cualquier enunciado concreto tiene sus propios "límites de verdad". Si es un resistor colocado en neytralerov neutral (neytraler - bobina de choque trifásica con conexión zigzag) de acuerdo con, dicha revisión en la mayoría de los casos con razón. De acuerdo con la primera capacidad de reactancia inductiva neytralera armónico de 63 KW a una tensión de 10 kV es de 96 ohmios. 10-20 armónicos que están presentes en el proceso de recarga de las capacidades a PTG, la resistencia aumentará a 960 a 1920 ohm resistor y el orden de 100-150 ohmios resistencia total de la cadena "neytraler - puesta a tierra de resistencia" será casi totalmente inductiva. Como resultado, en total acuerdo con Sergei Tsitsyankou resistencia de puesta a tierra opinión prácticamente ningún impacto en los envases corrientes cargo excesivo y por lo tanto no afectará a la proporción de distancia.

Con una tensión de 35 kV, tres devanados transformadores de potencia   por lo general tiene un neutro deducido. Se incluye una resistencia de tierra en el circuito de este neutro. En este caso, decir que esta resistencia no afecta las corrientes de sobreintensidad, sería incorrecta.

Sobre el retraso de tiempo

Consideremos esta pregunta en un ejemplo del esquema resultante. Aquí el transformador de suministro con una tensión de 35 kV tiene una capacidad de 10 MVA. Está alimentado por una línea de arriba, que se divide entonces en dos cadenas, cada una de las cuales alimenta una capacidad de transformación de 4 MVA con la conexión del circuito del devanado primario en estrella con retirado neutral. Las resistencias de puesta a tierra se incluyen para reducir el nivel de sobretensiones en el neutro del transformador. El uso de resistencias de tierra en la red permite aumentar la efectividad de la protección, pero el método de selección de su configuración debe ser revisado.

De acuerdo con el funcionamiento actual de la protección de la red ISZ PTG con cable neutral aislado en presencia de de secuencia cero transformador de corriente se elige de las siguientes condiciones:

donde k н = 1,2 (factor de confiabilidad);

k sa - coeficiente de fundido que refleja la corriente de entrada capacitiva en el momento de la OSS, y la capacidad de transmitir a reaccionar a ella;

S.fid.maks - la corriente capacitiva máxima del alimentador protegido.

De acuerdo con la protección instantánea contra OSS en los cálculos, se debe tomar el valor del producto k n k bp = 4 ... 5. Para las protecciones retrasadas, si puede ocurrir un arco intermitente, kb = 2.5. Aparentemente, estos valores son recomendados por el autor para los relés de protección domésticos tradicionales, incluido RTZ-51.

Se propone considerar k n = 1,2, k br = 3 ... 5 (con respecto a los relés de tipo antiguo). Para el relé PTZ-51, se recomienda tomar k br = 2 ... 3. En este caso, se propone realizar la protección sin demora. "Cuando se utiliza para la protección de PTG relés digitales modernos, por ejemplo, la serie SPACOM, incluyendo SPAC-800 ..., que puede tomar los valores k = 1 br ... 1.5 (consulte con el fabricante)."

En mi opinión, siempre que sea posible, es mejor usar protección contra protección a largo plazo con retraso. Esto hace que sea posible proporcionar selectividad en dos o más líneas de transmisión conectadas en serie utilizados en el cálculo de relación de alcance mínimo valor, evita que las líneas no dañadas falsos disparos después de haber sido desactivado línea dañado (debido a ferrorresonancia fenómenos asociados con transformador de tensión), y así sucesivamente. e.

En algunas industrias (minas, canteras, etc.), hay documentos normativos, lo que requiere el cierre inmediato del SPP. Allí es necesario usar protección de acción instantánea desde el SPZ.

Determinación de corrientes capacitivas

El valor I c.fd.max = I CS para redes con neutro aislado se recomienda, por ejemplo, de la siguiente manera:

para redes de cable

para redes con líneas de energía aéreas

donde U = voltaje nominal   red (kV);

S es la longitud total de las líneas (km).

La corriente capacitiva total de la red se define como la suma de los componentes descritos anteriormente para todas las líneas de red conectadas galvánicamente.

Más específicamente, la magnitud de la corriente capacitiva I s.fid.maks línea de transmisión se puede calcular utilizando, por ejemplo, los datos sobre las corrientes capacitivas específicos en la transmisión de aire y el cable se muestra en la. Sin embargo, también se observa que la magnitud de la corriente capacitiva, definida por (2), (3), puede producir un error del orden de 40-80% en comparación con el real, medido a PTG en la corriente de red. Una de las razones - las capacidades descuido relativo a los consumidores de energía en tierra, tales como motores, así como las líneas generales de diseño (tipo de soporte, con o sin conexión a tierra del cable es), etc.

(4)

donde U ф - voltaje de fase (kV);

w = 2pf = 314 (rad / s);

C S - capacidad de una fase de la red en relación con el suelo (F).

(5)

donde c i es la capacitancia específica por fase de la línea i-ésima (F / km);

l i - longitud de la línea i-ésima (km);

m - número de líneas (cable, aire con cable de tierra y sin él);

c j - capacitancia por fase del elemento j-ésimo de la red (Φ);

q j - número de elementos de red considerados, a excepción de las líneas de transmisión (por ejemplo, motores);

n es la cantidad total de tales elementos.

(6)

donde S nom es la potencia nominal total del motor (MV · A);

Tensión nominada del motor (kV).

Para otros tipos de motores eléctricos

(7)

donde n nom es la velocidad nominal del rotor (rpm).

Como se indicó anteriormente, las corrientes capacitivas calculadas de la red generalmente difieren de las reales, que pueden determinarse solo midiendo en el sitio. Sin embargo, el proceso de medición de corriente capacitiva, además de las dificultades técnicas, también está relacionado con cierta incertidumbre metodológica. La experiencia muestra que muchos objetos en la corriente capacitiva de la red, incluso con OZZ metálico, contienen no solo los componentes de la frecuencia industrial, sino también corrientes significativas de armónicos superiores.

La medición del valor total de la corriente, por ejemplo, con la ayuda de instrumentos tradicionales diseñados para medir las corrientes de la frecuencia industrial, está asociada a errores significativos. Realmente hubo errores de aproximadamente 30% (incluso en la dirección de disminuir las corrientes medidas con respecto a las calculadas). Más exactamente, la corriente capacitiva de la red se puede medir oscilando y luego descomponiéndose en componentes armónicos.

Corrientes de secuencia cero en redes con conexión a tierra resistiva

Si hay varias resistencias de conexión a tierra en la red, un I IR de corriente activa también puede fluir a través de la zona de protección externa. En este caso, en lugar de I, el c.feed.max en (1) debe ser sustituido

La sensibilidad se verifica por el valor del coeficiente k h:

(9)

donde k ч.норм - el coeficiente de sensibilidad normalizado;

I PROTECCIÓN - corriente en la protección de una línea eléctrica dañada.

En redes e instalaciones con conexión a tierra resistiva

donde I "CS - la corriente capacitiva total de la red, menos la corriente capacitiva del alimentador protegido;

I R - corriente de la resistencia de puesta a tierra, que fluye a través de la protección de la conexión dañada. Como se ha demostrado que la protección de PTG a utilizar líneas generales que se recomiendan en los valores normativos del coeficiente de sensibilidad es peligroso debido a la posibilidad de la educación en lugar de PTG gran resistencia y falta de protección contra transitorios por esa razón. También hubo recomendaciones para probar la sensibilidad de la protección en este caso.

Corrientes en modos transitorios

En la actualidad, la cuestión de cuál debería ser el valor del coeficiente kBp cuando la red de resistencia de puesta a tierra está instalada en el neutro se estudia poco. Hay dos opiniones sobre este asunto:

El valor de k br debe ser el mismo que en redes sin resistencias de conexión a tierra;

El valor de kpp debe tomarse más pequeño que en el caso anterior.

Se sabe que kpp depende, en particular, de la relación sobrecorriente   recarga red capacitancia (capacitancia de descarga de la fase de la corriente de fallo y después se cargó contenedores fases "sanos") y el valor de los datos adjuntos asegurable corriente capacitiva en el estado estacionario de la PTG externo. En la Fig. 1 muestra la corriente de forma de onda de secuencia cero 3I0 PTG transitoria en uno de la red de interconexión eléctrica se describe en, PTG corriente total en el que raven19 A. Forma de onda corresponde a disparar arco intermitente repetida en una red donde no hay resistencias de puesta a tierra. El valor máximo de la corriente transitoria fue de 138 A, el valor de pico de la corriente de estado estacionario es de 16 A. 3I0 que denota la relación de amplitud de corriente máxima a la constante como el k max, obtenemos para el caso k max = 8,62.

Al establecer el transformador de alimentación neutral resistencia de puesta a tierra 2 ohmios (corriente resistor en PTG es 10 A, es decir, 0,53 de la red de corriente capacitiva total), para obtener el mismo k max = 1,3 conexión, es decir, k max disminuyó más de 6.5 veces. El aumento de la resistencia de la resistencia conduce a un aumento en k max (dentro de los límites de este caso hasta 8.62). Si la red tiene múltiples resistencias de puesta a tierra y en la conexión considerada con PTG externa procede de corriente activa de uno de ellos, esto provoca una reducción del valor máximo k, debido a que el 3I0 corriente constante en esta unión aumenta.

De descrito es evidente que el valor de k br en este caso se puede hacer menor que en la ausencia de las resistencias de puesta a tierra, el grado de reducción depende de la resistencia k br. Se describe un método de conexión a tierra más, que está diseñado para proporcionar un funcionamiento eficiente de la protección selectiva contra fallas a tierra en redes de 6-10 kV (figura 2). En el caso bajo consideración, un transformador de neutralización no está instalado.

Cuando aparece una tensión de secuencia cero en la red, lo que indica que se ha producido una falla a tierra, una resistencia de tierra se enciende entre cada fase y tierra con un interruptor especial. En este caso, se forman corrientes activas de falla a tierra, adecuadas para la detección selectiva de conexiones dañadas.

Para limitar las sobretensiones que pueden ocurrir en la red antes de que se incluyan las resistencias de puesta a tierra, se proporciona la instalación en los buses OPN. Se debe garantizar su resistencia térmica durante un tiempo antes de que se conecten las resistencias de puesta a tierra y la protección de relé de la conexión dañada se detecte mediante protección de relé. Una vez activada, la protección del relé desconecta la conexión defectuosa, después de lo cual las resistencias de tierra se desconectan. Las resistencias de puesta a tierra están hechas de baja potencia, absorción de calor, con un tiempo de estabilidad térmica de aproximadamente 10-20 segundos.

Ejemplo de distribución actual

En la Fig. 3 muestra la distribución de corrientes en circuitos de circuito.

Al construir la figura, se hicieron suposiciones de que:

- la capacitancia de las fases de la LEP relativa al suelo excede la capacidad de los otros elementos del circuito muchas veces;

Las fugas a través de los transformadores de voltaje pueden ser ignoradas;

La corriente de aislamiento de fase activa con respecto a tierra es despreciable;

La resistencia de las líneas de transmisión y los devanados del transformador son insignificantes.

En el circuito de la Fig. 3, los dispositivos de conmutación y los limitadores de sobretensión no se muestran. Aquí Tp es el transformador de suministro; LEP1 - línea de transmisión, donde la fase estaba cerrada al suelo; LEP2 - línea de energía no dañada (o un grupo de tales líneas); R1 - resistencias de tierra.

La figura muestra que las corrientes activas de las resistencias de tierra están cerradas a través del transformador de suministro Tp y la fase dañada de la línea LEP1. Como resultado, la suma de las corrientes activas de las resistencias de las fases no dañadas y la corriente capacitiva de la línea de potencia no dañada fluye para proteger la línea de alimentación dañada. Para proteger una línea de alimentación intacta, solo fluye la corriente capacitiva de esta línea de alimentación.

El método descrito anteriormente de conexión a tierra resistiva se implementó en tres subestaciones de la Zona de Distribución Khanty-Mansiysk de Nefteyugansk Electric Networks. La experiencia operacional disponible hasta la fecha confirma la alta eficiencia de esta solución técnica. En el caso de aplicar este esquema, como muestran nuestros estudios, las resistencias de tierra también reducen el valor de kmax, y por lo tanto, k br. Al mismo tiempo, para lograr el mismo efecto de resistencia en los circuitos de la Fig. 2, 3 debe tomarse 3 veces más grande que cuando la resistencia de puesta a tierra está encendida, por ejemplo, en el neutro de un transformador de potencia.

Fig. 1. Oscilograma de la corriente residual en el proceso transitorio de falla a tierra monofásica en una red de 35 kV

Fig. 2. Conmutar las resistencias de tierra entre las fases y la tierra en caso de una falla a tierra

Fig. 3. Distribución de las corrientes en los circuitos

Las investigaciones llevadas permiten sacar la conclusión siguiente: el uso de las resistencias de tierra sin neutralizadores lleva a la posibilidad de reducir el valor de k br. El uso de neutralizadores reduce significativamente este efecto, en la mayoría de los casos prácticamente reduciéndolo a cero.

Como resultado, cuando la conexión a tierra a través de resistencias neytralery valor del coeficiente k fundido br debería tomar, así como para una red con neutro aislado, de acuerdo con las recomendaciones.

Cuando las resistencias de tierra se encienden como se describió anteriormente sin el uso de neutralizadores, los valores calculados de k bp pueden reducirse. Si la corriente de la resistencia de puesta a tierra es aproximadamente igual a la corriente total de la red capacitiva (como se recomienda para sobretensión óptima limitante) valores de los coeficientes de reparto de acuerdo con puede ser tomada en el nivel de 1/2 a 1/3.

Si la resistencia de las resistencias de tierra es mucho mayor que la resistencia capacitiva de las tres fases de la red (como suele ser el caso con valores grandes   ), Valor br k corriente capacitiva puede ser tomada o la misma que para las redes con neutro aislado, o determina después de cálculos adicionales transitoria corrientes PTG.

En se describió una de las características de la quema de arco en cables domésticos con aislamiento de papel y aceite. La idea era que la etapa de OSS de encendido inicial del arco en un cable de este tipo conduce a la descomposición de la colofonia de aceite de impregnación y la liberación de cantidades significativas de gases que emergieron saciaron arco. Mientras que los gases formados no "salen" en direcciones diferentes del lugar del arco entre las capas de papel, el arco no se quema. Al mismo tiempo, debido a la "pausa" generada en la corriente de secuencia cero, la protección contra un retardo de tiempo corto con un retraso de tiempo puede rechazarse en funcionamiento. La razón es que durante el tiempo muerto, el cuerpo actual es devuelto a su estado original, y el cuerpo tiempo de mantenimiento, y no "Contando" tiempo establecido también restablece.

Para evitar estos fallos en la protección de PTG cierta protección de las importaciones (así como en la protección de UZL coproducción de la Universidad Estatal de Novosibirsk técnica y OOO "TNG BOLID") tienen la opción de almacenar la protección hecho de correr. Si hubo un "picoteo" del cuerpo actual, este hecho se memoriza durante un tiempo de hasta 0.3 sy con un repetido "picoteo" la protección funciona en un viaje. Para tal protección, incluso si una resistencia de tierra está presente en la red, se recomienda tomar un valor incrementado de k br, por ejemplo, igual a 1.5.

Alcance de la protección no direccional

En general, no direccional PTG protección de sobrecorriente puede ser eficaz sólo en sistemas con un gran número de secciones conectadas a las conexiones, cada una de las cuales tiene una pequeña corriente capacitiva. Luego, la desafinación de esta corriente de acuerdo con (1) no conducirá a una disminución inaceptable de la sensibilidad. Este caso es típico, por ejemplo, para tiendas de empresas con una gran cantidad de motores eléctricos de baja potencia conectados a través de cables cortos.

Si una red de este tipo se instala en el reactor de enfriamiento, para garantizar el funcionamiento eficaz de protección PTG paralelo conveniente a este reactor incluyen resistencia de puesta a tierra, en el que la corriente que fluye a través de la resistencia cuando OSS debe exceder de punto de ajuste de protección muy "bruto" 1,5-2. En este caso, los protectores de corriente no direccionales pueden proporcionar la selectividad necesaria y la alta sensibilidad en la EPZ.

Se puede lograr un aumento significativo en la eficiencia con el uso de protección de corriente residual con medición relativa. Por ejemplo, no es un microprocesador terminal de protección, el principio de funcionamiento se basa en una comparación de los valores de las corrientes de secuencia cero en todas las adhesiones sección de barra colectora protegidas. No es necesario ajustar la corriente de arranque de la corriente capacitiva de las conexiones. En ausencia de un reactor de extinción de arco en la red, esta protección detecta eficazmente la conexión dañada en el SPP.

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Discutir en el foro

Las redes eléctricas pueden funcionar con una conexión a tierra o   Transformadores y generadores neutros aislados. Las redes de 6, 10 y 35 kV funcionan con transformadores neutros aislados. Las redes de 660, 380 y 220 V pueden funcionar tanto con neutro aislado como a tierra. Las redes de cuatro hilos más comunes son 380/220, que de acuerdo con los requisitos deben tener aterrizado neutral.

Considerar redes con neutro aislado. La figura 1, a muestra un diagrama de dicha red corriente trifásica. El devanado se muestra conectado en una estrella, sin embargo, todo lo que se dice a continuación también se aplica al caso de una conexión bobina secundaria   en el triángulo

Fig. 1. Esquema de una red de corriente trifásica con un neutro aislado (a). Fallo de tierra en una red con neutro aislado (b).

Sin embargo, por muy bueno que sea el aislamiento de las partes de la red que llevan corriente desde el suelo, los conductores de la red siempre tienen una conexión con el suelo. Esta conexión es de dos tipos.

1. El aislamiento de las partes vivas tiene una cierta resistencia (o conductividad) con respecto al suelo, generalmente expresada en megaohms.Esto significa que una corriente de cierta magnitud pasa a través del aislamiento y tierra del conductor. Con buen aislamiento, esta corriente es muy pequeña.

Supongamos, por ejemplo, que entre el conductor de una fase de la red y el suelo, el voltaje es de 220 V y la resistencia de aislamiento de este cable medida por megaohmímetro es de 0,5 MΩ. Esto significa que la corriente a tierra 220 de esta fase es 220 / (0.5 x 1000000) = 0.00044 A o 0.44 mA. Esta corriente se llama corriente de fuga.

Condicionalmente, para mayor claridad en el circuito de resistencia de aislamiento de tres fases, r1, r2, r3 se representan en forma de resistencias conectadas a cada punto del cable. De hecho, las corrientes de fuga en una red intacta se distribuyen uniformemente en toda la longitud de los cables, en cada sección de la red están cerrados a través del suelo y su suma (geométrica, es decir, teniendo en cuenta el desplazamiento de fase) es cero.

2. La comunicación del segundo tipo está formada por la capacidad de los conductores de la red en relación con el suelo.¿Cómo se debe entender esto?

Cada conductor de la red y la tierra se pueden imaginar como dos. En el líneas aéreas   El conductor y la tierra son, por así decirlo, las placas del condensador, y el aire entre ellos es un dieléctrico. En las líneas de cable, las placas del condensador son el núcleo del cable y la funda metálica conectada al suelo, y el dieléctrico es el aislamiento.

Cuando voltaje alterno   el cambio en las cargas de los condensadores causa la aparición y el paso a través de los condensadores de corrientes alternas. Estas llamadas corrientes capacitivas en una red intacta se distribuyen uniformemente a lo largo de los cables y en cada sección individual también cerca del suelo. En la Fig. 1, y las resistencias de las capacidades de las tres fases en el suelo x1, x2, x3 se muestran condicionalmente conectadas a cada punto de la red. Cuanto mayor es la longitud de la red, mayores son las corrientes de fuga y las corrientes capacitivas.

Veamos qué sucede en la red que se muestra en la Figura 1, si está en una de las fases (por ejemplo, A) falla a tierra, es decir, el cable de esta fase se conectará al suelo a través de una resistencia relativamente pequeña. Tal caso se muestra en la Fig. 1, b. Como la resistencia entre el cable de fase A y la tierra es pequeña, la resistencia a fugas y la capacitancia en el suelo de esta fase se derivan mediante la resistencia a fallas a tierra. Ahora, bajo la influencia del voltaje de línea de la red UB, las corrientes de fuga y las corrientes capacitivas de dos fases de servicio pasan a través de la ubicación y la conexión a tierra de la falla. Los caminos del flujo de corriente se muestran con las flechas en la figura.

El cortocircuito que se muestra en la figura 1, b, se denomina falla a tierra monofásica y la corriente de falla resultante: cierre monofásico actual.

Imagine ahora que un cierre de una fase debido a daños en el aislamiento no se produjo directamente en el suelo, sino a la carcasa de un receptor eléctrico, el motor eléctrico, aparato eléctrico, o en la estructura de metal sobre la que cables eléctricos   (Figura 2). Tal cierre se llama corto a la vivienda.   Si al mismo tiempo la carcasa del receptor eléctrico o la construcción no tiene una conexión con el suelo, entonces adquieren el potencial de la fase de la red o cerca de ella.

Fig. 2.

Tocar el cuerpo equivale a tocar la fase. Un circuito cerrado se forma a través del cuerpo humano, sus zapatos, piso, suelo, resistencia a fugas y resistencia capacitiva de las fases defectuosas (por simplicidad, las resistencias capacitivas no se muestran en la Fig. 2).

La corriente en este circuito de cierre depende de su resistencia y puede causar una lesión grave a una persona o ser fatal para él.

Fig. 3. Tocar a una persona con un conductor en una red con un neutro aislado si hay una falla a tierra en la red

Por lo que se ha dicho, se deduce que para el paso de la corriente a través de la tierra, es necesario un circuito cerrado (a veces se imagina que la corriente "va al suelo" es incorrecta). En redes con tensiones neutras aisladas de hasta 1000 V, las corrientes de fuga y las corrientes capacitivas suelen ser pequeñas.   Dependen del estado de aislamiento y la longitud de la red. Incluso en una red ramificada, están dentro de unos pocos amperios o menos. Por lo tanto, estas corrientes, por regla general, son insuficientes para fundir los enlaces de fusibles o el apagado.

En voltajes superiores a 1000 V las corrientes capacitivas son de importancia primaria, pueden alcanzar varias decenas de amperios (si no se proporciona su compensación). Sin embargo, en estas redes, la desconexión de las secciones dañadas en fallas monofásicas generalmente no se aplica, para no crear interrupciones en la fuente de alimentación.

De esta manera, en una red con un neutro aislado en presencia de un cierre monofásico (como lo indican los dispositivos de monitoreo del aislamiento), los receptores eléctricos continúan operando.Esto es posible, ya que para los cierres monofásicos, la tensión lineal (fase a fase) no cambia y todos los receptores eléctricos reciben energía sin interrupción. Pero de algún fallo de una sola fase en una red con neutro aislado fase sin daños de tensión con respecto a tierra aumenta hasta que la lineal, y esto contribuye a un segundo fallo a tierra en la otra fase.   La falla a tierra doble resultante crea un grave peligro para las personas. Por lo tanto, cualquier una red con una falla monofásica debe ser considerada en estado de emergencia, ya que las condiciones generales de seguridad para esta condición de red se deterioran drásticamente.

Por lo tanto, la presencia de "tierra" aumenta el peligro al tocar partes que están energizadas. Esto se ve por ejemplo en la Figura 3, que muestra el paso de las lesiones actuales de contacto accidental con alambre vivo y la fase no corregida A "tierra" en fase C. El hombre está por lo tanto expuesto a la tensión lineal. Por lo tanto, las fallas monofásicas a tierra o al envolvente deben eliminarse tan pronto como sea posible.