Vysvetlivka.
Kompenzácia kapacitných zemných poruchových prúdov v sieťach 6-35 kV.
Úvod. Najčastejším typom poškodenia (až 95%) v sieťach 6, 10, 35 kV je jednofázové uzávery k zemi (PTG), sprevádzané toku prúdu cez miesto kapacitného obvodu a prepätia pri vysokých multiplicita sieťových prvkov (motory, transformátory) ako vysokofrekvenčný prechodné. Takéto vplyvy na sieť v najlepšom prípade vedú k fungovaniu chráničov. Nájdenie poškodené pripojenie sa zdá byť pracné a časovo náročné organizačné úlohy - off alternatívnych spojov oneskorených po dlhú dobu a je sprevádzaný sadou rutinné prepnutie na záložný spotrebiteľa. Zvyčajne väčšina uzáverov medzi fázami začína s OZZ. Vývoj jednofázové zemný poruchy je sprevádzaná zahrievaním poruchového bodu rozptyl veľkého množstva energie v mieste PTG a koncové výpadky majú ochranu proti nadprúdu na prechode ku OSS skrat, Situáciu je možné zmeniť použitím rezonančnej zeme neutrálnej.
Uzatváracie prúdy.Keď PTG na zem cez miesto poranenia dochádza kapacitného prúdu v dôsledku prítomnosti kapacity medzi fázami siete a zemou. Kapacita sa sústreďuje hlavne na káblových vedení, Ktorého dĺžka určuje celkový kapacitný prúd PTG (približne 1 A kapacitného prúdu má 1 km).
Typy OSS.Všetky OZZ sú rozdelené na slepé (kovové) a oblúkové. Najčastejším (95% všetkých OZZ) a najnebezpečnejším typom OZZ je oblúk. Opíšte každý typ OSS samostatne.
1), pokiaľ ide o úroveň prepätia na sieťových elementov najviac bezpečné poruchy kovové podložke (napr., Pokles drôtu Nadzemné vedenia k zemi). V tomto prípade, a to prostredníctvom zrútenie miesto kapacitné prúd tečie, nie je sprevádzaný veľkými rázy do úvahy špecifiká tohto druhu PTG.
2) zahŕňa oblúk PTG - prítomnosť elektrického oblúka v PTG mieste, ktoré je zdrojom vysokofrekvenčných vibrácií, ktoré sprevádzajú každú PTG.
Metódy potlačenia prúdov.Existujú dva spôsoby potlačenia prúdu SPP.
1) odpojenie poškodeného pripojenia - táto metóda je zameraná na ručné alebo automatické vypínanie (s použitím RPA). V tomto prípade sa spotrebiteľ podľa kategórie prenesie do pohotovostného režimu alebo zostane bez napájania. V poškodenej fáze nie je žiadne napätie - v mieste poruchy nie je žiadny prúd.
2) kompenzácia kapacitného prúdu v bode uzavretia reaktora inštalovaného v neutrálnej sieti s induktívnymi vlastnosťami.
Podstata kompenzácie kapacitných prúdov. Ako bolo poznamenané, keď je fáza uzatvorená na zemi (porucha), kapacitný prúd preteká cez polohu OZZ. Tento prúd po bližšom preskúmaní je spôsobený kapacitami dvoch zostávajúcich (nepoškodených) fáz nabitých sieťovým napätím. Prúdy týchto fáz, navzájom posunuté o 60 elektrických stupňov, sú zoradené v bode poškodenia a majú trojnásobnú hodnotu kapacitného prúdu fázy. Preto sa hodnota prúdu SPZ určuje prostredníctvom miesta poruchy :. Tento kapacitný prúd môže byť kompenzovaný indukčným prúdom reaktora na potlačenie oblúka (DGR) inštalovaného v neutrálnej sieti. V SPD v mriežke, na neutráli akéhokoľvek pripojeného transformátora, ktorého vinutá sú pripojené na hviezdu, sa objaví fázové napätie, ktorý, ak existuje neutrálny terminál pripojený na vysokonapäťové vinutie reaktora L, iniciuje indukčný prúd reaktora cez miesto poruchy. Tento prúd je namierený proti kapacitnému prúdu OZZ a môže ho kompenzovať za zodpovedajúce ladenie reaktora (obrázok 1)
Obr. 1 Trasy prechodu prúdov SPZ cez prvky siete
Potreba automatického ladenia na rezonanciu. Aby sa dosiahla maximálna účinnosť DGR, okruh vytvorený kapacitou celej siete a indukčnosť reaktora - obvod nulovej sekvencie siete - musí byť naladený na rezonanciu pri frekvencii siete 50 Hz. V podmienkach neustáleho prepínania v sieti (zapnutie / vypnutie spotrebičov) sa mení kapacita siete, čo vedie k potrebe použitia plynulého regulovania DGR a automatického kompenzačného systému pre kapacitné prúdy. Mimochodom, v súčasnosti používané krokové reaktory, ako napríklad ZROM a iné, sú ručne ladené na základe vypočítaných údajov o kapacitných prúdoch siete a preto neposkytujú rezonančné ladenie.
Princíp ACQUATICS. SNRC je naladený do rezonancie s automatickou úpravu UARK.101M typ kompenzácie, pracujúci na princípe fázy. Na UARK.101M sú referenčné signál vstup (sieťové napätie), a signál 3Uo z prístrojovej transformátora (napr NTMI). Pre správnu a stabilnú prevádzku asketa nevyhnutné pre vytvorenie umelej asymetria v sieti, ktorá je neutrálna budiace zdroj (IVN) - alebo začlenením vysokého kondenzátorové k jednej z fáz siete alebo inštalácia špeciálny asymetrický typ transformátora TMPS so vstavaným IVN (nastaviteľný pomer transformácie s diskrétnosť 1,25% fázového napätia). V poslednom prípade sa množstvo 3Uo režim napätie rezonancie a stabilita asketa zostáva konštantný pri zmene konfigurácie siete (pozri. Nižšie uvedený vzorec). V neutráli rovnakého transformátora je nastavená NDR (napríklad typ RDMR). Takže ASKET je reprezentovaný vo forme systému TMPS + RDMR + UARK.101M.
Na pomere hodnôt prirodzenej a umelé asymetrie.V sieti s izolovaným neutrálom napätie v otvorenom trojuholníku NTMI s ohľadom na transformačný koeficient zodpovedá napätie prirodzenej asymetrie. Veľkosť a uhol tohto napätia sú nestabilné a sú závislé na rôznych faktoroch (počasie, ... ..a tak ďalej. D.), tak, že pre správnu funkciu asketa potrebné vytvoriť stabilnejší signál, a to ako čo do veľkosti a fázy. Na tento účel sa zdroj excitácie neutrálnej látky zavádza do CNPC ( zdrojom umelého asymetria). Ak použijeme terminológiu teóriu automatického riadenia, umelé nerovnováha predstavuje užitočný signál použitý pre riadenie SNRC a prírodné - rušenie, z ktorého sa pozrieť výberom hodnoty umelého nevyváženosti. V sieťach s prítomnosti káblových vedení do kapacitného prúdu 10 ampérov alebo viac fyzických asymetrie hodnota je všeobecne veľmi malá. P.5.11.11. PTEESiS obmedzuje nevyváženosť napätia (Zmrznutý) systémy pracujúce s kapacitným kompenzačného prúdu, na 0,75% fázového napätia, a maximálnu mieru posunutie neutrálne na úrovni nie vyššej ako 15% z fázového napätia. Na otvorenom trojuholníku NTMI budú tieto úrovne zodpovedať hodnotám 3Uo = 0.75V a 15V. Maximálny stupeň posunu neutrál je možný v režime rezonancie (obrázok 2).
Nižšie sú vzorce pre výpočet 3Uo napätia v režime rezonancie pre dva spôsoby vytvárania umelého asymetria:
1) v prípade použitia kondenzátora Co
,
kde je uhlová frekvencia siete, 314,16 s-1,
http://pandia.ru/text/79/550/images/image006_44.gif "šírka =" 24 "výška =" 23 src = "\u003e fáza emf, B,
http://pandia.ru/text/79/550/images/image008_37.gif "width =" 29 "height =" 27 "\u003e - transformačný koeficient 3Uo merací transformátor, sieť 6 kV - 60 /, sieť 10 kV - 100 / http: //pandia.ru/text/79/550/images/image010_32.gif "width =" 97 "height =" 51 "\u003e
kde Kcm je prepínateľný fázový faktor predpätia špeciálneho transformátora.
Vzorec ukazuje, že v prípade, že kondenzátor Čo 3Uo hodnoty v závislosti na prúde kapacitného siete (rezonančné bod), ako je tomu v prípade špeciálneho transformátora nie je závislá na asymetrické.
Na základe stavu spoľahlivej prevádzky zariadenia UARK.101M je zvolená minimálna hodnota 3Uo a je 5W.
Vo vyššie uvedených všeobecných vzorcoch, je hodnota napätia, nie je považované za prírodnú asymetria siete vďaka malým znacheniy..jpg "width =" 312 "height =" 431 "\u003e
Obr. 3 Vektory napätia v rezonančne uzemnenej sieti
závery:
Presné automatická kompenzácia kapacitného prúdu je bezkontaktné PTG hasiace prostriedky a v porovnaní so sieťou, ktoré pracujú s izolovaný neutrálny, s odporovo uzemnený, s čiastočne kompenzované, a v kombinácii s uzemnený neutrálnou má nasledujúce výhody:
zmenšuje prúd cez poškodené oblasti na minimum (v limite aktívnych zložiek a vyšších harmonických), poskytuje spoľahlivý požiaru (zabraňuje oblúk uzemnenie trvalé účinky) a bezpečnosť pri šírení prúdov v krajine;
uľahčuje požiadavky na uzemňovacie zariadenia;
obmedzuje prepätia, ktoré sa vyskytujú počas ochrany proti poruchám oblúka, na hodnotu 2,5-2,6 Uf (s kompenzáciou kompenzácie 0-5%), bezpečné pre izoláciu zariadenia a liniek v prevádzke;
výrazne znižuje rýchlosť redukčného napätie na postihnuté fázy, obnovu dielektrických vlastností miesta poranenia v sieti po každom prerušovaným zániku uzemnenie oblúka;
zabraňuje odvádzaniu jalového výkonu do zdrojov napájania v oblúkovom SPZ, ktorý zachováva kvalitu elektrickej energie od spotrebiteľov;
zabraňuje rozvoju siete ferozrezónnych procesov (najmä spontánne neutrálne posuny), ak sa ukladajú obmedzenia na používanie poistiek na elektrických vedeniach;
eliminuje obmedzenia statickej stability pri prenosu energie cez elektrické vedenia.
Pri kompenzácii kapacitných prúdov môžu vzduchové a káblové siete dlhšiu dobu fungovať so zatvorenou fázou k zemi.
Referencie:
1. Likhachev na zemi v sieťach s izolovanou neutrálnou a s kompenzáciou kapacitných prúdov. M .: Energia, 1971. - 152 str.
2. Obabkov adaptívne riadiace systémy rezonančných objektov. Kyjev: Naukova Dumka, 1993. - 254 s.
3. Fishman V. Metódy uzemnenia neutrálnej siete v rozmedzí 6-35 kV. Z pohľadu dizajnéra. Novinky z elektrotechniky, № 2, 2008
4. Pravidlá technickú prevádzku elektrární a sietí Ruskej federácie. RD 34.20.501-vydanie. Moskva, 1996.
Hlavný inžinier
Obr. 2 Príklady rezonančných charakteristík CNPC
Obr. 4 Reakcia rezonančne uzemnenej siete oblúkom oblúka
obsah:V elektrotechnike existuje napríklad kapacitný prúd, známy ako kapacitný zemný poruchový prúd v elektrických sieťach. Tento jav sa vyskytuje, keď je poškodená fáza, čo vedie k tzv. Uzemňovaciemu oblúku. Aby sa predišlo vážnym negatívnym následkom, je potrebné vykonať výpočet kapacitného prúdu siete včas a správne. Tým sa zníži prepätie v prípade opätovného vznietenia oblúka a vytvoria sa podmienky pre jeho samovznietenie.
Čo je kapacitný prúd
Kapacitný prúd vzniká spravidla na tratiach s veľkým rozšírením. V tomto prípade zem a vodiče pracujú podobne ako kondenzátorové dosky, čo prispieva k vzniku špecifickej kapacity. Pretože má premenlivé vlastnosti, môže slúžiť ako impulz pre jeho vzhľad. V káblových vedeniach, napätie 6-10 kilovoltov, môže byť jeho hodnota 8-10 ampér na 1 km dĺžky.
V prípade vypnutia linky v nenaloženom stave môže hodnota kapacitného prúdu dosiahnuť niekoľko desiatok a dokonca stoviek ampérov. V procese vypnutia, keď príde moment momentálneho prechodu cez nulovú hodnotu, napätie na divergentných kontaktoch nebude chýbať. Avšak v ďalšom okamihu je celkom možné vytvoriť elektrický oblúk.
Ak hodnota kapacitného prúdu neprekročí 30 ampér, nedôjde k vážnemu poškodeniu zariadenia v oblasti nebezpečných prepätí a zemných porúch. Elektrický oblúk, ktorý sa objaví na mieste poškodenia, rýchlo zomrie pri súčasnom výskyte poruchy na stabilnej zemi. Všetky zmeny kapacitného prúdu sa vyskytujú pozdĺž elektrického vedenia od konca po začiatok. Veľkosť týchto zmien bude úmerná dĺžke čiary.
Aby sa znížil prúd zemnej poruchy v sieťach, napätie od 6 do 35 kilovoltov, je kapacitný prúd kompenzovaný. To umožňuje znížiť rýchlosť obnovenia napätia na poškodenej fáze po zániku oblúka. Navyše, prepätie sa zníži v prípade opakovaného vznietenia oblúka. Kompenzácia sa vykonáva pomocou uzemňovacích reaktorov na potlačenie oblúka, ktoré majú hladkú alebo krokovú indukčnú reguláciu.
Zariadenia na potlačenie oblúkov sú konfigurované v súlade s kompenzačným prúdom, ktorého hodnota sa rovná kapacitnému zemnému poruchovému prúdu. Pri nastavovaní sa môžu použiť nadmerné kompenzačné parametre, ak induktívna zložka prúdu nie je väčšia ako 5 ampér a stupeň odchýlky od hlavného nastavenia je 5%.
Nastavenie s nedostatočnou kompenzáciou je prípustné len vtedy, ak je výkon reaktora na potlačenie oblúka nedostatočný. Stupeň odpojenia v tomto prípade by nemal prekročiť 5%. Hlavnou podmienkou pre toto nastavenie je absencia neutrálneho predpätia, ktoré sa môže vyskytnúť pri asymetrických kapacitách fáz elektrickej siete - keď sú drôty rozbité, drôty sú napnuté atď.
S cieľom predvídať výskyt vopred núdzových situácií a prijať vhodné opatrenia, je potrebné vypočítať kapacitný prúd v určitej oblasti. Existujú špeciálne metódy na získanie presných výsledkov.
Príklad výpočtu kapacitného prúdu siete
Hodnota kapacitného prúdu, ktorá sa objavuje počas fázovej fázy, je určená len hodnotou kapacitného odporu siete. V porovnaní s indukčnými a aktívnymi odpormi má kapacitná odolnosť vyšší výkon. Preto sa prvé dva typy odporu vo výpočtoch neberú do úvahy.
Tvorba kapacitného prúdu je najbežnejšie považovaná za príklad trojfázovej siete, kde vo fáze A došlo k obvyklému uzatvoreniu. V tomto prípade sa veľkosť prúdov vo zvyšných fázach B a C vypočíta podľa týchto vzorcov:
Aktuálne moduly v týchto fázach I a I, berúc do úvahy určité predpoklady C = C A = C B = C C a U = U A = U B = U C možno vypočítať pomocou iného vzorca: Aktuálna hodnota v zemi pozostáva z geometrického súčtu fázových prúdov B a C. Vzorec ako celok bude vyzerať takto: V praktických výpočtoch môže byť veľkosť zemného poruchového prúdu približne určená vzorcom: kde U je priemerný prúd. - je fázový priemer - menovité napätie javiska, N je koeficient a l je celková dĺžka s elektrickým spojením so zemným poruchovým bodom (km). Odhad získaný takýmto výpočtom naznačuje nezávislosť veľkosti prúdu od bodu uzáveru. Táto hodnota je určená celkovou dĺžkou všetkých sieťových riadkov.
Ako kompenzovať kapacitné zemné poruchové prúdy
práce elektrických sietí, napätie od 6 do 10 kilovoltov sa vykoná s izolovanou alebo uzemnenou neutrálnou jednotkou v závislosti od pevnosti zemného prúdu. Vo všetkých prípadoch sú do obvodu zahrnuté cievky na potlačenie oblúka. Neutrál je uzemnený pomocou cievok na potlačenie oblúka, aby sa kompenzovali zemné poruchové prúdy. Ak dôjde k jednofázovej zemnej poruche, prevádzka všetkých elektrických prijímačov pokračuje v normálnom režime a napájanie spotrebičov nie je prerušené.
Značná dĺžka mestských káblových sietí vedie k vytvoreniu veľkej kapacity v nich, pretože každý kábel je druhom kondenzátora. V dôsledku toho môže jednofázové uzatvorenie v takýchto sieťach viesť k zvýšeniu prúdu na mieste poruchy na niekoľko desiatok a v niektorých prípadoch aj stovkám ampérov. Vplyv týchto prúdov vedie k rýchlej likvidácii izolácie káblov. Z tohto dôvodu sa v budúcnosti jednofázové uzávery stávajú dvoj alebo trojfázovými, čo spôsobí odpojenie miesta a prerušenie napájania spotrebičov. Na samom začiatku vzniká nestabilný oblúk, ktorý sa postupne stáva trvalým uzáverom na zemi.
Keď prúd prechádza nulovou hodnotou, oblúk najskôr zmizne a opäť sa zobrazí. Zároveň dochádza k zvýšeniu napätia v nepoškodených fázach, čo môže viesť k narušeniu izolácie v iných oblastiach. Ak chcete splatiť oblúk na poškodenom mieste, je potrebné vykonať špeciálne opatrenia na vyrovnanie kapacitného prúdu. Na tento účel je k nulovému bodu siete pripojená indukčná cievka na potlačenie oblúka.
Spínacie obvod spomaľovač cievky, je znázornené na obrázku, pozostáva z uzemňovacie transformátora (1), prepínač (2), signál zapojenie napätie s voltmetrom (3), pričom zhášacie cievky (4), prúdový transformátor (5), (6), prúdu relé ( 7), zvukovú a svetelnú signalizáciu (8).
Konštrukcia cievky pozostáva z vinutia s železným jadrom, umiestneného v plášti, naplneného olejom. Na hlavnom vinutí sú vetvy zodpovedajúce piatim aktuálnym hodnotám pre možnosť nastavenia indukčného prúdu. Jeden z vodičov je pripojený k nulovému bodu navíjania transformátora pripojeného hviezdou. V niektorých prípadoch sa môže použiť špeciálny uzemňovací transformátor a pripojenie hlavného vinutia je uzemnené.
Preto pre zabezpečenie bezpečnosti sa vykonáva nielen výpočet kapacitného prúdu, ale aj pomocou špeciálnych zariadení. Vo všeobecnosti to dáva dobré výsledky a zabezpečuje bezpečnej prevádzke elektrických sietí.
Vložené dňa 07/05/2011 (platné do 18. júla 2013)
Ako mnohí z našich čitateľov, najmä odborníci z organizácií projektových v existujúcej ruskej odbornej literatúre neexistujú žiadne špecifické odporúčania pre voľbu ochrany proti zemnému spojenie (PTR) a bez moderných metód nastavenia výpočtu. Materiály na túto tému preto majú veľký záujem.
Alexey Shalin, doktor technických vied, profesor katedry elektrických staníc štátnej technickej univerzity v Novosibirsku
V minulom čísle ( "News elektrotechnické zariadenia» № 4 (34), 2005) publikoval článok Alexej Ivanovič Shalini, ktorý bol uvedený príklad nastavenia výpočtu ochrany proti zemnému spojenie, reagujúce na zvyškové napätie.
O hodnotách koeficientu hodu
Odporúčania autorov na výpočet nastavení nesmerovej súčasnej ochrany nulovú sekvenciu z OSS. Z týchto odporúčaní možno vidieť, že odborníci sa vo svojich názoroch výrazne odlišujú od základných hodnôt, akými sú koeficient hádzania, normalizovaný koeficient citlivosti atď.
Komentár Sergey Titenkov tvrdí, že sa použije pri výpočte koeficientu hode v závislosti predovšetkým na zložky prúdu vysokofrekvenčný nula vyskytujúce sa počas vybíjacieho obvode kapacitné chybné fázy a nabíjanie kapacít neporušených fáz nie je znížená odporového uzemneným stredným siete. Toto je určené najmä tým, že tento odpor v sieťach 6-10 kV je zahrnutý v okruhu transformátora s nízkym výkonom, ktorý tvorí neutrál.
Ako sa to často deje v skutočnosti, každá konkrétna výpoveď má svoje vlastné "hranice pravdy". Pokiaľ sa jedná o odpor umiestnené v neytralerov neutrálnej (neytraler - trojfázová tlmivka s cik-cak spojenia) v súlade so takéto prehodnotenie vo väčšine prípadov je to tak správne. Podľa prvej harmonickej je induktívna odolnosť neutralizátora s kapacitou 63 kVA pri napätí 10 kV 96 Ohm. 10-20 harmonické, ktoré sú prítomné v procese dobíjania kapacity na PTG, bude odpor zvýši na 960-1920 ohm odpor a v poriadku 100-150 ohm celkový odpor reťaze "neytraler - zemniaci odpor" bude takmer úplne indukčné. Ako výsledok, v plnom súlade s Sergei Tsitsyankou názor zemniaci odpor prakticky žiadny vplyv na preplatok prúdy kontajnerov a teda nebude mať vplyv na pomer hodu.
Pri napätí 35 kV, tri vinutie výkonové transformátory zvyčajne majú dedukovú neutrálnu hodnotu. V obvode tohto neutrálu je zahrnutý uzemňovací odpor. V tomto prípade, povedať, že tento odpor nemá vplyv na nadprúdové prúdy, by to bolo nesprávne.
Informácie o časovom oneskorení
Pozrime sa na túto otázku na príklade systému, ktorý bol výsledkom. Napájací transformátor s napätím 35 kV má kapacitu 10 MVA. Je poháňaný jedným trolejového vedenia, ktorý je potom rozdelená do dvoch reťazcov, z ktorých každý privádza kapacitu transformátor 4 MVA s pripojením obvodu primárneho vinutia do hviezdy s nulovým vodičom stiahnuté. K zníženiu úrovne prepätia v neutrálnom transformátore sú zahrnuté uzemňovacie odpory. Použitie uzemňovacích odporov v sieti umožňuje zvýšiť účinnosť ochrany, ale metóda výberu jej nastavení musí byť revidovaná.
V súlade s aktuálnym stavu ochrany z ISZ siete PTG s izolovanou neutrálnym kábla v prítomnosti nulovej zložky prúdu transformátora je vybraná z nasledujúcich podmienok:
kde k n = 1,2 (faktor spoľahlivosti);
k br je koeficient odlievania, berúc do úvahy zvlnenie kapacitného prúdu v čase nábehu SPZ a tiež schopnosť relé odpovedať na ňu;
I s.fid.maks - maximálny kapacitný prúd chráneného podávača.
V súlade s okamžitou ochranou proti OSS vo výpočtoch by sa mala brať hodnota produktu k n k bp = 4 ... 5. Pri časovo oneskorených ochranách, ak sa môže vyskytnúť prerušovaný oblúk, kb = 2,5. Zdá sa, že tieto hodnoty odporúča autor pre tradičné domáce ochranné relé, vrátane RTZ-51.
Navrhuje sa zvážiť k n = 1,2, k br = 3 ... 5 (vzhľadom na staré relé typu). Pre relé PTZ-51 sa odporúča prijať k br = 2 ... 3. V tomto prípade sa navrhuje vykonať ochranu bez časového oneskorenia. "Pri použití pre ochranu pred PTG moderných digitálnych relé, napríklad SPACOM séria, vrátane SPAC-800 ..., môžete si vziať hodnotu K = 1 br ... 1.5 (informujte sa u výrobcu)."
Podľa môjho názoru je lepšie, ak je to možné, použiť ochranu proti dlhodobej ochrane s oneskorením. To umožňuje zaistiť selektivitu v dvoch alebo viacerých sériovo zapojených prenosových liniek používaných pri výpočte pomeru minimálnu hodnotu hodu, zabraňuje falošný vypínacie nepoškodené riadky po vypnutí poškodeného potrubia (kvôli ferorezonance javy spojené s transformátorom napätia), a tak ďalej. d.
V niektorých odvetviach (bane, lomy atď.) Existujú normatívne dokumenty, čo si vyžaduje okamžité vypnutie SPP. Tam je potrebné použiť okamžite pôsobiacu ochranu od SPZ.
Určenie kapacitných prúdov
Hodnota I c.fd.max = I CS pre siete s izolovanými neutrálmi sa odporúča napríklad nasledovne:
pre káblové siete
pre siete s elektrickými vedeniami
kde U = menovité napätie sieť (kV);
S je celková dĺžka tratí (km).
Celkový kapacitný prúd siete je definovaný ako súčet komponentov opísaných vyššie pre všetky galvanicky pripojené sieťové vedenia.
Presnejšie, veľkosť kapacitného prúdu Aj s.fid.maks prenosové vedenie môže byť vypočítaná za použitia, napríklad údaje o konkrétnych kapacitných prúdov vo vzduchu a káblové vysielanie je znázornené na. Avšak, je potrebné poznamenať, že veľkosť kapacitného prúdu, definovaný (2), (3), môže spôsobiť chybu v poriadku 40-80% v porovnaní so skutočnou, merané na PTG v sieťovom prúde. Jedným z dôvodov - zanedbanie kapacity vztiahnuté k elektrickým spotrebičom pozemnými, ako sú motory, rovnako ako konštrukcia trakčného vedenia (typ podpory, s alebo bez uzemnenia kábla It) atď
(4)
kde U f fázové napätie (kV);
w = 2pf = 314 (rad / s);
C S - kapacita jednej fázy siete vzhľadom na zem (F).
(5)
kde c i je špecifická kapacita na fázu i-tej čiary (F / km);
l i - dĺžka i-tej čiary (km);
m - počet vedení (kábel, vzduch s uzemňovacím káblom a bez neho);
c j - kapacita na fázu j-tého prvku siete (Φ);
q j - počet zvažovaných sieťových prvkov, okrem prenosových vedení (napríklad motory);
n je celkový počet takýchto prvkov.
(6)
kde S nom je nominálny celkový výkon motora (MV · A);
U nom - menovité napätie motora (kV).
Pre ostatné typy elektromotorov
(7)
kde n nom je nominálna rýchlosť rotora (ot / min).
Ako bolo uvedené vyššie, vypočítané kapacitné prúdy siete sa zvyčajne líšia od skutočných prúdov, ktoré sa dajú určiť len meraním na mieste. Proces merania kapacitného prúdu je okrem technických ťažkostí tiež spojený s určitou metodologickou neistotou. Skúsenosti ukazujú, že mnohé objekty v kapacitnom prúde siete, dokonca aj s kovovým OZZ, obsahujú nielen komponenty priemyselnej frekvencie, ale aj významné prúdy vyšších harmonických.
Meranie celkovej hodnoty prúdu, napríklad pomocou tradičných nástrojov určených na meranie prúdov priemyselnej frekvencie, je spojené s významnými chybami. Naozaj existovali chyby približne o 30% (vrátane smeru znižovania nameraných prúdov vzhľadom na vypočítané hodnoty). Presnejšie, kapacitný prúd siete môže byť meraný kmitajúcim a potom rozloženým na harmonické zložky.
Nulové sekvencie prúdov v odporovo uzemnené siete
Ak je v sieti viacero uzemňovacích odporov, aktívny prúd I IR môže tiež pretekať cez vonkajšiu ochrannú zónu. V tomto prípade namiesto I musí byť c.feed.max v (1) nahradený
Citlivosť sa kontroluje hodnotou koeficientu k h:
(9)
kde k ч.норм - normalizovaný koeficient citlivosti;
I OCHRANA - prúd v ochrane poškodenej elektrickej siete.
V sieťach a inštaláciách založených na odporu
kde I "CS - celkový kapacitný prúd siete, mínus kapacitný prúd chráneného podávača;
I R - prúd uzemňovacieho odporu, ktorý preteká ochranou poškodeného spojenia. Ukázalo sa, že pri ochrane vzduchových vedení z EPZ je nebezpečné použiť odporúčanú citlivosť v hodnotách regulačného faktora citlivosti z dôvodu možnosti vzniku veľkého prechodového odporu v mieste SPZ a zlyhania ochrany z tohto dôvodu. Tam boli tiež odporúčania na testovanie citlivosti ochrany v tomto prípade.
Procesy v prechodových režimoch
V súčasnej dobe je zle študoval na otázku, aká by mala byť hodnota K br faktora pri inštalácii v neutrálnej zemniaci odpor siete. Na túto tému sú dva názory:
Hodnota k br by mala byť rovnaká ako v sieťach bez zemniacich odporov;
Hodnota kpp by mala byť menšia ako v predchádzajúcom prípade.
Je známe, že kpp závisí najmä od pomeru nadprúd dobíjanie kapacitné sieť (vybíjací kapacitu chybného fázového prúdu a potom naplnený kontajnery "zdravé" fázou) a hodnota kapacitného aktuálne zabezpečiteľný prílohy v rovnovážnom stave vonkajšieho PTG. Na obr. 1 znázorňuje priebeh prúdu nulového 3I0 prechodné PTG v jednom z elektrickej prepojovacej siete je popísané v, celkový prúd PTG kde raven19 A. Tvar vlny zodpovedá oheň opakované prerušované oblúk v sieti, kde žiadne odpory uzemnenia. Maximálna hodnota prechodné prúdu bola 138 A, maximálna hodnota prúdu rovnovážny stav je 16 A. 3I0 označujúca maximálny prúd pomer amplitúdy na stabilný ako K MAX, získame pre prípad K max = 8,62.
Nastavením Napájací transformátor uzemnenie nulového rezistor 2 ohmy (odpor prúd PTG je 10 A, tj. 0,53 celkovej kapacitného prúdu siete), čím sa získa rovnaký K max = 1,3 pripojenia, tj. kmax klesol viac ako 6,5 krát. Zvýšenie odporu odporu vedie k zvýšeniu kmax (v medziach tohto prípadu až do 8,62). V prípade, že sieť má viac odpory uzemnenie a na uvažovanom spojení s vonkajším PTG prebieha aktívny prúd jedného z nich, čo spôsobuje zníženie hodnoty K MAX, pretože stabilný prúd 3I0 v tomto spojení zvyšuje.
Z je popísané, že je zrejmé, že hodnota K Br v tomto prípade môže byť nižšia ako v neprítomnosti odpory uzemnenie, stupeň redukcie závisí od toho, k br odpor. V inej metóde popísanej Uzemnenie navrhnutý tak, aby efektívna prevádzka selektívne ochrany proti zemnému spojenie v sieťach 6-10 kV (obr. 2). V danom prípade nie je nainštalovaný neutralizačný transformátor.
Ak sa v sieti objaví napätie nulového sledu, čo znamená, že došlo k poruche uzemnenia, uzemňovací odpor sa zapína medzi každou fázou a uzemnením so špeciálnym spínačom. V tomto prípade sú vytvorené aktívne zemné poruchy, vhodné na selektívnu detekciu poškodeného spojenia.
Ak chcete obmedziť prepätia, ktoré sa môžu vyskytnúť v sieti predtým, ako sú zahrnuté zemné odpory, je k dispozícii inštalácia na autobusoch OPN. Ich tepelný odpor sa musí zaistiť ešte pred zapnutím uzemňovacieho odporu a reléovou ochranou poškodeného spojenia detekuje ochrana relé. Po aktivácii reléová ochrana odpojí chybné pripojenie, po uplynutí ktorej sú odpojené uzemňovacie odpory. Uzemňovacie odpory sú vyrobené z nízkoenergetického, tepelne absorbujúceho materiálu s teplotnou stabilitou približne 10-20 sekúnd.
Príklad distribúcie prúdu
Na obr. 3 znázorňuje rozloženie prúdov v obvodových obvodoch.
Pri zostavovaní čísla sa predpokladali, že:
- kapacita fáz LEP voči zemi prevyšuje kapacitu ostatných prvkov okruhu mnohokrát;
Úniky cez napäťové transformátory môžu byť zanedbané;
Izolačný prúd aktívnej fázy vzhľadom na zem je zanedbateľný;
Odolnosť prenosových vedení a vinutia transformátora je zanedbateľná.
V obvode podľa obr. 3, nie sú zobrazené spínacie zariadenia a prepäťové obmedzovače. Tu Tp je napájací transformátor; LEP1 - prenosová linka, kde bola fáza uzatvorená k zemi; LEP2 - nepoškodené elektrické vedenie (alebo skupina takýchto vedení); R1 - uzemňovacie odpory.
Obrázok ukazuje, že aktívne prúdy uzemňovacieho odporu sú uzavreté prostredníctvom napájacieho transformátora Tp a poškodenej fázy vedenia LEP1. Výsledkom je, že súčet aktívnych prúdov odporov nepoškodených fáz a kapacitného prúdu nepoškodeného elektrického vedenia preteká na ochranu poškodeného elektrického vedenia. Na ochranu neporušeného elektrického vedenia tečie len kapacitný prúd tohto elektrického vedenia.
Vyššie opísaná metóda odporového uzemnenia bola implementovaná v troch rozvodniach distribučnej zóny Chanty-Mansijsk Nefteyugansk Electric Networks. Doterajšie prevádzkové skúsenosti potvrdzujú vysokú účinnosť tohto technického riešenia. V prípade použitia tejto schémy, ako ukazujú naše štúdie, uzemňovacie rezistory tiež znižujú hodnotu kmax a preto k br. Súčasne, aby sa dosiahol rovnaký odporový účinok v obvodoch na obr. 2, 3 by sa mali brať trikrát väčšie ako pri zapnutí uzemňovacieho odporu, napríklad v neutrále silového transformátora.
Obr. 1. Oscilogram zvyškového prúdu v prechodnom procese jednofázovej zemnej chyby v sieti 35 kV
Obr. 2. Prepínanie uzemňovacích odporov medzi fázami a zemou v prípade poruchy uzemnenia
Obr. 3. Distribúcia prúdov v obvodoch
Vykonané výskumy umožňujú vyvodiť nasledujúci záver: použitie uzemňovacích odporov bez neutralizátorov vedie k možnosti zníženia hodnoty k br. Použitie neutralizátorov významne znižuje tento účinok, vo väčšine prípadov ho prakticky znižuje na nulu.
V dôsledku toho, keď je uzemnenie cez odpory neytralery hodnôt koeficientov k br obsadenie by mala brať, ako aj pre sieť s izolovanou neutrálne, v súlade s odporúčaniami.
Keď sú uzemňovacie odpory zapnuté tak, ako bolo opísané vyššie, bez použitia neutralizátorov, vypočítané hodnoty kbp sa môžu znížiť. V prípade, že prúd zemniaci odpor je približne rovný celkovému kapacitné sieťového prúdu (ako sa odporúča pre optimálny prepätia obmedzujúceho) hodnôt zliatinové koeficientov v súlade s môžu byť prijaté na úrovni 1,2-1,3.
Ak je odpor uzemňovacích odporov oveľa väčší ako kapacitná odolnosť troch fáz siete (ako je to často v prípade veľké hodnoty kapacitný prúd), k br hodnota môže byť prijaté, alebo rovnaký ako pre siete s izolovanou neutrálne, alebo určená po ďalších výpočtoch, prechodné prúdy PTG.
In bol popísaný jeden z prvkov spálenia oblúka v domácich kábloch s izoláciou z papierového oleja. Hlavnou myšlienkou bolo, že počiatočnej fáze OSS zapálenie oblúka takým kábla vedie k rozkladu oleja impregnačné živice a uvoľnenie značného množstva plynov, ktoré sa objavili sa rozloží oblúk. Zatiaľ čo vzniknuté plyny "neopúšťajú" v rôznych smeroch od miesta oblúka medzi vrstvami papiera, oblúk sa nespája. Súčasne môže byť v dôsledku vytvorenej "pauzy" v prúde nulovej sekvencie ochrana proti krátkodobému oneskoreniu s oneskorením v prevádzke odmietnutá. Dôvodom je, že počas aktuálnej pauzy sa súčasné telo vráti do počiatočného stavu a orgán s časovým oneskorením a "bez započítania" nastaveného časového oneskorenia sa tiež vráti do svojho pôvodného stavu.
Aby sa predišlo také zlyhanie pri ochrane PTG určitú ochranu dovozu (rovnako ako v ochrane uzlov koprodukcii Štátnej technickej univerzity a OOO Novosibirsk "TNG Bolid") majú možnosť ukladania ochranu fakt chodu. Ak by došlo k "Peck" súčasný telo, táto skutočnosť je uložená po dobu až 0,3 sekúnd a opakujte "pusinkou" ochrana pracuje na výlet. Pre túto ochranu i v prítomnosti odporovou sietí zemniaci sa odporúča, aby sa zvýšenou hodnotu K Br, napr., Rovnajúcu sa 1,5.
Rozsah nesmerovej ochrany
Všeobecne platí, že nesmerové nadprúdová ochrana PTG môžu byť účinné len na systémy s veľkým počtom častí pripojených k pripojenie, z ktorých každý má malú kapacitné prúd. Odstránenie tohto prúdu v súlade s bodom (1) nepovedie k neprijateľnému zníženiu citlivosti. Tento prípad je typický napríklad v obchodoch s podnikmi s veľkým počtom nízkonapäťových elektrických motorov pripojených krátkymi káblami.
Ak je takáto sieť nainštalovaný vo spomaľovač reaktora, na zabezpečenie efektívneho fungovania ochrana PTG účelné súčasne s týmto reaktora zahŕňajú uzemňovacie odpor, pričom prúd, ktorý tečie cez odpor pri OSS musí byť vyššia ako požadovaná hodnota veľmi "hrubé" ochrany 1,5-2. V tomto prípade, nesmerové nadprúdová ochrana môže poskytnúť potrebný selektivitu a vysokú citlivosť za PTG.
Výrazné zvýšenie účinnosti sa dá dosiahnuť použitím ochrany reziduálneho prúdu s relatívnym meraním. Napríklad je tu ochrana terminál mikroprocesor, princíp činnosti je založený na základe porovnania hodnôt zložiek prúdu vo všetkých prístupoch chránených časť prípojnice nula. Nie je potrebné upravovať prijímací prúd z kapacitného prúdu pripojení. Pri absencii hasiaceho reaktora v sieti táto ochrana účinne deteguje poškodené pripojenie v SPP.
literatúra
1. Shalin A.I. Ochrana proti zemným poruchám v sieťach 6-35 kV. Príklad výpočtu nastavení // News ЭлектроТехники. - 2005. - č. 4 (34).
2. Shalin A.I. Zemné chyby v sieťach 6-35 kV. Výhody a nevýhody rôznych ochrán // News elektrotechniky. - 2005. - č. 3 (33).
3. Shabad MA Výpočty reléovej ochrany a automatizácie distribučných sietí. - SPb .: PEIPK, 2003. - 350 strán.
4. Andreev V.A. Ochrana relé a automatizácia napájacích systémov. - Moskva: Vysoká škola, 1991. - 496 s.
5. Alexandrov A.M. Výber nastavení prevádzkovania ochrany asynchrónnych motorov s napätím nad 1 kV. SPb .: PEIPK, 2001.
6. Chelaznov AA dizajn technických predpisov a energetické štandardy OAO Gazprom // Zborník z tretej celoskupinskej vedecko-technickej konferencie "Obmedzenie prepätia a uzemňovacie režimy siete neutrálnych sietí 6-35 kV" / Novosibirsk, 2004. - P.12-25.
7. Zvýšenie spoľahlivosti 6 kV pomocných sietí jadrových elektrární. Oblúk C-01-97 (E). - Moskva: Rosenergoatom, 1997.
8. Lurie AI, Panibratets AN, Zenová VP a ďalšie. Séria neutralizátorov typu FMZO pre prevádzku s riadeným skreslením oblúkových hasiacich reaktorov radu RUOM v distribučných sieťach s izolovanou neutrálnou // Elektrotechnika. - 2003. - №1.
9. Elektrotechnická referenčná kniha. Zväzok 3. Výroba, prenos a distribúcia elektrickej energie / Pod generálnym redaktorom profesorov MEI V.G. Gerasimova a kol. (Šéfredaktor AI Popov) - 8. vyd. - M .: Vydavateľstvo MPEI, 2002. - 964 s.
10. Bukhtoyarov VF, Mavritsyn AM Ochrana proti zemným chybám elektrických inštalácií lomov. - Moskva: Nedra, 1986. - 184 s.
11. Korogodsky VI, Kuzhekov S.L., Paperno L.B. Reléová ochrana elektrických motorov s napätím vyšším ako 1 kV. - Moskva: Energoatomizdat, 1987. - 248 s.
12. Patent na vynález Ruskej federácie č. 2157038. Zariadenie na detekciu spojenia so zemnou poruchou v izolovanej neutrálnej sieti / Shalin AI Vestník pre vynálezy č. 27, 2000.
13. Shalin A.I. Zemné chyby v sieťach 6-35 kV. Prípady nesprávnych krokov ochrany // Novinky ЭлектроТехники. - 2005. - č. 2 (32).
| Diskutujte na fóre |
|
| |
|
Elektrické siete môžu pracovať s uzemnenými alebo izolovaných neutrálnych transformátorov a generátorov, Siete 6, 10 a 35 kV pracujú s izolovanými neutrálnymi transformátormi. Siete 660, 380 a 220 V môžu pracovať s izolovanými aj uzemnenými neutrálmi. Najbežnejšie štyri drôtové siete sú 380/220, ktoré musia byť v súlade s požiadavkami uzemnený neutrál.
zvážiť siete s izolovanou neutrálou, Obrázok 1 a ukazuje schému takejto siete trojfázový prúd, Vinutie je zobrazené pripojené v hviezde, všetko, čo je uvedené nižšie, platí aj v prípade spojenia sekundárne vinutie v trojuholníku.
Obr. 1. Schéma trojfázovej prúdovej siete s izolovanou neutrálnou (a). Zlyhanie zeme v sieti s izolovaným neutrálom (b).
Bez ohľadu na to, ako dobre je izolácia súčasných častí siete zo zeme, sieťové vodiče majú vždy spojenie so zemou. Toto spojenie je dvoch druhov.
1. Izolácia živých častí má určitú odolnosť (alebo vodivosť) voči zemi, zvyčajne vyjadrenú v megohmoch.To znamená, že prúd určitého rozsahu prechádza izoláciou vodiča a zemou. Pri dobrej izolácii je tento prúd veľmi malý.
Predpokladajme napríklad, že sa vodič z jednej fázy siete a zemný napätie je 220 V, a meria izolačný odpor izolačného odporu tento drôt je 0,5 MW. To znamená, že prúd k zemi 220 tejto fázy je 220 / (0,5 x 1000000) = 0,00044 A alebo 0,44 mA. Tento prúd sa nazýva zvodový prúd.
Podmienečne, na objasnenie obvodu izolačného odporu troch fáz, r1, r2, r3 sú zobrazené vo forme odporov spojených s každým bodom drôtu. V skutočnosti, v pracovnej sieti zvodové prúdy sú rovnomerne rozdelené po celej dĺžke drôtov v každom segmente sú uzavreté prostredníctvom pozemnej siete, a ich súčet (geometrické, t. E. S ohľadom na fázový posun) je nulový.
2. Komunikácia druhého druhu je tvorená kapacitou vodičov siete vo vzťahu k zemi.Ako to treba chápať?
Každý vodič siete a zem môže byť predstavený ako dva. V letecké linky Vodič a zem sú ako také platne kondenzátora a vzduch medzi nimi je dielektrikum. V káblových vedeniach sú kondenzátorové dosky káblovým jadrom a kovovým plášťom pripojeným k zemi a dielektrikum je izolácia.
na striedavé napätie zmena nábojov kondenzátorov spôsobuje vzhľad a prechod cez kondenzátory striedavých prúdov. Tieto tzv. Kapacitné prúdy v neporušenej sieti sú rovnomerne rozložené pozdĺž dĺžky vodičov a v každej jednotlivej časti taktiež tesne cez zem. Na obr. 1 a odporové kapacity troch fáz na zemi x1, x2, x3 sú podmienene zobrazené pripojené ku každému bodu siete. Čím dlhšia je dĺžka siete, tým sú väčšie zvodové prúdy a kapacitné prúdy.
Pozrime sa, čo sa deje v sieti zobrazenej na obrázku 1, ak v jednej z fáz (napríklad A) zemná porucha, tj drôt tejto fázy bude pripojený k zemi pomerne malým odporom. Takýto prípad je znázornený na obr. 1, b. Vzhľadom k tomu, že odpor medzi drôtom fázy A a zemou je malý, odolnosť proti úniku a kapacita na zemi tejto fázy sú posunutá proti zemnému odporu. Teraz, pod vplyvom sieťového napätia v sieti UB, unikajúce prúdy a kapacitné prúdy dvoch prevádzkových fáz prechádzajú cez miesto poruchy a zem. Cesty toku prúdu sú zobrazené šípkami na obrázku.
Skrat, znázornený na obrázku 1, b, sa nazýva jednofázová zemná porucha a výsledný poruchový prúd - súčasného jednofázového uzáveru.
Predstavte si teraz, že jednofázové uzatvorenie spôsobené poškodením izolácie sa nevyskytlo priamo na zemi, ale na kryte elektrického prijímača, elektrického motora, elektrické prístroje, alebo na kovovej konštrukcii, na ktorej je položka elektrické drôty (Obrázok 2). Takýto uzáver sa nazýva skratka k krytu. Ak súčasne plášť elektrického prijímača alebo konštrukcia nemá spojenie so zemou, potom nadobúdajú potenciál fázy siete alebo v jej blízkosti.
Obr. 2.
Dotknutie sa na tele zodpovedá dotyku fázy. Uzavretý obvod je vytvorený cez ľudské telo, jeho topánky, podlahu, zem, odolnosť voči netesnostiam a kapacitnú odolnosť chybných fáz (pre jednoduchosť, kapacitné odpory nie sú znázornené na obrázku 2).
Prúd v tomto okruhu uzáveru závisí od jeho odolnosti a môže spôsobiť vážne zranenie osoby alebo byť smrteľný pre neho.
Obr. 3. Dotknite sa osoby na vodič v sieti s izolovaným neutrálom, ak je v sieti zemná chyba
Z toho, čo bolo povedané, vyplýva, že pri prechode prúdu cez Zem je potrebný uzavretý okruh (niekedy si predstavte, že prúd "ide na zem" je nesprávny). V sieťach s izolovaným neutrálnym napätím do 1000 V sú zvodové prúdy a kapacitné prúdy zvyčajne malé. Závisia od stavu izolácie a dĺžky siete. Dokonca aj v rozvetvenej sieti sú v rozmedzí niekoľkých ampérov a nižšie. Preto tieto prúdy spravidla nie sú dostatočné na roztavenie poistkových väzieb alebo vypínanie.
Pri napätí nad 1000 V sú primárne dôležité, môžu dosiahnuť niekoľko desiatok ampérov (ak ich kompenzácia nie je poskytnutá). V týchto sieťach sa však odpojenie poškodených častí pri jednofázových poruchách zvyčajne neuplatňuje, aby sa nevytvorili prerušenia napájania.
Týmto spôsobom, v sieti s izolovanou neutrálne v prítomnosti jednofázového obvode (signalizované monitorovanie izolácie zariadení) pokračovať v činnosti zariadenia spotrebujúce energiu.To je možné, pretože jednofázový lineárny obvod (fáza-fáza) napätie nemení a všetky elektrické prijímače napájané nepretržite. ale pre akékoľvek poruchy jednofázové v sieti s izolovanou neutrálnym nepoškodený napätia fáza proti krajine sa zvyšuje až do lineárnych, a to prispieva k druhému skratu na druhú fázu. Výsledná chyba dvojitého uzemnenia vytvára vážne nebezpečenstvo pre ľudí. Preto akékoľvek sieť s jednofázovou poruchou musí byť považovaná za situáciu v stave núdze, pretože všeobecné bezpečnostné podmienky pre tento stav siete sa prudko zhoršujú.
To znamená, že prítomnosť "pôdy" zvyšuje nebezpečenstvo v dotyku častí pod napätím. To je vidieť napríklad na obrázku 3, ktorý ukazuje priechodom prúdu lézií z dotyku s živým vodičom a nekorigované fázy A "pôda" vo fáze C. Muž je tak vystavený lineárne napätie. Z tohto dôvodu, jednofázové zemné spojenie alebo na telo, musí byť opravené čo najskôr.
