Статьи


Метод компенсации активной составляющей тока замыкания на землю

Автор(ы): А.В. Остапчук

Публикация: НГУ

Язык: Русский

Анотация:

Введение

В настоящие время при эксплуатации сетей с компенсацией емкостных токов даже при резонансной настройке, не всегда удается достигнуть локализации аварии. Такая ситуация возникает при сильно выраженной активной составляющей аварийного тока, поэтому в научной литературе чаще стали появляться предложения по использованию систем с компенсацией активного тока [1].

Анализ последних достижений

Среди предложенных на сегодняшний день способов компенсации активной составляющей, перспективными следует считать основанные на принципе – введения в сеть дополнительного напряжения. В нейтраль через дугогасящий реактор или однофазный трансформатор вводится дополнительное напряжение Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю, совпадающее с фазным напряжени-ем поврежденной фазы [2, 3] либо опережающее его на определенный угол [4].

Преимуществом приведенных способов является простота регулирования значения вводимого напряжения. К недостаткам следует отнести влияние устройства компенсации активной составляющей на настройку дугогасящего реактора и трудность точного определения величины дополнительного напряжения. Для устранения первого недостатка, необходимо вместе с регулированием напряжения, сдвигать его на определенный угол (изменять одновременно фазу [4]), что касается второго недостатка то предложенные методы [5] не работоспособны при влиянии переходного сопротивления.

Формулирование целей и постановка задачи

Целью данной работы является разработка метода расчета дополнительного напряжения при компенсации активной составляющей тока однофазного замыкания на землю (ОЗНЗ), работоспособного при влиянии переходного сопротивления.

Изложение основного материала

Как показывает практика, при работах связанных с компенсацией активной составляющей тока ОЗНЗ, важным условием является измерение напряжения нулевой последовательности Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – параметра позволяющего с достаточной точностью определить напряжение компенсации. Величина напряжения нулевой последовательности показывает степень влияния переходного сопротивления

Методика определения напряжения компенсации при ОЗНЗ через переходное сопротивление следующая.

Ток замыкания через параметры нулевой последовательности (компенсированная нейтраль):

Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю

где Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – фазное напряжение сети; Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – проводимость изоляции относительно земли всей электрически связанной сети; Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – проводимость ДГР.

Выразив проводимости через сопротивления Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю; Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю и приведя действительные и мнимые части, перейдем к следующему соотношению:

Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю

где Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю и Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – емкость, и активное сопротивление изоляции относительно земли; Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю и Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – активные сопротивление и индуктивность ДГР.

Приведем к общему знаменателю выражения в скобках:

Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю

Из полученного выражения можно выделить активную и реактивную со-ставляющее тока ОЗНЗ:

Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю; Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю

В приведенных формулах величину напряжения нулевой последовательности можно определить при помощи обмотки трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, с последующей передачей на устройство обработки. Остальные величины определяются при помощи известного би-частотного метода наложения сигналов непромышленных частот. Данные определяются в нормальном режиме работы по заданному алгоритму.

На основании данных изложенных в [6], для компенсированной нейтрали характерно следующее расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ рис.1. По приведенным рисункам можно сделать вывод, что угол между вектором напряжения нулевой последовательности и вектором тока в ДГР не зависит от режима компенсации, переходного сопротивления в точке замыкания, а определяется параметрами ДГР и равен около 90°. При этом вектор тока в ДГР отстает от вектора напряжения нулевой последовательности. Угол Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – это угол между напряжением нулевой последовательности при металлическом замыкании и напряжением нулевой последовательности при замыкании через переходное сопротивление, а угол Метод компенсации активной составляющей  тока замыкания на землю – это угол между током нулевой последовательности и током компенсации для случая – а); угол между током нулевой последовательности и емкостным током сети для случая – б).

Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ

Выразим напряжение Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ через Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ и угол Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ.

Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ

Также из рисунка видно что Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ, поэтому:

Расположение векторов тока и напряжения при ОЗНЗ


Выводы

Рассчитав при помощи вышеизложенного метода значение напряжения, можно создать условия для ликвидации активной составляющей тока ОЗНЗ. Напряжение используется из сети, при помощи устройства выбора поврежденной фазы. На данном этапе ведутся работы по усовершенствованию устройств данного типа и реализации метода в устройстве компенсации. Рас-смотренный алгоритм работы метода настройки в резонанс может быть использован при проектировании новых устройств компенсации для написания программного обеспечения управляющего органа.


Список литературы

1. Обабков В.К., Обабкова Н.Е. Возможности создания быстродействующего линейного дугогасящего реактора для сетей 6-35кВ с компенсацией емкостных токов / В сборнике докладов V международного симпозиума “Электротехника-2010”, том 1, 1999.-С.108-113.

2. Ершов А.М., Петров О.А. Способы компенсации активной составляющей тока однофаз-ного замыкания на землю.//Известия вузов. Энергетика, 1977. №3-С.15-19.

3. Петров О.А., Ершов А.М. Компенсация активной составляющей тока однофазного замы-кания на землю в электрических сетях.//Известия вузов. Энергетика, 1975. №10 – С.52-59.

4. А.с. 559325 (СССР) Устройство для компенсации активной составляющей однофазного замыкания на землю /Петров О.А., Ершов А.М. – Опубл. В Б.И., 1977, №9.

5. Шкрабец Ф.П., Остапчук А.В. Система автоматической компенсации активной составляющей тока замыкания на землю. Науковий вісник НГУ №3 2004 р. С.35-38.

6. Пивняк Г.Г., Шкрабец Ф.П. Несимметричные повреждения в электрических сетях карьеров: Справочное пособие. – М.: Недра, 1993. – 192 с.


Рекомендуем

Итогом работы двух предыдущих конференций по ограничению перенапряжений и режимам заземления нейтрали сетей 6–35 кВ [1, 2] явилось положение новой редакции главы 1.2 Правил устройства электроустановок (ПУЭ) [3], где сказано: «1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2–35 кВ может предусматр...

Методики практической оценки уровня высших гармоник тока однофазного замыкания

Как было отмечено ранее, составляющие высших гармоник в токе замыкания на землю при определенных условиях имеют значительную величину. Целью данной статьи является оценка этих величин для определения уровня высших гармоник и выполнения мероприятий по ограничению или использованию их для устройств...

Система автоматического управления  дугогасящим реактором

В настоящее время электрические сети напряжением 6-10 кВ нуждаются в эффективных средствах защиты от замыканий на землю. Один из методов локализаций аварий подобного типа – использование дугогасящих реакторов (ДГР), настроенных в резонанс с емкостью сети. Как показывает практика, в процессе работ...

В общем случае знание состояния изоляции электроустановок напряжением выше 1000 В, эксплуатирующихся в различных условиях горного производства являются важным составным элементом решения задачи по обеспечению безопасности и безаварийности систем электроснабжения.

Параметрами, характеризу...

Высоко частотный резонанс в системах электроснабжения шахт и карьеров при дуговых замыканиях на землю

Опыт эксплуатации распределительных сетей 6…10 кВ шахт и карьеров свидетельствует о большой повреждаемости электрооборудования. Особенно это касается электродвигателей, имеющих, как известно, меньшие конструктивные запасы электрической прочности. Одной из главных причин отказов электрооборудовани...


Чтобы иметь возможность добавлять комментарии необходимо авторизоватся

Помощь

Вверх