РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОГО МЕТОДА ОБНАРУЖЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Abstract

Статья посвящена разработке комбинированного метода обнаружения однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в распределительных электрических сетях 6–35 кВ, основанного на принципе анализа токов нулевой последовательности (НП). Проведены анализ существующих методов и средств релейной защиты от ОЗЗ и их основные недостатки, связанные с недостаточной чувствительностью защит при высоких переходных сопротивлениях и при дуговых перемежающихся замыканиях на землю. В работе предложен метод, основанный на совместном анализе амплитуды и фазового угла токов НП, позволяющий селективно определять зону возникновения ОЗЗ, на отходящем фидере или на сборных шинах подстанции. Показано, что для сетей с изолированной и компенсированной нейтралью угол между токами повреждённого и неповреждённых фидеров составляет около 180°, тогда как для сетей с резистивным заземлением нейтрали данный угол находится в пределах 135–150°. В связи с этим предложен принцип, учитывающий направление емкостных токов поврежденной и не поврежденных фаз. В работе введено новое понятие дифференциально-фазовый принцип анализа токов НП для обнаружения ОЗЗ и повышения надежности защиты. Дополнительно учитывается величина переходного сопротивления и амплитуда тока ОЗЗ, что позволяет реализовать адаптивный принцип действия защиты с формированием сигнализации при высокоомных повреждениях и отключением при устойчивых низкоомных замыканиях. При разработке алгоритма защиты использованы результаты моделирования переходных процессов при ОЗЗ, выполненный в программной среде Matlab. Результаты исследования подтвердили повышение чувствительности, селективности и устойчивости работы защиты при переходных сопротивлениях до 10 кОм. Предложенный метод позволяет повысить надёжность электроснабжения, снизить риск повреждения электрооборудования, сократить эксплуатационные затраты и повысить безопасность оперативного персонала. Ключевые слова: однофазное замыкание, изолированная нейтраль, компенсированная нейтраль, резистивная нейтраль, переходное сопротивление, релейная защита, селективность, моделирование.