Защита от замыканий на землю

Однофазные замыкания на землю имеют место в сетях с изолированной нейтралью (6-35кВ) и составляют 70-80% всех повреждений линий. Токи замыкания не превышают 20-30 А, поэтому замыкания на землю не являются короткими замыканиями. Согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ) такой режим допускается в течение 2ч, чтобы выявить поврежденный элемент и перевести потребители на другой источник питания.

Рассмотрим некоторые особенности протекания процесса однофазного замыкания на землю (рис. ).

С

В

А

 

 

U_N с_а с_в с_с

 

 

 

Рис. Режим однофазного замыкания

В нормальном режиме имеются симметрия фазных напряжений и емкостных токов, U_N=0. При замыкании на землю фазы А напряжение нейтрали увеличится до фазного U_N= -U_А. Напряжения неповрежденных фаз относительно земли увеличатся до линейных значений

U_В= U_С= √ 3U_Ф.

Это создает предпосылки для пробоя изоляции, возникновения короткого замыкания и повышает опасность обслуживания электроустановок. В местах с ослабленной изоляцией возможен пробой и возникновение двойного КЗ на землю, что приведет к срабатыванию МТЗ.

Если рассмотреть напряжение и токи нулевой последовательности при однофазном замыкании на землю, то можно установить что [4]:

· напряжение нулевой обмотки равно фазному

U₀= U_Ф

· ток однофазного замыкания на землю равен утроенному емкостному току фазы, протекающему в сети до повреждения

I_З=3I_Ф(С)=3I₀.

При известной емкости линии ток замыкания на землю

,

где C_Ф – емкость фазы относительно земли всей электрически связанной сети.

Поскольку емкость сети аналитически определить довольно сложно, то ток замыкания с достаточной степенью точности можно вычислить по эмпирическим формулам [4]:

для воздушных линий

_, А;

для кабельных линий

_, А;

где U – линейное напряжение, кВ;

l – длина линии, км.

Согласно ПУЭ наибольшие допустимые значения тока однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью составляют: при напряжении 6 кВ – 30А; при напряжении 10кВ – 20А и при U=35кВ – 10А.

Принципы построения схем. Простейшая неселективная защита без указания повреждения участка, которая действует на сигнал, может быть выполнена с помощью реле напряжения, включенного в разомкнутый треугольник обмотки трансформатора напряжения TV (рис. ).

 

 

Рис. Неселективная защита от однофазных замыканий на землю

При возникновении замыкания на землю в любом участке цепи, подключенном к шинам, на разомкнутом треугольнике появится напряжение нулевой последовательности U₀, срабатывает реле напряжения KV и запускается реле времени KT. Выдержка времени нужна для отстройки от кратковременных замыканий, например, касание в ветреную погоду проводами ЛЭП заземленных конструкций и т.п. Отыскание места повреждения производится путем поочередного отключения всех потребителей, подключенных к данной секции.

Такая защита может применяться на подстанциях с небольшим числом присоединений, если это одновременно удовлетворяет требованиям техники безопасности.

Более совершенная селективная защита, которая может действовать на сигнал или отключение, выполняется с помощью трансформаторов тока нулевой последовательности. Магнитопровод такого трансформатора тока охватывает три фазы защищаемой сети, а к обмотке подключают токовое реле РТ-40/0, 2 или РТ3-51.

В нормальном режиме результирующий магнитный поток равен нулю. При однофазном замыкании на землю в обмотке трансформатора тока нулевой последовательности наводится ЭДС, срабатывает токовое реле, замыкая свои контакты и подавая с выдержкой сигнал.

Ток срабатывания защиты I_c.з. выбирается таким образом, чтобы отстроить защиту емкостного тока, протекающего в защищаемой линии, при замыканиях на землю на других присоединениях. Для этого необходимо

 

,

где К_отс – коэффициент отстройки, К_отс=1, 1-1, 2;

К_б – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока при внешних перемежающихся замыканиях на землю, К_б=2-3, для защит с выдержкой времени, К_б=4-5, если защита выполнена без выдержки времени;

I_c – собственный емкостной ток защищаемой линии.

Величину I_c можно определить по средним значениям емкостного тока на один километр линии.

Для кабельных линий

I_c= I_соln,

для воздушных линий

I_c= I_соl.

Здесь I_со – величина емкостного тока на 1 км длины линии, А/км;

l – длина линии, км;

n – число параллельных кабельных линий.

Чувствительность защиты определяется для режима однофазного замыкания на землю в защищаемой линии и характеризуется коэффициентом чувствительности

,

где I_з – ток замыкания на землю или наименьшее реальное значение суммарного емкостного тока всей сети, можно определить по вышеприведенным формулам для ВЛ и КЛ;

I_c – собственный емкостной ток поврежденного присоединения.

Коэффициент чувствительности К_ч≥ 1, 25 – для кабельных линий; К_ч≥ 1, 5 – для воздушных линий электропередачи.

Рассмотренная защита применяется в основном на кабельных линиях напряжением 6-35кВ.

 

Автоматическое включение резерва (АВР), автоматическое повторное включение (АПВ) и автоматическая частотная разгрузка (АЧР).

В системах электроснабжения при наличии двух (и более) источников питания часто целесообразно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой; каждый из них обеспечивает питание выделенных потребителей. Такой режим работы сети обеспечивается необходимостью уменьшить токи КЗ, упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению. Однако при этом надежность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой чем в замкнутых.

Надежность в разомкнутых сетях ниже чем в замкнутые, т.к. отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электроснабжение можно восстановить автоматическим подключением к другому ис­точнику питания с помощью устройства включения резервного источника (АВР).

Все схемы АВР должны удовлетворять основным требованиям

1. Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабаты­вать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормаль­ного напряжения на другом, резервном для данных потребителей источнике питания. При минимальном рабочем напряжении Up.мин резервного источника устройство АВР должно за­пускаться в работу. Это обеспечивается выбором напряжения срабатывания

Ucp.2=Up.мин/ (Кв х Кзап),

где Кв=0, 8 - коэффициент возврата максимального реле, Кзап=1.1-1.2.

2.Чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замы­кание, линия рабочего источника к моменту действия АВР должна быть отключена со стороны шин потребителей.

3.Признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной АВР обычно является нап­ряжение, при снижении напряжения до определенного значения АВР приходит в действие.

АВР не должно срабатывать при понижении напряжения на шинах до Uост.к., вызванное короткими замыканиями в точках К1 - КЗ, или до Uост.с.з. обусловленное самозапуском электродвигателей.

Uср.1 = Uост.к/Кзап.

Uср.1 = Uост.с.з./(Кв*Кзап.)

где Кв==1, 25 -коэффициент возврата минимального реле, Кзап.=1.2 – 1.3

Принимается меньшее значение напряжения срабатыва­ния.

При исчезновении напряжения на шинах, АВР может подействовать с замедлением, достигающим 1с и более, из-за того, что на шинах, при отключении питающей линии, в течение некоторого времени поддер­живается остаточное напряжение за счет разряда электромагнитной энергии, запасенной электродвига­телями.

 

⇐ Предыдущая567891011121314

Поделиться:

Популярное:

1. III. Защита статистической информации, необходимой для проведения государственных статистических наблюдений
2. V. НА ЗЕМЛЮ ПРИШЛИ НАШИ БОГИ.
3. VIII. ПУБЛИЧНАЯ ЗАЩИТА СОЧИНЕНИЯ
4. Антропогенные опасности и защита от них
5. Аутентификация, основанная на знании и защита от компрометации паролей методы, позволяющих несколько уменьшить угрозу компрометации паролей пользователей
6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА
7. Блаженны кроткие, ибо они наследуют землю. Кротость — деятельное смирение (смирение в действии - укреплении свободной воли во смирении).
8. Броди до исчерпания всех сил, и тогда, падая на землю, будь цельной в этом падении.
9. Высшим нравственным смыслом служебной деятельности сотрудника является защита человека, его жизни и здоровья, чести и личного достоинства, неотъемлемых прав и свобод.
10. Газовая защита тр-ра, назначение, схема, конструкция газового реле.
11. Гарантии и защита конституционных прав и свобод
12. Глава 19 ЗАЩИТА ПРАВ НАЛОГОПЛАТЕЛЬЩИКОВ