Исследования и разработка алгоритмов микропроцессорной защиты от однофазных замыканий на землю с учетом электромагнитной совместимости

• Автор: Горюнов, Вячеслав Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Анализ алгоритмов функционирования защит от замыканий на землю в

сетях 6 кВ и задачи работы

1.1. Общие положения.

1.2. Индивидуальные защиты присоединений.

1.3. Централизованные защиты от однофазных замыканий на землю

1.4. Электромагнитная совместимость устройств релейной защиты и автоматики.

1.5. Задачи исследования.

2. Разработка модели сети напряжением 6 кВ, включающей кабельные и

воздушные линии

2.1. Основные положения
2.2. Моделирование элементов схемы замещения.
2.3. Создание расчетной схемы сети с изолированной нейтралью.
2.4. Оценка адекватности модели сети.
2.5. Определение требований к защите от замыканий на землю.
2.6. Выводы по главе.
3. Разработка алгоритмов функционирования защиты.
3.1. Основной алгоритм централизованной защиты.
3.2. Базовый алгоритм с суммированием.Г
3.3. Логический алгоритм.
3.4. Фазный алгоритм.
3.5. Комбинированный алгоритм
3.6. Выводы по главе.
4. Исследование функционирования защиты в городских электрических
сетях и электромагнитная совместимость.
4.1. Электрические и магнитные влияния на контрольные кабели.
4.2. Экспериментальное определение уровней помех на контрольном кабеле
4.3. Выводы по главе
5. Технические аспекты и внедрение защиты от замыканий на землю
5.1. Особенности подключения трансформаторов тока нулевой
последовательности в сетях 6 кВ
5.2. Применение трехтрансформаторных фильтров токов нулевой
последовательности1
5.3. Опыт внедрения защиты от замыканий на землю в городских сетях кВ г. ХантыМансийска
5.4. Выводы по главе
Заключение.
Список использованных источников


Чувствительность таких защит выше, чем ненаправленных, так как их ток срабатывания отстраивается [, ] только оттока небаланса в «максимальном рабочем режиме», а отстройка защиты от собственного ёмкостного тока линии не требуется, поскольку от этого тока она отстроена «по направлению». Общим недостатком защит такого типа являются их неселективные действия или отказ в срабатывании при перемежающихся дуговых 3. Каждому из устройств защиты присущи некоторые недостатки, так возможна ложная работа реле -1 и ЗЗП-1М (отключение неповреждённых линий или отказ в срабатывании []). Защита ЗЗП-1 имеет предел чувствительности к металлическим замыканиям на землю через переходное сопротивление до 0,6. Ом, а также защита ЗЗП-1 (ЗЗП-1М) не может быть применена в сети, заземлённой через высокоомный резистор (угол её максимальной чувствительности близок к электрическим градусам). РЗН присущ большой процент ложных срабатываний и отказов [6]. Другим методом определения поврежденного присоединения с использованием сигналов тока и напряжения НП является расчет активной мощности нулевой последовательности в установившемся режиме 7, 1. Защиты, реализованные на этом принципе, обладают более высокой устойчивостью функционирования в режимах с перемежающейся дугой в месте 3 и отстроены в большей мере от бросков ёмкостных токов в переходных процессах. Обеспечить стабильное функционирование таких защит возможно в основном в сетях с резистивным заземлением нейтрали. Защиты, выполненные на принципе компенсации собственных емкостных токов [], не являются направленными и напряжение нулевой последовательности в них используется только для создания компенсирующего тока. При замыканиях через большие переходные сопротивления величина компенсирующего тока будет автоматически меняться, что можно отнести к положительным свойствам защит данного типа. Основной проблемой таких защит является неточность задания величины компенсирующего тока, ввиду отсутствия точных сведений о значении ёмкостного тока присоединений и большого непостоянства этой величины. Для устранения недостатков защит использующих токи и напряжения ЫП промышленной частоты были разработаны защиты от однофазных замыканий на землю, реагирующие на высшие гармоники электрических величин [3]. При возникновении дуговых 3 содержание высших гармонических составляющих в сети резко увеличивается, причем содержание высших гармонических в токе нулевой последовательности повреждённой линии значительно больше, чем в токах нулевой последовательности неповреждённых линий. Эти процессы наблюдаются в сетях всех видов заземления нейтрали. НП. Условия селективности несрабатывания при внешних 3 и устойчивости срабатывания при внутренних повреждениях для устройств абсолютного замера высших гармоник обеспечиваются в основном на крупных подстанциях и электростанциях с большим числом присоединений. Устройства защиты УСЗ-2/2 имеют ряд недостатков присущих только этим защитам. Так селективность устройства УСЗ-2/2 является неудовлетворительной [6], что связано, во-первых, с отсутствием учета изменений схемы сети у потребителей (то есть изменений собственных ёмкостных токов 1ссоб линий и суммарного ёмкостного тока Iqу сети) и учета потребителей, являющихся источниками повышенного уровня высших гармоник, а во-вторых, методическими погрешностями при выборе уставок (устройства реагируют на суммарный уровень высших гармоник, а уставки выбираются по значениям Усу и Jccoid- Наличие таких трудно учитываемых факторов, изменяющихся в процессе эксплуатации, приводит к тому, что правильный выбор уставки для устройства абсолютного измерения становится практически невозможным. Другая категория защит - это защиты от однофазных замыканий fia землю, реагирующие на электрические величины переходного процесса [3, ]. Среди достоинств таких защит можно отметить возможность фиксации всех разновидностей 3, независимость действия от режима заземления нейтрали, большая чувствительность к замыканиям через переходное сопротивление, большие значения амплитуд переходных токов, упрощающие отстройку от токов небаланса фильтра токов нулевой последовательности (ФТНП) и обеспечение высокой помехоустойчивости и чувствительности защиты. По и такие защиты обладают недостатками.