Чувствительная направленная защита от замыкании на землю для сетей с изолированной нейтралью Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Том 117

ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

1063

ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ СЕТЕЙ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Л. А. ЗАСПАНОВ, А. И. ЗАЙЦЕВ (Представлено научным семинаром электромеханического факультета)

Существующие защиты от замыканий на землю, применяемые в сетях с изолированной нейтралью, не удовлетворяют всем предъявляемым к ним требованиям. Они или не обладают избирательностью действия, или слишком сложны и дороги или недостаточно чувствительны.

Совещание по вопросам защиты от замыканий на землю в системах с изолированной или компенсированной нейтралью, проходившее в мае 1959 г. в Москве, поставило задачу создать новые более совершенные защитные устройства. Поэтому в последние годы различивши организациями создан и испытывается целый ряд новых защит, более полно удовлетворяющих предъявляемым к нам требованиям. Несмотря на это, выбрать наиболее универсальное и полноценное устройство защиты от замыкания на землю для промышленного освоения и массового внедрения до настоящего времени не удалось [1].

В работу по созданию более совершенной защиты на землю включилась так же кафедра электрификации промышленных предприятий ТГ1И. Нами разработано простое и достаточно чувствительное реле селективной защиты от замыканий на землю (РСЗН), предназначенное1 для использования в кабельных сетях 0,23, 0,4, 3, б, 10 кв с изолированной нейтралью [2,3].

Реле РСЗН относится к устройствам направленного действия, работающим в установившемся режиме замыкания на землю и реагирующим на направление реактивной составляющей мощности нулевой последовательности.

Направленность реле достигается применением ключевой фазо-чувствительной схемы, собранной на полупроводниковых элементах.

Схема реле (рис. 1) состоит из одного каскада фазочувствитель-ного усилителя мощности, активно-емкостного фазовращательного моста и поляризованного реле, включенного на выходе усилителя.

В качестве фильтра тока нулевой последовательности используется кабельный трансформатор тока. Фильтром напряжения в низковольтных сетях служит трехфазный дроссель, в высоковольтных—пя~ тистержневой трансформатор напряжения.

При замыкании на землю фазы защищаемого фидера в цепи коллектора триода П возникает выпрямленный ток, величина которого зависит от сдвига фаз тока и напряжения нулевой последовательности, подводимых на триод. Для достижения максимального значения тока необходимо, изменяя сопротивление фазовращательного моста, повернуть вектор напряжения нулевой последовательности до совпадения по фазе с током нулевой последовательности.

При замыкании вне зоны защиты (на любом из остальных фидеров) направление тока нулевой последовательности изменится на 180 . триод „закроется" и ток в цепи коллектора протекать не будет.

Исполнительным органом защиты служит поляризованное реле, обмотка которого включена в цепь коллектора триода. Для сглаживания пульсаций обмотка реле шунтируется емкостью С2.

Для защиты триода от протекания больших токов нулевой последовательности при двойных замыканиях на землю в схему введен ста-биливольт D2 с токоограиичивающим сопротивлением R>.

II— плоскосгный триод П-26, Р -- поляризованное реле РП-4 У172 2048, Дх — полупроводниковый диод Д7Б, Л2 — полупроводниковый стабиливольт Д-808, Рл—переменное сопротивление СП 1000 ом, /?2 — сопротивление 100 ом, С1 = С> — конденсатор емкостью 4 ткРу ■С.. — конденсатор емкостью — 10 ткР,

'Г — трансформатор фазовращательного моста, се ч е ние железа 8,8 см2, провод ПЭВ 0 0,18, первичная обмотка — 1000 витков, вторичная обмотка = т.л = 315 витков. Чувствительность защиты зависит от типа кабельного трансформатора тока, причем для каждого типа трансформатора тока чувствительность может быть резко повышена, если увеличить число витков вторичной обмотки (рис. 2).

Максимальная величина тока, протекающего через реле, ограничивается выбранным напряжением вторичной обмотки трансформатора фазовращательного моста и сопротивлением обмотки реле.

Рис. 1.

II а р а метры эле м ентов ре л с1

Минимальные токи срабатывания защиты при применении в ка честве исполнительного реле поляризованного реле РП-4 с сопротив лением обмотки 4500 ом и питании защиты от различных трансформаторов тока приведены в таблице.

Гии трансформатора тока

УТТ-5 ТЗЛ ТЗ T3P ТЗЛ ТЗ

вторичная обмотка заводского исполнения 1 вторичная обмотка

250 витков 400 витков /

0,2 0,8 1,2 2,7 0,2 0,2

Ток срабатывания защиты ампер

Зимой 1962— 1963 гг. проведены испытания работы защиты в сетях 6 кв системы Томскэнерго. Действие защиты проверялось путем создания искусственных замыканий на землю в диапазоне токов на землю 1,1 ^ 18 ампер. Питание реле защиты осуществлялось от тран-

та

х

I

ч

•л

ТЗ С ¿¿¡1 =

Г3/7 с 02 ^25ß$ur#ffg

Jcp.fi&ftP

Тм

' г з

Рис. 2.

сформаторов тока типа ТЗ. При токе на землю 1,1 ампера вторичная обмотка трансформатора тока ТЗ доматывалась до 180 витков. Во всех случаях защита реагировала, правильно указывая поврежденный фидер.

ЛИТЕРАТУРА

1. ОРГРЭС. Сигнализация замыканий на землю в компенсированных сетях. ГЭИ, 1962.

2. А. И. Зайцев, Л. А. 3 а с п а н о в. Селективная защита от замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Известия ТПИ, том 97, 1959.

3. А. И Зайцев, Л. А. 3 а с и а н о в. Селективная защита от замыканий на землю на полупроводниках. Известия ТПИ, том 115, 1960.

Поступила в редакцию в мае 1962 г.