Научная статья на тему 'Компенсация полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ'

Компенсация полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
687
76
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОДНОФАЗНОЕ ЗАМЫКАНИЕ ЗА ЗЕМЛЮ / ONE-PHASE EARTH FAULT / ГАШЕНИЕ ДУГИ / ARC EXTINGUISHING / КОМПЕНСАЦИЯ ПОЛНОГО ТОКА / FULL CURRENT COMPENSATION / МОДЕЛЬ СЕТИ / NETWORK MODEL / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ / EXPERIMENTAL RESEARCH

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Булычев Александр Витальевич, Дементий Юрий Анатольевич, Козлов Владимир Николаевич

Предложен принцип компенсации остаточного тока, позволяющий принудительно погасить дугу в месте повреждения и предотвратить повторные электрические пробои. Рассмотрены структура и функционал устройства, реализующего данный принцип. Представлены математическая и физическая модели сети с системой компенсации, проанализированы результаты моделирования, доказано соответствие моделей реальному объекту. Оценены динамические свойства и предельные возможности системы компенсации. Установлено, что гашение электрической дуги осуществляется системой за время, не превышающее 60 мс.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Булычев Александр Витальевич, Дементий Юрий Анатольевич, Козлов Владимир Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FULL EARTH CURRENT COMPENSATION IN 6-10 kV NETWORK

The article proposes the principle of residual current compensation that allows forcing the arc to be extinguished in the place of damage and preventing repeated electrical breakdowns. The structure and the functional of the device implementing this principle are described. The mathematical and physical models of the full current compensated network are described, the simulation results are analyzed and the matching of the real models and objects is proven. Dynamic properties and limiting possibilities of the compensation system are estimated. It was found that the electric arc is extinguished by the system in a time not exceeding 60 ms.

Текст научной работы на тему «Компенсация полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ»

УДК 621.316.925 ББК 31.27-05

А.В. БУЛЫЧЕВ, Ю.А. ДЕМЕНТИЙ, В Н. КОЗЛОВ

КОМПЕНСАЦИЯ ПОЛНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В СЕТЯХ 6-10 кВ

Ключевые слова: однофазное замыкание за землю, гашение дуги, компенсация полного тока, модель сети, экспериментальные исследования.

Предложен принцип компенсации остаточного тока, позволяющий принудительно погасить дугу в месте повреждения и предотвратить повторные электрические пробои. Рассмотрены структура и функционал устройства, реализующего данный принцип. Представлены математическая и физическая модели сети с системой компенсации, проанализированы результаты моделирования, доказано соответствие моделей реальному объекту. Оценены динамические свойства и предельные возможности системы компенсации. Установлено, что гашение электрической дуги осуществляется системой за время, не превышающее 60 мс.

Задача снижения тока и гашения электрической дуги в месте однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в сетях 6-35 кВ традиционно решается с помощью дугогасящих реакторов (катушек индуктивности), включаемых между нейтралью сети и землей [3]. Однако это элегантное решение, основанное на компенсации только емкостной составляющей тока ОЗЗ противоположно направленной индуктивной составляющей тока, создаваемой дугогасящим реактором (ДГР), дает хорошие практические результаты только на одной частоте и при отсутствии существенных потерь. В реальных сетях, где токи ОЗЗ превышают, например, 100 А, остаточный, не скомпенсированный ДГР ток в месте ОЗЗ, обусловленный потерями, гармониками и общей неидеальностью параметров, может превышать 5 А и поддерживать горение электрической дуги в месте ОЗЗ.

Значение тока, при котором возможно устойчивое горение дуги в месте замыкания (5 А), определено в результате всесторонних исследований и зафиксировано в нормативных документах1 [4, 5]. Таким образом, в сетях с током ОЗЗ 100 А и более ДГР не является гарантированным средством гашения дуги, так как остаточный ток может превышать значение 5 А.

В условиях поступательного развития сетей и увеличения токов ОЗЗ для эффективного снижения тока до уровня ниже 5 А и гашения электрической дуги в месте ОЗЗ необходимо компенсировать не только емкостную составляющую тока ОЗЗ на частоте сети, а полный ток ОЗЗ, включая активную составляющую и составляющие других частот. Кроме того, необходимо поддерживать в месте повреждения условия, в которых невозможно повторное зажигание электрической дуги.

1 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей: утв. приказом Минэнерго России от 13.01.2003 г. № 6 [Электронный ресурс] // Гарант: инф.-прав. портал. URL: http://base.garant.ru/12129664.

Особый практический интерес представляет решение, при котором остаточный ток (не скомпенсированный за счет ДГР) компенсируется током специального управляемого источника и создаются условия для предотвращения повторного зажигания электрической дуги в месте ОЗЗ [1, 2].

Ток в месте повреждения в общем обусловлен суммарной проводимостью фазных сопротивлений и емкостей относительно земли и проводимостью реактора (рис. 1):

¿ОЗЗ = ¿Ь + ¿СБ + 1СА + ¿КБ + ¿ЕЛ + iЯл,

где ¡ь - ток дугогасящего реактора; ¡СА и \СБ - емкостные токи неповрежденных фаз на землю; 1КВ и \КЛ - токи активных утечек неповрежденных фаз на землю; 1К„ -эквивалентное активное сопротивление цепей заземления.

ный потенциал путем введения тока дополнительного источника в контур нулевой последовательности сети, измеряются параметры контура нулевой последовательности и осуществляется настройка дугогасящего реактора.

С момента возникновения ОЗЗ определяют (косвенным методом) остаточный ток в месте замыкания на землю. Измеренный ток ОЗЗ сравнивают с пороговым уровнем, управляют дополнительным источником и регулируют его ток до полной компенсации тока ОЗЗ.

Остаточный ток определяют путем суммирования отдельных составляющих тока, циркулирующих в месте замыкания на землю. Первую составляющую остаточного тока определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на напряжение поврежденной фазы, измеряемое относительно нейтрали сети. Вторую составляющую определяют путем вычисления произведения проводимости контура нулевой последовательности сети, измеряемой в период, предшествующий моменту возникновения замыкания на землю, на измеряемое в тот же период напряжение нейтрали относительно земли. При превышении результирующим остаточным током заданного порогового уровня ток источника устанавливают пропорциональным результирующему остаточному току, а если результирующий остаточный ток не превышает заданный пороговый уровень, то ток источника устанавливают равным нулю.

На рис. 2 приведена функциональная схема устройства компенсации, реализующего предложенный способ.

Сеть 6-35 кВ

К электрической сети, содержащей несколько присоединений, через ней-тралеобразующую обмотку трансформатора собственных нужд (ТСН) подключены управляемый ДГР и управляемый источник тока (УИТ), который получает питание от вторичной обмотки ТСН. В принципе питание управляемого источника можно осуществлять от другого отдельного трансформатора.

Выходные сигналы измерительного трансформатора напряжения (ТУ) и трансформаторов тока ТА-1 и ТА-2 поступают на вход системы управления ДГР (СУ ДГР) и на вход системы управления УИТ (СУ УИТ). Логика взаимодействия указанных контуров управления задается программным путем в блоке согласования (БС) систем управления.

В системе управления ДГР обрабатываются входные данные и вычисляются активная, индуктивная, емкостная и полная проводимости контура нулевой последовательности сети. Определяется характеристическая величина, соответствующая рассогласованию между индуктивной и емкостной прово-димостями. Сформированный таким образом сигнал рассогласования сравнивается по абсолютной величине с предельным значением, определяющим зону нечувствительности измерительного органа СУ ДГР. Если сигнал рассогласования по уровню выходит за пределы зоны нечувствительности, то сигнал рассогласования поступает на вход управления индуктивностью ДГР.

В системе управления УИТ по факту возникновения ОЗЗ регистрируются осциллограммы входных сигналов. Путем обработки данных во временной и частотной областях вычисляется характеристическая функция, ориентированная относительно опорного сигнала, поступающего с одной из фазных обмоток трансформатора напряжения ТУ. Сформированный таким образом сигнал сравнивается по абсолютной величине с граничным значением, определяющим зону нечувствительности системы управления УИТ. Если уровень

сигнала превышает граничное значение, то сформированный им сигнал поступает на управление выходным током УИТ. Управляемый источник тока может быть реализован на основе ШИМ-конвертора с повышенной частотой преобразования электроэнергии и подключаться к нейтрали непосредственно или через дополнительную обмотку ДГР.

В нормальном установившемся режиме работы сети СУ ДГР производится измерение текущих параметров контура сети с использованием опорного тока, задаваемого блоком согласования БС. Он устанавливает циклический режим работы УИТ, подающего в нейтраль сети опорный ток, частота которого может задаваться кратной частоте сети в соотношении 1/2 или 1/3. Это дает возможность отстроиться от негативного влияния шумов промышленной частоты на точность измерений. Отсутствие сигнала на выходе СУ ДГР свидетельствует о том, что значение индуктивности ДГР находится вблизи точки резонансного равновесия и реальная расстройка контура сети незначительна и не выходит за пределы заданной зоны нечувствительности.

Если емкость сети изменяется в процессе работы, например, из-за отключения или подключения присоединений (изменения конфигурации), то СУ ДГР формирует сигнал управления реактором, по которому путем ступенчатого или плавного регулирования индуктивности ДГР возвращается в точку резонансного равновесия. Таким образом, СУ ДГР постоянно обеспечивает резонансную настройку ДГР.

Факт возникновения ОЗЗ фиксируется СУ УИТ по сигналам, поступающим на ее вход от измерительного трансформатора напряжения ТУ. С этого момента прерываются действия СУ ДГР, блокируется управление ДГР и УИТ и запускается процесс обработки данных, зафиксированных СУ ДГР на момент возникновения ОЗЗ. Производится вычисление мгновенных значений остаточного тока ОЗЗ, определяемого суммированием двух характерных составляющих.

Первая составляющая включает в себя активный ток контура нулевой последовательности (КНП) сети и его реактивный ток, обусловленный реальной расстройкой КНП на момент возникновения ОЗЗ. Вторая составляющая представляет собой ток, обусловленный неравенством проводимостей фаз относительно земли. Для вычисления первой составляющей тока используются выборки напряжения поврежденной фазы, измеренного относительно нейтрали сети на соответствующей фазной обмотке измерительного трансформатора ТУ, и полная проводимость КНП сети, измеренная до момента замыкания на землю.

Для вычисления второй составляющей тока используются та же полная проводимость КНП сети и зарегистрированные выборки напряжения на нейтрали, измеренные с помощью обмотки трансформатора напряжения ТУ, соединенной по схеме «разомкнутый треугольник» до момента замыкания на землю. Затем сформированный пропорционально вычисленному результирующему току сигнал сравнивается по абсолютной величине с порогом чувствительности. Следует отметить, что он задается исходя из условия минимального ущерба от термического действия тока в месте повреждения и невозможности поддерживать опасные перемежающиеся дуговые процессы.

Если при наличии ОЗЗ сигнал на выходе СУ ДГР отсутствует, то это означает, что измеренный косвенным образом результирующий остаточный ток мал и не превышает порога чувствительности. В этом случае ток в цепи ДГР, настроенного предварительно на резонанс, оказывается достаточным для нейтрализации тока в месте повреждения до безопасного уровня. При отсутствии сигнала в цепи управления УИТ его выходная цепь остается обесточенной и сохраняет высокий импеданс, что исключает влияние его на электромагнитные процессы в КНП сети.

Если при наличии ОЗЗ СУ ДГР фиксирует выход сигнала из зоны нечувствительности, то формируется сигнал управления УИТ и он переводится в режим генерации тока в нейтраль сети. Причем этот ток пропорционален измеренному результирующему остаточному току и направлен встречно ему.

В результате в цепи нейтрали устанавливается ток, образуемый наложением тока ДГР, направленного на компенсацию емкостной составляющей тока КНП сети, и тока УИТ, направленного на компенсацию остаточного тока. Остаточный ток включает в себя активную составляющую тока КНП сети и его реактивную составляющую, обусловленную реальной расстройкой КНП сети на момент возникновения ОЗЗ, а также составляющую, обусловленную неравенством проводимостей фаз относительно земли. При этом ток в месте замыкания на землю полностью нейтрализуется, и потенциал поврежденной фазы выравнивается с потенциалом земли. Эти факторы обусловливают возможность снижения до минимума рисков возникновения повторных дуговых замыканий и ущерба от термического воздействия в месте повреждения.

Через интервал времени, программно заданный в БС, режим компенсации прерывается и проверяется возможность самоустранения ОЗЗ. Если устранения ОЗЗ не произошло, то восстанавливается режим компенсации тока ОЗЗ без ограничения длительности времени. Если ОЗЗ самоустранилось, то БС восстанавливает циклический режим генерации УИТ опорного тока и активизирует работу СУ ДГР.

Таким образом, СУ ДГР и СУ УИТ постоянно обеспечивают настройку ДГР и УИТ на компенсацию полного тока ОЗЗ.

Для исследования процессов компенсации полного тока ОЗЗ использована схема замещения сети (рис. 3), все параметры которой приведены к уровню напряжения сети. В схеме учтены все основные параметры, которые оказывают существенное влияние на процессы ОЗЗ и компенсацию полного тока в месте ОЗЗ. При этом принято, что исходно до момента возникновения ОЗЗ сеть симметрична по продольным и поперечным параметрам, а фазные ЭДС представляют собой гармонические функции одной частоты:

С = С = С = С

^а ^Ь ^с

К-а = К-Ь = К-с = К, Г/л = Г/в = / = Г/, Ь/л = Ь/в = Ь/с = Ь/

вл(1) = в/т ■ 8ШЮ

еБ(0 = еут ■ 8т(ю + 120°); ес(0 = еут ■ 8т(ю - 120°), где еА(0, еБ(0, ес(() - фазные ЭДС; еут - амплитудное значение напряжения; ЬуА, ЬуБ, Ьр, Ьу - продольные индуктивности фаз; ТуА, ТуБ, ТуС, Ту - продольные активные сопротивления фаз; Са, Съ, Сс, С - распределенные емкости фаз относительно земли; Яа, Яъ, Яс, Я - распределенные сопротивления утечек фаз на землю; ю - угловая частота ЭДС сети.

, 1в в

, с , с с

1 _

Ш„ Пк„@/к =|=с; трТ

>п Ч Т Т _I ¡ОЗЗ

С| Хс

г

Рис. 3. Схема замещения распределительной сети с управляемым заземлением при ОЗЗ

Я : Я

На основании схемы замещения сети (рис. 3), содержащей наиболее значимые для процессов ОЗЗ параметры, сформирована система дифференциальных уравнений сети при ОЗЗ:

7ОЗЗ — гл + 1Б + гС + ;

еС еБ — *СТ/ Ь/ '

-ис 0 + иБ0 + Ьр

■+1бт/ ;

еБ еЛ - /БТ/ Ьу иБ0 + иЛ0 + Ьу ^ + /АТ/';

еЛ - ~1АТГ~ЬГ^^Л~иА0 + ип ;

— + 7ОЗЗ; 0 — ис 0 + 7ОЗЗ ^ОЗЗ.

где еА, еБ, ес - фазные ЭДС; /А, /Б, /с - фазные токи; /п - ток нейтрали; /ОЗЗ - ток в месте повреждения; /'с - ток активно-емкостной проводимости поврежденной фазы на землю; иА0, иБ0, иС0 - падения напряжений на распределенных емкостях и активных проводимостях фаз относительно земли; ип - падение напряжения на нейтрали сети; ту, Ьу - продольное эквивалентное, соответственно, активное сопротивление и индуктивность фазы.

Первое уравнение системы составлено по первому закону Кирхгофа для узла, связанного с землей. Второе и третье уравнения записаны для контуров, содержащих линейные ЭДС А-В и В-С. Четвертое уравнение относится к фазе А и цепям заземления. Место повреждения, как правило, имеет ненулевое

А

Б

сопротивление, и ток в поврежденной фазе делится между местом повреждения и активно-емкостной проводимостью фазы относительно земли. Это учтено в пятом и шестом уравнениях системы.

Сложность процессов при ОЗЗ, неоднозначность параметров элементов и стремление наиболее точно воспроизвести в модели реальные процессы вызвали необходимость создания физической модели.

С целью получения наиболее близких по сущности процессов горения дуги физическая модель построена на номинальное напряжение 10 кВ с током ОЗЗ, примерно, 30 А (рис. 4). Для моделирования электрической дуги при ОЗЗ в модели использованы специальные разрядники рогового и шарового типов, а также - кабель с искусственно поврежденной изоляцией. Для создания активной составляющая тока ОЗЗ в модели применен блок резисторов БР, который в опытах ОЗЗ обусловливает активный ток, примерно, 5,4 А. Расстройка ДГР составляла менее 0,5%.

Во

Со

QF

Цифровой регистратор устройства автоматики

Рис. 4. Схема физической модели

Построенная таким образом модель использована для анализа процессов при ОЗЗ и при компенсации полного тока при разных видах ОЗЗ.

На рис. 5 приведена осциллограмма процесса при устойчивом ОЗЗ, полученная с помощью физической модели. На ней показаны: напряжения фаз А, В. С относительно земли (соответственно, шлейфы 1, 2, 3); напряжение на нейтрали 3и0 (шлейф 4); ток в месте ОЗЗ (шлейф 5); выходной ток инвертора (шлейф 6); ток ДГР (шлейф 7). Кроме того, для каждого шлейфа приведены значения контролируемых сигналов в моменты, отмеченные двумя указками, соответственно.

Из осциллограммы видно, что через 60 мс после включения управляемого источника ток в месте ОЗЗ, практически, равен нулю, т.е. остаточный (полный) ток полностью скомпенсирован. Путем математического и физиче-

ского моделирования установлено, что ток в месте повреждения после гашения дуги (обусловленный остаточными утечками), как правило, не превышает 300 мА.

Таким образом, от момента начала замыкания до полного гашения дуги проходит не более трех периодов колебаний промышленной частоты. Для предотвращения повторных электрических пробоев места повреждения система управления компенсацией поддерживает близкое к нулю значение напряжения повреждённой фазы, создавая таким образом «виртуальное замыкание на землю» в распределительной сети. Оно отличается от обычного ОЗЗ тем, что является полностью управляемым состоянием сети и при нем отсутствует ток в месте повреждения.

[1] Напр. фазы А (1) Действ, зн.: 6.44 кВ (2) Действ.зн.: 10.44 кВ Г \ г \ г \ \ г \ г Г \

/ ч. / / V / V / V/ / \

[2] Напр. фазы В (1) Действ.зн.: 6.37 кВ (2) Действ.зн.: 0.08 кВ \ Л Л Л /

V V V V

[3] Напр. фазы С (1) Действ.зн.: 6.43 кВ (2) Действ.зн.: 10.43 кВ Л у Л у Л у Л У Л А А А А А А А

V V / V/ V/ V/ V/

[4] Напр. ЗиО (1) Действ.зн.: 6.19 кВ (2) Действ.зн.: 6.19 кВ г А Л / > А А А А А

ъ V V V V \> V V Ъ

[5] Ток ОЗЗ (1) Действ.зн.: 0 А (2) Действ.зн.: 0 А >0 т

Ы=(

[6] Ток инвертора (1) Действ.зн.: 0.32 А (2) Действ.зн.: 102.51 А

[7] Ток реактора (1) Действ.зн.: 0 А (2) Действ.зн.: 30 А ¡\ 1 № ч /■ \ / ч х \ х /

V У ч. «у V ч \ а ч ч ч

Рис. 5. Осциллограмма процесса компенсации тока при устойчивом ОЗЗ, полученная с помощью физической модели

На рис. 6 приведена осциллограмма процесса ОЗЗ, полученная на математической модели, при параметрах, соответствующих параметрам физической модели. Как видно, формы и уровни сигналов физической и математической моделей, практически, совпадают.

Для количественного сопоставления сигналов проведен их анализ в частотной области (рис. 7). Сигналы, как видно из рис. 7, имеют аналогичный спектральный состав в диапазоне частот от 0 до 300 Гц. В связи с этим можно отметить, что математическая модель достаточно точно воспроизводит процессы ОЗЗ при компенсации полного тока ОЗЗ и может служить эффективным инструментом для исследования этих процессов.

Опытный образец управляемого заземления с функцией компенсации полного тока ОЗЗ разработан, изготовлен и введен в опытную эксплуатацию на действующей подстанции ПАО «МРСК Волги». Получен опыт эксплуатации в реальных условиях. Проведен анализ работы опытного образца при реальных ОЗЗ, который подтвердил все основные параметры управляемого заземления, заданные при разработке.

¿и0 10 КВ

5

0 -5

0,™ а,04 / « 06 » 08 1р,1 1 (,12 0,14

-10

-15

/ /1

'ОЗЗ 200 150 100 50 0 -50 -100 СП

А

Г

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

I 0,02 I / 0,04 0 06 0,08 0,1 0,12 0,14

Рис. 6. Осциллограмма процесса компенсации тока при устойчивом ОЗЗ, полученная с помощью математической модели

иа, кВ

На рис. 8 приведена осциллограмма ОЗЗ, записанная автоматикой управления ДГР на действующей подстанции. Показана кривая изменения напря-

жения нулевой последовательности при одиночных пробоях на землю с большим интервалом времени, обусловленным длительным восстановлением напряжения на поврежденной фазе.

Рис. 8. Осциллограмма ОЗЗ в реальной сети

Параметры реальной сети, подключенной к шинам этой подстанции, введены в математическую модель и расчетным путем получены кривые (рис. 9) не только напряжения нулевой последовательности, но и тока ОЗЗ, который не доступен для измерения в условиях реальной подстанции. Возможность получать временные диаграммы изменения важных для анализа параметров, безусловно, подчеркивает эффективность математической модели.

3U0, кВ

10| (II

1 ю 11 1

-15

¡ОЗЗ' А

150 100 50

о

-50 -100 -150 -200 -250

Рис. 9. Осциллограмма ОЗЗ, построенная с помощью модели реальной сети

Выводы. 1. Создано управляемое заземление нейтрали с функцией компенсации полного тока для сетей 6-10 кВ, обладающее новыми свойствами снижения тока и гашения электрической дуги в месте однофазного замыкания на землю и обеспечивающее повышение надежности и безопасности этих сетей. Достигнута возможность снижать ток в месте ОЗЗ до уровня, обеспечивающего гашение дуги, и создавать условия для предотвращения повторного зажигания дуги.

2. Созданы математическая и физическая модели управляемого заземления, доказано их соответствие реальному объекту. Проведены всесторонние теоретические и экспериментальные исследования, которые подтвердили правомерность принятых в процессе разработки ограничений и допущений, доказали работоспособность системы и позволили определить ее основные эксплуатационные параметры. Остаточный ток после гашения дуги в месте ОЗЗ, обусловленный остаточными утечками, как правило, не превышает 300 мА. Время, необходимое для компенсации полного тока ОЗЗ и гашения дуги в месте повреждения, составляет, примерно, 60 мс.

3. Разработан, изготовлен и всесторонне исследован опытный образец управляемого заземления, который после испытаний и исследований в заводских лабораторных условиях введен в опытную эксплуатацию на действующей подстанции ПАО «МРСК Волги». Накоплен опыт эксплуатации в реальных условиях. Проведен анализ работы опытного образца при реальных ОЗЗ, который подтвердил все основные параметры управляемого заземления, заданные при разработке.

Литература

1. А.с. 813587 СССР. Устройство для компенсации полного тока однофазного замыкания на землю / Обабков В.К., Целуевский Ю.Н.; заявитель Донецкий политехи. ин-т. № 2777496/23-07; заявл. 07.06.79 г.; опубл. 15.03.81 г., Бюл. № 10.

2. Булычев А.В., Дементий Ю.А., Козлов В.Н. Экспериментальные исследования управляемого заземления нейтрали с функцией компенсации полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ // Релейная защита и автоматизация. 2017. № 04(29). С. 37-41.

3. Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. М.: Гос-энергоиздат, 1959. 416 с.

4. Лихачев Ф.А. Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дугогасящих катушек. М.: Энергия, 1871. 106 с.

5. Сирота И.М., Кисленко С.Н., Михайлов А.М. Режимы нейтрали электрических сетей. Киев: Наукова Думка, 1985. 254 с.

БУЛЫЧЕВ АЛЕКСАНДР ВИТАЛЬЕВИЧ - доктор технических наук, профессор кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет; технический директор, ООО «НПП Бреслер», Россия, Чебоксары ([email protected]).

ДЕМЕНТИЙ ЮРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ - аспирант кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет; инженер, ООО «НПП Бреслер», Россия, Чебоксары ([email protected]).

КОЗЛОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет; главный конструктор, ООО «НПП Бреслер», Россия, Чебоксары ([email protected]).

A. BULYCHEV, Yu. DEMENTIY, V. KOZLOV FULL EARTH CURRENT COMPENSATION IN 6-10 kV NETWORK Key words: one-phase earth fault, arc extinguishing, full current compensation, network model, experimental research.

The article proposes the principle of residual current compensation that allows forcing the arc to be extinguished in the place of damage and preventing repeated electrical breakdowns. The structure and the functional of the device implementing this principle are described. The mathematical and physical models of the full current compensated network are described, the simulation results are analyzed and the matching of the real models and objects is proven. Dynamic properties and limiting possibilities of the compensation system are estimated. It was found that the electric arc is extinguished by the system in a time not exceeding 60 ms.

References

1. Obabkov V.K., Tseluevskii Yu.N. Ustroistvo dlya kompensatsii polnogo toka odnofaznogo zamykaniya na zemlyu [Device for compensation of the full current of a single-phase earth fault]. Certificate of authorship (SSSR) № 813587, 1981.

2. Bulychev A.V., Dementii Yu.A., Kozlov V.N. Eksperimental'nye issledovaniya upravlyae-mogo zazemleniya neitrali s funktsiei kompensatsii polnogo toka zamykaniya na zemlyu v setyakh 610 kV [Experimental research of controlled neutral grounding with the full earth fault current compensation function in 6-10 kV networks]. Releinaya zashchita i avtomatizatsiya [Power protection and automatisation], 2017, no. 4, pp. 37-41.

3. Vil'geim R., Uoters M. Zazemlenie neitrali v vysokovol'tnykh sistemakh [Neutral grounding in high-voltage systems]. Moscow, Gosenergoizdat Publ., 1959, 416 p.

4. Likhachev F.A. Instruktsiya po vyboru, ustanovke i ekspluatatsii dugogasyashchikh katushek [Instructions for the selection, installation and operation of arc suppression coils]. Moscow, Energiya Publ., 1871, 106 p.

5. Sirota I.M., Kislenko S.N., Mikhailov A.M. Rezhimy neitrali elektricheskikh setei [Neutral modes of electrical networks]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1985, 254 p.

BULYCHEV ALEKSANDR - Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation, Chuvash State University; Technical Director, LLC «NPP Bresler», Russia, Cheboksary (bav@bresler. ru).

DEMENTIY YURIY - Post-Graduate Student, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation, Chuvash State University; Engineer, LLC «NPP Bresler», Russia, Cheboksary ([email protected]).

KOZLOV VLADIMIR - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Theoretical Fundamentals of Electrical Engineering and Relay Protection and Automation, Chuvash State University; Chief Designer, LLC «NPP Bresler», Russia, Cheboksary (kvn@bresler. ru).

Ссылка на статью: Булычев А.В., Дементий Ю.А., Козлов В.Н. Компенсация полного тока замыкания на землю в сетях 6-10 кВ // Вестник Чувашского университета. - 2018. - № 1. -С. 24-35.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.