CC BY
47
УДИ 621.3U.925: 621.311.1
Д. В. БАТУЛЬКО
НПО "МИР", г. Омск
ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ ТОКА ТДЗЛВ-10 С ОПРЕДЕЛИТЕЛЕМ МИР ОПЛ-01 ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ С ОДНОФАЗНЫМ ЗАМЫКАНИЕМ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
В статье речь идет об актуальности на сегодняшний день селективного определения поврежденной воздушной линии при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) в сети 6-10 кВ.
На объектах с воздушными отходящими линиями определение поврежденного присоединения возможно только при наличии кабельной вставки [2]. Большинство подстанций 35/6(10) кВ с воздушными отходящими линиями не имеют кабельной вставки и оснащены только общей сигнализацией по напряжению нулевой последовательности [3], поэтому для определения поврежденной линии требуется поочередно отключать линии. Существуют объекты, критичные к кратковременным отключениям. В нефтепромысловых сетях 6-35 кВ в связи с особенностью оборудования и технологией нефтедобычи процесс приостанавливается при любом самом кратковременном исчезновении напряжения. Как отмечается в [4), количество успешных автоматических повторных включений (АПВ) при кратковременных отключениях составляет; для линий 35 кВ -60 %, а для линий 6 кВ — не боле 40 %. Таким образом, в большинстве случаев кратковременные отключения приводят к остановке станков качалок и погружных электронасосов и как следствие" недобору нефти.
ОАО «Самарский трансформатор» совместно с ООО «Диагностика-ЭС» производят систему СПЛ-1Ф для определения поврежденной воздушной линии (ВЛ) при ОЗЗ в сети с изолированной и компенсированной нейтралью [5]. В состав системы входят датчики тока нулевой последовательности типа ТДЗЛВ-10 УЗ, в которых размещаются три фазы ячеек 6 — 10 кВ ОАО «Самарский завод «Электрощит» и устройство сигнализации однофазных замыканий на землю УСЗ-ЗС. В устройстве УСЗ-ЗС используются три способа поиска:
— по величине и направлению емкостного тока, когда отключены компенсирующие устройства;
— по направлению в режиме недокомпенсации емкостного тока;
— по значению искажения синусоидальной кривой тока высшими гармониками при перекомпенсации емкостного тока.
В системе СПЛ-1Ф на одну секцию шин устанавливается одно устройство УСЗ-ЗС, которое поочередно подключается к датчикам тока всех присоединений отходящих линий путем нажатия на кнопочные
переключатели. Необходимость выезда оперативного персонала на объект и потребность в сравнении показаний УСЗ-ЗС приводит к увеличению времени на определение поврежденной линии.
В НПО "МИР" разработан определитель поврежденной линии МИР ОПЛ-01 (определитель) для дистанционного определения поврежденной ВЛ с ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью. Определитель имеет возможность подключения к системе телемеханики и позволяет передавать информацию о поврежденной линии в диспетчерский пункт. Максимальное количество отходящих линий, подключаемых к определителю, — 4. Определитель подключается к цепям трансформаторов тока нулевой последовательности, устанавливаемых в каждую отходящую линию и к обмотке "разомкнутый" треугольник трансформатора напряжения типа НТМИ (НАМИ).
Для дистанционного определения поврежденной воздушной линии с ОЗЗ определитель был подключен к датчикам тока.
С целью проверки работоспособности системы, состоящей из датчиков тока ТДЗЛВ-10 и определителя, были проведены испытания.
Объект испытаний; подстанция 35/6 кВ с изолированной нейтралью. Количество отходящих линий — 5 (воздушные). Тип ячеек — К47. Длина отходящих линий и токи нагрузки приведены в таблице 1.
Рядом с ячейкой линии 5 находилась ячейка ввода с током 100 А.
Таблица 1
Номер линии Длина линии, км Ток нагрузки, А
1 8 30
2 1 10
3 1.5 5
4 0,9 10
5 2.5 3
[ ' ' 1 Ч 1 1 1 1 1 1 1 1 ч 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Эиип=140 9 ^ Э1йт<-4А \ ,:/Л .............. ..........
л / - / / У г [ ь 1 1 ! В.Бмс 1 ■ ■ ] ■ 1 • ■ \ \ !: ЧУ; I 1 1 1 1 1 ,, г К / \ л ЧУ ч_/ Ч I 1..1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Г 1 1 1 ■ ■ 1 1 1 1 1 Г
б)
в) г)
Рис. 1.
д) СИПШЫ.3IIот и 310ш измеренные на линии 5 при отсутствии ОЗЗ в сети;
б) сигналы Зиош и 31ош измеренные на линии 5 при ОЗЗ в линии 1.
в) сигналы 31Гоа и измеренные на линии 5 при ОЗЗ в линии 2.
г) сигналы Зисш и 3/ош измеренные на линии 5 при ОЗЗ в линии 5
Во время испытаний в ячейках отходящих линий были установлены датчики тока ТДЗАВ-ЮУЗ. Определитель МИР ОПЛ-01 подключен к цепи нтми для измерения сигнала Зио и цепям ТДЗАВ-10 для измерения сигналов 31о. Линии 1,2,3,5 были подключены соответственно к каналам 1, 2, 3, 4 МИР ОПЛ-01.
Для проверки работоспособности системы проводилось замыкание одной из фаз на землю поочередно на конце линий 1,2,3,5. На рисунках 1а,б,в,г приведены осциллограммы, полученные при испытаниях.
Зиот — напряжение нулевой последовательности на обмотках разомкнутого треугольника НТМИ (амплитудное значение);
31вт - ток нулевой последовательности каждого из отходящих фидеров (амплитудное значение). Значение 3/от не является током ОЗЗ в чистом виде, а является пересчитанным из значений вторичного тока датчика тока и его коэффициента трансформации.
На рисунке 1а видно, что при отсутствие ОЗЗ на выходе датчика тока присутствует сигнал тока, соответствующий 3,72 А.
По рисункам 16,1 в, 1г можно определить, что при замыкании фазы на землю в разных линиях величина сигнала 3!от и угол сдвига фаз по отношению к сигналу ЗиоП1 практически не изменился. Согласно [2], при ОЗЗ сигнал 31от должен отставать от сигнала 311 цт на угол сдвига фаз порядка 90". Таким образом, сигнал на выходе датчика тока при отсутствии ОЗЗ значительно превышает значение 31 ит при ОЗЗ.
Согласно [6), для практических расчетов значений тока однофазного замыкания на землю 1.'"пользуются упрощенной формулой
где и — линейное напряжение, кВ;
I — длина электрически связанной сети, км. Рассчитаем по формуле (1) значение тока I '" при ОЗЗ в линии 5 (с учетом линий 1,2,3,4)
/?> = 0,19 А
На рисунке 1 г приведено значение 31 т при ОЗЗ в линии 5, измеренное на линии 5.
=4,4/72 = 3,12 А
Из приведенного выше видно, что значение тока, измеренного на выходе датчика тока, превышает расчетное значение в 16 раз.
Дополнительные испытания на линии 5 показали, что при отсутствии ОЗЗ в сети и отключении линии 5 сигнал на выходе датчика тока уменьшился почти в два раза, кроме того, при условии, когда до ТТНП установлено переносное заземление и заземляющие ножи отключены, величина сигнала на выходе датчика тока составляет (2,22 А). При увеличении тока ячейки ввода до 200 А (секции шин 1,2 объединены, питание от одной ячейки ввода) ток на выходе датчика тока увеличился в два раза.
Проведенные в ходе испытаний измерения показали, что при отсутствии ОЗЗ в сети на вторичных обмотках ТДЗЛВ-10В присутствуют токовые сигналы, значения которых значительно превышают собственные емкостные токи линий. Было установлено, что причиной появления сигналов тока на выходах ТДЗЛВ-ЮУЗ при отсутствии ОЗЗ является наводка магнитным полем непосредственно на сердечник ТДЗЛВ-ЮУЗ от расположенной рядом ячейки ввода с током 100 А.
Анализ осциллограмм показал, что в некоторых линиях токовые сигналы на вторичных обмотках ТДЗЛВ-ЮУЗ при возникновении ОЗЗ не изменяются по фазе и практически не изменяются по амплитуде (рисунок 1 б, 1 в, 1 г). В данном случае определитель МИР ОПЛ-01 не может правильно определять поврежденную линию.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что датчик тока ТДЗЛВ-ЮУЗ имеет низкую помехозащищенность и использовать его совместно с определителем МИР ОПЛ-01 для дистанционного определения поврежденной линии при ОЗЗ нельзя.
Библиографический список
1. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., с иэм., испр. идол. СПб, 1999.
2. Федосеев A.M. Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. для вузов. " 2-е изд., перераб. и доп. " М.: Энергоатомиэдат, 1992.
3. Борухман В.А. Об эксплуатации селективных защит от замыканий на землю в сетях 6-10 кВ и мероприятиях по их совершенствованию.// Энергетик. " 2000."№1.
4. Целебровский Ю.В., Свергин A.A. Пути повышения надежности и электробезопасности нефтепромысловых сетей 6.. 35 кВ. Целебровский Ю.В., Свергин A.A.// Энергетика Тюменского региона. " 2001." 3(13).
5. Система для поиска линии 6— 10 кВ с однофазным замыканием// Новости электротехники —2004. - №4(28).
6. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов по спец. "Электроснабжение"." 3-е изд., перераб. и доп. " М.: Высш. шк., 1991.
БАТУЛЬКО Д. В., инженер НПО "Мир".
Дата поступления статьи в редакцию: 13.12.05 г. © Батулько Д.В.
УДК .316.92$ .621.311.1 Д. в. БАТУЛЬКО
НПО "МИР", г. Омск
ИСПЫТАНИЯ ДАТЧИКОВ ТОКА ТДЗЛВ-10 И ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА ТЗЛМ НА ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ОТ РАСПОЛОЖЕННЫХ РЯДОМ ПРОВОДНИКОВ С ТОКОМ
В статье анализируются результаты испытаний датчиков тока ТДЗЛВ-10 и трансформаторов тока ТЗЛМ на помехоустойчивость при воздействии магнитного поля от расположенных рядом проводнинов с током.
Для построения устройств защиты и сигнализации от однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) используют методы, основанные на измерении сигналов тока нулевой последовательности (31и) и напряжения нулевой последовательности (Зиц). Сигнал ЗУ, измеряют с помощью фильтра напряжения нулевой последовательности (ФННП), построенных на
трансформаторах напряжения типа НТМИ (НАМИ). Для получения составляющих токов 31о возможно использование трехтрансформаторных фильтров, применяемых в сетях с глухозаземленными нейтралями, или специальных трансформаторов тока нулевой последовательности. Трехтрансформатор-ные фильтры применяются редко из-за низкой
