автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка и исследование характеристик защит от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали

На правах рукописи

ХАБАРОВ АНДРЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ 6-35 кВ С РЕЗИСТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ

Специальность: 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2006

Работа выполнена в

ГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Шалнн Алексей Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Абрамович Борис Николаевич

кандидат технических наук, доцент Вайнштейн Роберт Александрович

Ведущая организация: Открытое Акционерное общество по

проектированию сетевых и энергетических объектов - ОАО «РОСЭП», г. Москва

Защита состоится: 14 сентября 2006 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.01 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, Новосибирск, пр. К. Маркса 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан «26 » июня 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Надёжность работы электроустановок и потребителей электроэнергии в значительной степени зависит от уровня эксплуатации распределительных сетей напряжением 6-35 кВ. Наиболее частым видом повреждений в таких сетях являются однофазные замыкания на землю (033), которые составляют порядка 70-80% от общего числа повреждений.

Работа сети с замкнувшейся на землю фазой допускается в течение времени, достаточного для выявления повреждённого элемента сети, перевода потребителей (если это требуется, например, по условиям конфигурации сети) на другой источник питания и отключения. Между тем длительное присутствие ОЗЗ в сети нередко служит причиной развития повреждения с последующим переходом в аварийное, которое требует немедленного отключения оборудования. К числу аварийных последствий однофазных замыканий на землю относятся:

- переход однофазного замыкания в междуфазное КЗ, вызванный повреждением изоляции между фазами на кабельных линиях в результате теплового воздействия тока ОЗЗ и электрической дуги в месте повреждения;

- появление двойных замыканий на землю в разных точках сети из-за повреждения изоляции неповреждённых фаз, вызванного перенапряжениями;

- возникновение феррорезонансных явлений;

- появление второго замыкания на землю в статоре высоковольтного двигателя;

- разрушение железобетонных опор;

- возникновение пожаров в кабельных помещениях и т.д.

Однофазные замыкания представляют также большую опасность для жизни оказавшихся поблизости людей, служат источником электротравматизма обслуживающего персонала и нередко являются причиной несчастных случаев.

Для уменьшения перечисленных последствий, вызванных ОЗЗ, необходимо иметь надёжные и эффективные устройства защиты от них.

Однако по статистике на 80% российских подстанций рассматриваемого класса напряжения вообще отсутствует селективная защита от ОЗЗ. Есть только сигнализация по напряжению нулевой последовательности и повреждённое присоединение приходится выявлять путём поочерёдного отключения потребителей.

Эффективность тех защит, которые эксплуатируются на оставшихся 20% подстанций, низка, и по данным исследований ОРГРЭС не превышает трёх баллов по пятибалльной шкале. Таким образом, задача совершенствования защит от замыканий на землю в рассматриваемых сетях является весьма актуальной.

Принципиально новые возможности для повышения эффективности таких защит появляются при резистивном заземлении нейтрали сети, которое в последние годы всё чаще используется в энергосистемах. Наличие в нейтрали сети заземляющего резистора приводит к снижению уровня перенапряжений, практически исключает возникновение феррорезонанса, а также даёт возможность построения селективной защиты от замыканий на землю.

Целью работы является совершенствование защит от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- анализ существующих методов и средств защиты от однофазных замыканий на землю, пригодных для сетей 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали;

- разработка рекомендаций по применению различных типов защит в зависимости от вида сетей (кабельные, воздушные или смешанные), в которых они эксплуатируются; -

- разработка новых, более эффективных алгоритмов действия Защит от однофазных замыканий на землю для сетей с резистивным заземлением нейтрали;

- исследование небалансов в защитах от однофазных замыканий на землю;

- разработка методики расчёта уставок защит от замыканий на землю и проверки их чувствительности применительно к сетям с резистивным заземлением нейтрали;

- исследование сигналов в защитах, эксплуатируемых на так называемых пучках кабелей (когда питание потребителей осуществляется через несколько параллельных кабелей).

Методы исследования: математическое моделирование на базе теории электрических цепей; лабораторные экспериментальные исследования; моделирование на ЭВМ; натурные испытания в условиях реальной эксплуатации.

Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов работы обеспечивается адекватным выбором методов исследований характеристик защит от замыканий на землю, подтверждается результатами проведённых лабораторных и производственных испытаний, и согласуется с опытом эксплуатации защит от однофазных замыканий на землю.

Научная новизна работы.

1. Разработан алгоритм защиты от однофазных замыканий на землю в сети с резистивным заземлением нейтрали, который заключается в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих токов), в результате чего замер защиты не зависит от значения переходного сопротивления в месте повреждения.

2. Исследования небалансов в защитах от замыканий на землю показали, что, во-первых, их можно поделить на следующие основные группы - небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры и небалансы, связанные с различными процессами в сети, и, во-вторых, некоторые из этих небалансов следует выделять в отдельную группу экстремальных, от которых сложно или практически невозможно отстроиться по величине.

3. Установлено, что некоторые виды небалансов, в частности небаланс трёхтрансформаторного фильтра токов нулевой последовательности, небаланс кабельного трансформатора тока нулевой последовательности, а также небаланс токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей, способны влиять на чувствительность защиты от замыканий на землю при внутреннем повреждении на защищаемом объекте.

4. Для сетей с резистивным заземлением нейтрали разработана методика

расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от замыканий на землю, учитывающая влияние различных неба; лансов, вид фазовой характеристики (для направленных защит), а также влияние активного тока заземляющего резистора.

5. Исследование сигналов, возникающих в схемах защит от замыканий на землю, установленных на пучках кабелей, при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения, показали, что параллельное соединение вторичных обмоток кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности улучшает характеристики защиты по сравнению с их последовательным соединением и снижает риск неправильных действий защиты при нарушении контактных соединений.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанная методика расчёта уставок и проверки чувствительности защит от однофазных замыканий на землю для сетей с резистивным заземлением нейтрали позволит проектным организациям правильно выбирать уставки защит в таких сетях и проводить проверку их чувствительности, что в целом повысит эффективность их работы в этой области. В частности, разработанная методика расчёта уставок и проверки чувствительности защит от ОЗЗ, а также исследования небалансов в этих защитах были использованы в общем проекте по . электрификации острова Ольхон, выполненном институтом «Востоксибсель-энергопроект» для ОАО «Иркутскэнерго». Проведённые производственные испытания подтвердили правильность расчётов.

Результаты исследований сигналов в защитах от замыканий на землю, эксплуатирующихся на пучках кабелей, во-первых, показали, что вторичные обмотки кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности следует соединять параллельно, а не последовательно, как это часто делается на практике и, во-вторых, позволили разработать схему устройства защиты, способной контролировать исправность контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения. Использование такого устройства позволит снизить риск неправильных действий защиты от ОЗЗ, а также предотвратить выход кабелей из строя раньше расчётного срока. На разработанную схему устройства защиты подана заявка на изобретение.

Положения, выносимые на защиту.

1. Новый алгоритм направленной защиты от однофазных замыканий на землю в сети с резистивным заземлением нейтрали, заключающийся в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих токов) позволяет повысить чувствительность защиты, так как её замер не зависит от значения переходного сопротивления в месте повреждения.

2. Небалансы в защитах от замыканий на землю можно, во-первых, поделить на следующие основные группы - небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры и небалансы, связанные с различными процессами в сети, и, во-вторых, некоторые из этих небалансов следует выделять в отдельную группу экстремальных, от которых сложно или практически невозможно отстроиться по величине.

3. Некоторые виды небалансов, в частности небаланс трёхтрансформатор-ного фильтра токов нулевой последовательности (ФТНП), небаланс кабельного трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП), а также небаланс токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей, способны влиять на чувствительность защиты от замыканий на землю при внутреннем повреждении на защищаемом объекте.

• 4. Методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от замыканий на землю, работающих в сетях с резистивным заземлением нейтрали, должна учитывать влияние различных не- балансов, вид фазовой характеристики (для направленных защит), а также влияние активного тока заземляющего резистора.

5. Параллельное соединение вторичных обмоток кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности улучшает характеристики защиты, установленной на пучке кабелей, по сравнению с их последовательным соединением и снижает риск её неправильных действий при нарушении контактных со... единений фаз кабелей в месте их подключения.

6. Эффективной защиты от замыканий на землю и поиска места повреждения в сети электроснабжения острова Ольхой можно добиться, установив на питающей подстанции два комплекта защиты от однофазных замыканий на землю (основной и резервный), реагирующей на напряжение нулевой последовательности и защиту от обрыва фаз ЛЭП, а также два комплекта селективной сигнализации на развилке кабелей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Электрические * станции» Новосибирского государственного технического университета; на 9-ой, 10-ой и 11-ой Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надёжность, безопасность» (г. Томск, 2003, 2004 и 2005 гг.); на Всероссийской научной конференции молодых учёных «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2004 г.); на 3-ей Всероссийской научно-технической конференции «Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ» (г. Новосибирск, 2004 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (г. Томск, 2006 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опублико-v вано 10 печатных работ: из них 1 статья в сборнике научных трудов, 9 -материалы конференций.

- Объём и структура работы. Основное содержание диссертации изложено на 199 страницах, содержит 48 рисунков и 1 таблицу. Работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложений. Список использованных источников содержит 150 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, отражена практическая ценность

и реализация результатов работы.

В первой главе проведён обзор методов и средств защиты от однофазных замыканий на землю, которые могут быть применены в сетях 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали, проанализированы причины неправильных действий различных видов защит от ОЗЗ.

В настоящее время в российских сетях и за рубежом эксплуатируются следующие основные разновидности защит от ОЗЗ: защиты, реагирующие на напряжение нулевой последовательности; ненаправленные токовые защиты, регистрирующие составляющую промышленной частоты тока нулевой последовательности; направленные защиты, реагирующие на составляющие промышленной частоты тока и напряжения нулевой последовательности; защиты, реагирующие на наложенный ток с частотой отличной от промышленной; защиты, реагирующие на высшие гармоники установившегося тока замыкания на землю; защиты, реагирующие на составляющие тока и напряжения нулевой последовательности в переходном процессе ОЗЗ. При этом они могут выполняться в виде автономных устройств или централизованных, основанных на принципе сравнет ния сигналов в присоединениях.

В работе проанализированы основные причины, способные приводить к неправильным действиям перечисленных видов защит.

На практике часто бывает, что защиты от ОЗЗ работают неправильно не из-за их технического несовершенства, а из-за неверно выставленных уставок. Это относится прежде всего к направленным токовым защитам нулевой последовательности, неправильная работа которых может наблюдаться, например, при появлении токов и напряжений небаланса.

Кроме того, в настоящее время не существует нормативных документов, которые позволили бы проектантам грамотно выбирать виды защит от ОЗЗ, рассчитывать уставки и проверять чувствительность соответствующих устройств, что существенно затрудняет работу специалистов, занятых проектированием и эксплуатацией устройств защиты от ОЗЗ, и заметно снижает качество этой работы. Применение резистивного заземления нейтрали требует также пересмотра методики расчёта уставок защит от ОЗЗ в таких сетях.

Во второй главе предложен и исследовал новый алгоритм направленной защиты для сети с резистивным заземлением нейтрали; сформулирована концепция построения защиты от ОЗЗ в сетях 6-35 кВ; предложены способы выявления обрывов проводов воздушных ЛЭП.

Наличие в нейтрали сети заземляющего резистора даёт возможность построения селективной защиты от однофазных замыканий на землю, так как появляется устойчивый признак - активный ток, протекающий через повреждённое присоединение при ОЗЗ. При условии правильного выбора сопротивления заземляющего резистора в кабельных сетях без ду го гасящих реакторов способны нормально функционировать токовые ненаправленные и направленные защиты от замыканий на землю. В сетях с воздушными ЛЭП в месте ОЗЗ могут возникать большие переходные сопротивления, что приводит к уменьшению напряжения нулевой последовательности на сборных шинах и токов нулевой последовательности в присоединениях. В результате чувствительность ненаправ-

ленных защит может оказаться недостаточной. Более чувствительные направленные защиты также могут отказать, так как из-за снижения напряжения нулевой последовательности их характеристики могут стать нестабильными (сужается область срабатывания).

Исследования показали, что вместо напряжения нулевой последовательности в защите целесообразно использовать ток нулевой последовательности, протекающий в цепи заземляющего резистора в режиме ОЗЗ. Это позволяет не отстраиваться от небаланса по напряжению, а отстраиваться только от небаланса токов. Кроме того, отказ от применения трансформатора напряжения позволит сохранить защиту в работе при перегорании предохранителя в одной из его фаз.

В работе предложен алгоритм защиты, реагирующей на отношение тока в цепи заземляющего резистора к току нулевой последовательности в защищаемой линии: _ _ _

О)

или на обратное отношение этих токов:_ _

(2)

где 1К - ток в цепи резистора; 1М - ток нулевой последовательности в /-ой линии.

При появлении в месте замыкания переходного сопротивления характеристики такой защиты останутся стабильными, а её замер - неизменным, так как токи Т„ и 7л1 в рассматриваемом случае уменьшатся в одинаковой степени.

В соответствии с выражениями (1) и (2) были проведены расчёты для различных режимов работы реэистивно-заземлённой сети — при отсутствии дугога-сящего реактора, при наличии ДГР, настроенного в максимальном режиме, а также ДГР с постоянной автоподстройкой, и в комплексной плоскости построены «образы» повреждённого и неповреждённого присоединений (рис.1).

Рис.1 «Образы» повреждённого и неповреждённого присоединений

в алгоритмическом пространстве: а - при расчёте по выражению (1);: б - при расчёте по выражению (2) 1 и 2 - области значений сигналов, измеренных защитой повреждённой линии, при отсутствии в сети ДГР и при его наличии соответственно (при RN S ¡Л"с|); 3 — область значений сигналов, измеренных защитами неповреждённых линий (при Rn<.\Xc\);4, 5, ¿-то же что и i, 2, 5, но при \XC\<RN й2-\хс\- 7-харак-теристика срабатывания в виде прямой линии.

Из рис.1 видно, что при выборе сопротивления заземляющего резистора равным или меньшим полного ёмкостного сопротивления сети (в соответствии с рекомендациями по снижению перенапряжений) в обоих случаях можно отличить «образ» повреждённого присоединения от неповреждённого (даже при на-1 личии в сети дугогасящего реактора), причём для алгоритма защиты, реагирующей на отношение тока в линии к току в цепи резистора (рис. 1,6), проще построить характеристику срабатывания.

На практике могут происходить повреждения, не сопровождающиеся протеканием тока нулевой последовательности, например, обрыв шлейфа на воздушной ЛЭП без касания с опорой. Защиты, использующие в своём алгоритме ток нулевой последовательности, не способны отреагировать на такие повреждения. Возможны также их отказы в срабатывании при появлении в месте ОЗЗ очень большого переходного сопротивления, например, при падении провода на сухой песок, дерево или другие изолированные от земли предметы. Кроме того, в последнее время иногда для монтажа сетей 6-35 кВ применяется изолированный провод, при обрыве и падении на землю которого защита может и не подействовать, в то время как опасность для жизни людей остаётся.

В связи с этим защита от ОЗЗ должна выполняться трёхступенчатой. Первая, чувствительная ступень такой защиты, должна действовать на сигнал, давая возможность эксплуатационному персоналу сетей предупредить потребителя о предстоящем отключении, обеспечить его питание по резервным цепям и так далее. Вторая - грубая ступень, должна срабатывать при возникновении металлических замыканий на землю, а также замыканий через небольшие переходные сопротивления и действовать на отключение повреждённой линии, если это не вызывает существенных проблем для потребителей и сети. Третья ступень (защита от обрыва) должна срабатывать При обрывах фаз ЛЭП, сопровождающихся возникновением в месте ОЗЗ больших значений переходных сопротивлений, а также при обрывах провода без касания его с землей. Рабочим сигналом при этом может быть, например, ток обратной последовательности или отношение тока обратной последовательности к току прямой последовательности.

Для обеспечения работоспособности защиты от обрыва при малых токах нагрузки, а также в режиме холостого хода, предложено подключать к каждой из фаз в конце линии конденсатор относительно земли, либо подключать резистор к сборным шинам через нейтралеобразующий трансформатор.

В третьей главе описаны исследования небалансов в защитах от однофазных замыканий на землю, проведена их систематизация, даны рекомендации по их расчёту.

По причинам, вызвавшим появление небалансов в защите, их можно условно поделить на две основные группы:

- вызванные погрешностями измерительной аппаратуры, значения которых в большей или меньшей степени зависят от режима сети;

- связанные с различными процессами в сети, которые в свою очередь можно разделить на длительно присутствующие в сети и кратковременно появляющиеся и исчезающие.

■ Некоторые виды небалансов, которые могут относиться как к первой, так и

ко второй группе, можно выделить в отдельную группу экстремальных небалансов, от которых трудно или практически невозможно отстроиться по величине. .

Одной из особенностей небалансов в защитах от ОЗЗ является то, что некоторые из них могут не только приводить к ложным или излишним срабатываниям защиты, но и влиять на её чувствительность при замыкании на защищаемом присоединении. Таким образом, применительно к защите от ОЗЗ понятие небаланса расширяется, и под небалансом в защите от замыканий на землю будем понимать рабочий сигнал (ток или напряжение нулевой последовательности), «ощущаемый» защитой при отсутствии ОЗЗ на защищаемом присоединении или искажающий её поведение-при ОЗЗ на защищаемом присоединении.

Проведённый анализ позволил выявить следующие виды небалансов защиты от ОЗЗ, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры', небаланс по напряжению нулевой последовательности 3170, вызванный неидентичностью характеристик фаз'трансформаторов напряжения; небаланс по току нулевой последовательности 3/0 трёхтрансформаторного ФТНП и кабельных ТТНП; небаланс, вызванный угловыми погрешностями измерительных трансформаторов (в первую очередь - для защит, реагирующих на активный ток); небалансы токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей.

Небалансы, связанные с различными процессами в сети: небалансы, вызванные феррорезояансными явлениями; небалансы напряжений и токов нулевой последовательности, вызванные несимметрией фазных сопротивлений сети; небаланс, связанный с несимметрией фазных ЭДС источника питания; небаланс, вызванный влиянием сетей смежных напряжений; небалансы, вызванные влиянием параллельных линий; небаланс, вызванный несимметрией фазных нагрузок.

В главе предложен способ составления расчётных схем замещения нулевой последовательности для определения токов и напряжений небаланса в защитах от ОЗЗ, вызванных несимметрией фазных сопротивлений сети, а также приведены причины появления таких несимметрий.

Показано, что угловые погрешности измерительных трансформаторов при внешнем замыкании на землю могут приводить к небалансу по току нулевой последовательности в защите, реагирующей на активный ток. На рис.2 приведена векторная диаграмма, иллюстрирующая этот вопрос.

При внешнем ОЗЗ ток нулевой последовательности в неповреждённом присоединении 3/0 сдвинут относительно напряжения нулевой последовательности на угол в 90 электрических градусов. В рассматриваемом случае рабочий сигнал в такой защите отсутствует, поскольку протекающий по защите ток — чисто ёмкостный. Однако если за счёт угловых погрешностей измерительных трансформаторов тока, напряжения, а также соответствующих датчиков защиты вторичное значение тока

13 г/Л

нб.угл, ■

З/л

3/„

Рис.2. Появление тока небаланса при наличии угловой погрешности

нулевой последовательности 3/0' окажется повёрнутым относительно первоначального положения на угол а (рис.2), то появится соответствующий небаланс, то есть защита будет ощущать активный ток 1нб угл , равный проекции вектора

тока 370' на вектор напряжения ЗП0. При этом модуль тока небаланса 1и^угл составит:

¡нб.угп.^1'*-*™"'

где а - суммарная угловая погрешность измерительных трансформаторов тока, напряжения и датчиков защиты.

Замеры токов небаланса на практике показали, что они могут существенно изменяться во времейи. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации практически можно измерить лишь сумму токов — небаланса, вызванного погрешностями измерительного трансформатора, например, ФТНП и небалансов, связанных с процессами в сети, например, возникающих вследствие несимметрии фазных сопротивлений сети или при ОЗЗ в сети смежного напряжения.

В четвёртой главе описана методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от ОЗЗ, а также защиты, реагирующей на напряжение нулевой последовательности, разработанная для сетей с резистивным заземлением нейтрали.

Расчёт уставок и проверка чувствительности ненаправленных токовых защит. В разработанной методике предлагается при отстройке защиты в режиме внешнего ОЗЗ наряду с ёмкостным током защищаемой линии учитывать ток резистора, который в этом режиме может по ней протекать. Чувствительность защит, установленных на кабельных ЛЭП, предлагается проверять по активному току резистора (наиболее тяжёлый режим), а чувствительность защит на воздушных линиях — по максимальному значению переходного сопротивления в месте повреждения, при котором защита ещё способна срабатывать.

Расчёт уставок и проверка чувствительности направленных токовых защит. Выше отмечалось, что направленные токовые защиты от ОЗЗ в сетях с воздушными ЛЭП следует выполнять трёхступенчатыми, В кабельных сетях достаточно использовать первые две ступени. При расчёте тока срабатывания первой (чувствительной) ступени таких защит необходимо учитывать те виды небалансов, которые могут присутствовать в рассматриваемой сети и описаны в третьей главе. Необходимо учитывать также вид фазовой характеристики защиты. Так, например, ток срабатывания первой ступени направленной защиты, реагирующей на активный ток, кроме отстройки от токов небаланса нормального режима должен быть дополнительно отстроен от тока небаланса, появляющегося в защите в режиме внешнего ОЗЗ из-за угловой погрешности измерительных трансформаторов, при этом также необходимо учесть небаланс соответствующих трансформаторов, фильтров и датчиков тока нулевой последовательности.

Ток срабатывания второй, более грубой ступени защит, эксплуатируемых в кабельных сетях, рекомендуется выбирать по следующему условию:

---'К; С КЧ

где /л - ток в цепи заземляющего резистора при металлическом 033; Кч - требуемый коэффициент чувствительности (в соответствии с ПУЭ для кабельных сетей рекомендуется принимать равным 1,25). -

Вторая ступень защиты, эксплуатируемой в сети с воздушными ЛЭП, должна надёжно срабатывать при металлических замыканиях на землю и при зайыканиях через переходные сопротивления, например, в 500-700 Ом. Для этого её ток срабатывания должен быть, выбран следующим образом:

: ■■■; 1СЗ = 1АЧ> (4>

где ¡5] - модуль коэффициента полноты замыкания на землю, при расчёте которого количество включенных в сети заземляющих резисторов принимается минимальным, а в качестве учитываемой ёмкости подставляется фазная ёмкость той ЛЭП, для защиты которой ведётся расчёт.

Значения токов срабатывания защит, определённые по (3) и (4), не должны быть меньше соответствующих уставок их первых чувствительных ступеней. . " г - Напряжение срабатывания направленных защит исз отстраивается от соответствующих (описанных в диссертации) небалансов по напряжению в нормальном режиме.

-. Чувствительность первой ступени направленных защит, эксплуатируемых в кабельных сетях, следует проверять по току резистора в режиме металлического замыкания.

. ' . Проверка чувствительности первой ступени направленных защит, установленных на воздушных линиях, должна производиться расчётом того максимального переходного сопротивления в месте ОЗЗ, которое защита ещё способна почувствовать в наиболее неблагоприятном для неё режиме:

= 1 + 9»2сХ ' (5>

где КЧмет —1ц/1сз ' коэффициент чувствительности защиты в режиме металлического ОЗЗ, причём количество включенных в сети заземляющих резисторов принимается минимально возможным (сопротивление наибольшее); Сф -фазная ёмкость линии, на которой установлена проверяемая защита.

Проверка чувствительности защиты по напряжению также может выполняться по выражению (5), в котором КЧмет = иф/исз, Сф - максимальная фазная ёмкость сети (при наличии в работе всех присоединений), Иы - минимальное' значение активного сопротивления в нейтрали сети (при включении всех заземляющих резисторов в сети).

Расчёт уставки и проверка чувствительности защиты, реагирующей на напряжение нулевой последовательности, проводится также, как для исз в соответствии с описанным выше. . . , ,- , . .

В пятой главе приводятся исследования сигналов в схеме защиты от замыканий на землю, установленной на пучке кабелей, при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения; разработана схема устройства, способного выявлять нарушения контактных соединений и информировать об этом обслуживающий персонал.

В тех случаях, когда потребители запитаны через несколько параллельно включенных кабелей (пучок кабелей), на каждом из них устанавливается свой ТТНП, вторичные обмотки которых включаются параллельно, последовательно либо по смешанной схеме, после чего подключается токовое реле.

Показано, что при нарушении контактного соединения в фазе одного из кабелей, входящих в пучок, происходит перераспределение тока нагрузки этой фазы между кабелями, вследствие чего в каждом из них появляются токи нулевой последовательности, которые, например, при наличии в пучке двух кабелей, будут равны по величине и противоположны по направлению. Из-за неидентичности характеристик намагничивания кабельных ТТНП при протекании по ним одинаковых первичных токов в их вторичных обмотках появляются разные по величине электродвижущие силы и токи, что приводит к появлению в защите от ОЗЗ тока небаланса.

С целью получения данных о величинах токов небаланса в защите от 033 при нарушении контактных соединений были проведены лабораторные эксперименты с ТТНП при различных схемах соединений их вторичных обмоток и с использованием в качестве защиты реле типа РТЗ-51. По результатам проведённых экспериментов были построены зависимости, некоторые из которых представлены на рис.3.

При проведении экспериментов сначала через каждый ТТНП пропускали противоположно направленные токи одинаковой величины (1Ш и 1ТЛ1). Затем один из токов, например, 1ТА2 увеличивали до тех пор, пока в реле не появится ток, превышающий выставленную на нём уставку, после чего реле срабатывает. Аналогично добивались срабатывания реле при уменьшении тока 1тлг. Значения токов, при которых происходило срабатывание, фиксировались и наносились на график. Затем значения токов в каждом из ТТНП увеличивали и опыт повторяли. Таким образом, для разных уставок реле РТЗ-51 (20, 80 и 146 мА) были построены кривые, ограничивающие область несрабатывания реле.

Анализ зависимостей, изображённых на рис.3,б, показал, что при нарушении контактных соединений вначале появляется опасность отказа защиты в срабатывании при возникновении ОЗЗ на защищаемом объекте, а затем, при дальнейшем ухудшении контакта, ток небаланса увеличивается настолько, что приводит к ложному срабатыванию защиты.

. При переходе на параллельное соединение вторичных обмоток ТТНП значение тока небаланса в защите существенно снижается (рис.3,в,г). Однако при использовании ТТНП с сильно отличающимися друг от друга характеристиками, например, разъёмного и неразъёмного (рис.3,г), всё же возможно ложное срабатывание защиты.

ITA2.A

so

40 30 20 10

~ 1 При соедии обмо 1 — параллв внии вт< ток двух ила T3J льном кричных ТТНП м 4 #

i 2 Ь

1

W 'TAI-A

.10

20

40

50

30 ,

В) г)

Рис.3. Характеристики срабатывания защиты при нарушении контактных соединений фаз кабелей в пучке: 1 - биссектриса угла, отвечающая равенству токов через ТТНП; 1, 2, 3 - границы области несрабатывания при уставках реле, равных соответственно 20,80,146 мА.

Для оценки влияния тока небаланса на величину тока срабатывания защиты при замыкании на защищаемом присоединении были проведены лабораторные эксперименты с двумя ТТЬШ типа ТЗЛМ и ТЗРЛ при параллельном соединении их вторичных обмоток. В качестве защиты от ОЗЗ использовалось реле типа РТЗ-51 с выставленной на нём максимальной уставкой в 146 мА. Нарушение контактного соединения в фазе одного из кабелей имитировалось пропусканием через кабельные ТТНП одного и того же тока /0, но в противоположных направлениях. Предполагая, что замыкание произошло у потребителя, через кабельные ТТНП пропускали одинаково направленные токи, равные половине полного тока ОЗЗ. Фаза тока ОЗЗ (р по отношению к фазе тока в одном из трансформаторов тока (ТЗЛМ) в процессе эксперимента изменялась.

На рис.4 показано, что при отсутствии нарушения контактных соединений

ток срабатывания защиты 1СЗ при 033 имеет одинаковое значение при любом угле <р (окружность 1 с центром «О» в начале координат). При нарушении контактного соединения в защите появляется ток небаланса, который представляет собой вектор, смещающий центр окружности от начала координат (0' и 0" -рис.4). В результате при некоторых углах <р чувствительность защиты ухудшается.

Кроме влияния на поведение защиты, перераспределение тока в отдельных кабелях пучка может привести ещё и к перегрузке тех жил кабелей, в которых ток увеличился выше допустимых расчётных значений. Повысится температура кабеля и ускорится процесс старения изоляции, в результате чего кабель может выйти из строя раньше расчётного срока. Поэтому при установке защит от ОЗЗ на кабельных

пучках, по мнению автора настоящей работы, необходимо предусматривать устройство сигнализации о нарушении нормального распределения тока в кабелях. Если такого сигнального устройства нет, возможны неселективные срабатывания защиты, поскольку при росте неравенства токов в кабелях небаланс будет возрастать. Соответствующее устройство было разработано и на него подана заявка на изобретение.

Шестая глава посвящена разработке мероприятий, обеспечивающих

эффективную защиту сети электроснабжения острова Ольхон от ОЗЗ; предложен порядок определения места повреждения на воздушных ЛЭП; описаны исследования небалансов в сети, разработаны и реализованы мероприятия по их снижению; выбраны типы защит от ОЗЗ и рассчитаны их уставки.

На рис.5 приведена упрощенная схема электроснабжения острова Ольхон.

Прокладка дорогостоящих кабелей 35 кВ (КЛ1 и КЛ2 - рис.5) по дну озера привела к проблеме, связанной с их ремонтом в случае повреждения, поскольку это может представлять собой чрезвычайно сложную задачу. Непростой задачей является также отыскание места повреждения на двухцепных воздушных линиях ВЛ2 и ВЛЗ, расположенных на острове, при условии, что на кабелях напряжение при этом не должно существенно повышаться относительно номинального.

В связи с этим был предложен следующий порядок определения места Повреждения на воздушных ЛЭП. При любом ОЗЗ в сети она отключается защитой, установленной на питающей подстанции Еланцы, с выдержкой времени равной одной секунде. При этом защита от ОЗЗ должна срабатывать также при наличии в месте замыкания значительного переходного сопротивления. Для выявления «повреждённого направления», то есть кабеля и следующей за ним воз-

2 1 6

3 > Ч^о, V

/ (1 и 2 \ъ

V и О* -То 1" I

\ ч -2 /у

Рис.4. Влияние тока небаланса в защите на её чувствительность при ОЗЗ на защищаемом объекте: 1 — при /0 = 0; 2 - при /0 = 5 А; 3 — при 10 = 15 А.

душной линии, на развилке кабелей со стороны материка установлены два комплекта сигнализации, выполненные в виде направленных зашит, реагирующих на токи нулевой последовательности.

Бели комплекты сигнализации на развилке кабелей не сработали, повреждённой линией считается ВЛ1. При её повреждении отключают разъединители в цепях обоих кабелей, блокируют защиту от ОЗЗ на подстанции Еланцы, подают напряжение на В Л1, и поиск места повреждения ведут традиционным методом — по высокочастотному излучению (например, с помощью приборов «Поиск», «Волна» или им подобных). Обрывы проводов ЛЭП выявляются визуально.

При срабатывании сигнализации на развилке кабелей отключают разъединители кабеля повреждённого направления, включают секционный выключатель на стороне 10 кВ подстанции Хужир и подают напряжение 35 кВ на ту ЛЭП, на которой ведётся поиск неисправности, обратной трансформацией через соответствующий трансформатор на подстанции Хужир. Секционный разъединитель на стороне 35 кВ при этом должен быть отключен. При таком варианте выдачи напряжения на воздушную линию (ВЛ2 или ВЛЗ) повышения напряжения на кабелях не будет из-за того, что повреждённая воздушная ЛЭП гальванически отделена от остальной сети 35 кВ. Поиск неисправностей ведётся так же, как на ВЛ1.

На питающей подстанции Еланцы была установлена защита от ОЗЗ, реагирующая на напряжение нулевой последовательности, содержащая две ступени. Первый (основной) комплект этой защиты присоединён к однофазному трансформатору напряжения, включенному параллельно заземляющему резистору Ш (рис.5) и его выдержка времени принята равной одной секунде. Второй (резервный) комплект присоединён к группе из трёх однофазных трансформаторов напряжения (к их обмотке, соединённой в разомкнутый треугольник), установленных на шинах 35 кВ питающей подстанции и имеет выдержку времени равную 1,5 секунды.

Для обеспечения высокой чувствительности защиты к обрывам проводов воздушных ЛЭП, сопровождающихся возникновением в месте ОЗЗ больших переходных сопротивлений, а также к обрывам провода без касания его с землей,

была задействована защита от обрыва фаз линий, имеющаяся в составе терминала защиты Р-142 фирмы АЯЕУА, установленного на питающей подстанции.

Проведённые для рассматриваемой схемы исследования позволили выявить следующие небалансы: небаланс, вызванный влиянием параллельной линии напряжением 10 кВ; небаланс, вызванный разными ёмкостями фаз сети относительно земли; небаланс трансформаторов напряжения. По предложенной выше методике были рассчитаны уставки защит и проведена проверка их чувствительности.

Предложенная и реализованная на практике транспозиция проводов «на шинах» со стороны острова, а также включение заземляющих резисторов привели к уменьшению суммарного небаланса в защите по напряжению нулевой последовательности, вызванного несимметрией ёмкостей фаз относительно земли, что позволило уменьшить уставку защиты и тем самым повысить её чувствительность. Проведённые производственные испытания подтвердили эффективность предложенных принципов защиты и правильность расчётов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработанный алгоритм защиты от ОЗЗ в сети с резистивным заземлением нейтрали, заключающийся в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих токов), позволяет отказаться от применения в защите трансформатора напряжения и сделать её более чувствительной.

2. Сформулирована концепция построения защиты от замыканий на землю, обеспечивающая: срабатывание защиты при однофазных замыканиях на землю, действие на сигнал при значительном «перекосе» фазных сопротивлений относительно земли, а также фиксацию обрывов фазных проводов ЛЭП, не сопровождающихся замыканием на землю или сопровождающихся замыканием через большое переходное сопротивление.

3. Исследования небалансов в защитах от замыканий на землю показали, что, во-первых, их можно поделить на следующие основные группы - небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры и небалансы, связанные с различными процессами в сети, и, во-вторых, некоторые из этих небалансов следует выделять в отдельную группу экстремальных, от которых сложно или практически невозможно отстроиться по величине.

4. Установлено, что некоторые виды небалансов, в частности небаланс трёхтрансформаторного фильтра токов нулевой последовательности, небаланс кабельного трансформатора тока нулевой последовательности, а также небаланс токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей, способны влиять на чувствительность защиты от замыканий на землю при внутреннем повреждении на защищаемом объекте.

5. Для сетей с резистивным заземлением нейтрали разработана методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от замыканий на землю, учитывающая влияние различных небалансов, вид фазовой характеристики (для направленных защит), а также влияние активного тока заземляющего резистора.

6. Исследование сигналов, возникающих в схемах защит от замыканий на землю, установленных на пучках кабелей, при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения, показали, что параллельное соединение вторичных обмоток кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности улучшает характеристики защиты по сравнению с их последовательным соединением и снижает риск неправильных действий защиты при нарушении контактных соединений. На основании результатов исследований сигналов в защитах, установленных на пучках кабелей, разработаны алгоритм и схема устройства защиты, способной выдавать сигнал о нарушении контактных соединений и обладающей повышенной селективностью в этом режиме.

7. Проведено обследование схемы электроснабжения острова Ольхон напряжением 35 кВ, выбраны типы защит от замыканий на землю, методами математического моделирования и натурных экспериментов исследованы имеющиеся в них небалансы, определены уставки этих защит, разработаны и реализованы меры, обеспечивающие снижение небалансов и повышение чувствительности защит.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шалин А.И., Хабаров А.М. Защита от замыканий на землю в сети 6-35 кВ, реагирующая на отношение тока в резисторе к току в линии // Энергетика: экология, надёжность, безопасность / Материалы девятой Всероссийской научно-технической конференции. — Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - Т.1. - С. 117-120.

2. Шалин А.И., Хабаров А.М., Шевчук В.В. Защита от замыканий на землю в сети 6...35 кВ, реагирующая на отношение токов присоединений // Избранные труды НГТУ—2004: Сб. науч. трудов / Под ред. А.И. Шанина. — Новоси-■ бирск: Изд-во НГТУ, 2004. - С. 18-27.

3. Шалин А.И., Хабаров А.М. Защита от замыканий на землю в сетях 635 кВ, реагирующая на обрывы // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ: Труды Третьей Всероссийской научно-технической конференции. — Новосибирск, 2004. — С. 148—154.

4. Хабаров А.М., Шалин А.И., Кондранина Е.А. Расчёт токов небаланса направленных защит от замыканий на землю // Наука. Технологии. Инновации / Материалы Всероссийской научной конференции молодых учёных в 6-ти частях. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. Часть 3. - С. 118-119.

5. Хабаров А.М., Шалин А.И. Расчёт уставок защит от замыканий на землю в резистивно-заземлённых сетях 6-35 кВ // Наука. Технологии. Инновации / Материалы Всероссийской научной конференции молодых учёных в 6-ти частях.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. Часть 3.-С. 120-121.

6. Шалин А.И., Щеглов А.И., Хабаров A.M. Расчёт уставок ненаправленных защит от замыканий на землю в резистивно-заземлённых сетях 6-35 кВ // Энергетика: экология, надёжность, безопасность / Материалы десятой Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТПУ, 2004. -С. 60-63.

7. Шалин А.И., Щеглов А.И., Хабаров А.М., Кондранина Е.А. Принципы расчёта уставок направленных защит от замыканий на землю в резистивно-

заземлённых сетях 6-35 кВ // Энергетика: экология, надёжность, безопасность / Материалы десятой Всероссийской научно-технической конференции. — Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 63-66.

8. Шалин А.И., Хабаров A.M., Кондранина Б.А. Защита от замыканий на землю в сети 35 кВ, реагирующая на напряжение нулевой последовательности // Энергетика: экология, надёжность, безопасность / Материалы одиннадцатой Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. -С. 96-98.

9. Шалин А.И., Хабаров А.М., Кондранина Е.А. Поперечная дифференциальная направленная защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 35 кВ // Энергетика: экология, надёжность, безопасность / Материалы одиннадцатой Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - С. 168-170.

10. Шалин А.И., Хабаров A.M., Кондранина Е.А. Защита от замыканий на землю в сетях с резистивным заземлением нейтрали И Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования / Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. -С. 111-114.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, тел. 346-08-57 формат 60x84/16, объем 1,25 п.л., тираж 100 экз., заказ № ¿^3, подписано в печать 7.Л .06.06 г.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ

НА ЗЕМЛЮ В РЕЗИСТИВНО-ЗАЗЕМЛЁННЫХ СЕТЯХ 6-35 кВ.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Устройства, реагирующие на напряжения и токи промышленной частоты.

1.2. Защиты, реагирующие на высшие гармоники установившегося тока замыкания на землю.

1.3. Защиты, реагирующие на наложенный ток.

1.4. Централизованные защиты.

1.5. Токовые защиты от замыканий на землю с управляемыми характеристиками.

Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ ОТ

ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ СЕТИ С РЕЗИСТИВНЫМ

ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ.

2.1. Общая концепция построения защиты от замыканий на землю.

2.2. Разработка мероприятий по обеспечению работы защиты от

033 при обрыве провода ЛЭП, включенной на холостой ход.

2.3. Направленная защита от 033, реагирующая на отношение токов.

Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕБАЛАНСОВ В ЗАЩИТАХ ОТ

ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ.

3.1. Понятие небаланса в защите от однофазных замыканий на землю.

3.2. Небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры.

3.3. Небалансы, связанные с процессами в сети.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЁТА УСТАВОК И ПРОВЕРКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЗАЩИТ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

В СЕТЯХ С РЕЗИдТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ.

4.1. Расчёт уставок и проверка чувствительности ненаправленных токовых защит нулевой последовательности от 033.

4.2. Расчёт уставок и проверка чувствительности направленных токовых защит нулевой последовательности от 033.

4.3. Расчёт уставок и проверка чувствительности защит от 033, реагирующих на напряжение нулевой последовательности.

Выводы.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ

НА ЗЕМЛЮ ДЛЯ ПУЧКОВ КАБЕЛЕЙ.

5.1. Общие вопросы применения защит от 033 на пучках кабелей при различных схемах соединения вторичных обмоток ТТНП.

5.2. Появление токов нулевой последовательности при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения.

5.3. Характеристики срабатывания защиты при последовательном соединении вторичных обмоток ТТНП.

5.4. Характеристики срабатывания защиты при параллельном соединении вторичных обмоток ТТНП.

5.5. Влияние токов небаланса, возникающих при нарушении контактных соединений фаз кабелей, на чувствительность защиты от замыканий на землю.

5.6. Разработка устройства защиты от 033, способного контролировать исправность контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения.

Выводы.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ

ЭФФЕКТИВНУЮ ЗАЩИТУ СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОСТРОВА ОЛЬХОН ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ.

6.1. Описание схемы сети.

6.2. Общая концепция построения защиты от замыканий на землю и поиска места повреждения в сети.

6.3. Выбор типов защит и устройств сигнализации от однофазных замыканий на землю.

6.4. Расчёт уставок защит от замыканий на землю и проверка их чувствительности.

Выводы.

Актуальность работы. Надёжность работы электроустановок и потребителей электроэнергии в значительной степени зависит от уровня эксплуатации распределительных сетей напряжением 6-35 кВ. Наиболее частым видом повреждений в таких сетях являются однофазные замыкания на землю (033), которые составляют порядка 70-80% от общего числа повреждений [1].

В отличие от сети с глухозаземлённой нейтралью, 033 в рассматриваемых сетях не сопровождаются появлением больших токов, не искажают треугольник междуфазных напряжений, и работа сети с замкнувшейся на землю фазой допускается в течение времени, достаточного для выявления повреждённого элемента сети, перевода потребителей (если это требуется, например, по условиям конфигурации сети) на другой источник питания и отключения.

Между тем длительное присутствие 033 в сети нередко служит причиной развития повреждения с последующим переходом в аварийное, которое требует немедленного отключения оборудования. При этом, как показывают статистические исследования ВНИИЭ, значительная часть 033 либо самоликвидируется через одну секунду после появления, либо в течение первой минуты переходит в между фазные или двойные замыкания [2]. К числу аварийных последствий однофазных замыканий на землю относятся:

- переход однофазного замыкания в междуфазное КЗ, вызванный повреждением изоляции между фазами на кабельных линиях в результате теплового воздействия тока 033 и электрической дуги в месте повреждения;

- появление двойных замыканий на землю в разных точках сети из-за повреждения изоляции неповреждённых фаз, вызванного перенапряжениями;

- возникновение феррорезонансных явлений;

- появление второго замыкания на землю в статоре высоковольтного двигателя;

- разрушение железобетонных опор;

- возникновение пожаров в кабельных помещениях и т.д.

Однофазные замыкания в рассматриваемых сетях представляют также большую опасность для жизни оказавшихся по близости людей, служат источником электротравматизма обслуживающего персонала и нередко являются причиной несчастных случаев.

Для уменьшения перечисленных последствий, вызванных однофазными замыканиями на землю, необходимо иметь надёжные и эффективные устройства защиты от них. При этом в ряде случаев, например, при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, рассматриваемая защита от 033 является практически единственным средством, уменьшающим вероятность случайного попадания человека под напряжение прикосновения или шага.

Однако по статистике на 80% российских подстанций рассматриваемого класса напряжения вообще отсутствует селективная защита от 033 [3]. Есть только сигнализация по признаку появления напряжения нулевой последовательности на сборных шинах и повреждённое присоединение приходится выявлять путём поочерёдного отключения потребителей.

Эффективность тех защит, которые эксплуатируются на оставшихся 20% подстанций, низка [3-5], и по данным исследований ОРГРЭС не превышает трёх баллов по пятибалльной шкале [3]. Таким образом, в настоящее время задача совершенствования защит от однофазных замыканий на землю в рассматриваемых сетях является весьма актуальной.

Принципиально новые возможности с точки зрения повышения эффективности таких защит появляются при резистивном заземлении нейтрали сети, которое в последние годы всё чаще используется в энергосистемах. Наличие в нейтрали сети заземляющего резистора приводит к снижению уровня перенапряжений, практически исключает возникновение феррорезонанса, а также даёт возможность построения селективной защиты от замыканий на землю.

Цель работы и задачи исследования. Целью работы является совершенствование защит от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- анализ существующих методов и средств защиты от однофазных замыканий на землю, пригодных для сетей 6-35 кВ с резистивным заземлением нейтрали;

- разработка рекомендаций по применению различных типов защит в зависимости от вида сетей (кабельные, воздушные или смешанные), в которых они эксплуатируются;

- разработка новых, более эффективных алгоритмов действия защит от однофазных замыканий на землю для сетей с резистивным заземлением нейтрали;

- исследование небалансов в защитах от однофазных замыканий на землю;

- разработка методики расчёта уставок защит от замыканий на землю и проверки их чувствительности применительно к сетям с резистивным заземлением нейтрали;

- исследование сигналов в защитах, эксплуатируемых на так называемых пучках кабелей (когда питание потребителей осуществляется через несколько параллельных кабелей).

Методы исследования: математическое моделирование на базе теории электрических цепей; лабораторные экспериментальные исследования; моделирование на ЭВМ; натурные испытания в условиях реальной эксплуатации.

Достоверность и обоснованность основных научных положений и выводов работы обеспечивается адекватным выбором методов исследований характеристик защит от замыканий на землю, подтверждается результатами проведённых лабораторных и производственных испытаний, и согласуется с опытом эксплуатации защит от однофазных замыканий на землю.

Научная новизна работы. В работе содержатся следующие новые научные результаты:

1. Разработан алгоритм защиты от однофазных замыканий на землю в сети с резистивным заземлением нейтрали, который заключается в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих токов), в результате чего замер защиты не зависит от значения переходного сопротивления в месте повреждения.

2. Исследования небалансов в защитах от замыканий на землю показали, что, во-первых, их можно поделить на следующие основные группы - небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры и небалансы, связанные с различными процессами в сети, и, во-вторых, некоторые из этих небалансов следует выделять в отдельную группу экстремальных, от которых сложно или практически невозможно отстроиться по величине.

3. Установлено, что некоторые виды небалансов, в частности небаланс трёхтрансформаторного фильтра токов нулевой последовательности, небаланс кабельного трансформатора тока нулевой последовательности, а также небаланс токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей, способны влиять на чувствительность защиты от замыканий на землю при внутреннем повреждении на защищаемом объекте.

4. Для сетей с резистивным заземлением нейтрали разработана методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от замыканий на землю, учитывающая влияние различных небалансов, вид фазовой характеристики (для направленных защит), а также влияние активного тока заземляющего резистора.

5. Исследование сигналов, возникающих в схемах защит от замыканий на землю, установленных на пучках кабелей, при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения, показали, что параллельное соединение вторичных обмоток кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности улучшает характеристики защиты по сравнению с их последовательным соединением и снижает риск неправильных действий защиты при нарушении контактных соединений.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанная методика расчёта уставок и проверки чувствительности защит от однофазных замыканий на землю для сетей с резистивным заземлением нейтрали позволит проектным организациям правильно выбирать уставки защит в таких сетях и проводить проверку их чувствительности, что в целом повысит эффективность их работы в этой области. В частности разработанная методика по расчёту уставок и проверке чувствительности защит от 033, а также исследования небалансов в этих защитах были использованы в общем проекте по электрификации острова Ольхон, выполненном институтом «Востоксибсельэнергопроект» для ОАО «Иркутскэнерго». Проведённые производственные испытания подтвердили правильность расчётов.

Результаты исследований сигналов в защитах от замыканий на землю, эксплуатирующихся на пучках кабелей, во-первых, показали, что вторичные обмотки кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности следует соединять параллельно, а не последовательно, как это часто делается на практике и, во-вторых, позволили разработать схему устройства защиты, способной контролировать исправность контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения. Использование такого устройства позволит снизить риск неправильных действий защиты от 033, а также предотвратить выход кабелей из строя раньше расчётного срока. На разработанную схему устройства защиты подана заявка на изобретение.

Положения, выносимые на защиту.

1. Новый алгоритм направленной защиты от однофазных замыканий на землю в сети с резистивным заземлением нейтрали, заключающийся в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих токов) позволяет повысить чувствительность защиты, так как её замер не зависит от значения переходного сопротивления в месте повреждения.

2. Небалансы в защитах от замыканий на землю можно, во-первых, поделить на следующие основные группы - небалансы, вызванные погрешностями измерительной аппаратуры и небалансы, связанные с различными процессами в сети, и, во-вторых, некоторые из этих небалансов следует выделять в отдельную группу экстремальных, от которых сложно или практически невозможно отстроиться по величине.

3. Некоторые виды небалансов, в частности небаланс трёхтрансформа-торного фильтра токов нулевой последовательности (ФТНП), небаланс кабельного трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП), а также небаланс токов нулевой последовательности в защитах, установленных на пучках кабелей, способны влиять на чувствительность защиты от замыканий на землю при внутреннем повреждении на защищаемом объекте.

4. Методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от замыканий на землю, работающих в сетях с резистивным заземлением нейтрали, должна учитывать влияние различных небалансов, вид фазовой характеристики (для направленных защит), а также влияние активного тока заземляющего резистора.

5. Параллельное соединение вторичных обмоток кабельных трансформаторов тока нулевой последовательности улучшает характеристики защиты, установленной на пучке кабелей, по сравнению с их последовательным соединением и снижает риск её неправильных действий при нарушении контактных соединений фаз кабелей в месте их подключения.

6. Эффективной защиты от замыканий на землю и поиска места повреждения в сети электроснабжения острова Ольхон можно добиться, установив на питающей подстанции два комплекта защиты от однофазных замыканий на землю (основной и резервный), реагирующей на напряжение нулевой последовательности и защиту от обрыва фаз ЛЭП, а также два комплекта селективной сигнализации на развилке кабелей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Электрические станции» Новосибирского государственного технического университета; на 9-ой, 10-ой и 11-ой Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надёжность, безопасность» (г. Томск, 2003, 2004 и 2005 гг.); на Всероссийской научной конференции молодых учёных «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2004 г.); на 3-ей Всероссийской научно-технической конференции «Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ» (г. Новосибирск, 2004 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (г. Томск, 2006 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ: из них 1 статья в сборнике научных трудов, 9 -материалы докладов конференций.

Объём и структура работы. Основное содержание диссертации изложено на 199 страницах, содержит 48 рисунков и 1 таблицу. Работа состоит из введения, шести глав, заключения и приложений. Список использованных источников содержит 150 наименований.

12. Результаты работы над диссертацией, в частности, исследования небалансов в защитах от 033 и разработанная методика по расчёту уставок и проверке чувствительности этих защит, были использованы в общем проекте по электрификации острова Ольхон, выполненном институтом «Востоксибсель-энергопроект» для ОАО «Иркутскэнерго». Были выбраны виды защит от 033 на питающей подстанции и на развилке кабелей, рассчитаны небалансы в этих защитах, их уставки, а также проведена проверка их чувствительности. Предложенная и реализованная на практике транспозиция проводов «на шинах», привела к уменьшению небаланса в защите по напряжению нулевой последовательности, вызванного несимметрией ёмкостей фаз относительно земли, что позволило уменьшить уставку защиты и тем самым повысить её чувствительность. Проведённые производственные испытания показали эффективность предложенных принципов защиты и подтвердили правильность расчётов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведённый анализ показал, что в настоящее время существующие защиты от замыканий на землю, работающие в сетях 6-35 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью работают неудовлетворительно. Требуется разработка новых, более совершенных защит от 033. Принципиально новые возможности с точки зрения повышения эффективности таких защит появляются при резистивном заземлении нейтрали сети, которое в последние годы всё чаще используется в энергосистемах.

2. Для сети с резистивным заземлением нейтрали разработан алгоритм действия направленной защиты от 033, который заключается в том, что защита реагирует на отношение тока нулевой последовательности в линии к току в цепи заземляющего резистора (или на обратное отношение этих величин), в результате чего замер такой защиты остаётся неизменным при изменении величины переходного сопротивления в месте 033. Кроме того, такой алгоритм позволяет отказаться от использования трансформатора напряжения и сделать защиту более чувствительной, так как не нужно будет отстраиваться от небаланса по напряжению, а только от небаланса токов, который при использовании кабельных трансформаторов тока весьма мал.

3. В неразветвлённых кабельных сетях с резистивным заземлением нейтрали, где отсутствуют дугогасящие реакторы, а для защиты используются кабельные ТТНП, можно эффективно использовать ненаправленные токовые защиты нулевой последовательности от замыканий на землю. В кабельных сетях с большими ёмкостными токами, а также в сетях с воздушными ЛЭП следует применять направленные токовые защиты от 033.

4. Направленные токовые защиты, устанавливаемые на воздушных линиях, целесообразно выполнять трёхступенчатыми. Первая, чувствительная ступень такой защиты, действует, как правило, на сигнал. Вторая, более грубая ступень, действует на отключение и предназначена для работы при металлических замыканиях и замыканиях через небольшие переходные сопротивления.

Третья ступень защиты действует при обрывах провода ЛЭП, сопровождающихся возникновением в месте 033 больших значений переходных сопротивлений, а также при обрывах провода без касания его с землей. При малых токах нагрузки, а также в режиме XX обеспечить работоспособность защиты от обрыва фазы позволяют предложенные схемы изменения первичной сети.

5. В защитах от замыканий на землю могут возникать токи и напряжения небаланса, причины возникновения которых весьма разнообразны. Эти небалансы могут быть вызваны погрешностями измерительной аппаратуры, например, погрешностями трансформаторов тока и напряжения, либо связаны с различными процессами в сети. Они должны учитываться в расчётах уставок защит от 033, иначе возможны их ложные срабатывания в нормальном режиме, а также излишние срабатывания при внешних замыканиях.

6. Некоторые из небалансов, например, ток небаланса трёхтрансформа-торного ФТНП и кабельного ТТНП присутствуют в защите как в нормальном режиме сети, так и в режиме внешнего 033 и могут не только приводить к ложным или излишним срабатываниям защиты, но и влиять на её чувствительность при замыкании на защищаемом присоединении. Замеры токов небаланса на практике показали, что они могут существенно изменяться во времени.

7. В схеме реальной сети могут присутствовать сразу несколько несим-метрий по сопротивлениям фаз. Рассчитать токи и напряжения небаланса в этом случае позволяет предложенный способ составления расчётных схем замещения нулевой последовательности.

8. На основании проведённых исследований небалансов в защитах от 033 для сетей с резистивным заземлением нейтрали разработана методика расчёта уставок и проверки чувствительности направленных и ненаправленных токовых защит от 033, а также защиты, реагирующей на напряжение нулевой последовательности.

9. В защитах от замыканий на землю, установленных на так называемых «пучках кабелей», при нарушении контактных соединений фаз этих кабелей в месте их подключения, могут возникать существенные по величине токи небаланса, связанные с неидентичностью характеристик ТТНП при перераспределении тока нагрузки в отдельных кабелях пучка. При этом величина тока небаланса зависит от степени различия характеристик намагничивания ТТНП и схемы соединения их вторичных обмоток.

10. При использовании последовательного (или смешанного) соединения вторичных обмоток кабельных ТТНП в защите от 033 появляется ток небаланса большой величины, который может не только вызвать её ложное срабатывание в нормальном режиме или излишнее срабатывание в режиме внешнего замыкания, но и привести к отказу при 033 на защищаемом присоединении. При переходе на параллельное соединение вторичных обмоток ТТНП величина тока небаланса в защите существенно снижается.

11. Разработано устройство, представляющее собой ненаправленную токовую защиту от 033, способную информировать обслуживающий персонал о возникновении нарушения контактных соединений в защищаемом кабельном пучке, а также реагировать на 033, сопровождающиеся перемежающейся дугой, даже если продолжительность бестоковых пауз достигает 250-300 миллисекунд. На разработанное устройство отправлена заявка на изобретение.

1. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. -М.: Энергия, 1976. -560 с.

2. Абрамович Б., Кабанов С., Сергеев А. и др. Перенапряжения и электромагнитная совместимость оборудования электрических сетей 6-35 кВ // Новости электротехники. -№5(17). 2002. - С. 22-24.

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.-С. 20-22.

4. Бухтояров В.Ф., Токарев Г.И., Удавихин В.И. Устройство для направленной защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-35 кВ // Электрические станции. 1996. - № 6. - С. 57 - 59.

5. Глухов О., Иванов Е., Мельников Д. и др. Пофидерный контроль изоляции. Пришло время новых технических решений // Новости электротехники. № 3(27).-2004!-С. 60-62.

6. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. (Библиотечка электротехника). М.: НТФ «Энергопрогресс»,2001.-Вып. 11(35).- 104 с.

7. Назаров В.В. Контроль изоляции в сетях 3-10 кВ // Электрические станции. -1981.-№1.-С. 62-63.

8. Назаров В.В., Поляков В.В., Иванов В.Б. и др. Устройство контроля изоляции в распределительных сетях 3-10 кВ // Энергетик. 1985. - № 2. -С. 20-21.

9. Федосеев A.M., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.

10. Ю.Бухтояров В.Ф., Маврицын A.M. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров. -М.: Недра, 1986. 184 с. П.Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991. - 496 с.

11. Дударев JI.E. О влиянии токов высших гармоник на работу защит от замыканий на землю // Электрические станции. 1977. - № 2. - С. 69-71.13.3ахаркин И.В. Об опыте наладки реле тока РТЗ-51 // Промышленная энергетика. 1989.-№ 3. - С. 24-25.

12. Комплектное устройство защиты и автоматики линии 6-10 кВ SPAC 801-101. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ГЛЦИ.656122.032-17 ТО.-2002.-47 с.

13. Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-2-JI». Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт. Москва. 2002. - 54 с.

14. Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-МЛ». Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт. Москва. 2002. - 58 с.

15. Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-2-МЛ». Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт. Москва. 2003. - 57 с.

16. Комплектное устройство защиты и автоматики ТЭМП 2501. Руководство по эксплуатации. ГЛЦИ.656122.042 РЭ. 2002. - 109 с.

17. Универсальные устройства защиты MICOM Р120/121/122/123 (аЗ). Alstom. -2001.-201 с.

18. SIEMENS SIPROTEC 7SJ61 v. 4.0/4.1. Максимальная токовая защита, защита от перегрузки и защита двигателей с функциями управления ячейкой. Руководство по эксплуатации. C53000-G1140-С118-1. 2002. - 476 с.

19. Лихачёв Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией ёмкостных токов. М.: Энергия, 1971. - 152 с.

20. Шалин А.И., Щеглов А.И. Централизованная защита от замыканий на землю в сетях 35 кВ // Известия академии наук РФ. Энергетика. 2002. - № 2. С.104-116.

21. Нудельман Г.С., Шевелев B.C. Избирательная защита от замыканий на землю для распределительных сетей 6-35 кВ // Энергетик. 2001. - № 3. -С. 32-33.

22. Кискачи В.М. Защита от однофазных замыканий на землю ЗЗП-1. (Описание, наладка и эксплуатация). М.: Энергия, 1972. - 73 с.

23. Кискачи В.М. Селективная чувствительная защита от замыканий на землю в сетях с малыми ёмкостными токами типа ЗЗП-1 // Электрические станции. -1966.-№3.-С. 66-71.

24. Айдаров Ф.А., Савицкий В.Н. Случаи ложной работы направленной защиты от замыканий на землю в сетях 6-10 кВ // Электрические станции. 1981. -№3.-С. 67-69.

25. Айдаров Ф.А., Савицкий В.Н. Результаты исследований эффективности направленной защиты от однофазных замыканий на землю типа ЗЗП-1 // Электротехническая промышленность. Аппараты низкого напряжения. 1983. -№6.-С. 4-5.

26. Микрюков В.И. Устранение ложных отключений линий защитами от замыканий на землю в распределительных сетях разрезов и карьеров // Промышленная энергетика. 1981.-№ 9. - С. 41-43.

27. Сирота И.М., Масляник В.В. Чувствительная защита от замыканий на землю в некомпенсированных сетях 6-10 кВ // Электрические станции. 1969. -№7.-С. 77-80.

28. Сирота И.М., Масляник В.В., Лавриненко В.Б. Защита от замыканий на землю в некомпенсированных сетях 6-10 кВ. Киев: Наук, думка, 1969. - 31 с.

29. Сирота И.М., Масляник В.В. Реле защиты от замыканий на землю // Электрические станции. 1975. - № 9. - С. 83-85.

30. Маврицын A.M., Петров О.А. Электроснабжение угольных разрезов. М.: Недра, 1977.-184 с.

31. Серов В.И., Щуцкий В.И., Ягудаев Б.М. Методы и средства борьбы с замыканиями на землю в высоковольтных системах горных предприятий. М.: Наука, 1985. - 136 с.

32. Бухтояров В.Ф., Панова Е.Д. Защита от замыканий на землю в распределительных сетях горных предприятий // Промышленная энергетика. 1976. -№7.-С. 35-37.

33. Бухтояров В.Ф. Новые устройства для защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ угольных разрезов. М.: ЦНИЭИуголь, 1976. -30 с.

34. Электробезопасность на открытых горных работах / В.И. Щуцкий, A.M. Маврицын, А.И. Сидоров и др.; Под общей ред. В.И. Щуцкого. М.: Недра, 1983.-192 с.

35. Мусс К.Б., Шулецкая С.П. Устройство профилактического направленного контроля за изоляцией в распределительных сетях 6 кВ с изолированной нейтралью // Промышленная энергетика. 1982. -№ 1. - С. 35-38.

36. Богдан А.В., Леньков Ю.А., Калмыков В.В. и др. Направленная защита при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью // Электрические станции. 1983. - № 5. - С. 59-61.

37. Богдан А.В., Калмыков В.В. Направленная защита повышенной селективности при замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью // Известия вузов. Электромеханика. 1993. - № 4. - С. 88-91.

38. Сигнализация замыканий на землю в компенсированных сетях. М.-Л.: Гос-энергоиздат, 1962. - 113 с.

39. Васильев И.Е., Щуцкий В.И. Обобщение опыта применения защитных устройств в шахтных электросистемах напряжением свыше 1000 В. М.: ЦНИЭИуголь, 1968. - 50 с.

40. Реле защиты при замыканиях на землю ЗЗН1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 01489517.009 ТО. 2002. - 12 с.

41. Кискачи В.В. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях напряжением 6-10 кВ с различным режимом заземления нейтрали типа ЗЗН. Учебно-методическое пособие. М.: ИПКгосслужбы, 2001. - 63 с.

42. Реле защиты от однофазных замыканий на землю микропроцессорное (ЗЗМ-У2) типа «ЗЕРО». Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗЗМ. 100.000.000 ТО. Компания «Объединённая энергия» Joint Power Co., Ltd. Москва, 2003.- 17 c.

43. Серия направленных/ненаправленных токовых реле MiCOM PI25, PI26, PI27. Технические руководство. 2001 - 46 с.

44. Инструкция по эксплуатации реле MiCOM Р141, PI42, PI43. Защита линий. ALSTOM. 2000. - 127 с.

45. Калачев Ю.Н., Салов А.В., Шевелев B.C. Новая серия устройств SPAC 810 для присоединений 6-35 кВ // Энергетик. 2004. -№ 9. - С. 36-37.

46. Попов И.Н., Соколова Г.В., Махнев В.И. Импульсная направленная защита электрических сетей от замыканий на землю типа ИЗС // Электрические станции. 1978. - № 4. - С. 69-73.

47. Соколова Г.В. Защита от замыканий на землю типа ИЗС // Электрические станции. 1984. - № 1. - С. 59-61.

48. Лачугин В.Ф. Направленная импульсная защита от замыканий на землю // Энергетик. 1997. - № 9. - С. 21.

49. Лачугин В.Ф. Экспериментальные исследования импульсной защиты от замыканий на землю воздушных и кабельных сетей с компенсированной нейтралью // Электрические станции. 2005. -№ 8. - С. 58—63.

50. Устройство направленной волновой защиты от замыканий на землю воздушных и кабельных линий 6-35 кВ типа УЗС-01. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Казань: Энергосоюз, 1998.

51. Дударев Л.Е., Зубков В.В. Проблемы защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ // Электричество. 1979. - № 2. - С. 8-12.

52. Дударев Л.Е., Зубков В.В., Стасенко В.И. Комплексная защита от замыканий на землю // Электрические станции. 1981. -№ 7. - С. 59-61.

53. Дударев Л.Е., Зубков В.В. Устройство универсальной комплексной защиты от замыканий на землю для сетей 6-35 кВ // Промышленная энергетика. -1982.-№4.-С. 36-38.

54. Шуин В.А., Гусенков А.В., Мурзин А.Ю. и др. Устройства сигнализации и защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях // Энергетическое строительство. 1993. -№ 10. - С. 35-39.

55. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем: Учебное пособие для техникумов. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.

56. Jeff Roberts, Dr. Hector J. Altuve, Dr. Daqing Hou. Review of ground fault protection methods for grounded, ungrounded and compensated distribution systems. http://www.selinc.com/techpprs/6123.pdf. - 14 сентября 2004 г.

57. Geise F. Erdschluss und Erdschlussrelais // Siemens-Z. T. 26. - 1952. - № 2. -S. 78-84.

58. Pundt H. Untersuchung der Ausgleichsvorgange bei Erdschluss in Energieversorgungsnetzen // Energietechnik. T. 15. - 1965. - № 10. - S. 469477.

59. Clemens H., Rothe K. Relaisschutztechnik in Elektroenergiesystemen. Berlin: VEB Verlag Technik, 1980. - s. 324.

60. Gegner L. Электронное направленное реле типа TRER для селективной защиты от замыканий на землю // Электротехника и энергетика: РЖ. 1967.

61. С. 68. - 7 Е439. - Ref.: Gegner L. Elektronisches Erdschlussrichtungsre-lais TRER zur selektiven Erdschlusserfassung // Elektrie. - 1967. - T. 21, № 2. -S. 50-52.-Нем.

62. Попов И.Н. О принципах выполнения защиты от замыканий на землю, основанной на использовании переходных процессов // Электричество. 1962. -№2.-С. 14-19.

63. Дударев JI.E. Сопоставление основных принципов построения измерительных органов защит от замыкания на землю в сетях 6-35 кВ // Электрические станции. 1980. - № 9. - С. 50-53.

64. Дударев Л.Е., Зубков В.В., Матти Шушани. Влияние коммутаций в сетях 635 кВ на работу защит от замыканий на землю // Электрические станции. -1981. -№ 7. -С. 68-71.

65. Способ направленной импульсной защиты от однофазного замыкания на землю в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью: А.С. 1078526 СССР / О.В.-Лебедев, В.А. Шуин, A.M. Чухин. № 3377832/24-07; Заявл. 06.01.82; Опубл. 07.03.84.-Бюл. № 9. з с.

66. Способ направленной защиты от однофазных замыканий на землю: А.С. 299908 СССР / В.М. Кискачи. № 1330149/24-7; Заявл. 15.05.69; Опубл. 26.03.71. - Бюл. № 12.-3 с.

67. Максимов Б.К., Аношин О.А., Арцишевский Я.Л. Вопросы резистивного заземления нейтрали сетей 6-35 кВ // Известия вузов. Электромеханика. -1999.-№ 1.-С. 62-63.

68. Шалин А.И., Политов Е.Н. Защита от замыканий на землю в сетях 6.35 кВ с резистивным заземлением нейтрали // Электроэнергетика: Сб. науч. трудов. Часть 1 / Под ред. А.И. Шалина. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. -С. 45-54.

69. Шалии А.И., Политов Е.Н. Защита от замыканий на землю, реагирующая на сопротивление и проводимость цепей нулевой последовательности // Электроэнергетика: Сб. науч. трудов. Часть 1 / Под ред. А.И. Шалина. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - С. 74-84.

70. Корниенко Е.Ф. Защита компенсированных сетей напряжением 6-35 кВ от однофазных замыканий на землю // Электрические станции. 1967. - № 7. -С. 67-70.

71. Кискачи В.М., Назаров Ю.Г. Определение повреждённого присоединения при замыканиях на землю в кабельных сетях // Электрические станции. -1965.- №7. -С. 60-64.

72. Грикманис А.А., Розенкронс Я.К. Отыскание однофазных замыканий на землю // Электрические станции. 1965. - № 7. - С. 82-85.

73. Кискачи В.М. Селективность сигнализации замыканий на землю с использованием высших гармоник токов нулевой последовательности // Электричество. 1967.-№ 9. - С. 24-30.

74. Воскресенский А.А., Гандурин А.А., Казанский А.В. Устройства защиты и сигнализации замыканий на землю в компенсированных сетях // Электрические станции. 1976.-№ 11. - С. 71-72.

75. Кискачи В.М. Отклик на статью А.А. Воскресенского, А.А. Гандурина, А.В. Казанского «Устройства защиты и сигнализации замыканий на землю в компенсированных сетях» // Электрические станции. 1976. - № 4. -С. 72-73.

76. Нудельман Г.С., Кочкин Н.А., Эверсков O.JI. Органы защит от замыканий на землю // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения.-1982.-№1.-С. 16-18.

77. Устройство микропроцессорной защиты присоединений напряжением 6-35 кВ «Сириус-2-JI». Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт. Москва. 2002. - 54 с.

78. Комплектное устройство защиты и автоматики линии 6-10 кВ SPAC 801-113. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ГЛЦИ.656122.032-24 ТО.-2000.-43 с.

79. Jeff Roberts, Dr. Daqing Hou, Fernando Calero, Dr. Hector J. Altuve. New directional ground-fault elements improve sensitivity in ungrounded and compensated networks. http://www.selinc.com/techpprs/6124.pdf. - 14 сентября 2004 г.

80. Новейшие устройства защиты для распределительных сетей / Ando Hiroshi, Haga Hiroshi, Otsuji Hideomi // Электротехника и электроэнергетика: РЖ. -1980. № 7. - С. 38. - 7 Ж254. - Реф. ст. из «Хитати хёрон». - 1979. - Т. 61, № 11.-С. 791-794.-Япон.

81. Жуков С.Ф., Забавин Н.Д. Реле защиты от замыканий на землю с активным фильтром токов второй гармоники // Электрические станции. 1977. - № 12. -С. 64-67.

82. Белых Б.П., Свердель И.С., Усов Ф.М. Электрическая защита от замыканий в сетях карьеров. М.: Недра, 1967. - 120 с.

83. Сирота И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. Киев: Наук, думка, 1983. - 268 с.

84. Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1974. - 680 с.

85. Вайнштейн Р.А., Головко С.И. О гармоническом составе токов нулевой последовательности в сетях с компенсацией ёмкостных токов при замыканиях на землю через перемежающуюся дугу // Известия вузов. Энергетика. -1978.-№ 12.-С. 14-19.

86. Головко С.И., Вайнштейн Р.А., Албул В.Н. Условия селективной работы защит с наложением контрольного тока при перемежающихся дуговых замыканиях // Известия вузов. Энергетика. 1988. - № 7. - С. 22-26.

87. Ю1.Степанчук Д.Н., Ярмоленко В.И., Кухта В.П. и др. Селективная сигнализация замыканий на землю // Электрические станции. 1976. - № 9. -С. 51-55.

88. Головко С.И., Вайнштейн Р.А., Коберник Е.Д. Защита от замыканий на землю обмотки статора генераторов, работающих на сборные шины // Электрические станции. 1981. -№ 10. - С. 54-56.

89. Вайнштейн Р.А., Головко С.И., Григорьев B.C. и др. Защита от замыканий на землю в компенсированных сетях 6-10 кВ // Электрические станции. -1998.-№7.-С. 26-30.

90. Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с компенсированной нейтралью: А.С. 1145401 СССР / Р.А. Вайнштейн, С.И. Головко. № 3524220/24-07; Заявл. 23.12.82; Опубл. 15.03.85.-Бюл. № 10.-4 с.

91. Головко С.И., Вайнштейн Р.А., Юдин С.М. Селективная сигнализация однофазных замыканий и измерение расстройки компенсации в сетях 30, 35 кВ // Электрические станции. 2000. - № 7. - С. 33-36.

92. Котлярчук В.А., Гончаров А.Ф. Электроснабжение экскаваторов. М.: Недра, 1980.-175 с.

93. Ю7.Шалин А.И., Щеглов А.И. Концепция релейной защиты от замыканий на землю в сетях 35 кВ с резистивно-заземленной нейтралью // Режимы заземления нейтрали сетей 3-6-10-35 кВ: Доклады научно-технической конференции. Новосибирск: ГЦРО, 2000. - С. 149-160.

94. Ю8.Шалин А.И. Релейная защита от замыканий на землю в сетях 6.35 кВ с резистивным заземлением // Режимы заземления нейтрали сетей 3-6-10-35 кВ: Доклады научно-технической конференции. Новосибирск: ГЦРО, 2000.-С. 160-167.

95. Устройство для централизованной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью: А.С. 904065 СССР / С.О. Алексинский. № 2924497/24-07; Заявл. 16.05.80; Опубл. 07.02.82. -Бюл. №5.-3 с.

96. Поляков В.Е., Бухтояров В.Ф. Централизованная защита от замыканий на землю с параллельной индикацией наибольшей амплитуды тока «Индикатор». М.: ГОСИНТИ, 1967. - № 17-67-606/44. - 14 с.

97. Бухтояров В.Ф. Устройство для централизованной защиты от замыканий на землю в карьерных распределительных сетях 6-10 кВ // Известия вузов. Электромеханика. 1976. - № 7. - С. 808-811.

98. Бухтояров В.Ф. Устройство защиты от замыканий на землю // Электрические станции. -1978. № 9. - С. 77-78.

99. Бухтояров В.Ф. Комплексное защитное устройство для сетей 6-35 кВ с самоконтролем исправности // Известия вузов. Электромеханика. 1979. -№9.-С. 840-842.

100. Устройство для централизованной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью: А.С. 1277283 СССР / О.В. Лебедев, A.M. Чухин, В.А. Шуин. -№ 3780547/24-07; Заявл. 14.08.84; Опубл. 15.12.86.-Бюл. №46.-4 с.

101. Борухман В.А., Иоэльсон В.И. Централизованное устройство селективной сигнализации замыканий на землю типа «Земля» // Наладочные и экспериментальные работы ОРГРЭС. М.: Энергия, 1968. - Вып. 35. - С. 316-324.

102. Лебедев О.В., Шуин В.А. О защите от замыканий на землю компенсированных кабельных сетей 6-10 кВ с использованием принципа сравнения амплитуд переходных токов // Электричество. 1973. - № 12. - С. 12-17. *

103. Лебедев О.В., Шуин В.А. Параметры настройки устройств сигнализации замыканий на землю, сравнивающих токи в присоединениях // Электричество. 1980.-№ 2.-С. 21-25.

104. Поляков В.Е., Бухтояров В.Ф. Централизованная защита от замыканий на землю с параллельной индикацией наибольшего вектора тока. М.: ГОСИНТИ, 1968.-№9-68-1106/120.- 11 с.

105. Кискачи В.М., Сурцева С.Е., Горшенина Н.М. и др. Устройства сигнализации замыканий на землю // Электрические станции. 1972. - № 4. -С. 69-72.

106. Устройство для защиты электроустановки от однофазного замыкания на землю в компенсированной сети: А.С. 805463 СССР / В.М. Кискачи. № 2678664/24-07; Заявл. 26.10.78; Опубл. 15.02.81.-Бюл. № 6.-3 с.

107. Zimmer L. Das Erdschlussproblem in Mittelspanungsnetzen // Osterr Z. Elektrizitatswirtsch. 1969. -T. 22, № 5. - S. 267-272.

108. Вайнштейн B.JI., Мохов В.Н. Комплект сигнализации замыканий на землю типа КСЗТ-1 // Энергетик. 1980. - № 3. - С. 27-28.

109. Мохов В.Н., Вайнштейн В.Л., Кудрявцев В.Н. и др. Аппаратура и схемы сигнализации замыканий на землю // Электрические станции. 1983. -№9.-С. 60-61.

110. Гельфанд Я.С. Релейная защита электрических сетей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

111. Шалин А.И. Надёжность и диагностика релейной защиты энергосистем: Учебник. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - 384 с.

112. Шабад М.А. Обзор режимов заземления нейтрали и защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ России // Энергетик. 1999. -№ 3. - С. 11-13.

113. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6-35 кВ. Случаи неправильных действий защит // Новости электротехники. № 2(32). - 2005. - С. 58-61.

114. Абрамович Б.Н., Гульков В.М., Полищук В.В. и др. Проектирование воздушных линий с покрытыми изоляцией проводами / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Б.Н. Абрамовича. СПб.: Изд-во Нестор, 2004. - 109 с.

115. Абрамович Б.Н., Полищук В.В., Сергеев A.M. и др. Релейная защита ВЛ с изолированными и защищенными проводами. СПб.: Изд-во ПЭИпк, 2000.

116. Файбисович Д.Л. Использование изолированных проводов на ВЛ распределительной сети // Электрические станции. 2002. - № 12. - С. 74-76.

117. Подпоркин Г.В., Тиходеев Н.Н. О сооружении компактных ВЛ 35 кВ с использованием защищённых проводов // Энергетик. 2004. - № 8. -С. 19-22.

118. Шалин А.И., Политов Е.Н. О функционировании защит от замыканий на землю в воздушных сетях с резистивным заземлением нейтрали // Электроэнергетика: Сб. науч. трудов. Часть 1 / Под ред. А.И. Шалина. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - С. 144-150.

119. Шалин А.И., Хабаров A.M., Шевчук В.В. Защита от замыканий на землю в сети 6.35 кВ, реагирующая на отношение токов присоединений // Избранные труды НГТУ-2004: Сб. науч. трудов / Под ред. А.И. Шалина. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. С. 18-27.

120. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчёты. М.: Энергия, 1980. - 88 с.

121. Сирота И.М. Защита от замыканий на землю в электрических системах. -Киев: Изд-во АН УССР, 1955. 208 с.

122. Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография. 4-е изд., перераб. и доп. СПб.: ПЭИПК, 2003. - 350 с.

123. Сафарбаков А.А., Олейник С.И. Узел блокировки срабатывания направленных защит от замыканий на землю при феррорезонансных процессах // Электрические станции. 2001. - № 2. - С. 64-66.

124. Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапряжения в электрических сетях различного назначения и защита от них: Учебник. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 368 с.

125. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 5. Защита блоков генератор-трансформатор и генератор-автотрансформатор. М.-Л.: Энергия, 1963.-114 с.

126. Александров A.M. Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ. СПб.: ПЭИПК, 1999. - 68 с.

127. Корогодский В.И. и др. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ / В.И. Корогодский, С.Л. Кужеков, Л.Б. Паперно. М.: Энерго-атомиздат, 1987. - 248 с.

128. Правила устройства электроустановок. 6-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-648 с.

129. Кискачи В.М. Схемы подключения защиты и сигнализации однофазных замыканий при параллельных кабелях // Электричество. 1972. - № 1. -С.13-17.

130. Борухман В.А., Кузнецов А.П. Определение места замыкания на землю в воздушных распределительных сетях 6-20 кВ прибором «Поиск-1» // Электрические станции. 1969. -№ 1. - С. 45-48.