автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Развитие теории переходных процессов при замыканиях на землю, разработка методов и средств повышения надежности работы электрических сетей с изолированной и компенсированной нейтралью

На правах рукописи

Рыжкова Елена Николаевна

АЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА

ЗЕМЛЮ, РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат ^ у

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва, 2008

003167748

Работа выполнена в Павлодарском государственном университете им С Торайгырова

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Утаулов Болагбек Бахитжанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ершов Михаил Сергеевич

доктор технических наук, профессор Жилин Борис Владимирович

доктор технических наук, профессор Лешинская Тамар» Есрчсп^н?.

Ведуш«.«; предприятие: ОАО «ВНКГШкефть»

Защита состоится 23 мая' 2008 года в И часов 00 минут на заседании диссертационного совете Д 212 157 02 при Московском энергетическом институте Пе\-ц};-,си:ом университете) по адресу ул Красноказарменная, д 13, аудитория М-61!

Отзыв на автореферат (с двух экземплярах, заверенных печатью) просим присыпать но адресу 11125и, г. Москва, ул Красноказарменная, 14, Ученый Сове! М1И (ТУ;

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)

Автореферат диссертации разослан £2» злреая 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 157 02 кандидат технических наук, доцент

Цырук С А

Введение

Актуальность работы. Одной из основных проблем повышения надежности работы сетей средних классов напряжения (3 35 кВ) является оптимизация режима нейтрали и организация надежной и селективной релейной защиты от замыканий на землю, напрямую связанная с режимом нейтрали

В многочисленных работах по выбору режима нейтрали сетей 3 35 кВ приводится анализ эффективности распространенных способов заземления нейтрали, оценка их достоинств и недостатков, определение областей применения этих способов, а также особенностей функционирования РЗЗЗ в сетях с различными режимами нейтрали

История вопроса насчитывает не один десяток лет, однако до сих пор не существует ни единого мнения по поводу путей решения проблемы, ни ирективных документов, регламентирующих применение различных способов аземления нейтрали, ни надежной релейной защиты и автоматики для улучшения протекания режимов, связанных с замыканиями на землю

Сущеывующая проектная и эксплуатационная практика регламентируется УЭ и ПТЭ, которые допускают три основных режима нейтрали изолированная, езистивно-заземленная и компенсированная, и дают четкие границы применения ежимов изолированной и компенсированной нейтрали Режим резистивного аземления нейтрали при всем возможном многообразии областей его применения, о сути дела, не обозначен, как основной, хотя его достоинства очевидны, а теория и рактика его применения разработаны на достаточном уровне

Также не вполне определенной следует считать идеологию применения защит т замыканий на землю, большинство из которых не имеют четких границ областей рименения и удовлетворительных технических характеристик

Режим резистивного заземления нейтрали, как основной для сетей с малыми (в диницы ампер) токами замыкания на землю и как дополняющий - в сетях с омпенсацией емкостных токов, по-видимому, в ближайшее время станет реобладающим в сетях средних классов напряжения

В этой связи представляется актуальной проработка вопросов, связанных с рименением в теории резистивного заземления нейтрали идеи управляемости ежима, т к преимущества такого подхода очевидны и подтверждены, например, рактикой управления настрой компенсации емкостных токов Поэтому решение проблемы управляемого режима заземления нейтрали является важнейшей ароднохозяйственной задачей

Целью работы является развитие теории переходных процессов при амыканиях на землю, разработка методов и средств управления режимом нейтрали етей средних классов напряжения для улучшения протекания переходных роцессов и функционирования защит от замыканий на землю

В соответствии с целью поставлены и решены следующие научные задачи

- анализ влияния режима заземления нейтрали на токи замыкания на землю ри перемежающемся горении дуга в сетях с изолированной, резитивно-аземленной, компенсированной и комбинированной нейтралью,

- исследование режима замыкания на землю для закрытых заземляющих дуг чак переходного процесса с изменяющимися во времени исходными параметрами в

етях с различными способами заземления нейтрали;

3 . 1

- разработка основных принципов организации управления резистором нейтрали сетей с малыми (единицы ампер) токами замыкания на землю дл ограничения дуговых перенапряжений и обеспечения селективности релейно! защиты от замыканий на землю,

- разработка основных принципов организации управления резистором сети с компенсированной и комбинированной нейтралью для ограничения дугов перенапряжений и обеспечения селективности РЗЗЗ,

- синтез принципиальных схем автоматических устройств для управлени резистором в нейтрали сетей средних классов напряжения,

- разработка способов обеспечения селективности токовых защит о замыканий на землю с помощью компенсации собственных токов нулево! последовательности присоединений,

- разработка нового подхода к селективности защит от двойных замыкани на землю,

- разработка, внедрение, проведение опытно-промышленной проверки I анализ эффективности защит от замыканий на землю в компенсированной сети

Методы исследования Основные результаты получены с использование, аналитических, численных, численно-аналитических методов расчета и анализа применением методов физического моделирования и экспериментальных методов.

Научная новизна исследований заключается в том, что

- впервые режим замыкания на землю исследован как развивающийс переходный процесс с изменением исходных параметров в широких пределах,

- выявлены основные закономерности процесса в сетях с различным способами заземления нейтрали,

- впервые осуществлен анализ и синтез алгоритмов управления резистивны.\ заземлением нейтрали сетей средних классов напряжения с учетом изменени характера процесса замыкания на землю во времени,

- впервые предложен новый критерий селективности релейной защиты о двойных замыканий на землю и алгоритм функционирования одной из возможны схем защиты.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов I рекомендаций подтверждается использованием основных законов электротехники методов анализа, проверенных многолетним опытом электроаппаратостроения исследовательской и проектной практики, а также экспериментальным; исследованиями и опытом промышленной эксплуатации образцов устройств

Основные положения, выносимые на защиту.

- анализ режимов замыкания на землю как развивающихся переходны, режимов с изменением исходных параметров в широких пределах,

- теоретическое обоснование влияние резистивного заземления на характе развивающегося процесса замыкания на землю в сетях с изолированной компенсированной и комбинированной нейтралью,

- принципы построения и алгоритмы функционирования устройст адаптивного управления резистором для сетей с различными способами заземлен нейтрали,

- способ повышения селективности токовых защит от замыканий на землю с помощью компенсации собственных токов нулевой последовательности,

- принципы организации и алгоритмы функционирования защиты от войных замыканий на землю;

- ряд принципиальных схем устройств автоматического управления езистором для сетей с различными способами заземления нейтрали,

- результаты внедрения автоматики резистивного заземления и РЗЗЗ в сетях компенсированной нейтралью

Научная и практическая ценность диссертации состоит в том, что

- впервые реализованы принципы управляемости резистивным заземлением ейтрали для обеспечения большей надежности электроснабжения и улучшения ехнико-экономических характеристик устройств резистивного заземления,

- впервые предложено быстродействующее, в том числе, импульсное правление заземляющим резистором для сетей с изолированной, омпенсированной и комбинированной нейтралью,

- впервые предложен способ автоматической компенсации собственных оставляющих токов нулевой последовательности ТТНП присоединений для овышения селективности РЗЗЗ,

- впервые предложен ряд технических решений для управления резистивным аземлением нейтрали;

- получены рекомендации по разработке и созданию устройств втоматического управления режимом резистивно-заземленной нейтрали. РЗЗЗ и ащиты 01 двойных замыканий на землю,

- разработаны алгоритмы и конкретные схемы устройств для реализации редложенных принципов управления и защиты

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и ыли одобрены на конференциях 10 научно-технической конференции по обмену пытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и втоматики (Екатеринбург, 1992), на 4 научно-технической конференции Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике» Харьков, 1992), на 14 сессии семинара «Кибернетика электрических систем», аздел «Диагностика электрооборудования» (Новочеркасск, 1992); на 4 и 5 геждународных научно-технических конференциях "Энергетика, елекоммуникации и высшее образование в современных условиях" (Алматы, 2004, 006), на 2 международной научно-технической конференции "Энергетика, кология, энергосбережение, транспорт" (Тобольск, 2004), на 1 международной тучно-технической конференции «Энергетика, экотогия, энергосбережение» (Усть-аменогорск, 2005), на 11 международной научно-технической конференции -Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и омпоненты» (Алушта, 2006), на 3 международной научно-технической онференции "Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт" (Омск, 2007)

Публикации. Результаты выполненных исследований нашли отражение в 43 1ечатных работах, в том числе, защищены 6 АС СССР, 3 патентами РФ, 4 атентами РК Опытные образцы устройств резистивного заземления нейтрали и 333 установлены на 14 секциях подстанций 10 кВ г Павлодара, на 2 секциях 6 кВ одстанции «22» г Усть-Каменогорска

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав заключения, списка использованных источников из 169 наименований, изложена 1и 224 страницах печатного текста, включая 98 рисунков, а также 4 приложений включая документы о внедрении

Основное содержание работы.

Во введении обосновываются актуальность и формулируются цель работы I научные задачи, отражается научная новизна и практическая ценность результатов Приведены методы исследования и положения, выносимые на защиту, оценк личного вклада автора в получении научных результатов Приводятся сведения реализации результатов работы, апробации и публикациях по теме диссертации, также структура и объем работы

В первой главе приводится обзор существующих в мировой практик способов заземления неитрали в сетях 6 - 10 кВ, рассматриваются их достоинства недостатки, а также области применения Показано, что в силу присущих режил изолированной нейтрали принципиальных недостатков, связанных с высоки, уровнем перенапряжений и сложностью организации РЗЗЗ, область применения ег должна быть ограничена Отмечается низкая эффективность режим компенсированной нейтрали при использовании ДГР с малодискретны ступенчатым регулированием Отмечается все более широкое применени резистивного заземления нейтрали, в том числе, комбинированного для сетей компенсацией емкостных токов

Выполнен обзор существующих способов оптимизации режима нейтрал сетей 6 - 35 кВ и технических средств для их реализации с анализом достоинств недостатков и возможных областей применения

Приводятся примеры организации управления резистивным заземление нейтрали и отмечается неоптимальность такого управления

Формулируются задачи исследований по управлению режимом нейтрали дл ограничения дуговых перенапряжений и повышения селективности РЗЗЗ различных эксплуатационных условиях и при учете развития процесса замыкания н землю во времени с изменением параметров в широких пределах

Во второй главе приводится анализ особенностей переходных процессов при замыканиях на землю в сетях с различными способами заземления нейтрали Отмечается, что выполненные ранее исследования и разработки явно недостаточно учитывали возможность изменения параметров режима замыкания на землю, особенно, при развитии процесса во внутренней, преимущественно кабельной изоляции Приводится анализ развития процесса на примере повреждения поясной изоляции кабелей 6 - 10 кВ Выделяется несколько этапов развития замыкания:

- начальная фаза процесса предпробойного состояния с единичным самоустраняющимися пробоями без повреждения оболочки кабелей;

- режим непрерывных импульсных пробоев с разрушением оболочки и горением перемежающейся дуги при изменении пробивного напряжения,

- переход к устойчивому горению дуги с синусоидальным током Наиболее подробно исследовалась на физической модели сети вторая фаз

процесса

Установлен сложный характер изменения перенапряжений на здоровых фазах сети Известно также, что уровень дуговых перенапряжений зависит от уровня

пробивного напряжения дугового промежутка, поэтому были проведены расчеты максимальных перенапряжений Упер в функции электрической прочности промежутка иПР и горении дуги по теории Петерсена и получена кривая изменения иПР(1) в процессе развития места повреждения (см рисунок 1).

иазлр/ифш

гпер 1

Рисунок 1 - Качественный характер изменения пробивною напряжения дугового промежутка

Анализ экспериментальных данных позволил построить гипотезу развития повреждения во внутренней изоляции, основанную на тепловой модели процесса Принимается к рассмотрению два фактора, влияющих на электрическую прочность промежутка процесс выделения энергии в месте повреждения и соответствующее изменение подвижности проводящих частиц При допущении о постоянстве мощности дуги и об экспоненциальном увеличении площади контакта дуги с окружающей изоляцией из-за увеличения размера повреждения, имеем экспоненциальный характер уменьшения количества энергии, приходящейся на

1

единицу площади изоляции в зоне дуги РУд ((:)=Рудое т Следовательно, можно

считать, что подвижность проводящих частиц Д, обуславливающая уровень пробивного напряжения растет сростом температуры прогрева и также имеет в ходе развития повреждения экспоненциальный характер

г

т

Д = Дп+Р,

уд»

1-

v

)

Очевидно, что электрическая прочность дугового промежутка тем больше, чем глубже внутрь изоляции выбрасываются проводящие частицы Глубина их выброса зависит от давления в канале дуги и вязкости среды (подвижности частиц) Т.к давление в канале дуги пропорционально удельной мощности, а глубина выброса проводящих частиц пропорциональна их подвижности, можно предположить, что прочность дугового промежутка пропорциональна произведению Руд(0 иА(1)

иПРа) = К1РУда)-К2А(0,

где К1 и К2 - некоторые коэффициенты пропорциональности

Тогда качественный характер пробивного напряжения можно представить в

виде

I ( ( 21 ч> I

иПр(1) = Ае ТВ е т -е т +АСе т

V

7

где А - фактор удельной мощности дуги; I

В - фактор подвижности проводящих частиц; С - подвижность в начале процесса. Вид этой аналитической зависимости, приведенной на рисунке 2, качественно > совпадает с экспериментальной (рисунок 1), что свидетельствует о непротиворечивости предложенной теоретической модели процесса. 1

В свете предложенной тепловой гипотезы развития процесса замыкания на! землю были проанализированы особенности переходных процессов в сетях с различными способами заземления нейтрали. Отмечено, что в разветвленных сетах с изолированной нейтралью из-за электрической удаленности места замыкания от источника наиболее вероятные значения коэффициента демпфирования отвечают слабой колебательности процесса вплоть до апериодического.

Как показывают расчеты токов замыкания при различных значениях активного сопротивления в нейтрали, перевод сети в режим резистивного' заземления нейтрали с уровнем 1А = 1с к качественному изменению режима горения дуги в перемежающейся фазе не приводит. Этот вывод следует из анализа влияния величины активного тока нейтрали на кривую тока замыкания. При наложении такого активного тока (1А~1С) практически не изменяются ни

№р

I

и

I

Рисунок 2

амплитуда, ни действующее значение, ни момент перехода высокочастотной составляющей через нулевое значение в начале колебательной фазы процесса, как показано на рисунке 3 Это представляется особенно важным для механизмов гашения дуги на высокочастотных составляющих тока замыкания (теории Петерсена и Белякова) и связанных с опасными перенапряжениями. Распространенное мнение о быстром переходе замыкания в установившуюся фазу при наложении 1А «1с в этой связи представляется необоснованным.

0.002

0 003

0 004

0 005 о.сов

0007

0,003 0 003

001

а)

1201

0 002

' I......-

с,из

1 с

0 004

0 0с5

о,сое

0,00?

0,008

тя51

б)

а) - для сети с изолированной нейтралью, б) - при наложении активного тока

1д-1с

Рисунок 3 - Кривые тока замыкания

Однако при сильном демпфировании, характерном для разветвленных сетей, влияние активной составляющей тока замыкания может стать определяющим уже при 1А = 21с Токи замыкания на землю в таких случаях на высокочастотной фазе процесса могут не переходить через нулевое значение, а следовательно, гашение дуги может происходить только на принужденной составляющей, что резко изменяет условия функционирования РЗЗЗ. Кроме того, отмечается значительное снижение амплитуд импульсов тока замыкания из-за ограничительного действия резистора в нейтрали, снижающего уровень дуговых перенапряжений в 1,28 - 1,45 раз Поэтому воздействие импульсного тока замыкания на место повреждения заметно снижается по сравнению с режимом изолированной нейтрали с соответствующим изменением времени перехода дуги в устойчивую фазу горения

Наложение активного тока достаточно!"! величины от резистора, как показали расчеты, позволяет превратить процесс горения дуги из импульсного в пятидесятигерцовый, минуя стадию развития места повреждения только за счет соответствующего смещения кривой тока замыкания Такой качественный переход возможен уже при наложении активного тока 1А =(4-6)1с, поэтому дальнейшее увеличение , например, рекомендованное для сетей собственных нужд электростанций 1А=(8-10)1С нецелесообразно, тк. лишь увеличивает размеры повреждения. Таким образом, для сетей 6 - 10 кВ с токами замыкания в единицы ампер можно предложить низкоомное заземление нейтрали, обеспечивающее 1а=(4-6)1с При этом необходимо учитывать ограничение на величину максимально допустимого тока замыкания, устанавливаемое ПУЭ

Для сетей с компенсированной нейтралью из-за большой энергии импульса тока замыкания и высокой скорости его изменения в момент перехода через нулевое значение гашение на высокочастотной составляющей гораздо менее вероятно, чем в сетях с изолированной нейтралью и с малыми токами замыкания на землю Поэтому были проведены расчеты токов замыкания в предположении гашения дуги на вынужденной пятидесятигерцовой составляющей. Как известно, при таком механизме гашения возможно глубокое насыщение ДГР и соответствующее изменение характера тока замыкания Показано, что при неблагоприятной фазе возникновения очередного замыкания в режиме перемежающегося горения дуги возможно глубокое насыщение ДГР и соответствующее резкое увеличение тока в месте повреждения. Кратность тока ДГР в долях от номинального в режиме насыщения достигает 5 - 6, а тока замыкания на землю - 4 - 5 При этом очевидно резко изменяются условия электробезопасности, условия функционирования защит от замыканий на землю и процесс развития замыкания

Комбинированное заземление нейтрали через параллельно включенные ДГР и защитный резистор обеспечивает ограничение дуговых перенапряжений при перемежающемся характере горения дуги за счет искусственного демпфирования процесса восстановления напряжения на поврежденной фазе и к заметному увеличению тока замыкания не приводит Однако при устойчивом характере горения дуги наличие защитного резистора увеличивает ток в месте повреждения и при учете требований по максимально допустимой величине тока замыкания по ПТЭ область применения этого способа заземления нейтрали оказывается сильно ограниченной.

В третьей главе приведен анализ особенностей процесса развития замыкания на землю в сетях с резистивным заземлением нейтрали Показано, что в отличие от процессов в сети с изолированной нейтралью количественно время перехода в устойчивую фазу и кривая 11Пер(0 несколько изменяются с сохранением качественного характера процесса Так, время перехода в устойчивую фазу при наличии резистора в нейтрали может уменьшаться на 30 - 50%, а кривая 11Пер(0 принципиально не превосходит значений, характерных для первого цикла «зажигание - гашение» - 2,4 - 2,5 и^т

Отсюда следует, что режим перемежающегося горения закрытой дути с импульсными токами является принципиально кратковременным, а при наличии резистора в нейтрали эти временные зависимости заметно деформируются Время

перехода дуги в устойчивую фазу с синусоидальным током составляет не более нескольких десятков секунд, и это обстоятельство должно быть учтено, прежде всего, при разработке алгоритмов работы автоматических устройств управления режимом нейтрали и при определении характеристик заземляющего резистора Наложение активного тока в режиме устойчивого горения заземляющей дуги зачастую нецелесообразно, и при возможности организации управления резистором, его энергоемкость может определяться только временем существования перемежающегося режима дуги

Вышеизложенные соображения о развитии повреждения во внутренней изоляции во время замыкания на землю показывают, что из трех стадий процесса начальной с заплывающими пробоями, перемежающегося замыкания и устойчивого замыкания с синусоидальным током - наиболее важной для решения задачи управления является вторая Дело в том, что на первой стадии, характеризующейся сначала постепенным увеличением тока проводимости в месте повреждения, затем появлением скачков этого тока до пробоя и восстановления прочности промежутка, влияния режима нейтрали не наблюдается Управление режимом нейтрали и работа РЗЗЗ в этой стадии процесса нецелесообразна из-за неопределенности перспектив развития места повреждения После импульсного пробоя и восстановления прочности места повреждения нормальный режим может просуществовать несколько суток с последующим пробоем и восстановлением места повреждения еше на несколько суток Опасности для оборудования такие единичные «клевки» не представляют, и подобный режим, в принципе, может существовать как угодно долго

В режиме устойчивого замыкания на землю, как известно, перенапряжения по абсолютной величине не превосходят линейного напряжения, проблемы функционирования РЗЗЗ, в основном, решаются с помощью несложных реле, и если величина тока замыкания не превышает нормированного ПТЭ значения, нейтраль сети может быть неуправляемой

Вторая стадия представляет собой сложный переходный процесс с изменяющимися во времени и в широких пределах параметрами схемы замещения Эта стадия процесса продолжается единицы - десятки секунд При этом изменяются не только параметры режима замыкания, но и нередко схема сети из-за отключений линий релейной защитой Поэтому режим нейтрали при использовании неуправляемых заземляющих резисторов априори можно считать кеоптимальным

В стадии перемежающегося горения заземляющей дуги во внутренней изоляции переход к режиму устойчивого горения идет с изменением параметров управления и с различной скоростью в зависимости от величины емкостного тока замыкания на землю, направления выброса продуктов горения дуги, герметичности места повреждения и т д Поэтому задать логику действия релейной защиты и автоматики на базе традиционно применяемых фиксированных уставок по всем параметрам для эффективного управления не представляется возможным

Резистивное заземление нейтрали, основанное в настоящее время на постоянном подключении нерегулируемых резисторов, преследует две цели ограничение дуговых перенапряжений и повышение селективности РЗЗЗ.

Эти резисторы могут быть включены как непосредственно в нейтраль силового трансформатора сети, так и на стороне низкого напряжения специального присоединительного трансформатора

Дискуссионным остается лишь вопрос о выборе величины этого резистора, оцениваемой часто как кратность накладываемого активного тока 1А в долях от емкостного тока замыкания 1с и заключающаяся в пределах 0,25-4,0 Столь широкий диапазон возможных кратностей объясняется противоречивостью требований к величине 1Ав разных условиях Так, с целью повышения чувствительности защит от замыканий на землю с измерительным органом, использующим сигнал, пропорциональный 311о, предлагается ограничить величину накладываемого активного тока значением 0,25-0,35 1с Для обеспечения условии электробезопасности величина активного тока может составлять 0,5-0,9 1с, что близко к известному условию ограничения дуговых перенапряжений 1А = 1с. По условиям надежности работы защит от замыканий на землю рекомендуемая величина 1А гораздо выше и составляет (3-4) 1с, однако при этом резко возрастают размеры повреждения и исчезает главное преимущество сетей с изолированной нейтралью - возможность длительного существования режима замыкания Кроме того, в условиях непрерывного изменения в широких пределах величины емкости сетей нерегулируеиый резистор малоэффективен

Разработке специальной автоматики для более гибкого использования возможностей резистивного заземления нейтрали посвящено несколько работ, настоящая работа, в основном, посвящена развитию методов и средств управления резистором в нейтрали в условиях развития процесса замыкания на землю

Отсюда следует необходимость разработки более сложных алгоритмов и оценки возможности использования более сложных технических средств для интеллектуального управления, например, на базе микропроцессорной техники

Разработаны принципы управления и алгоритмы работы устройств автоматики резистивного заземления нейтрали и предложен ряд технических решений по ограничению дуговых перенапряжений и повышению селективности простых токовых РЗЗЗ, основанных на быстродействуюхцей коммутации с учетом характера процесса и эксплуатационных требований Для управления режимом нейтрали предлагается использовать как дискретное, так и фазовое управление величиной активного тока

Для случаев, когда даже кратковременное существование режима замыканич на землю по каким-либо соображениям, например, ввиду наличия вращающихся машин или из условий электробезопасности, нежелательно, используется низкоомное заземление нейтрали. При этом величина накладываемого активного тока, как известно, достигает 8-10 кратной величины по отношению к емкостному току замыкания Опыт эксплуатации РЗЗЗ при низкоомном заземлении нейтрали показал во мкОдих случаях явную избыточность воздействия активной составляющей Применение принципа управляемости резистивным заземлением нейтрали в подобных случаяч может улучшить характер процесса и минимизировать размеры повреждения

Изменяя величину накладываемого активного тока в режиме замыкания можно перевести процесс перемежающегося горения в устойчивый за время,

намного меньшее времени естественного перехода режима в устойчивую фазу и без лишних повреждений

При разработке алгоритма управления резистором здесь необходимо учитывать следующие соображения

- наложение активного тока начинается с некоторого минимального значения, достаточного для ограничения дуговых перенапряжений, и быстро увеличивается вплоть обеспечения перехода режима замыкания в устойчивую фазу,

- увеличение активного тока прекращается с момента перехода к устойчивому горению дуги,

- наложение активного тока прекращается вообще спустя время, необходимое для срабатывания РЗЗЗ

Увеличение активной составляющей тока замыкания в режиме перемежающегося горения дуги, как было показано выше, может обеспечить принудительное устойчивое горение дуг за счет того, что мгновенное значение свободного тока замыкания в переходном процессе не переходит нулевого значения, и каждое очередное гашение дуги может происходить только на вынужденной пятидесятигерцовой составляющей При этом, как известно, простые токовые защиты с входными фильтрами (типа РТЗ-51) функционируют вполне удовлетворительно

Величина накладываемого активного тока для обеспечения устойчивого режима горения дуги зависит от степени демпфирования колебаний свободной составляющей тока замыкания и может быть существенно различной в одной и той же сети в зависимости от места замыкания Именно поэтому оказывается целесообразным непрерывное увеличение активного тока в ходе процесса до достижения устойчивого режима Этот режим ввиду опасности чрезмерных разрушений не должен существовать длительно и прекращается спустя минимальное время, необходимое для обеспечения селективности РЗЗЗ

Реализовать описанную тогику управления резистором можно с помощью устройства, принципиальная схема которого показана на рисунке 3 На рисунке приняты следующие обозначения 1 - однофазный присоединительный трансформатор устройства заземления нейтрали, 2 - устройство резистивного многоступенчатого заземления нейтрали, 3 - блок определения режима замыкания на землю, 4 - устройство измерения емкостного тока замыкания на землю сети, 5 -интегратор, 6 - сумматор, 7 - АЦП, 8 - элемент «ВРЕМЯ»

Устройство работает следующим образом В нормальном режиме, который идентифицируется блоком определения режима замыкания на землю 3, сигнал с выхода блока запускает устройство измерения величины емкостного тока замыкания на землю 4, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный емкостному току сети Сигнал с выхода этого устройства подается на один из входов сумматора 6 На втором входе сумматора 6 сигнал отсутствует, т к на вход интегратора 5 в нормальном режиме сигнала с выхода блока 3 не поступает, а сигнал «сброс» с другого выхода блока 3 обнуляет сигнал на выходе интегратора 5 Таким образом, на вход АЦП 7 поступает сигнал, пропорциональный 1с, и комбинация сигналов на выходе АЦП обеспечивает необходимую величину сопротивления устройства заземления, выбранную по условию 1А = 1с При любом

изменении емкости сети происходит автоматическое изменение величины активноп тока, что обеспечивает оптимальность ограничения дуговых перенапряжений.

и0-

сброс

¿1а

1с 6 7 -"

_

АЦП _

-]

Рисунок 4

При возникновении режима замыкания на землю с выхода блока 3 подается сигнал на вход интегратора и начинается его заряд с увеличением сигнала на втором входе сумматора 6, изменением комбинации сигналов АЦП и соответствующим увеличением активного тока устройства 2. Увеличение активного тока может происходить до предельного значения тока устройства заземления При переходе режима замыкания в устойчивую фазу, определяемому с помощью блока 3, спустя выдержку времени блока 8 произойдет сброс интегратора и соответствующее уменьшение величины накладываемого активного тока до значения 1а = 1с.

Широкие возможности управления резистивным заземлением нейтрали позволяют не только обеспечить оптимальное управление процессом, но и подойти к выбору параметров резисторов с учетом особенностей режимов замыкания в различных эксплуатационных условиях Так, для случаев повреждения внутренней изоляции, например, кабельной, характерные особенности поведения которой описаны в главе 2, за счет оптимального управления можно резко снизить величину выделяемой в резисторе энергии, а следовательно, уменьшить его стоимость

Для ограничения дуговых перенапряжений без наложения дополнительного активного тока на место повреждения предложено техническое решение на базе силовой полупроводниковой коммутации заземляющего резистора, что представляется особенно ценным в случаях, когда наложение дополнительного активного тока неприемлемо по условиям электробезопасности

Проведенный анализ поведения РЗЗЗ в условиях резистивного заземления нейтрали, в том числе при импульсном управлении резистором, показал возможность некоторого улучшения селективности при использовании высокоомного резистивного заземления Однако для надежности функционирования РЗЗЗ представляется целесообразным использование управления резистором с наложением активного тока дозированной величины в определенный момент времени

В четвертой главе приведен анализ особенностей процесса развития замыкания на землю в сетях с компенсированной нейтралью

Произведена качественная оценка скорости изменения электрической прочности дугового промежутка на начальной, быстрой (единицы миллисекунд после погасания дуги) стадии восстановления прочности и медленной ее части (сотни миллисекунд после погасания) Оценка выполнена на основе многочисленных осциллограмм процесса замыкания в компенсированных сетях Скорость восстановления электрической прочности на начальной стадии (около 0,1 - 0,2 иФга/мс) оказывается гораздо выше, чем скорость восстановления напряжения на поврежденной фазе-даже при запредельных расстройках компенсации, что обеспечивает отсутствие повторных зажиганий сразу после погасания дуги Следовательно, для анализа процесса повторных зажиганий можно оценить лишь амплитуду начальной прочности и скорость ее изменения на медленной стадии, которая составляет около 0,001 - 0,005 иФт/мс

При больших емкостных токах в компенсированных кабельных сетях за счет большой энергии импульсов тока замыкания возможно столь сильное очищение места повреждения от продуктов горения, что восстановление электрической прочности возможно на длительное время (до нескольких часов и суток) после нескольких циклов «зажигание - гашение» дуги

Процесс развития замыкания на землю в компенсированной сети протекает с теми же закономерностями, что и в сети с изолированной нейтралью, однако может быть растянутым во времени из-за гораздо более низкой скважности импульсов тока замыкания, определяющей его действующее значение Скважность импульсов здесь, как известно, зависит от расстройки компенсации и изменяется в широких пределах В сети с комбинированной нейтралью следует ожидать уменьшения скважности импульсов тока, и соответственно, увеличения скорости восстановления напряжения поврежденной фазы при наличии резистора в нейтрали, особенно на падающей части кривой Unp(t)

Изменение действующего значения тока замыкания в компенсированных сетях по сравнению с сетями с изолированной нейтралью из-за значительного отличия в скважности, амплитудах и форме импульсов и соответствующего изменения времени перехода в устойчивую фазу может определяться дополнительным, ранее не учитываемым фактором - насыщением ДГР в процессе развития замыкания

Как известно, насыщение ДГР в режиме замыкания обусловлено начальными условиями и вызывается двумя факторами фазой возникновения замыкания на землю относительно источника поврежденной фазы и величиной и знаком начального потока магнитопровода реактора в момент замыкания

В циклическом переходном процессе с многократными зажиганиями и гашениями дуги в компенсированной сети начальные условия очередного режима с замыканием на землю изменяются в широких пределах Фаза возникновения замыкания в циклическом режиме определяется моментом пересечения кривой электрической прочности дугового промежутка после очередного гашения дуги и кривой мгновенного значения напряжения на поврежденной фазе в процессе восстановления Т к процесс восстановления напряжения происходит с частотой, которая зависит от произвольных значений Кий, пересечение этих кривых может иметь место при любой фазе возникновения замыкания на землю

Начальный поток в магнитопроводе ДГР определяется мгновенным значением напряжения на нейтрали в момент очередного замыкания, которое в процессе восстановления напряжения на поврежденной фазе также может быть произвольным

При неблагоприятных фазе замыкания и значении начального магнитного потока возможно глубокое насыщение магнитопровода ДГР и соответствующее увеличение тока компенсации в 5-7 раз по сравнению с установившимся током, что принципиально меняет характер горения дуги Опасность развития повреждения с переходом однофазного замыкания в междуфазное кз при этом резко возрастает, изменяются условия функционирования РЗЗЗ Поэтому факторы, влияющие на насыщение, рассмотрены более подробно

Проведены многочисленные расчеты процессов повторного пробоя при моделировании электрической прочности места повреждения согласно закономерности, показанной на рисунке 1 Точки пресечения кривой иПФ(0 в переходном процессе восстановления напряжения на поврежденной фазе с кривой электрической прочности дугового промежутка иПР(0 в этих расчетах определяли момент очередного пробоя внутри цикла «зажигание-гашение» Из-за несоизмеримо малой скорости изменения иПР (0 по сравнению со скоростью изменения огибающей 11ПФ(1) точки пересечения располагаются вблизи амплитуд мгновенного значения напряжения на поврежденной фазе и для каждого конкретного цикла восстановления напряжения в зависимости от значений степени настройки компенсации К и демпфирования ё Кратность насыщения, определяемая фазой очередного пробоя щ, представлена здесь суммарным фактором а + Ь Для цикла «зажигание-гашение», изображенного на рисунке 4, получено, что максимальное насыщение возникает при иПФ =8,5кВ через 0,035с после очередного погасания дуги Здесь фактор а+Ь = 1,8, фаза возникновения относительно ЭДС источника питания \]/ = 99°, а начальный поток Ф0 = 0,785. Кривые тока замыкания 13 и тока ДГР ¡к для этого случая показаны на рисунке 5

В работе показано, что степень возможного насыщения ДГР в процессе развития зависит от скоросги восстановления напряжения на поврежденной фазе, которая определяется, в свою очередь, величиной расстройки компенсации V и степени демпфирования (1 Особенно опасным насыщение становится на завершающей стадии процесса перехода к устойчивому режиму замыкания при значительном снижении уровня пробивного напряжения Тогда из-за неблагоприятного сочетания фактора фазы возникновения очередного замыкания а

и фактора начального магнитного потока Ь возможно глубокое насыщение ДГР с токами до 3 - 4 1Ном и соответственным увеличением тока замыкания до значения 2,5 - 3 1с. При этом ток замыкания содержит значительную постоянную составляющую и не переходит нулевого значения в течение нескольких периодов промышленной частоты, что резко изменяет условия гашения, его действующее значение и влияние на развитие места повреждения, а также работу РЗЗЗ

1 1 ! 1

j 1 _____{______|_______|_____ 1

1 1.............._ ! 1 '

-чЛ- _ ^ _____ (

/ \ \ 1 / \ ( / \ А

/ \ / 1 \ ' / \ ■ / \ / \

а / о а \ о 4 / 0 5 V 0 ..... а ./

/

\/

____ ----- — — ----- -------

I

! 1

К=1,3 (3=0,05 ф=0 Рисунок 5 17

= 99 Ф0 =0,785 К = 1,3 (1 = 0,05 1 = 0035 Рисунок 6

Подобные расчеты были проведены и для сетей с комбинированным заземлением нейтрали Насыщение ДГР в сети с комбинированным заземлением нейтрали проявляется теми же закономерностями, что и насыщение в компенсированной сети. Отличие состоит в том, что в сильно демпфированном контуре нулевой последовательности напряжение и0 и отвечающий ему поток Ф0 затухают за 1,5-2 периода, и его влияние на насыщение заметно только в начале процесса восстановления напряжения

Через 0,03-0,04 с напряжение иПф достигает номинального уровня и далее остается неизменным. При таком характере изменения восстанавливающегося напряжения во времени очередное замыкание в начале процесса развития, когда Чпр^^ином, может происходить только на амплитудном значении напряжения

поврежденной фазы При этом насыщение ДГР отсутствует, т к расчеты показывают, что для моментов времени, отвечающих амплитудным значениям 11пф, величина а + Ь не превышает единицы.

В конце процесса снижения пробивного напряжения на дуговом промежутке при иПР(0)<0,5иномнасыщение ДГР не превышает 1,2-1,3, те

становится незначительным, и лишь в диапазоне 0,5ином < иПР(0) < ином существует область возможного насыщения

Так, при самых неблагоприятных моментах замыкания при различных расстройках компенсации токи ДГР могут достигать амплитудных значений около 2,5-3,0

Отмечается при этом, что форма кривой тока в месте замыкания заметно отличается от тока в компенсированной сети из-за наличия активной составляющей Переход тока замыкания через нуль и соответственно гашение дуги этого тока здесь наступает гораздо раньше, чем в компенсированной сети - в течение первого периода промышленной частоты

Рассмотрены также вопросы организации управления резистивным заземлением нейтрали в компенсированных сетях

Предложен ряд новых принципов управления защитным резистором для ограничения дуговых перенапряжений

Для минимизации энергоемкости и воздействия резистора на место повреждения для управления величиной накладываемого активного тока предложено использовать информацию о степени расстройки компенсации и режиме горения дуги Мощность блока резисторов при этом управляется по двум факторам расстройке компенсации и режиму горения дуги, - и при перемежающейся дуге строго дозирована, а в режиме устойчивого горения равна нулю, т е. блок резисторов отключается.

Управление защитным резистором по предложенному алгоритму обеспечивает изменение величины накладываемого активного тока при изменении в широких пределах схемы сети, степени расстройки компенсации и режима горения заземляющей дуги Однако большинство устройств АНКЗ основаны на измерении частоты свободных колебаний контура нулевой последовательности и используются устройствами, имеющими заметную инерционность (плунжерные. ДГР, ДГР с подмагничиванием"), поэтому особых требований по быстродействию АНКЗ не предъявлялось Между тем, запаздывание устройств АНКЗ в процессе резкой и глубокой расстройки компенсации для целей управления резистором в нейтрали может быть опасным

Поэтому в данной работе рассмотрены принципы организации быстродействующих устройств выявления расстройки компенсации в режиме замыкания на землю, предназначенных для управления защитным резистором.

Технические требования к таким устройствам могут быть несколько иными, чем к устройствам АНКЗ ДГР

В первую очередь это касается быстродействия - оно должно быть максимальным, во-вторых, требования по точности определения расстройки могут существенно снижены по сравнению с АНКЗ

При возможных в условиях эксплуатации расстройках компенсации емкостных токов на уровне ±30% включение защитного резистора должно быть обеспечено за время, меньшее времени бестоковых пауз режима перемежающегося горения дуги. Для У= ±30% это время составляет около 0,02 - 0,03с при с1 = 0,05 За столь короткое время определение степени расстройки и включение защитного резистора с помощью известных устройств АНКЗ затруднительно, поэтому предлагается измерение настройки компенсации с помощью более информативных для указанных целей параметров

В режиме перемежающегося горения дуги единственным источником информации о расстройке компенсации служит контур нулевой последовательности сети Измерение частоты свободных колебаний контура, как было показано в ряде работ, связано со сложной аппаратурной реализацией и ограничено допустимой степенью расстройки из-за неизбежных погрешностей измерения при малых временах восстановления напряжения на поврежденной фазе

Поэтому была рассмотрена возможность использования альтернативных способов получения информации о степени расстройки компенсации На основе проведенного анализа разработаны принципы функционирования, наиболее простым из которых является использование информации о скорости нарастания напряжения на поврежденной фазе и величине угла между напряжением на нейтрали и напряжением источника питания

Предложен принцип создания замкнутой системы непрерывного управления величиной накладываемого активного тока по двум параметрам величине отклонения напряжения на поврежденной фазе от номинального уровня и производной этой величины Разработан алгоритм функционирования и схема устройства предлагаемого управления

Алгоритм управления защитным резистором может быть выбран из следующих соображений

В процессе восстановления напряжения на поврежденной фазе после очередного погасания дуги, как известно, опасность возникновения перенапряжений имеет место только в случае появления биений Если при биениях с помощью дополнительного демпфирования защитным резистором исключить возможность увеличения напряжения на поврежденной фазе выше номинального уровня, то при повторных зажиганиях дуги перенапряжения не превысят 2,4 - 2,5\]$т Включение защитного резистора определенной величины, как было показано выше, предотвращает перенапряжения, однако, может увеличивать частоту пробоев, а следовательно, количество воздействий перенапряжений ка изоляцию Такое влияние имеет место при снижении пробивных напряжений дугового промежутка до уровня ниже номинального на завершающей стадии процесса развития замыкания Количество воздействий перенапряжений при повторных зажиганиях дуги в этом случае напрямую зависит от скорости восстановления напряжения на поврежденной фазе В случае, когда У=с1, начальна? скорость восстановления напряжения увеличивается, а следовательно и время достижения иПФ уровня пробивного напряжения уменьшается в Л раз Следовательно, также в раз увеличивается частота воздействия перенапряжений Нерегулируемый защитный резистор включается в нейтраль компенсированной сети без какой-либо настройки компенсации, и поэтому возможна ситуация, когда в результате изменения емкости

сети настройка может стать острой Тогда постоянно включенный защитный резистор, выбранный по максимально возможной расстройке может увеличить скорость восстановления напряжения на поврежденной фазе не в л/2, а в 5 - б раз по сравнению с острой настройкой с соответствующим увеличением частоты воздействия перенапряжений Поэтому на начальном участке процесса восстановления напряжения действие защитного резистора должно быть блокировано. При этом в принципе не важно, имеется ли тенденция к опасному превышению ип® номинального значения при отключенном защитном резисторе, те под действием расстройки компенсации, или настройка обеспечивает полное отсутствие превышения иПФ над номинальным значением Включение резистора необходимо производить при уровне 11пф, близком к номинальному, в предположении, что интенсивность демпфирования после его включения может обеспечить безопасный уровень напряжения на поврежденной фазе к моменту повторного зажигания дуги.

Гакой алгоритм может быть реализован, например, с помощью управления резистором по двум параметрам, отклонению напряжения на поврежденной фазе от номинального уровня и скорости его изменения - путем непрерывного (фазового) управления тиристорным коммутатором Схема, реализующая описанный алгоритм, показана на рисунке 6.

Напряжение поврежденной фазы, выявленное с помощью одного из известных стандартных блоков, например, выпрямляется, фильтруется и подается в оба канала управления В канале по отклонению напряжения поврежденной фазы от рабочего фазного напряжения происходит вычисление управляющего воздействия пропорционального типа Дипф = Ьтпф -Чф, которое вводится только при

г, - <1иПф

положительном его значении Второй канал управления по производной —

&

работает после дифференцирования сигнала и подачи его на сумматор, формирующий общий сигнал управления с возможностью установки требуемых значений коэффициентов усиления по общим входам Сигнал управления подается на управляющее устройство, запускаемое пороговым блоком только при сШПф

превышении уровнем-— заданной уставки

(11

Рисунок 7 21

Подбор коэффициентов усиления по обоим каналам с целью оптимизации процесса является стандартной задачей любого непрерывного управления, поэтому в данной работе не выполняется.

Характер процесса управления защитным резистором получен расчетным путем и при вариации коэффициентов усиления по каналам управления показан на рисунке 8.

Рисунок 8

Показано, что при увеличении коэффициентов усиления по отклонению, управление резистором становится в принципе импульсным. Это может быть использовано для создания простой и эффективной системы управления нерегулируемым защитным резистором для сетей с изменением емкостного тока в широких пределах и в условиях изменения режима горения заземляющей дуги

Идея предлагаемого управления заключается в следующем. После очередного погасания перемежающейся дуги в случае возникновения глубокой расстройки и связанных с ней биений фазных напряжений предлагается не допускать очередного зажигания дуги на поврежденной фазе в момент, когда могут возникнуть опасные перенапряжения. Для этого достаточно предотвратить увеличение напряжения на поврежденной фазе в процессе биений выше уровня фазного напряжения нормального режима. Это условие достигается тем, что в процессе биений после каждого очередного погасания дуги напряжение поврежденной фазы сравнивается с уставкой, равной фазному напряжению сети, и в случае превышения уставки обеспечивается быстродействующее включение защитного резистора в контур нулевой последовательности. При этом напряжение на нейтрали становится равным нулю, а напряжения на фазах сети - нормальным фазным, и условий для возникновения максимальных перенапряжений не образуется.

После перехода тока в резисторе через нуль происходит его отключение, а при возникновении нового цикла биений процесс повторяется. При такой логике управления напряжение на поврежденной фазе практически не превосходит нормального фазного, что позволяет поврежденной изоляции восстановить диэлектрическую прочность, а следовательно улучшить условия дугогашения.

Коммутация защитного резистора может быть осуществлена, например, тиристорным коммутатором как непосредственно в нейтрали сети, так и через

понижающий присоединительный трансформатор мощностью околоЮ-15% мощности ДГР, т к ожидаемая скважность импульсов тока через резистор достаточно велика.

Схема устройства для реализации импульсного управления защитным резистором показана на рисунке 9

Рисунок 9

Устройство содержит дугогасящую катушку, присоединительный однофазный трансформатор, защитный резистор, включенный параллельно катушке через быстродействующий коммутатор К, блок выбора поврежденной фазы БВПФ, пороговый блок ПБ и блок управления коммутатором БУК

В нормальном режиме на выходах блоков выбора поврежденной фазы, порогового и управления коммутатором сигналы отсутствуют, коммутатор К разомкнут и резистор не влияет на параметры контура нулевой последовательности При устойчивом замыкании на землю напряжение на поврежденной фазе близко к нулю, пороговый блок не срабатывает, резистор находится в отключенном состоянии и на параметры контура нулевой последовательности также не влияет

При замыкании на землю с дугогасящей катушкой, настроенной в резонанс, напряжение на поврежденной фазе в переходном процессе не превосходит фазного напряжения сети, и повторные зажигания дуги не связаны с большими перенапряжениями (ига-Р 2 2,51]ф~)

При заметных расстройках компенсации возможно возникновение перенапряжений с кратнсстыо 3 - 3,5иФт, что, безусловно, представляет опасность для ослабленной изоляции Характерным в этом случае является увеличение напряжения на поврежденной фазе в процессе биений до значений, существенно превышающих нормальное фазное напряжение (до 1,8 - 2,011фт) При этом напряжение нейтрали к моменту повторного зажигания дуги не успевает уменьшиться до уровня, безопасного по условиям возникновения максимальных перенапряжений на здоровых фазах В процессе биений после каждого очередного погасания дуги напряжение поврежденной фазы, выявленное БВПФ, подается на пороговый блок, который срабатывает при превышении напряжением на поврежденной фазе иПф нормального фазного напряжения цепи и запускает блок управления коммутатором, последний подает импульс на включение коммутатора Причем управление организовано так, что резистор остается включенным в цепь нейтрали сети до тех пор, пока не произойдет полного затухания напряжения на

нейтрали под действием повышенного демпфирования. Для этого управляющий импульс должен иметь соответствующую длительность После полного затухания тока в резисторе происходит его отключение и при возникновении нового цикла биений процесс повторяется При такой логике управления напряжение на поврежденной фазе после гашения дуги практически не превосходит нормального фазного, что позволяет поврежденной изоляции восстановить диэлектрическую прочность, а следовательно, существенно улучшить условия дугогашения

Резистор, включаемый коммутатором в цепь тока нулевой последовательности, выбирается из условия затухания колебательного процесса разряда емкости нулевой последовательности сети за время около полупериода промышленной частоты (Яз < иНом/-\/31с) по максимально возможному в условиях эксплуатации значению емкости сети

В пятой главе рассмотрены некоторые вопросы разработки средств повышения эффективности функционирования защит от замыканий на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. Для сетей с компенсированной нейтралью предложено управление заземляющим резистором по адаптивному алгоритму с учетом развития процесса замыкания во времени. При этом начало воздействия резистивного заземления на режим, его длительность и интенсивность определяются не по заранее выбранным уставкам, а по контролируемым параметрам развивающегося процесса

Действие автоматики наступает только после выдержки времени, обеспечивающей надежную отстройку от режима единичных пробоев, когда восстановление нормального режима достаточно вероятно После наступления режима непрерывных пробоев - перемежающегося дугового замыкания -включение резистора целесообразно обеспечивать только в фазе процесса, связанной с уменьшением прочности дугового промежутка (спадающая ветвь характеристики иП!.(1) на рисунке 1), т к это свидетельствует о необратимости развития процесса в устойчивую фазу. При нецелесообразности сохранения режима замыкания включение резистора I** приводит к переходу режима в устойчивую фазу и резкому повышению селективности РЗЗЗ

Дополнительная функция определения факта снижения пробивного напряжения в ходе процесса может быть легко реализована, например, с помощью анализа кривой восстанавливающегося напряжения на поврежденной фазе Уровень восстанавливающегося напряжения на поврежденной фазе в момент пробоя характеризует электрическую прочность дугового промежутка и численно равен его пробивному напряжению.

Схема такого устройства приведена на рисунке 10

Устройство содержит дугогасящий реактор 1, резистор 2; включенный параллельно ДГР через быстродействующий коммутатор 3; блок 4 выбора поврежденной фазы, блок 5 управления коммутатором, пороговый блок 6, блок 7 выявления устойчивого характера дуги и схему ИЛИ 8 Блок выявления устойчивого характера дуги содержит пороговые блоки 9 и 10, схему НЕ 11, схему И 12 и элемент ВРЕМЯ 13, блок определения пробивного напряжения 14, блок сравнения величин пробивного напряжения 15, дифференцирующий блок 16, пороговый блок 17.

Рисунок 10

Очередной момент пробоя фиксируется с помощью дифференцирующего блока 16 и порогового блока 17 В момент пробоя производная напряжения на нейтрали превышает уставку порогового блока 17, и сигнал с его выхода запускает блок 14 определения пробивного напряжения Этим блоком производится определение пробивного напряжения на данном цикле процесса и запоминание его значения На следующем цикле происходит определение пробивного напряжения и вычисление его приращения А 11пр с помощью блока 15 Если пробивное напряжение настоящего цикла меньше пробивного напряжения предшествующего цикла, то характер развития процесса замыкания отвечает падающей ветви иПр (0, и подачей сигнала с блока 15 на третий вход схемы ИЛИ 8 обеспечивается включение резистора для скорейшего перехода режима замыкания в устойчивую фазу и срабатывания РЗЗЗ

Длительность наложения активного тока в этом устройстве не задается фиксировано, а определяется характером процесса - резистор остается включенным в контур нулевой последовательности до тех пор, пока.

- не срабогает РЗЗЗ,

- напряжение поврежденной фазы не станет близким к нулю в течение времени, гарантирующего надежное срабатывание РЗЗЗ

Для всех токовых защит от замыканий на землю характерна проблема обеспечения селективности для присоединений с собственной емкостью, соизмеримой с суммарной емкостью всей сети Принцип решения этой задачи известен и обеспечивается путем компенсации емкостного тока этого присоединения специальной компенсирующей обмоткой ТТНП, запитанной от трансформатора напряжения Однако в условиях непрерывного эксплуатационного изменения емкостей присоединений этот метод оказывается малоэффективным

25

Предложено в качестве одного из возможных технических решений этой проблемы использование регулирования параметров компенсирующей цепи применением специальной автоматики

Желаемый результат можно получить следующим образом при любых возмущениях в сети, связанных с появлением напряжения нулевой последовательности (311о), например, коммутациях присоединений, кратковременных замыканиях на землю, «клевков» и тд., по величине Зи0 и величине токов нулевой последовательности всех ТТНП производится расчет и запоминание емкостей нулевой последовательности фидеров и соответствующие изменения параметров компенсирующей цепи по каждому из присоединений При таком управлении обеспечивается эффективная компенсация емкостных токов присоединений при любых изменениях схемы сети и ее параметров, что резко повышает чувствительность токовой защиты от замыканий на землю Необходимо лишь блокировать процесс вычисления емкостей в течение времени замыкания фазы на землю, когда ток нулевой последовательности поврежденного фидера содержит токи нулевой последовательности всех фидеров.

Следует отметить также, что компенсация собственных емкостных токов присоединений при использовании предлагаемого способа становится управляемой и автоматически обеспечивает повышение чувствительности защит от замыканий на землю при любых изменениях схемы сети и ее параметров

Новые функции, расчет емкостей нулевой последовательности присоединений при любом изменении схемы сети, запоминание рассчитанных значений емкостей и соответствующая перестройка параметров компенсирующей цепи освобождают эксплуатационный персонал от функций контроля за схемой сети, расчета емкостей фидеров, а также расчета и перестройки параметров компенсирующей цепи по каждому фидеру

На рисунке 11 представлена схема, реализующая вышеописанный алгоритм Схема содержит трансформаторы тока нулевой последовательности 1 отходящих фидеров, блоки конденсаторов компенсирующих обмоток ТТНП 2, блок вычисления фидерных емкостей нулевой последовательности 3, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) соответсгвующих блоков конденсаторов 4, пороговый блок напряжения нулевой последовательности 5 и блок выявления замыкания на землю 6 Здесь в исходном режиме измеряются и запоминаются емкости всех фидеров В соответствии с измеренным значением этих емкостей происходит перестройка блоков конденсаторов компенсирующих обмоток ТТНП с помощью ключей. Все дальнейшие изменения емкостей приводят к перестройке блоков конденсаторов и соответствующей коррекции величины емкостей компенсирующих цепей ТТНП, и следовательно, обеспечивают полную компенсацию собственных токов при эксплуатационных изменениях схемы

Рисунок 10

В электрических сетях 6-35кВ возможны одновременные замыкания на землю разноименных фаз в двух разных точках сети - двойные замыкания на землю. При наличии в сети селективной и быстродействующей защиты от замыканий на землю, работающей на отключение, возникновение двойных замыканий маловероятно Однако существующие защиты от замыканий на землю в основном неселективны, особенно в сетях с компенсацией емкостного тока, большая часть их работает на сигнал, кроме того, около 80% подстанций вообще не оснащены такими защитами, поэтому локализация двойных замыканий представляется достаточно актуальной

Двойные замыкания отключаются МТЗ и при этом считается, что КЗ ликвидируется релейной защитой с наименьшим для потребителя ущербом (селективно) в случае, если отключаются не обе поврежденные линии, а лишь одна из них, а оставшееся однополюсное замыкание отключается вручную после определения поврежденного фидера с помощью сигнализации замыкания на землю или в результате поисковых переключений] Поиск поврежденного фидера при этом зачастую затягивается на десятки минут

Этот критерий селективности представляется небесспорным, особенно, при учете реального технического состояния защищаемых сетей и требуемой надежности электроснабжения. Особо отметим неоптимальность критерия селективности МТЗ при двойных замыканиях в сетях, где установлена защита от замыканий на землю (РЗЗЗ), работающая на отключение, когда в принципе не идет речи о сохранении режима однополюсного замыкания

Применяемые в сетях с изолированной нейтралью МТЗ выполняются с трансформаторами тока в фазах А и С (по двухтрансформаторной схеме). Примерно в 1/3 случаев двойных замыканий, когда одно из замыканий на землю происходит на фазе без трансформатора тока, отключается лишь одна из поврежденных линий, а линия, где на поврежденной фазе трансформатор тока отсутствует, отключиться не может принципиально Эта линия является неотключаемым источником однополюсного замыкания, который может последовательно вызывать повреждения на здоровых фазах других линий и их отключение. Такие многоместные (до 3-4 фидеров) повреждения в эксплуатации кабельных сетей 6-10 кВ нередки Поэтому в связи с вышеизложенным применяемая для отключения двойных замыканий логика построения МТЗ представляется уместной лишь в том случае, когда возможно самоустранение или длительное существование режима однополюсного замыкания без перехода его в двухфазное, двойное или трехфазное КЗ, т е для сетей с небольшими токами замыкания на землю, либо со значительными токами замыкания на землю, имеющих настроенную компенсацию и с хорошей изоляцией Однако, в настоящее время в большинстве случаев кабельные сети 6-10 кВ имеют ослабленную изоляцию и плохо настроенные дугогасящие катушки, особенно после аварийного отключения одного из фидеров в режиме двойного замыкания и соответствующей расстройки компенсации Таким образом, критерий селективности, принятый при построении МТЗ линий сетей с изолированной нейтралью, и сама организация защиты в режиме двойного замыкания с помощью МТЗ являются безусловно корректными лишь в некоторых особых случаях, например, для воздушных радиальных сетей Поэтому для случаев обязательной организации защитного отключения, предусмотренных нормативными документами, а также для старых кабельных сетей может оказаться технически и экономически оправданным иной критерий селективности защиты от двойных замыканий - обязательное, по возможности немедленное, отключение обоих мест повреждения

В связи с вышеизложенным для немедленной локализации двойных замыканий в указанных случаях представляется приемлемым вместе с существующей МТЗ использовать простые токовые защиты от замыканий на землю основной частоты при установившемся режиме замыкания (захциты на РТ-40/0,2, РТЗ-50, РТЗ-51)

Описанная локализация двойных замыканий при использовании токовых защит от однополюсных замыканий на землю имеет простое техническое решение для радиальных сетей с тупиковыми линиями и одним выключателем на головном участке каждого фидера

Здесь при замыканиях на землю на фазе В одного из фидеров не работает МТЗ именно этого фидера, т к на фазе В нет трансформатора тока Если на фидерах ЦП установить ТТНП и простые токовые защиты от замыканий на землю и перестрои гь их уставки на режим двойного замыкания, вполне можно обеспечить надежное отключение обоих аварийных фидеров При двойном замыкании на землю, например, в точках К2 и КЗ Фидера N. как показано на рисунке 12, ток нулевой последовательности ТТНП (если пренебречь емкостной составляющей тока замыкания) равен нулю, т к фазные токи и 1с содержат разнонаправленный ток замыкания 1з в разных фазах При этом РЗЗЗ, отстроенная от режима

однополюсного замыкания, не функционирует Режим двойного замыкания на землю в этом случае практически идентичен режиму двухфазного КЗ на землю и отключается МТЗ

к

Рисунок 12

Для разветвленных схем сетей, например с распредпунктами (РП), характерных для городского и внутризаводского электроснабжения, вопрос обеспечения селективного отключения двойных замыканий имеет более сложное техническое решение Предложена логика построения предлагаемой защиты от двойных замыканий основанная на том, что типовая МТЗ в 2/3 случаев возникновения режима двойного замыкания отключает оба места повреждения, а при одном из замыканий на фазе В - одно из них В этом случае место однополюсного замыкания, возникшего после двойного, определяется специальной централизованной защитой на сборных шинах РП и ЦП

Функция этой защиты - определение фидера с однополюсным замыканием после перехода двойного замыкания в однополюсное по параметрам режима двойного замыкания

Для этого необходимо сравнить аварийную фазу по току фидера в режиме двойного замыкания и аварийную фазу по напряжению в режиме однополюсного замыкания Для фидера с однополюсным замыканием повреждением эти фазы являются одноименными В централизованной защите используется информация об аварийных фазах всех фидеров в режиме двойного замыкания, которая должна быть сохранена и в режиме однополюсного замыкания для определения поврежденного фидера

Для решения задачи необходимо определить путь протекания аварийного тока не только по всем фидерам, но и по всем фазам этих фидеров Задача была бы элементарной при наличии трансформаторов тока на всех фазах, но т к на фазе В трансформаторов тока нет, наличие аварийного тока в этой фазе может быть определено косвенно с использованием ТТНП Признаком протекания аварийного тока в фазе В фидера является отсутствие его в трансформаторах тока фаз А и С и наличие аварийного тока в ТТНП фидера Это позволяет идентифицировать

аварийный ток в фазе В с помощью простейших логических элементов автоматики, как показано на рисунке 13

Принципиальная схема устройства определения фидера с повреждением, устанавливаемого на каждой секции шин ЦП и РП, показана на рисунке 14

Здесь фазные аварийные токи всех фидеров секции запоминаются элементами «ПАМЯТЬ» и в режиме однополюсного замыкания после определения поврежденной фазы с помощью блока определения поврежденной фазы БОПФ происходит определение фидера с повреждением с использованием простой логики «И» и «ИЛИ».

Построение устройства защиты с описанной выше логикой принципиальных трудностей не вызывает и может быть реализовано с помощью стандартных элементов автоматики или микропроцессорной техники

гАав

гг гАав 1

01 02

а гсав Г" Л хвав

01 02 1 03

тт 31оав

01 тСав

ОХ'- пороговый блок

02 - логический элемент НЕ

03 - логический элемент И

Рисунок 13

01 - элемент "память"

02 - элемент И

03 - элемент или

Рисунок 14

Для других схем сети, других требований по надежности и бесперебойности электроснабжения отдельных потребителей предлагаемый принцип построения защиты от двойных замыканий может быть адаптирован с соответствующими изменениями логики и функций ее основных блоков

Заключение

Основные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем

1 Применение режима изолированной нейтрали в силу присущих ему принципиальных недостатков, связанных с опасностью возникновения дуговых перенапряжений и трудностью организации РЗЗЗ, должно быть ограничено только сетями с повышенными требованиями к электробезопасности.

2 Повсеместный переход к резистивному заземлению нейтрали должен быть ориентирован на принципиальную управляемость режима нейтрали

3 На основе экспериментальных и теоретических исследований показаны основные закономерности процесса и предложена гипотеза развития замыкания на землю во внутренней изоляции от перемежающегося режима к устойчивому

4 Предложенная гипотеза положена в основу разработки методов и средств ограничения дуговых перенапряжений и устройств релейной защиты

5 Обосновано применение управляемого резистивного заземления нейтрали для ограничения дуговых перенапряжений Предложен ряд технических решений, предотвращающих избыточность воздействия накладываемого активного тока, в том числе, новый способ ограничения дуговых перенапряжений с помощью резистора в нейтрали без наложения активного тока на место повреждения

6 Разработаны принципы и алгоритмы управления резистивным заземлением нейтрали, а также схемные решения для обеспечения селективности простых токовых защит от замыканий на землю

7 Впервые показано, что процесс перехода к устойчивому горению заземляющей дуги в компенсированных сетях связан с возможностью глубоких циклических насыщений ДГР, переходом в режим перекомпенсации и опасностью дальнейшего развития аварии Предложен новый способ компенсации в режиме насыщения ДГР.

8. Для обеспечения селективности простых токовых защит от замыканий на землю в компенсированных сетях впервые обосновано и предложено использование адаптивного управления резистором в нейтрали, обеспечивающее оптимальное воздействие на процесс

9 Разработаны основные принципы управления защитным резистором в сети с комбинированным заземлением нейтрали, предложено несколько алгоритмов работы автоматики для различных эксплуатационных условий и ряд конкретных технических решений, в том числе, на основе использования новых параметров управления интеграла кривой Шф, скорости изменения напряжения на поврежденной фазе и угла между напряжением на нейтрали и напряжением источника питания, - обеспечивающих максимальное быстродействие и точность

10 Впервые предложен принцип организации непрерывного управления напряжением на поврежденной фазе в режиме замыкания на землю сети с

комбинированным заземлением нейтрали по двум параметрам отклонению и производной отклонения по времени

11 Показано, что непрерывное управление при увеличении коэффициентов усиления по обоим каналам вырождается в импульсное управление, легко технически реализуемое

12 Предложен новый способ резкого увеличения селективности токовых защит от замыканий на землю для сетей с частыми эксплуатационными изменениями емкости нулевой последовательности в широких пределах Способ основан на управляемой компенсации собственных емкостных токов ТТНП присоединений и реализован в виде конкретного схемного решения

13 Предложена возможность применения нового критерия селективности при отключении двойных замыканий Показано, что для сетей с ослабленной изоляцией сохранение режима однополюсного замыкания на землю после отключения МТЗ одного из мест повреждения двойного замыкания не является целесообразным. Для локализации аварийного режима предложено создание централизованной защиты от двойных замыканий, установленной на присоединениях центра питания, с использованием существующей простой токовой защиты от однополюсных замыканий Рассмотрены особенности функционирования защиты для различных вариантов схем сетей

14 На основе проведенных исследований разработаны, изготовлены и внедрены на 11 секциях кабельной сети г Павлодара устройства автоматического резистивного заземления нейтрали для защитного отключения на реле типа РТ-40, РТЗ-51 и УСЗ-2М, доказавшие в течение трех лет опытной эксплуатации высокие технические характеристики, простоту эксплуатации, надежность и обеспечивших заметное уменьшение аварийности кабельных сетей Оценка технико-экономической эффективности предложенных технических решений показывает, что срок окупаемости при их внедрении значительно ниже нормативного

15 Предмет исследований диссертационной работы представляет собой столь сложный комплекс научно-технических проблем, что в принципе трудно говорить о полном решении даже их части В работе поставлена и решена задача обеспечения управляемости, а следовательно, большей оптимальности режима резистивного заземления нейтрали Проработан весь необходимый дая практического применения перечень вопросов теоретического обоснования, разработки технических решений, практической реализации и оценки технико-экономической эффективности

16. Предложены рекомендации по конкретному использованию разработанных устройств резистивного заземления нейтрали и организации защитного отключения в городских кабельных сетях и сетях внутризаводского электроснабжения

17. В результате проведенных исследований произведено уточнение и развитие ряда положений теории переходных процессов при замыканиях на землю в сетях средних классов напряжения В основном, это вопросы, касающиеся горения заземляющих дуг и развития процесса замыкания во Бремени для внутренней изоляции Выявление основных закономерностей позволило сформулировать требования к устройствам РЗЗЗ и управления резистивным заземлением, разработать алгоритмы управляющей автоматики и конкретные схемы реализации

этих алгоритмов Все разработанные в диссертационной работе технические решения защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ и РК

18 Экономический эффект от внедрения результатов исследований и разработок для компенсированных сетей составляет ориентировочно около 2,5 млн тенге на 1 секцию, а для сетей с изолированной нейтралью при переводе в режим резистивного заземления и организации РЗЗЗ, работающей на отключение, около 3 млн. тенге на 1 секцию

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Периодические издания

1 Рыжкова E.H. Управление защитным резистором для сетей 6 - 35 кВ с активно-индуктивным заземлением нейтрали / E.H. Рыжкова //Электричество. - 2007. - №3. С. 16-20.

2 Рыжкова E.H. О некоторых возможностях организации релейной защиты от двойных замыкании на землю в кабельных сетях 6-10 кВ / E.H. Рыжкова //Известия ВУЗов, сер. Электромеханика. - 2006. - № 6. - С. 23 - 26.

3 Рыжкова E.H. Управление режимом нейтрали сетей 6-10 кВ для повышения селективности защиты от замыканий на землю./ E.H. Рыжкова, В.Е. Поляков Н Изв. ВУЗов. Энергетика. -1993. - №5-6. - С. 35 - 37.

4 Поляков В.Е. Заземление нейтрали сетей 6 - 10 кВ через управляемое активное сопротивление / В.Е. Поляков, E.H. Рыжкова // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. -1991. - №11. - С. 3 - 7.

5 Рыжков В П О возможностях управляемого резистивного заземления нейтрали в сетях с малыми токами замыкания на землю. / В П Рыжков, Е H Рыжкова//Электрика -2007.-№5 -С 30-33

6 Рыжкова Е Н. Селективная сигнализация в режиме устойчивого замыкания на землю в сетях 6 - 10 кВ с компенсированной нейтралью / Е H Рыжкова //Вестник ВКГТУ - 2004 -№3 - С 134 - 136

7 Рыжкова Е H Централизованная защита от двойных замыканий на землю в кабельных сетях / Е H Рыжкова//Вестник ПТУ -2006 -№4 - С 132-139

8 Рыжкова Е Н. Повышение селективности токовых защит от замыканий на землю в сетях 6 - 10 кВ / Е.Н Рыжкова // Вестник ПТУ - 2004 - №2 - С 104 - 107

9 Рыжкова Е H Развитие процесса замыкания на землю при учете нелинейности ДГР/ЕН. Рыжкова//Поиск -2007.-№1 -С 216-221

10 Рыжкова Е H Особенности учета электроэнергии в сетях с изолированной нейтралью в режиме замыкания на землю / Е H Рыжкова, В П Рыжков // Наука и техника Казахстана - 2003. - №2 - С 185 - 189

11 Рыжкова Е H Локализация многоместных повреждений при двойных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью / Е H Рыжкова // Вестник ПТУ -2004 - Ш -С 104-107

12 Рыжкова Е H Активно-индуктивное заземление нейтрали сетей 6 - 35 кВ / ЕН Рыжкова//Вестник ПТУ -2006.-№4 - С 123-131

Авторские свидетельства и патенты

13 Конденсаторно-реакторная приставка пат №2092953 РФ / В П Рыжков, Е.Н. Рыжкова, опубл 10 10 97, Бюл №28

14 Способ коррекции настройки компенсации в режиме замыкания на землю пат. № 2025016 РФ / В ПРыжков, Е Н Рыжкова, опубл.15.12 94, Бюл № 23

15 Способ настройки компенсации емкостного тока в режиме замыкания на землю: Пат № 17484 РК / В П Рыжков, Е.Н. Рыжкова, опубл 15 06 2006, бюл № 6

16 Способ ограничения дуговых перенапряжений в сетях с компенсацией емкостных токов замыкания на землю пат. № 18942 РК / В П Рыжков, Е Н Рыжкова; опубл. 15.11 2007, бюл №11

17 Способ повышения чувствительности защит от замыкания на землю' пат № 16872 РК / Е Н Рыжкова, опубл 16 01 2006, Бюл №1.

18 Устройство для заземления нейтрали в сетях с малыми токами замыкания на землю, а с. № 1136251 СССР /В П. Рыжков, Е Н Рыжкова, опубл 23 01 85, Бюл №3.

19 Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью А с № 1220053 СССР /В П Рыжков, Е Н Рыжкова; опубл. 23 03.86, Бюл №11.

20 Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью: а с. № 1277294 СССР /В П Рыжков, Е Н. Рыжкова, опубл 15.12 86, Бюл №46

21 Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью пат '№ 2024150 РФ / В Е Поляков, В П Рыжков, Е Н Рыжкова, опубл 30 11 94, Бюл №22

22 Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с компенсированной нейтралью а с № 1427469 СССР /В.П Рыжков, Е Н Рыжкова, опубл 30.09.88, Бюл. №36

23 Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с компенсированной нейтралью, а с № 1757011 А2 СССР /В Е Поляков, В.П. Рыжков, Е Н Рыжкова, опубл. 23 08 92, Бюл №31

24 Устройство для резистивного заземления нейтрали сетей с малыми токами замыкания на землю пат № 18943 РК / В П Рыжков, Е Н Рыжкова, опубл 15 11 2007, бюл №11

Материалы конференций в сборниках

25 Поляков В Е Коррекция настройки компенсации при насыщении дугогасящего реактора в режиме замыкания на землю / В Е. Поляков, Е Н Рыжкова //ТезисыдокладовIVНТК,Харьков, 1992 - С 19-20

26 Рыжков ВII Исследование переходных процессов в компенсированной сети с учетом нелинейности ДГК с помощью моделирования на ЦВМ / В П Рыжков, Е Н. Рыжкова // Тезисы докладов НПК по повышению надежности и эффективности энергетического оборудования, Павчодар, 1983 - С 46

27 Рыжков В П Ограничение дуговых перенапряжений с помощью быстродействующего управления режимом нейтрали / В.П Рыжков, Е Н Рыжкова //

Тезисы докладов областной научно-практической конференции «Молодые ученые области - ускорению научно-технического прогресса и развитию науки», Павлодар, 1987 - С 71 -72

28 Рыжкова Е Н Автоматическое шунтирование поврежденной фазы в сетях промышленных предприятий / Е Н Рыжкова // Тезисы докладов областной научно-практической конференции «Молодые ученые области - ускорению научно-технического прогресса и развитию науки», Павлодар, 1987. - С. 69 - 70.

29 Рыжкова Е Н Заземление нейтрали сетей 6 - 35 кВ через резистор / Е Н Рыжкова, И В Огулева // Сб тр научной конференции молодых ученых, студентов и школьников « V Сатпаевские чтения», сер. Студенты - Павлодар, 2005 - С 209 -213

30 Рыжкова Е.Н Исследование особенностей процесса развития режима замыкания на землю в электрических сетях 6 - 10 kB / ЕН Рыжкова П Тр Международной конференции «Наука и образование - ведущий фактор стратегии «Казахстан - 2030», Караганда, 2006 - С 456 - 458

31 Рыжкова ЕН Исследование переходных процессов в компенсированной сети с учетом нелинейности ДГК с помощью моделирования на ЦВМ / ЕН Рыжкова, В П Рыжков // Тезисы докладов НПК по повышению надежности и эффективности энергетического оборудования, Павлодар, 1983 - С. 24

32 Рыжкова Е Н Настройка компенсации при насыщении дугогасящего реактора в режиме замыкания на землю / Е Н. Рыжкова, В П Рыжков // Тезисы докладов МНТК «Проблемы энергетики Казахстана», Павлодар, 1994 - С 42

33 Рыжкова Е Н Насыщение ДГР в процессе замыкания на землю и возможность его устранения / Е Н Рыжкова П Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт Тр 3-й междунар научн -техн конф ч 2/ под ред. В П Горелова, С Н Журавлева, В А Глушец. - Омск Иртышский филиал ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», 2007 - С 164 -168

34 Рыжкова Е Н О влиянии режима замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью на учет электрической энергии / Е.Н Рыжкова // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт Тр. 2-й междунар науч-техн. конф / Под ред В П Горелова, Н Н Лизалека - Тобольск Новосиб Гос Акад Водн Трансп, 2004 -С 78-81

35 Рыжкова Е Н О возможности насыщения дугогасящего реактора в процессе развития замыкания на землю / ЕН Рыжкова // Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты Труды XI-ой Международной конференции 18-23 сентября 2006 Алушта / Институт электротехники ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» - 2006 - С 80 -82

36 Рыжкова ЕН. О перспективах применения режима компенсированной нейтрали в се1ях 6 - 35 kB / Е Н Рыжкова, JI А. Посредникова // Сб тр научной конференции молодых ученых, студентов и школьников « V Сатпаевские чтения», сер Студенты - Павлодар, 2005 - С 213-218

37 Рыжкова Е Н. Повышение чувствительности токовых защит от замыканий на землю / Е Н Рыжкова // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт Тр 3-й междунар научн -техн конф ч 2/ под ред. В П Горелова, С Н Журавлева, В А

Глушец - Омск. Иртышский филиал ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», 2007 - С 168 - 170

38 Рыжкова Е.Н Управление заземляющим резистором при эксплуатационных изменениях емкости сети / Е.Н Рыжкова //Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях Тр 5-ой междунар научн-техн конф. - Алматы, 2006 — С.214 — 215

39 Рыжкова Е Н Управление защитным резистором в сетях с комбинированным заземлением нейтрали для ограничения дуговых перенапряжений / Е Н Рыжкова // Энергетика, экология, энергосбережение* Материалы 1 международной научно-технической конф ,2-4 июня 2005. / Изд-во ВКГТУ -Усть-Каменогорск, 2005 - С 215 - 216

40 Рыжкова Е Н. Управление настройкой компенсации в режиме замыкания на землю по величине фидерной емкости нулевой последовательности / ЕН Рыжкова //Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях Тр 4-ой междунар научн-техн. конф - Алматы, 2004. - С 214- 215.

41 Рыжкова Е Н Управление режимом нейтрали как способ повышения надежности сетей средних классов напряжения // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт: Тр 3-й междунар. научн -техн. конф • ч 2/ под ред В П Горелова, С Н Журавлева, В.А. Глушец - Омск- Иртышский филиал ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», 2007 - С 148 -151

42 Рыжкова Е Н Устройство защиты сетей 6 - 10 кВ с помощью фазового управления тиристорным коммутатором заземляющего резистора в нейтрали / Е Н Рыжкова // Тез докл X научно-технической конференции по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики 21-23 апр 1992г. - Екатеринбург, 1992 - С 54 - 55

43 Амбарников ГА Оценка надежности работы сети промпредприятий в режиме изолированной нейтрали./ Г А. Амбарников, Е Н Рыжкова, Л А Перфилов // Тезисы докладов НПК по повышению надежности и эффективности энергетического оборудования, Павлодар, 1983 - С 36

Подписано в печать Зак. 6в Тир. (00 Пл. Л

Полиграфическим центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 1 Выбор способа заземления нейтрали в сетях 6 - 10 кВ

1.1 Режим изолированной нейтрали

1.2 Режим резистивного заземления нейтрали

1.3 Режим компенсированной нейтрали

1.4 Комбинированное заземление нейтрали

1.5 Обзор существующих способов оптимизации режима нейтрали сетей 6-10 кВ

1.6 Постановка задачи исследований

1.7 Выводы

2 Анализ особенностей переходных процессов при замыканиях на землю в сетях с различными способами заземления нейтрали

2.1 Горение заземляющих дуг

2.2 Переходные процессы при развитии режима замыкания на землю в сети с малыми токами замыкания

2.3 Токи замыкания на землю

2.3.1 Сеть с изолированной нейтралью

2.3.2 Сеть с резистивным заземлением нейтрали *

2.3.3 Сети с компенсированной и комбинированной нейтралью

2.4 Выводы

3 Развитие замыкания на землю, разработка алгоритмов и синтез схем автоматических устройств управления для улучшения протекания переходных процессов в сетях с резистивным заземлением нейтрали

3.1 Особенности развития режима замыкания на землю в сети с резистивным заземлением нейтрали

3.2 Принципы организации управления режимом резистивного заземления нейтрали

3.3 3 Управление заземляющим резистором для ограничения дуговых перенапряжений

3.4 Анализ поведения защит от замыканий на землю и разработка автоматики для повышения их селективности в сети с заземлением нейтрали через управляемое активное сопротивление

3.5 Выводы

4 Развитие замыкания на землю, разработка алгоритмов и синтез схем автоматических устройств управления резистором в сетях с компенсированной и комбинированной нейтралью

4.1 Об электрической прочности дуговых промежутков при горении дуги во внутренней изоляции компенсированных сетей

4.2 Развитие процесса замыкания на землю в компенсированной

4.2.1 1 Общая характеристика процесса

4.2.2 О возможности насыщения ДГР в процессе развития замыкания

4.2.3 Особенности развития процесса замыкания в сети с комбинированным заземлением нейтрали

4.3 Основные принципы организации управления резистором в компенсированных сетях

4.3.1 Общее состояние вопроса использования резистора в нейтрали компенсированных сетей

4.3.2 Управление защитным резистором для ограничения дуговых перенапряжений

4.4 Импульсное управление нерегулируемым защитным резистором

4.5 О возможности устранения насыщения ДГР в переходном процессе

4.6 Выводы 168 5 О некоторых особенностях работы РЗЗЗ в сетях с малыми токами замыкания на землю

5.1 Общее состояние проблемы организации РЗЗЗ в сетях с компенсированной нейтралью

5.2 Управление резистором в нейтрали компенсированной сети для целей РЗЗЗ

5.3 Повышение чувствительности РЗЗЗ путем компенсации собственных емкостных токов защищаемых присоединений

5.4 Локализация двойных замыканий в кабельных сетях 6 - 10 кВ

5.5 Выводы 185 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 187 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 190 Приложение А 205 Приложение Б 206 Приложение В 219 Приложение Г

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1516.1

ГОСТ 1516.2

ГОСТ 6697

12.2.007.2-75 ГОСТ

12.2.007.0-75 ГОСТ

12.2.007.5

ГОСТ 21414-75 ГОСТ 21415

ГОСТ 16022-82 ГОСТ 18624-73 ГОСТ 21515-76 ГОСТ 22265

Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.

Электрооборудование переменного тока на напряжения 3 кВ и выше. Общие методы испытания электрической прочности изоляции.

Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии переменного тока. Номинальные частоты от 0,1 до 10000 Гц и допускаемые отклонения.

Система стандартов безопасности труда. Трансформаторы силовые и реакторы электрические. Требования безопасности.

Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности. Система стандартов безопасности труда. Конденсаторы силовые. Установки конденсаторные. Требования безопасности.

Резисторы. Термины и определения.

Конденсаторы постоянной емкости. Термины и определения.

Реле электрические. Термины и определения. Реакторы электрические. Термины и определения. Материалы диэлектрические. Термины и определения. Материалы проводниковые. Термины и определения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящей диссертации применяют следующие термины с соответствующими определениями:

Нейтраль - общая точка обмоток многофазных электрических машин, в которой напряжение по отношению ко всем внешним зажимам в нормальном режиме одинаково по абсолютному значению.

Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель - металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей.

Заземляющий проводник - металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановок с заземлителем.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством электроустановки или ее части.

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.).

Изолированная нейтраль - нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостной ток сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Резистивно заземленная нейтраль - разновидность изолированной нейтрали, когда соединение с заземляющим устройством осуществляется с помощью заземляющего высокоомного резистора.

Компенсированная нейтраль - разновидность изолированной нейтрали, когда соединение с заземляющим устройством осуществляется с помощью дугогасящего реактора.

Комбинированная нейтраль - разновидность компенсированной нейтрали, когда соединение с заземляющим устройством осуществляется с помощью параллельно соединенных дугогасящего реактора и заземляющего высокоомного резистора.

Замыкание на землю - случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановок с конструктивными частями, не изолированными от земли, или с землей непосредственно.

Ток замыкания на землю - ток, проходящий через землю в месте замыкания.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ДГР — дугогасящий реактор;

АПВ — автоматическое повторное включение;

ПУЭ — Правила устройства электроустановок;

ШИМ — широтно-импульсная модуляция;

РЗЗЗ — релейная защита от замыканий на землю;

АНК — автоматическая настройка компенсации;

АНКЗ — автоматическая настройка компенсации в режиме замыкания

ПТЭ — Правила технической эксплуатации;

РУ — распределительное устройство; нтми — трансформатор напряжения; лэп — линия электропередачи; клэп — кабельная линия электропередачи;

ВЛЭП — воздушная линия электропередачи; эдс — электродвижущая сила; ттнп — трансформатор тока нулевой последовательности;

ЭВМ — электронно-вычислительная машина; сн — собственные нужды;

АЦП — аналого-цифровой преобразователь;

БОРЗ — блок определения режима замыкания;

БВПФ - блок выбора поврежденной фазы;

РП - Распределительный пункт;

ЦП - центр питания; мтз — максимальная токовая защита.

UnEP - кратность перенапряжений иПР - пробивное напряжение дугового промежутка

U(Dm - амплитуда фазного напряжения сети

ПЕР - время перехода режима горения дуги в устойчивую фазу r3 - сопротивление в месте замыкания

Cmax - амплитуда принужденной составляющей емкостного тока замыкания

Y - степень затухания процесса rn - сопротивление в нейтрали

VAIII - время возможного гашения дуги на свободной составляющей тока замыкания

V - фаза эдс источника питания в момент замыкания на землю d - коэффициент успокоения сети

К - степень настройки компенсации

V - степень расстройки компенсации

5 - декремент затухания свободного тока

В диссертации использованы традиционные для литературы по электроснабжению единицы измерения: А, В, Вт, ВА, м, Ом, Ф, Гн.

Одной из основных проблем повышения надежности работы сетей средних классов напряжения (3 - 35 кВ) является оптимизация режима нейтрали и организация надежной и селективной релейной защиты от замыканий на землю, напрямую связанная с режимом нейтрали.

В многочисленных работах по выбору режима нейтрали сетей 3 - 35 кВ приводится анализ эффективности распространенных способов заземления нейтрали, оценка их достоинств и недостатков, определение областей применения этих способов, а также особенностей функционирования РЗЗЗ в сетях с различными режимами нейтрали.

История вопроса насчитывает не один десяток лет, однако до сих пор не существует ни единого мнения по поводу путей решения проблемы, ни директивных документов, регламентирующих применение различных способов заземления нейтрали, ни надежной релейной защиты и автоматики для улучшения протекания режимов, связанных с замыканиями на землю.

Существующая проектная и эксплуатационная практика регламентируется ПУЭ и БТЭ, которые допускают три основных режима нейтрали: изолированная, резистивно-заземленная и компенсированная, и дают четкие границы применения режимов изолированной и компенсированной нейтрали. Режим резистивного заземления нейтрали при всем возможном многообразии областей его применения, по сути дела, не обозначен, как основной, хотя его достоинства очевидны, а теория и практика его применения разработаны на достаточном уровне.

Также не вполне определенной следует считать идеологию применения защит от замыканий на землю, большинство из которых не имеют четких границ областей применения и удовлетворительных технических характеристик.

Режим резистивного заземления нейтрали, как основной для сетей с малыми (в единицы ампер) токами замыкания на землю и как дополняющий - в сетях с компенсацией емкостных токов, по-видимому, в ближайшее время станет преобладающим в сетях средних классов напряжения.

В этой связи представляется актуальной проработка вопросов, связанных с применением в теории резистивного заземления нейтрали идеи управляемости режима, т.к. преимущества такого подхода очевидны и подтверждены, например, практикой управления настрой компенсации емкостных токов. Поэтому решение проблемы управляемого режима заземления нейтрали является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Важность и актуальность поставленных в данной работе задач подтверждается научно-техническими, проектно-конструкторскими и организационно-техническими работами по внедрению резистивного заземления нейтрали, проводимыми рядом организаций (Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Новосибирский государственный технический университет, ОАО

Инженерный центр ЕЭС», ООО «ПНП Болид», ОАО «Уралэнергосетьпроект» и др.).

Разработанные на основании теоретических исследований, проведенных в диссертационной работе, алгоритмы функционирования устройств автоматики и схемы реализации этих алгоритмов защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ и РК. Патентные исследования проведены на глубину 50 лет по всем ведущим в данной области техники странам мира. Все запатентованные автором решения, описанные в данной работе, являются развитием и усовершенствованием изобретений, сделанных в СССР и РФ за последние 20 лет.

Результаты, полученные в данной работе путем непосредственного измерения физических величин, можно считать вполне достоверными ввиду использования приборов и измерительной аппаратуры, включенных в реестр государственной системы обеспечения единства измерений РК и прошедших метрологическую поверку в установленном порядке.

Идея работы заключается в разработке и реализации принципа управляемости резистивным заземлением нейтрали для электрических сетей с малыми токами замыкания на землю, в том числе, для компенсированных сетей с так называемым комбинированным активно-индуктивным заземлением нейтрали.

Целью работы является развитие теории, разработка методов и средств управления режимом нейтрали сетей средних классов напряжения для улучшения протекания переходных процессов и функционирования защит от замыканий на землю.

В соответствии с целью формулируется и общая научная задача:

- в теоретическом плане - исследование особенностей режимов замыкания на землю в сетях средних классов напряжения как режимов-переходных, развивающихся во времени с изменением параметров в широких пределах;

- в практическом и экспериментальном плане - разработка методов и средств управления этим развивающимся режимом.

В соответствии с целью и идеей поставлены и решены следующие научные задачи:

- анализ влияния режима заземления нейтрали на токи замыкания на землю при перемежающемся горении дуги в сетях с изолированной, резитивно-заземленной, компенсированной и комбинированной нейтралью;

- исследование режима замыкания на землю для закрытых заземляющих дуг как переходного процесса с изменяющимися во времени исходными параметрами в сетях с различными способами заземления нейтрали;

- разработка основных принципов организации управления резистором в нейтрали сетей с малыми (единицы ампер) токами замыкания на землю для ограничения дуговых перенапряжений и обеспечения селективности релейной защиты от замыканий на землю;

- разработка основных принципов организации управления резистором в сети с компенсированной и комбинированной нейтралью для ограничения дуговых перенапряжений и обеспечения селективности РЗЗЗ;

- синтез принципиальных схем автоматических устройств для управления резистором в нейтрали сетей средних классов напряжения;

- разработка способов обеспечения селективности токовых защит от замыканий на землю с помощью компенсации собственных токов нулевой последовательности присоединений;

- разработка нового подхода к селективности защит от двойных замыканий на землю;

- разработка, внедрение, проведение опытно-промышленной проверки и анализ эффективности защит от замыканий на землю в компенсированной сети.

Методы исследования. Основные результаты получены с использованием аналитических, численных, численно-аналитических методов расчета и анализа с применением методов физического моделирования и экспериментальных методов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- анализ режимов замыкания на землю как развивающихся переходных режимов с изменением исходных параметров в широких пределах;

- теоретическое обоснование влияние резистивного заземления на характер развивающегося процесса замыкания на землю в сетях с изолированной, компенсированной и комбинированной нейтралью;

- принципы построения и алгоритмы функционирования устройств адаптивного управления резистором для сетей с различными способами заземления нейтрали;

- способ повышения селективности токовых защит от замыканий на землю с помощью, компенсации собственных токов нулевой последовательности;

- принципы организации и алгоритмы функционирования защиты от двойных замыканий на землю;

- ряд принципиальных схем устройств автоматического управления резистором для сетей с различными способами заземления нейтрали;

- результаты внедрения автоматики резистивного заземления и РЗЗЗ в сетях с компенсированной нейтралью.

Научная новизна исследований заключается в том, что:

- впервые режим замыкания на землю исследован как развивающийся переходный процесс с изменением исходных параметров в широких пределах;

- выявлены основные закономерности процесса в сетях с различными способами заземления нейтрали;

- впервые осуществлен анализ и синтез алгоритмов управления резистивным заземлением нейтрали сетей средних классов напряжения с учетом изменения характера процесса замыкания на землю во времени;

- впервые предложен новый критерий селективности релейной защиты от двойных замыканий на землю и алгоритм функционирования одной из возможных схем защиты.

Научная и практическая ценность диссертации состоит в том, что:

- впервые реализованы принципы управляемости резистивным заземлением нейтрали для обеспечения большей надежности электроснабжения и улучшения технико-экономических характеристик устройств резистивного заземления; впервые предложено быстродействующее, в том числе, импульсное управление заземляющим резистором для сетей с изолированной, компенсированной и комбинированной нейтралью; впервые предложен способ автоматической компенсации собственных составляющих токов нулевой последовательности ТТНП присоединений для повышения селективности РЗЗЗ; впервые предложен ряд технических решений для управления резистивным заземлением нейтрали.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием основных законов электротехники, методов анализа, проверенных многолетним опытом электроаппаратостроения, исследовательской и проектной практики, а также экспериментальными исследованиями и опытом промышленной эксплуатации образцов устройств.

Личный вклад автора в получении научных результатов состоит в:

- постановке задачи исследований, выборе и обосновании методов анализа, разработке способов реализации поставленных задач, разработке технических решений и их теоретическом обосновании;

- определении закономерностей развития режима замыкания на землю;

- исследовании особенностей протекания переходных процессов при резистивном заземлении нейтрали;

- сравнительном анализе режимов замыкания при различных способах заземления нейтрали;

- разработке набора технических решений по управляемости резистивным заземлением нейтрали для различных эксплуатационных условий;

- разработке способа повышения селективности РЗЗЗ с помощью автоматической компенсации собственных токов нулевой последовательности присоединений;

- предложении нового критерия селективности защиты от двойных замыканий на землю и алгоритма функционирования соответствующей защиты; анализе данных экспериментальных исследований;

- формулировании выводов и предложений, полученных в результате теоретических и экспериментальных исследований.

Практическая ценность работы состоит в том, что получены рекомендации по разработке и созданию устройств автоматического управления режимом резистивно-заземленной нейтрали, РЗЗЗ и защиты от двойных замыканий на землю. Разработаны алгоритмы и конкретные схемы устройств для реализации предложенных принципов управления и защиты.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и были одобрены: на 10 научно-технической конференции по обмену опытом проектирования, наладки и эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (Екатеринбург, 1992); на 4 научно-технической конференции «Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике» (Харьков, 1992); на 14 сессии семинара «Кибернетика электрических систем», раздел «Диагностика электрооборудования» (Новочеркасск, 1992); на 4 и 5 международных научно-технических конференциях "Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях" (Алматы, 2004 и 2006); на 2 международной научно-технической конференции "Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт" (Тобольск, 2004); на 1 международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение» (Усть-Каменогорск, 2005); на 11 международной научно-технической конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2006), на 3 международной научно-технической конференции "Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт" (Омск, 2007).

Опытные образцы устройств резистивного заземления нейтрали и РЗЗЗ установлены на 14 секциях подстанций 10 кВ г. Павлодара. Результаты выполненных исследований нашли отражение в 53 печатных работах, защищены 6 А.С. СССР, 3 патентами РФ, 9 патентами РК.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 179 наименований; изложена на 226 страницах печатного текста, включая 98 рисунков, а также 4 приложений, включая документы о внедрении.

Основные выводы и практические рекомендации заключаются в следующем.

1. Применение режима изолированной нейтрали в силу присущих ему принципиальных недостатков, связанных с опасностью возникновения дуговых перенапряжений и трудностью организации РЗЗЗ, должно быть ограничено только сетями с повышенными требованиями к электробезопасности.

2. Повсеместный переход к резистивному заземлению нейтрали должен быть ориентирован на принципиальную управляемость режима нейтрали.

3. На основе экспериментальных и теоретических исследований показаны основные закономерности процесса и предложена гипотеза развития замыкания на землю во внутренней изоляции от перемежающегося режима к устойчивому.

4. Предложенная гипотеза положена в основу разработки методов и средств ограничения дуговых перенапряжений и устройств релейной защиты.

5. Обосновано применение управляемого резистивного заземления нейтрали для ограничения дуговых перенапряжений. Предложен ряд технических решений, предотвращающих избыточность воздействия накладываемого активного тока, в том числе, новый способ ограничения дуговых перенапряжений с помощью резистора в нейтрали без наложения активного тока на место повреждения.

6. Разработаны принципы и алгоритмы управления резистивным заземлением нейтрали, а также схемные решения для обеспечения селективности простых токовых защит от замыканий на землю.

7. Впервые показано, что процесс перехода к устойчивому горению заземляющей дуги в компенсированных сетях связан с возможностью глубоких циклических насыщений ДГР, переходом в режим перекомпенсации и опасностью дальнейшего развития аварии. Предложен новый способ компенсации в режиме насыщения ДГР.

8. Для обеспечения селективности простых токовых защит от замыканий на землю в компенсированных сетях впервые обосновано и предложено использование адаптивного управления резистором в нейтрали, обеспечивающее оптимальное воздействие на процесс.

9. Разработаны основные принципы управления защитным резистором в сети с комбинированным заземлением нейтрали, предложено несколько алгоритмов работы автоматики для различных эксплуатационных условий и ряд конкретных технических решений, в том числе, на основе использования новых параметров управления: интеграла кривой Цпф, скорости изменения напряжения на поврежденной фазе и угла между напряжением на нейтрали и напряжением источника питания, обеспечивающих максимальное быстродействие и точность.

10. Впервые предложен принцип организации непрерывного управления напряжением на поврежденной фазе в режиме замыкания на землю сети с комбинированным заземлением нейтрали по двум параметрам: отклонению и производной отклонения по времени.

11. Показано, что непрерывное управление при увеличении коэффициентов усиления по обоим каналам вырождается в импульсное управление, легко технически реализуемое.

12. Предложен новый способ резкого увеличения селективности токовых защит от замыканий на землю для сетей с частыми эксплуатационными изменениями емкости нулевой последовательности в широких пределах. Способ основан на управляемой компенсации собственных емкостных токов ТТНП присоединений и реализован в виде конкретного схемного решения.

13. Предложена возможность применения нового критерия селективности при отключении двойных замыканий. Показано, что для сетей с ослабленной изоляцией сохранение режима однополюсного замыкания на землю после отключения МТЗ одного из мест повреждения двойного замыкания не является целесообразным. Для локализации аварийного режима предложено создание централизованной защиты от двойных замыканий, установленной на присоединениях центра питания, с использованием существующей простой токовой защиты от однополюсных замыканий. Рассмотрены особенности функционирования защиты для различных вариантов схем сетей.

14. На основе проведенных исследований разработаны, изготовлены и внедрены на 11 секциях кабельной сети г. Павлодара устройства автоматического резистивного заземления нейтрали для защитного отключения на реле типа РТ-40, РТЗ-51 и УСЗ-2М, доказавшие в течение трех лет опытной эксплуатации высокие технические характеристики, простоту эксплуатации, надежность и обеспечивших заметное уменьшение аварийности кабельных сетей. Оценка технико-экономической эффективности предложенных технических решений показывает, что срок окупаемости при их внедрении значительно ниже нормативного.

15. Предмет исследований диссертационной работы представляет собой столь сложный комплекс научно-технических проблем, что в принципе трудно говорить о полном решении даже их части. В работе поставлена и решена задача обеспечения управляемости, а следовательно, большей оптимальности режима резистивного заземления нейтрали. Проработан весь необходимый для практического применения перечень вопросов теоретического обоснования, разработки технических решений, практической реализации и оценки технико-экономической эффективности.

16. Предложены рекомендации по конкретному использованию разработанных устройств резистивного заземления нейтрали и организации защитного отключения в городских кабельных сетях и сетях внутризаводского электроснабжения.

17. В результате проведенных исследований произведено уточнение и развитие ряда положений теории переходных процессов при замыканиях на землю в сетях средних классов напряжения. В основном, это вопросы, касающиеся горения заземляющих дуг и развития процесса замыкания во времени для внутренней изоляции. Выявление основных закономерностей позволило сформулировать требования к устройствам РЗЗЗ и управления резистивным заземлением, разработать алгоритмы управляющей автоматики и конкретные схемы реализации этих алгоритмов. Все разработанные в диссертационной работе технические решения защищены авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ и РК.

Заключение

В диссертационной работе изложены вопросы повышения надежности работы сетей средних классов напряжения в режиме замыкания на землю при различных способах заземления нейтрали.

Приведен анализ состояния современной проектной и эксплуатационной практики выбора режима нейтрали, достоинств и недостатков широко применяемых устройств заземления и релейной защиты от замыканий на землю.

Отмечена перспективность повсеместного перехода от режима изолированной нейтрали к режиму резистивного заземления и использованию комбинированного заземления для сетей с компенсацией емкостных токов.

В работе изложены вопросы развития теории переходных процессов при замыкании на землю в кабельных сетях. Приведен анализ закономерностей перехода от режима перемежающегося горения дуги в устойчивому замыканию во внутренней изоляции сетей с различными системами заземления нейтрали.

На основе проведенного анализа отмечается принципиальная неоптимальность применения неуправляемого резистивного заземления нейтрали и предлагаются принципы организации управления заземляющими резисторами, алгоритмы и схемы их реализации.

1. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей / Г.В. Буткевич. М.: Энергия, 1973. - 263с.

2. Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали высоковольтных систем / Р. Вильгейм, М. Уотерс. М.: Госэнергоиздат, 1959. - 452с.

3. Гиндуллин Ф.А. Перенапряжения в электрических сетях 6-35 кВ./ Ф.А. Гиндуллин, В.Г. Гольдштейн, А.А. Дульзон, Ф.Х. Халилов М.: Энергоатомиздат, 1989. - 264с.

4. Гордон Г.Ю. Электротравматизм и его предупреждение / Г.Ю. Гордон, Л.И. Вайнштейн. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 256с.

5. Кадомская К.П. Коммутационные перенапряжения в цепях блоков генератор трансформатор и в сетях собственных нужд электрических станций / К.П. Кадомская. - Новосибирск : НЭТИ, 1983. - 87с.

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

7. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов / Ф.А. Лихачев. М.: Энергия, 1971.-152с.

8. Лихачев Ф.А. Защита от внутренних перенапряжений установок 3 220 кВ / Ф.А. Лихачев. - М.: Энергия, 1968. - 104 с.

9. Лихачев Ф.А. Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дугогасящих катушек / Ф.А. Лихачев. М.: Энергия, 1971. - 104с.

10. Микропроцессорные гибкие системы релейной защиты. / Под ред. В.П. Морозкина. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 240с.

11. Назаров В.В. Защита электрических сетей от однофазных замыканий / В.В.Назаров. Кшв: Либщь, 1992. - 124с.

12. Обабков В.К. Методы теории автоматического управления в электроснабжении / В.К. Обабков. Екатеринбург: Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2002. - 135с.

13. Обабков В.К. Синтез адаптивных систем управления резонансными объектами / В.К. Обабков. Киев: Наукова думка, 1993. -254с.

14. Овчаренко Н.И. Микропроцессорные комплексы релейной защиты и автоматики распределительных электрических сетей / Н.И. Овчаренко. М.: НТФ «Энергопрогресс», 1999. - 64с.

15. Платонов В.В. Аппаратура для выявления повреждений в силовых кабельных линиях / В.В. Платонов. М.: Энергия, 1972. - 160с.

16. ПлатоновВ.В. Испытание и прожигание изоляции силовых кабельных линий / В.В. Платонов, Г.М. Шалыт. М.: Энергия, 1975. - 136с.

17. Самойлович И.С. Режим нейтрали электрических сетей карьеров / И.С. Самойлович. М.: Недра. - 175с.

18. Трухан А. П. Автоматическая компенсация токов замыкания на землю в электрических сетях / А. П. Трухан. Киев: Наукова думка, 1968. -148 с.

19. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы / С.А. Ульянов. М.: Энергия, 1970. - 520с.

20. Хаммарлунд П. Восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя / П. Хаммарлунд. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 296с.

21. Цапенко Е.Ф. Замыкания на землю в сетях 6 35 кВ / Е.Ф. Цапенко. -М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128с.

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

23. Шалыт Г.М. Прожигание изоляции силовых кабельных линий для определения места повреждения / Г.М. Шалыт. М.: Энергия, 1970. - 48с.

24. Шуцкий В.И. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок / В.И. Шуцкий, В.О. Жидков, Ю.Н. Ильин М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152с.

25. Статьи в периодических изданиях

26. Абдурахманов М.Н. Исследование перенапряжений от перемежающихся заземляющих дуг в реальных сетях / М.Н. Абдурахманов, Ч.М. Джуварлы // Известия АН АзССР. 1975. - №8. - С.56-64.

27. Беляков Н.Н. Исследование перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью / Н.Н. Беляков// Электричество. 1957. - №5. - С. 31-38.

28. Борухман В.А. Об эксплуатации селективных защит от замыканий на землю в сетяхб 10 кВ и мероприятиях по их совершенствованию / В.А. Борухман //Энергетик. - 2000. - № 1. - с.20 - 22.

29. Вайнштейн Р.А. Вероятностная оценка селективности защиты от замыканий на землю в сети с компенсированной нейтралью./ Р.А. Вайнштейн, С.И. Головко, Ю.П. Фальк // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. -1987. -№3. -С.49.

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

31. Вайнштейн Р.А. Применение низкочастотного параметрического усилителя в защите от замыкания на землю компенсированных сетей / Р.А. Вайнштейн, С.И. Головко // Электромеханика. 1965. - №11. - С. 14 - 20.

32. Васюра Ю.Ф. Защита от перенапряжений в сетях 6 10 кВ / Ю.Ф. Васюра, В.А. Гамилко, Г.А. Евдокунин, Н.И. Утегулов // Электротехника. -1994.-№5,6.

33. Виштибеев А.В. Влияние резистивного заземления нейтрали на параметры режима замыкания на землю в сетях 35 кВ, содержащих двухцепные линии электропередачи./ А.В. Виштибеев, К.П. Кадомская, Б.К. Максимов // Электрические станции. 1999. - №3. - С.49 - 53.

34. Виштибеев А.В. Защита от перенапряжений сетей генераторного напряжения блоков электрических станций. / А.В. Виштибеев, К.П. Кадомская, Б.К. Максимов, В.А. Хныков // Электрические станции. 2000. -№7. - С.27 - 33.

35. Вудкин Л.Г. Исследование внутренних перенапряжений на выводах крупных генераторов. / Л.Г. Вудкин, К.Д. Вольпов , Ф.Х. Халилов // Электрические станции. 1977. - №5 - С.59 - 61.

36. Гуров Н.П. Актуальность и внедрение автоматически управляемой компенсации емкостных токов в сетях 6 кВ металлургических предприятий./ Н.П. Гуров, В.Г. Сажаев, В.К. Обабков // Промышленная энергетика. 2003. - №7. - С. 19 - 17.

37. Долгополов А.Г. О режимах заземления нейтрали и защиты от замыканий на землю в сетях 6 -10 кВ России / А.Г. Долгополов // Энергетик. 2000. - № 2. - С.24.

38. Евдокунин Г.А. Выбор способа заземления нейтрали в сетях 6-10 кВ. / Г.А. Евдокунин, С.В. Гудилин, А.А. Корепанов // Электричество. 1998. -№12. -С. 8-22.

39. Езовит Г.П. Индуктивно-активное заземление нейтрали в кабельных сетях 10 кВ/ Г.П. Езовит, А.А. Безпрозванный, А.Н. Бездольный, С.А. Шеляженко, В.В. Назаров // Электрические станции. 1989. - №5. - С. 78-81.

40. Иванов А.В. О целесообразности оснащения нейтрали сетей средних классов напряжения параллельным соединением резистора и дугогасящего реактора / А.В. Иванов, К.П. Кадомская // Энергетик. 2004. -№ 6. - С.28 - 28.

41. Кадомская К.П. Процессы при однофазных дуговых замыканиях в сетях 6.35 кВ с учетом распределенности параметров / К.П. Кадомская, В.А. Курсиш // Изв. высш. уч. зав. и энерг. объедин. Минск. 1994. - №1 - 2. -С.3-8.

42. Коновалов Е.Ф. Компенсация емкостного тока в России и Германии./ Е.Ф. Коновалов, Т.В. Захарова, Т. Хофман // Энергетик. 2004. -№4. - С.41.

43. Коновалов Е.Ф. Работа сетей напряжением 6 35 кВ с различными способами заземления нейтрали./ Е.Ф. Коновалов, Н.В. Дроздов, Т.В. Захарова //Энергетик. - 2005. - №4. - С.40 - 41., №5. - С. 43.

44. Лисицын Н.В. К обоснованию выбора режима заземления нейтрали / Н.В. Лисицын //Энергетик. 2000. - № 1. - С.22 - 25.

45. Лихачев Ф.А. Восстановление напряжения на поврежденной фазе после гашения заземляющей дуги / Ф.А. Лихачев // Электрические станции. 1960. - №8. - С.73-81.

46. Лихачев Ф.А. Повышение надежности распределительных сетей 6. 10 кВ / Ф.А. Лихачев // Электрические станции. 1981. - №11.

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

48. Мастрюков Л.А. Заземляющие дугогасящие реакторы с бесконтактным тиристорным управлением./ Л.А. Мастрюков, В.В. Порудоминский, А.Н. Ракитский // Электротехника. 1978. - №10. - С. 14 -18.

49. Мирзабекян З.Т. Прожигание изоляции поврежденных кабелей / З.Т. Мирзабекян //Энергетик. 1965. - №11. - С.35 - 37.

50. Мусин А.Х. Модель процесса технического обслуживания систем электроснабжения 6 10 кВ городов / А.Х. Мусин // Промышленная энергетика. - 1998. - №10. - С. 21 - 24.

51. Мусин А.Х. Модель процесса эксплуатации городской электрической сети 6 10 кВ / А.Х. Мусин, М.А. Мусин // Промышленная энергетика. - 1997. - №8. - С. 31 - 36.

52. Мусин А.Х. Об эффективности профилактических испытаний городских кабельных линий 10 кВ / А.Х. Мусин, С.И. Ашихмин // Промышленная энергетика. 1990. - №12. - С. 15 - 17.

53. Мусин А.Х. Оценка продолжительности жизни дефектов изоляции кабелей 6 10 кВ городской электрической сети / А.Х. Мусин // Промышленная энергетика. - 1998. - №6. - С. 28 - 33.

54. Мусин А.Х. Статистическая модель повреждаемости городских кабельных линий 10 кВ / А.Х. Мусин, В.К. Корхонен // Промышленная энергетика. 1991. - №8. - С. 42 - 46.

55. Мусин А.Х. Управление риском возникновения аварий в системах электроснабжения 6 10 кВ городов / А.Х. Мусин // Промышленная энергетика. - 1998. - №11. - С. 30 - 32.

56. Назаров В.В. Определение поврежденной фазы в сетях с изолированной нейтралью / В.В. Назаров, В.М. Ягудаев // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. 1986. - №11.- С. 36- 38.

57. Новак В.И. Расчеты и анализ переходных процессов в компенсированной сети с учетом нелинейности дугогасящей катушки / В.И. Новак, С.Н. Савин // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. 1978. - № 2. - с.8-13.

58. Обабков В.К. Еще раз о компенсации емкостных токов в сетях 6- 35 кВ / В.К. Обабков // Энергетик. 2002. - №2. - С.25 - 26.

59. Платонов В.В. Сравнительная оценка методов прожигания дефектной изоляции кабелей на постоянном и переменном токах / В.В. Платонов //Известия ВУЗов, сер. Электромеханика. 1970. - №11. - С. 1247 -1252.

60. Поляков В.Е. Заземление нейтрали сетей 6 10 кВ через управляемое активное сопротивление / В.Е. Поляков, Е.Н. Рыжкова // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. - 1991. - №11. - С. 3 - 7.

61. Рыжков В.П. О возможностях управляемого резистивного заземления нейтрали в сетях с малыми токами замыкания на землю. / В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова // Электрика. 2007. - №5. - С. 30 - 33.

62. Рыжкова Е.Н. Активно-индуктивное заземление нейтрали сетей 6- 35 кВ / Е.Н. Рыжкова // Вестник ПТУ. 2006. - №4. - С. 123 - 131.

63. Рыжкова Е.Н. Анализ характеристик заземляющих дуг в сетях с изолированной нейтралью/ Е.Н. Рыжкова //Новое в российской электроэнергетике. 2008. - №6. - С. 23 - 28.

64. Рыжкова Е.Н. Локализация многоместных повреждений при двойных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью / Е.Н. Рыжкова // Вестник ПГУ. 2004. - №2. - С. 104 - 107.

65. Рыжкова Е.Н. О влиянии параметров цепи тока замыкания на режимы горения заземляющих дуг/ Е.Н. Рыжкова //Вестник МЭИ. 2008. -№4.-С. 80-85.

66. Рыжкова Е.Н. О некоторых возможностях организации релейной защиты от двойных замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ / Е.Н. Рыжкова //Известия ВУЗов, сер. Электромеханика. 2006. - № 6. - С. 23 -26.

67. Рыжкова Е.Н. О некоторых возможностях управления режимом нейтрали сетей средних классов напряжения/ Е.Н. Рыжкова // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.- 2008.- № 5.- С. 46-49.

68. Рыжкова Е.Н. О повышении эффективности управления защитным резистором в режиме замыкания на землю/ Е.Н. Рыжкова //Новое в российской электроэнергетике. 2008. - №10. - С. 44 - 48.

69. Рыжкова Е.Н. Особенности учета электроэнергии в сетях с изолированной нейтралью в режиме замыкания на землю / Е.Н. Рыжкова, В.П. Рыжков // Наука и техника Казахстана. 2003. - №2. - С.185 - 189.

70. Рыжкова Е.Н. Повышение селективности токовых защит от замыканий на землю в сетях 6 10 кВ / Е.Н. Рыжкова // Вестник ПТУ. - 2004. - №2. - С. 104 - 107.

71. Рыжкова Е.Н. Развитие процесса замыкания на землю при учете нелинейности ДГР / Е.Н. Рыжкова // Поиск. 2007. - №1. - С. 216 - 221.

72. Рыжкова Е.Н. Селективная сигнализация в режиме устойчивого замыкания на землю в сетях 6 10 кВ с компенсированной нейтралью / Е.Н. Рыжкова //Вестник ВКГТУ. - 2004. - №3. - С. 134 - 136.

73. Рыжкова Е.Н. Управление защитным резистором для сетей 6-35 кВ с активно-индуктивным заземлением нейтрали / Е.Н. Рыжкова //Электричество. 2007. - №3. С. 16 - 20.

74. Рыжкова Е.Н. Управление комбинированным заземлением нейтрали/ Е.Н. Рыжкова //Известия ВУЗов, сер. Проблемы энергетики. -2008.-№7-8.-С. 78-84.

75. Рыжкова Е.Н. Управление режимом нейтрали сетей 6-10 кВ для повышения селективности защиты от замыканий на землю./ Е.Н. Рыжкова,

76. B.Е. Поляков // Изв. ВУЗов. Энергетика. 1993. - №5-6. - С. 35 - 37.

77. Рыжкова Е.Н. Централизованная защита от двойных замыканий на землю в кабельных сетях / Е.Н. Рыжкова // Вестник ПТУ. 2006. - №4.1. C. 132-139.

78. Садыгов Г.С. Заземление нейтрали сетей 6 10 кВ с помощью управляемого высоковольтного тиристорного коммутатора и резистора / Г.С. Садыгов, Х.И. Набиев //Промышленная энергетика. - 1998. - № 3. - С.32 -34.

79. Утегулов Б.Б. Определение параметров изоляции в сетях 6 — 10 кВ горных предприятий / Б.Б. Утегулов // Известия ВУЗов, сер. Горный журнал. 1982.-№2.

80. Фельдман M.JI. Нужна ли компенсация емкостных токов? / M.JI. Фельдман // Энергетик. 2002. - № 8. - с.19.

81. Целебровский Ю.В. Расчет, конструкция и технология изготовления энергоемких проволочно-керамических резисторов / Ю.В. Целебровский // Электротехника. 2000. - №11. - С.60 - 64.

82. Шабад М.А. Обзор режимов заземления нейтрали и защиты от замыканий на земшо в сетях 6 35 кВ России / М.А. Шабад // Энергетик. -1999. -№3.-С.20-22.

83. Шалин А.И. Защита сетей 6 35 кВ от однофазных замыканий на землю при большом сопротивлении грунта./ А.И. Шалин, Ю.В. Целебровский, А.И. Щеглов // Энергетика Тюменского региона. - 2001. -№4(14).-С. 13-17.

84. Delblanko L. Unutransnji prenaponi u otporno uzemlenia 10 (20) kV wresawa // Elektrotehnika. 1989. 32. № 3 - 4. S. 193 - 203.

85. Hrs I. Ovisnost unutarnjih preparona u razdejlnia wrezawa о nacimu uzemljenja zvjlezdista i о drugm utjecajiwa// Energija. 1978. 27. № 9 - 10. S. 219-226.

86. Lazar I. System grounding in industrial power systems// Specif. Eng/ 1978.40.-№5.-p. 11-136.

87. Pundt H. Zur Walt Sternpunkterdung in Mittelspannungs netzen // Elektrie. 1969.-№3. S. 106-109.

88. Regotti A. A., MargoH.M. Grounding for industrial and commercial distributtion systems// Curr. Eng. Pract. 1977. 20. № 3 - p. 1 - 6.

89. Материалы конференций в сборниках

90. Поляков В.Е. Коррекция настройки компенсации при насыщении дугогасящего реактора в режиме замыкания на землю / В.Е. Поляков, Е.Н. Рыжкова//Тезисы докладов IV НТК, Харьков, 1992. С.19 - 20.

91. Рыжкова Е.Н. Заземление нейтрали сетей 6 35 кВ через резистор / Е.Н. Рыжкова, И.В. Огулева // Сб. тр. научной конференции молодых ученых, студентов и школьников « V Сатпаевские чтения», сер. Студенты. - Павлодар, 2005. - С.209 - 213.

92. Рыжкова Е.Н. Настройка компенсации при насыщении дугогасящего реактора в режиме замыкания на землю / Е.Н. Рыжкова, В.П. Рыжков // Тезисы докладов МНТК «Проблемы энергетики Казахстана», Павлодар, 1994. С. 42.

93. Рыжкова Е.Н. Управление заземляющим резистором при эксплуатационных изменениях емкости сети / Е.Н. Рыжкова //Энергетика, телекоммуникации и высшее образование в современных условиях: Тр. 5-ой междунар. научн.-техн. конф. Алматы, 2006. - С.214 - 215.

94. Целебровский Ю.В. Нормативное обеспечение режима нейтрали в электрических сетях / Ю.В. Целебровский // Режимы заземления нейтрали сетей 3-6-10-35 кВ: Доклады научно-технической конференции. -Новосибирск, 2000. С.З - 6.

95. Черненко Н.А. Аварийность и замыкания на землю в электрических сетях напряжением 35 и 110 кВ / Н.А. Черненко // Режимы заземления нейтрали сетей 3-6 -10-35 кВ: Доклады научно-технической конференции. Новосибирск, 2000. - С.83 -88.

96. Dubel, Dounnel H.W. Simulation of control systems in an electromagnetic transients program with TASS, Proc. IEEE Conf., May 1977, p.266-271.

97. Dunki-Jacobs J.R. State of the art of system grounding and ground-fault protection// IEEE Conf. Rec. Thirtieth Annu, Ind., Akron, Ohio, New York. 1978. P.54-56.4 Статьи из сборников

98. Бондарчук B.C. Исследование характеристик компенсирующего реактора с фазоимпульсным регулированием / B.C. Бондарчук, M.JI. Сапунков //сб.: Режимы нейтрали в электрических распределительных сетях напряжением до 35 кВ. Киев, 1980. -С.69-70.

99. Брызгин О.Р. Некоторые способы измерения расстройки компенсации емкостного тока при дуговых замыканиях на землю / О.Р. Брызгин //Сб. тр.: Проблемы технической электродинамики. Вып. 21. — Киев: Наукова думка, 1969. С. 189.

100. Гавриков В.И. Методы и алгоритмы расчета внутренних перенапряжений на ЭВМ / В.И. Гавриков, Г.А. Евдокунин, JI.B. Петракова // сб. научн. тр. Ленинградского политехи, института, вып. 340. JI., 1974. -С.13-18.

101. Кисленко С.Н. Дискретное регулирование дугогасящих реакторов / С.Н. Кисленко // Электрические сети и системы: сб. трудов ЛГУ. Вып. 14. -Львов.- 1978. -С.104-109.

102. Петров О.А. Исследование модели дугогасящего реактора с дискретным регулированием индуктивности / О.А. Петров, Г.С. Валеев // сб.: Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. Вып. 191. Челябинск, 1977. - С.29-33.

103. Петров О.А. Основные направления развития систем компенсации токов однофазного замыкания на землю / О.А. Петров // сб.: Компенсациятоков однофазного замыкания на землю в электрических сетях напряжением 6-35 кВ. Челябинск, 1980. - С.3-4.

104. Авторские свидетельства и патенты

105. Автоматическая компенсация токов замыкания на землю: Пат. 5539979 Япония / Цкита Иосия, Нагаса Кохэй, Мари Иосими; опубл. 15.10.80.

106. Конденсаторно-реакторная приставка : пат. №2092953 РФ / В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл.10.10.97, Бюл. №28.

107. Способ коррекции настройки компенсации в режиме замыкания на землю: пат. № 2025016 РФ / В.П.Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 15.12.94, Бюл.№ 23.

108. Способ настройки дугогасящего реактора и устройство для его осуществления : а.с. №943983 СССР / С.Н Кисленко; опубл. 15.07.82, Бюл. № 26.

109. Способ настройки компенсации емкостного тока в режиме замыкания на землю: Пат. № 17484 РК / В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. . 15.06.2006, бюл. №6.

110. Способ ограничения дуговых перенапряжений в сетях с компенсацией емкостных токов замыкания на землю: пат. № 18942 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 15.11.2007, бюл.№11.

111. Способ повышения селективности защиты от замыканий на землю: пат. № 19642 РК/В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 16.06.2008, бюл.№6.

112. Способ повышения чувствительности защит от замыкания на землю: пат. № 16872 РК. / Е.Н. Рыжкова; опубл. 16.01.2006, Бюл. №1.

113. Способ повышения эффективности управления защитным резистором в режиме замыкания на землю: пат. № 19956 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 15.08.2008, бюл.№8.

114. Способ управления заземляющим резистором: пат. № 19643 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 16.06.2008, бюл.№6.

115. Способ управления резистивным заземлением нейтрали: пат. № 19955 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 15.08.2008, бюл.№8.

116. Устройство для автоматической настройки дугогасящего реактора: а.с. № 1185489 СССР / Михайлов А.Н.; опубл. 15.10.85, Бюл. № 38.

117. Устройство для заземления нейтрали в сетях с малыми токами замыкания на землю: а.с. № 1136251 СССР /В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 23.01.85, Бюл. №3.

118. Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью: А.с. № 1220053 СССР /В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 23.03.86, Бюл. №11.

119. Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью: а.с. № 1277294 СССР /В:П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 15.12.86, Бюл. №46.

120. Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью: пат. № 2024150 РФ / В.Е. Поляков, В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 30.11.94, Бюл. №22.

121. Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с компенсированной нейтралью: а.с. № 1427469 СССР /В.П: Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 30.09.88, Бюл. №36.

122. Устройство для защиты от дуговых перенапряжений в сетях с компенсированной нейтралью: а.с. № 1757011 А2 СССР /В.Е.Поляков, В.П. Рыжков, Е.Н. Рыжкова; опубл. 23.08.92, Бюл. №31.

123. Устройство для защиты от замыканий на землю в сети переменного тока с изолированной нейтралью: а.с. 985876 СССР / В.О. Жидков, Ю.Н. Ильин и др.; опубл. 1982, Бюл. №48.

124. Устройство для защиты от однофазных повреждений в электрической сети с изолированной нейтралью: а.с. № 1034116 СССР / Э.Д. Шефер, В.О. Жидков и др.; опубл. 1983, Бюл.№29.

125. Устройство для защиты от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью: а.с.№680097 СССР / В.Ф. Антонов, В.М. Ягудаев, В.В.Назаров; опубл. 1979, Бюл. №30.

126. Устройство для' направленной защиты от однофазного замыкания на землю в трехфазной электрической цепи с изолированной нейтралью: а.с. № 1403189 СССР / Б.Б. Утегулов; опубл. 1988, Бюл. №22.

127. Устройство для резистивного заземления нейтрали сетей с малыми токами замыкания на землю: пат. № 18943 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 15.11.2007, бюл.№11.

128. Устройство для повышения селективности защиты от замыканий на землю: пат. № 19740 РК / В.П. Рыжков, Е.Н.Рыжкова; опубл. 15.07.2008, бюл.№7.

129. Устройство для шунтирования места однофазного замыкания: а.с. № 1056342 СССР. / В.О. Жидков, Ю.Н. Ильин и др.; опубл. 1983, Бюл. №43.

130. Нормативно-технические документы

131. Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ. Руководство по эксплуатации. ДИВГ. 648228.001 РЭ. 1999.

132. Защита электрических сетей. Sepam 1000+ серии 20. Merlin Gerin. Руководство по установке и применению. Материалы фирмы Shneider Electric.

133. Защита электрических сетей. Sepam 1000+ серии 40. Merlin Gerin. Руководство по установке и применению. Материалы фирмы Shneider Electric.

134. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей: Изд. 15-е. М.: Энергоатомиздат, 1996. - 584с.

135. Правила устройства электроустановок. СПб.: ДЕАН, 2001. -928с.7 Диссертации