СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ТЭС

Кривченя П.В. Сивокобыленко В.Ф.

Источник: Материалы научно-технической конференции ДонНТУ-2010

По статистическим данным (по тематикам, проводимыми на кафедре электрических станций. Например ДФДК и ЗуТЭС ) наиболее частыми видами повреждений являются однофазные замыкания на землю. Исходя их этого существует возможность возникновения перемежающихся дуговых замыканиях фазы на землю [1], что сопровождается большой кратностью перенапряжений на элементах сети. Термическое действии дуги, а так же перенапряжение воздействует на изоляцию, что может привести к междуфазным коротким замыканиям, а следовательно к большому материальному ущербу [3].

Из-за маленьких и значительно отличающихся друг от друга токов замыкания на землю такие ненаправленные защиты, основанные на реле РТЗ-51 либо на реле АЛ-4 возникает сложность согласования уставок срабатывания реле, а направленные защиты, основанные на реле ЗЗП-1 ложно срабатывают при появлении знакопеременной высокочастотной составляющей емкостного тока в момент П.П., а также в результате феррорезонансных процессов. Все это приводит к снижению надежности работы сети СН ТЭС 6 кВ [3] .

В связи с этим защита от ОЗЗ требует повышения чувствительности и селективности, поэтому тема является актуальной.

По полученным экспериментальным данным в результате проведенных опытов на Зуевской ТЭС были получены ёмкости фаз на землю в сети собственных нужд на секции 3б.

Была составлена математическая модель для расчетов переходных процессов на основе которой была написана программа в математическом редакторе MathCAD. В этой программе рассчитывались ёмкостные токи фидеров при глухом замыкании на землю, а также токи срабатывания и коэффициенты чувствительности для защит основанных на реле РТЗ-51. Результат расчетов показал, что в максимальном режиме на фидерах с мощной двигательной нагрузкой и длинными кабелями коэффициент чувствительности меньше номинального.

Рисунок 1– Расчетные значения коэффициентов чувствительности

Из результатов расчетов установившегося режима замыкания фазы на землю видно, что ёмкостной ток фидеров с мощными двигателями в 74 раза больше чем ток фидера с самым маленьким током замыкания на землю.

Рисунок 2– Емкостные токи фидеров.

Из статистических данных полученных на Зуевской ТЭС известно, что при замыкании на землю на присоединении с малым ёмкостным током кроме отключения фидера на котором было замыкание отключается и фидер с большой ёмкостью фаз.

Для совершенствования была выбрана модель защиты, принцип действия которой основан на подмагничивании трансформаторов тока нулевой последовательности [4] состоящая из двух одинаковых магнитопроводов на каждый из которых намотано по две обмотки, позволяющая выполнить отстройку от токов небаланса и повысить коэффициент чувствительности на поврежденном присоединении за счет усиления основного магнитного потока создаваемого током в первичной обмотки потоком создаваемым подключенной к напряжению нулевой последовательности обмоткой подмагничивания.

Целью изобретения является повышение селективности и чувствительности направленной защиты от однофазных замыканий на землю

Цель достигается тем, что обмотки подмагничивания соединяют последовательно, при этом обмотку первого магнитопровода включают согласно, а второго - встречно относительно магнитного потока, создаваемого в магнитопроводах током однофазного замыкания на отходящем фидере, что позволяет отстраиваться от собственного ёмкостного тока фидера и тем самым повышает чувствительность защиты, также дополнительно вводят дифференциальный усилитель (компаратор) и второй выходной орган защиты, при этом выходы обмотки органа защиты первого магнитопровода через выпрямительные четырехдиодные мосты подключают к положительному, а выходы обмотки органа защиты второго магнитопровода - к отрицательному входу дифференциального усилителя, выход которого через разнополярные диоды подключен соответственно к первому и второму выходным органам защиты с временной задержкой на возврат, при этом в цепи первого выходного органа последовательно включены размыкающие контакты второго выходного органа защиты, а в цепи второго выходного органа включены размыкающие контакты первого выходного органа защиты, что позволяет избежать ложных срабатываний при перезаряде ёмкостей при отключении поврежденного присоединения и тем самым повышает селективность защиты.

Литература

1. Петренко Л.И. Электрические сети и системы – Киев: Вища школа, 1981 320с.

2. Сирота И.М., Кисленко С.Н., Михайлов А.М. Режимы нейтрали электрических сетей. Киев: Наукова думка, 1985. – 264 с.

3. Вольпов К.Д., Белый Ю.В. О повреждаемости изоляции электродвигателей собственных нужд электростанций // Электрические станции, 1976, № 11. – С. 34 – 35.

4. Авторское свидетельство №74018 по заявке от 7 апреля 1947г.