Международный журнал Emerging Technology и Advanced Engineering
Замыканий на землю в незаземленной системе (ISSN 2250-2459 , том 2, выпуск 8, август 2012 г.)
Тану Ризви, M.T Дешпенд
Автор превода: А.А. Макевич
Анотация
В первой части работы, обсуждаются незаземленные сети . Во-второй , характеристики замыканий на землю в распределительных сетях, как они определяются и компенсируются. Дуговые замыкания составляют по меньшей мере половина всех замыканий, и они более часто встречающиеся в незаземленной сети, поэтому существует потребность в обнаружении и быстродействии методов компенсации, при необходимости быстрого восстановление системы.
Ключевые слова - незаземлённые, замыкание, компенсация.
I. ВВЕДЕНИЕ
Незаземленные системы не имеют заземления с землей . При замыкании этих систем однофазно на землю, единственный путь для протекания тока через распределенные линии - емкости земли окружающую систему и через две оставшиеся неповрежденные фазы поврежденной цепи. Наиболее распространенный тип замыкания в электрических распределительных сетей является однофазный замыкания на землю. В работе объясняется о поведении замыкания на землю электрических распределительных систем с кабелями и фидерами. Здесь PS - CAD используется для моделирования системы 11 кВ. Анализ проводили с использованием грозового разрядника в качестве компенсирующего устройства, полученные результаты сравниваются с полученными в соответствии с моделированной симуляцией.
А. Незаземленная система
Системы, схемы или устройства не соединенные с землей, соединяются только через потенциал емкостей или измерительных приборов или других устройств очень высокий емкости. Хотя называется незаземленными, этот тип системы в реальности является связанным с землей через проводники. Распределяется через емкость обмоток и других проводников. В отсутствие короткого замыкания на землю, в незаземленной нейтрали в условиях правильно сбалансированной нагрузки, как правило, будут проходить сбалансированные ёмкостные токи который возникают между фазой (проводником) и землей.
Рисунок 1.1 Изолированная нейтраль
Для таких систем, существует два основных места утечки на землю тока ограничивающего фактора влияния нулевой последовательности емкости линии - земля и сопротивления. Поскольку треугольник напряжений остается относительно уравновешенным, такие системы могут оставаться в рабочем состоянии в течение длительного времни , с низким уровнем величины неисправностей . Исчезнуть замыкание на землю в воздушных – незаземленных линий возможно при малых значениях тока замыкания на землю . При более высоких величинах тока короткого замыкания самоустранение менее вероятно, исчезнуть при данных условиях замыкания невозможно при высокой уровне напряжения .
B. Дуговое замыкание на землю
Замыкание на землю это явление, которое наблюдается в незаземленных трехфазных системах. В незаземленных трехфазных систем, работающих в нормальных сбалансированных условиях, емкости образуются между проводниками и землей. Напряжение на этих емкостей будет фазным.
Рисунок 1.2 Arcing площадка
Теперь, в случае замыкания на землю, напряжение на неисправной фазе становится равным нулю в то время как напряжения на здоровых фазах увеличить на коэффициент 1,732. Дуга возникшая между проводником и землей, возникает и гаснет, что может достаточно продолжительно гореть, при этом горение дуги вызывает в системе не благоприятные условия работы, серьезные колебания напряжения порядка почти три -четыре раза от номинального напряжения . Этот происходит из-за емкости между проводником и землей этот процесс и называется дуговое замыканием. Дуговое замыкание может быть скомпенсировано за счет использования дугогасящих реакторов или применением любого из методов заземления.
Нет замыкания на землю Замыкание на землю на 1 фазе
Рисунок 1.3 Напряжения во время замыкания на землю
II . Методика для определения поврежденного фидера
Этот метод, используется для определения поврежденного фидера, является обычным методом вольтметра. Чтобы обнаружить неисправность на секциях, секции изолируют, вольтметр на здоровой секций показывает фазное напряжение. Знаю это напряжение инженеры могут определить поврежденное место, так можно определить какой фидер поврежден. Для этого, персонал проверяет каждый фидер один за другим, пока не найдется неисправный фидер.
Как только неисправность была идентифицирована и исправлена, то вольтметров соответствующей секции должен показывать фазное значение, как раньше. Этот процесс занимает много времени и требует регулярного мониторинга.
Она также требует затрат рабочего времени для нахождения неисправности и места повреждения, а также время для его восстановления. Промежуток времени увеличивается, также увеличивается напряжения в изоляции обмотки двигателя, связанный с распределительным оборудованием с трансформаторами, кабелями и т.д. Эта метод ухудшает надежность системы и увеличивается время ненормальной работы, а также получают тепловую нагрузку изоляция обмотки двигателя, связанная с распределительным оборудованием. Увеличивает стоимость обслуживания. Кроме того, если существующее повреждение не было найдено, то это приведет к развитию замыкания на землю в другой фазе, что приведет к короткому замыканию в системе, и это также приведет к множественных отказам в системе. В целях снижения вышеперечисленных недостатков для более высокой надежности системы, предлагается принять автоматическую систему для обнаружения и локализации тока короткого замыкания, чтобы достичь более быстрой ревизии системы. Применяются различные методы заземления, которые могут быть использованы для нейтрализации токов короткого замыкания, они помогают в снижении токов в месте повреждения, применяют различную степень компенсации. Вообще катушки используется в промышленности и электроэнергетике как компенсирующего устройства.
III . СХЕМА 11 кВ
Макет содержит источник с напряжением 132 кВ понижается до 11 кВ с помощью трансформатор на 80 МВА. Первичные обмотки этих трансформаторов соединены звездой, а вторичный в звезду т.е. незаземленное от каждой секции 11 кВ подразделяется на два подвида секций, которые соединены через секционированный выключатель с подключено шесть фидеров каждый подает питания к различным нагрузкам.
IV . Моделирование в PS -CAD и результаты
PSCAD впервые обсуждалась в 1988 году и начал свою длительную эволюцию в качестве инструмента, для генерирования файлов данных программы моделирования EMTDC. PSCAD, EMTDC является программами моделирования мощного электромагнитного переходного процесса. Это наиболее подходящий для моделирования доменных систем. Является отраслевым стандартом инструментов моделирования. Графический интерфейс программного обеспечения делает его очень легким для построения схем и мониторингом результатов, можно управлять данными полностью интегрированным в графическое окружение. PSCAD обеспечивает интуитивный и интерактивный подход к управлению, счетчики и онлайн функции построения графиков и диаграмм. PSCAD была принята во всем мире как утилита, для производителей, исследовательских и образовательных учреждений, а также консультантов, как главный инструмент для моделирования переходных процессов.
PSCAD / EMTDC использует подсистемы, которые разбивает всю работу на более мелкие единицы и делает легким для понимания. В EMTDCthere пользователь может написать свою собственную программу, которая лучше всего подходит для него, в единой интегрированной среде. Благодаря thepresence моделирования и интегрировать его в главную программу. PSCAD графического пользовательского интерфейса значительно повышает мощность и удобство среде моделирования. Это позволяет пользователю эффективно построить принципиальную схем , запустить моделирование, анализировать результат.
1) Участок с источником напряжения (RMS Напряжение 132.0KV, линия на землю мгновенное 107.7KV напряжения.)
2) Участок по разделу 11 кВ в нормальном состоянии Фаза на землю MIS 6.35KV напряжения и мгновенное напряжение 8,98 кВ.
3) Неисправные условия земля для напряжения
Напряжение поврежденной фазы равно нулю и увеличивает значение в фазе в 1,732 раза, что соответствует 15.5КВ .
4) земля для Arcing ток
Arcing текущий график для 11 кВ незаземленной для однофазных замыкание на землю , продолжительность неисправность 0.2s.The максимальное значение достигает 20А .
5) Участок для сохраняющиеся напряжение для некоторых длительности
График напряжения для однофазной а к замыкания на землю , продолжительность неисправности 0,1 с , сохраняющейся для определенных настраивать длительности.
6) земля для Arcing ток сохраняется в течение длительного времени
Участок показывает текущее график Arcing для однофазного замыкания на землю, в которой дуга начинается со 2s, срабатывание после 0,125 с и снова срабатывание.
7) Подавление высокого напряжения с помощью освещения airestor
Напряжение поврежденной фазы равна нулю, а здоровые фазы увеличивается на 1,732 , соответствует 15.5КВ. Это напряжение график на 0 % компенсации с использованием LA.
8) земля для Arcing ток
Arcing текущий график в 0 % компенсации с использованием LA . То есть нет эффекта дугового замыкания.
9) земля для напряжения
Напряжение было компенсировано в 14КВ использованием LA для 30% компенсации.
г) земля для Arcing ток
Arcing текущий график в 30% компенсации, используя LA.
10) земля для напряжения
Напряжение поврежденной фазы равно нулю, а здоровые фазы было компенсировано в 11 кВ с использованием LA для 70% компенсации.
12) земля для напряжения Напряжение поврежденной фазы равно нулю, а здоровые фазы было компенсировано в 10кВ с использованием LA для с 85% компенсации.
13) Участок для Arcing ток Arcing текущий график в 85% компенсации, используя LA.
V. Заключение
Наиболее распространенным типом повреждения в электрических распределительных сетях является однофазный замыкания на землю. Замыкания на землю, как правило, находится путем последовательным отключением присоединений. Чтобы узнать неисправный раздел инженеру нужно изолировать секции, изолируя участки с выключателями, вольтметр здоровых участков показывают фазное значения. Теперь из этой области инженеры могут определить присоединения, в котором произошла авария, но все же поврежденный фидера должен быть определен. Для этого, работник должен проверить каждый фидер один за другим, пока неисправный фидер не идентифицируется. Операция с управляемыми вручную переключателями требуется мобильную группу для передвижения по местности. Таким образом, чтобы уменьшить время простоя потребителя, развитие индикации и методов определения расположение замыканий на землю носит важное значение. Цель состоит в том, чтобы компенсировать его с помощью LА. Исходя из этих характеристик новых методов о неисправности и месте являются LA компенсирует увеличение напряжения неповрежденных фазах согласно различной степени компенсации предусмотренные и таким образом предотвращает выход из строя другого оборудования , которые могут в дальнейшем привести к множественные отказы и может рухнуть в систему.
Таблица II РЕЗУЛЬТАТЫ различного уровня заземления
VI. Будущее области
Изменения напряжения и тока может быть разным для различных условий неисправности точное местоположение, где могут быть расположены неисправности. Исследователями было предложено, использовать системы программирования с использованием передовых микропроцессоров или микроконтроллеров для лучших контрольных операций и быстрого восстановления в течение долей времени, также различные программы, такие как MATLAB, MI - POWER, могут быть вовлечены и другие методы, такие как вейвлет -преобразования, искусственные нейронные сети также могут быть использованы в дополнение с программным обеспечением. Поскольку разработанная модель не была предоставлена со схемой применяемая в работе, она может быть расширена, чтобы включить комплексную модель реле в том числе схемы отключения. Работа может быть расширена с целью обеспечения алгоритмов, используемых для улучшения поведения реле, когда модель будет использоваться для защиты системы электропитания включить силовые кабели, имеющие значительную емкость.ЛИТЕРАТУРА
[1] Нерман Фишер и Дацин Хоу "Методы обнаружения землю перебои в напряжения систем среднего распределения силовых " , 2006.
[2] : нет Чжи Хтве " Анализ и проектирование Подбор молниеотвод для РП " Всемирная академия наук, техники и технологии , 2008 .
[3] Джефф Робертс , доктор Гектор Дж. Altuve , и д-р Дацин Хоу "Обзор методов защиты от замыкания на землю для обоснованных , незаземлённых и компенсированных распределительных систем " .
[4] М. Мирзаеи , M.Z. Ab Кадир . Е. Моазами и Х. Хизам "Обзор мест повреждений методов для распределения энергии системы " , Австралийский журнал фундаментальных и прикладных наук . 3 (3) : PP- 2670 -2616 , 2009, ISSN 1991-8178 , © 2009 , INSInet публикации.
[5] Альберто Borghett , Мауро Bosetti. Мауро Ди Сильвестро, Карло Хотя и Нуччи , Марио Paulone. Лоренцо Peretto, Элиза Scalla и Роберто Tinarelli «Оценка места повреждения в силовых распределительных сетей» качества и электрической энергии, утилизации. Журнал том 13, No 1, 2007.
[6] Дацин Хоу и Норманн Фишер "Детерминированный высокое сопротивление Обнаружение неисправностей и Фаза Выбор на незаземленном распределения Система ", 2005.
[7] Анджей Сова , Ярослав Wiater "Оценка разрядники Уровень защиты Во время разрядов на ВЛ коммутационной Lines", Simposio inteinacional Sobre Calidad -де-ла Энергия данны, Octubre 30,31 Novienibre 1 де, 2003.
[8] С. Ханнинен. М.Лехтонен и T.Hakola "замыканий на землю и связанные с ними Нарушения в распределительные сети ". IEEE PES SM2001, Ванкувер, Канада , 15-19 июля, 2001.
[9] Сеппо Ханнинен. Матти Лехтонен и Урхо Pulkkinen "вероятностный метод для обнаружения и локализации очень высоких неисправностей резистивных земных ". EPSR ( Электрические Systems Research, Vol. 54 , № 3, стр. 199-206,1999.
[10] С. Ханнинен и М. Лехтонен "Способ обнаружения и локализации очень высокого Неисправности резистивный о Земле" . ETEP (Европейская сделка в отношении электропитания ), Vol. 9, № 5, с 285-291,1999.
[11] Сеппо Ханнинен и Матти Лехтонен «Характеристики замыканий на землю в электрических распределительных сетей с высоким импедансом заземления ". EPSR ( Электрические Systems Research ) Vol. 44, № 3, стр. 155 - 161,1998.
[12] Марк Adamiak, Крейг Вестер. Маниш Тхакур и Чарльз Йенсен в "Высокое сопротивление Неисправность Обнаружение на распределение Кормушки ".