Распределение емкостных токов при однофазном замыкании на землю.

При ОЗЗ нарушается равенство токов в фазах, то есть их симметрия. Как известно из курса ТОЭ любая несимметричная система токов может быть представлена как сумма трех симметричных составляющих: прямой, обратной и нулевой последовательности чередования фаз. Утроенный ток нулевой последовательности и будет составлять ток замыкания равен I⁽¹⁾_з =3 I⁽¹⁾₀

Распределение токов нулевой последовательности удобно рассмотреть используя метод эквивалентного генератора. Для этого в месте ЗЗ (например, в конце линии L3, рис.6.2 ) необходимо мысленно объединить три фазы между собой и подключить к источнику фазного напряжения U_Ф. Под действием этого напряжения через распределенные емкости трех фаз всех линий начнут протекать токи нулевой последовательности.

Ток нулевой последовательности первой линии 3I₀⁽¹⁾_L1 «собирается» от ее распределенных емкостей и посылается через шины подстанции к месту замыкания (на рис.6.2 этот ток обозначен стрелкой с одной черточкой) Например, если длина линии L1 равна 5км (U_сети= 10 кВ ), то ее собственный емкостной ток I _соб.L1 =3I₀⁽¹⁾_L1 ≈ 5 А. Если принять длину второй линии, например, равной 3 км, то ее собственный емкостной ток I _соб.L2 =3I₀⁽¹⁾_L2 ≈ 3 А (стрелка с двумя черточками). На шинах подстанции эти токи суммируются и в линию L3 втекает уже 8 А.

В третьей линии к ним добавляется то собственный емкостной ток линии L3. Если принять ее длину например 1 км то ток I _соб.L3 =3I₀ ⁽¹⁾_L3 ≈ 1 А (стрелка с тремя черточками). Подходя к месту замыкания все три тока суммируются и составляют ток замыкания на землю I⁽¹⁾_з ≈ 9А.

Если замыкание на землю произойдет в другом месте, например в конце второй линии, то распределение токов нулевой последовательности будет иным. В первой линии направление и величина тока не измениться. В третьей линии ток поменяется направление в сторону шин подстанции. Эти два тока проссумируются 3I₀⁽¹⁾_L1+ 3I₀ ⁽¹⁾_{L 3} ≈ 6 Аи будут «втекать» в линию L2 и далее по линии L2 к месту ЗЗ. К этим токам добавиться собственный емкостной ток линии L2 3I₀⁽¹⁾_L2 ≈ 3 А. Таким образом в месте замыкания емкостной ток ЗЗ снова будут равен 9 А.

Рис. 6.2

 

Из выше изложенного можно сделать два вывода:

Во - первых, величина тока ОЗЗ пропорциональна суммарной длине электрически связанных линий (в примере сумма длин трех линий равна 9 км и I⁽¹⁾_з ≈ 9А);

Во – вторых, величина емкостного тока ОЗЗ в начале каждой линии зависит от места замыкания. При замыкании на землю вне рассматриваемой линии, например L2, ее ток ОЗЗ в начале линии равен собственному емкостному току I _соб.L2 ≈ 3 А). При ОЗЗ в рассматриваемой линии L2 ток в ее начале равен сумме емкостных токов всех других линий 3I₀⁽¹⁾_L1+ 3I₀ ⁽¹⁾_{L 3} ≈ 6 А.

На изменении величины тока ОЗЗ в зависимости от места замыкания и основано действие селективной защиты от ЗЗ.

Трансформаторы нулевой последовательности, принцип работы.

Защита сети при помощи трансформаторов тока нулевой последовательности.
Трансформаторы тока представляют собой устройства, которые позволяют производить эффективную защиту цепи, а также полностью безопасные для технического персонала измерения. Это достигается благодаря изолированию первичной обмотки, через которую проходит ток от источника питания, от вторичной. Такие меры минимизируют любые возможные риски получения травм. Поэтому данные устройства довольно широко распространены в самых разных сферах, в которых задействуются электрические системы.

Принцип их работы основан на суммировании тока, протекающего во всех трех фазах участка. В номинальных условиях это значение должно равняться нулю. При замыкании одной из фаз, в цепи образуются токи нулевой последовательности, что сказывается на результате сложения фазных токов. Такое отклонение сразу отображается на измерительном приборе, подключенном к вторичной обмотке трансформатора. Таким образом, можно произвести своевременное отключение питания и устранение неисправности.

Наша компания предлагает трансформаторы тока нулевой последовательности измерительные, характеризующиеся высоким качеством сборки. Данный вид трансформаторов эффективно обеспечивает защиту необходимых участков цепи.

 

11.Назначения и основные требования к устройству АПВ.

Назначение АПВ

Многолетний опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи показал, что значительная часть (70 – 80%) коротких замыканий вызванных набросами проводящих предметов, падениями деревьев, попаданием животных, схлестыванием проводов и другими причинам, при достаточно быстром отключении линии самоустраняется. Возникающая в месте КЗ электрическая дуга быстро гаснет, не оказывая серьезных повреждений, препятствующих повторному включению линии под напряжение. Такие самоустраняющиеся повреждения называют неустойчивыми. Значительно реже на воздушных линиях возникают устойчивые повреждения из-за обрыва провода или грозозащитного троса, поломки или падения опоры, обрыва или пробоя гирлянды изолятора.

Поиск места повреждения путем обхода воздушной линии оперативным персоналом требует значительных временных и материальных затрат. Учитывая выше приведенную долю приходящуюся на неустойчивые повреждения, целесообразно попробовать подать на линию напряжение не проводя ее осмотра.

При подаче напряжения на линию с самоустранившимся повреждением (неустойчивым повреждением) линия может продолжать работать. При подаче напряжения на линию с устойчивым повреждением вновь возникает КЗ и линия снова отключается защитой.

Повторное включение линии под напряжение может осуществляться как оперативным персоналом вручную, так и специальным автоматическим устройством. В первом случае время повторного включения, а следовательно и перерыв в электроснабжении, может занять от нескольких минут (на подстанциях с постоянным дежурным персоналом) до часов (выездной бригадой).

Во втором случае, с применением специального автоматического устройства называемого автоматом повторного включения (АПВ), перерыв в электроснабжении уменьшается до нескольких секунд. Применение АПВ позволяет существенно повысить надежность электроснабжения и значительно уменьшить ущерб от аварийных отключений.

Согласно ПУЭ [12] устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) линии всех типов напряжений выше 1000 В при наличии на них соответствующих коммутационных аппаратов.

1.2. Основные требования к устройству АПВ

Устройство АПВ должно отвечать следующим требованиям:

- находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать во всех случаях аварийного отключения выключателя;

- устройство АПВ не должно приходить в действие при оперативном отключении выключателя обслуживающим персоналом;

- время действия АПВ должно быть минимально возможным с целью быстрой подачи напряжения потребителю;

- устройство АПВ должно автоматически возвращаться в исходное положение готовности к новому действию после включения выключателя в работу;

- схемы АПВ должны обеспечить определенное количество повторных включений (от одного до трех).