ЗАЩИТА ОТ ДВОЙНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ
15 августа 2010Шитов Р.В. Научный руководитель: Арцишевский Я.Л., к.т.н., доцент
Московский энергетический институт, 111250, Россия, г. Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14
Существующие устройства релейной защиты при двойном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью отключают либо только одну повреждённую линию (2/3 случаев), либо обе линии (1/3 случаев). Последнее снижает надёжность системы электроснабжения.
Предлагается алгоритм защиты от двойного замыкания на землю, позволяющий во всех случаях отключать только одну из повреждённых линий.
На расчетной схеме сети с изолированной нейтралью, показанной на рис. 1, генератор G и электроэнергетическая система (ЭЭС) соединены двумя линиями. На этих линиях в точках x и y произошли замыкания на землю.
ЭЭС
Рис. 1. Расчетная схема
Алгоритм защиты поясняется векторными диаграммами, показанными на рис. 2 для случая замыкания на землю фазы C на линии 1 и фазы A на линии 2. К контуру короткого замыкания прикладывается линейное напряжение ECA. Токи нулевой последовательности линий 1 и 2 (I01 и I02, соответственно) противофазны. В случае металлического замыкания на землю в обеих точках (x и y) векторы токов нулевой последовательности ортогональны по отношению к указанному выше линейному напряжению, а в случае замыкания через переходные сопротивления сдвинуты на угол φк (векторы I’01 и I’02). Поскольку фаза B не повреждена, то её напряжение UB на шинах генератора будем считать совпадающим (по модулю и по фазе) с напряжением EB самого генератора. Примем вектор напряжения UB в качестве базового и проведём перпендикулярно ему ось O1–O2, которая делит плоскость чертежа на две области: область отключения линии (заштрихована) и область работы (не заштрихована). Поскольку векторы I01 и I02 (или I’01 и I’02) противофазны, то каждый из них расположен в одной из этих областей. При изменении угла φк в диапазоне от 90° до некоторого минимального значения (при больших переходных сопротивлениях
замыкания на землю) каждый из указанных векторов тока остаётся в своей области.
Теперь алгоритм отключения линии формулируется просто: если вектор тока нулевой последовательности линии попадает в заштрихованную область, то эта линия отключается, в противном случае линия остаётся в работе.
Ранее, в работе [1], был сформулирован другой алгоритм. Теперь он изменён.