116
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
Алгоритм селектора направления
однофазного ОЗЗ для достоверного
выявления поврежденных
присоединений в сети 6–35 кВ
Задача
определения
присоединения
с
однофазным
замыканием
на
землю
(
ОЗЗ
)
в
сетях
6(10)—35
кВ
в
настоящее
время
не
имеет
эффективного
решения
,
несмотря
на
динамич
ное
развитие
техники
релейной
защиты
и
увеличения
установленного
парка
микро
процессорных
устройств
на
объектах
энергетики
.
Специалисты
НТЦ
«
Механотроника
»
разработали
специальный
алгоритм
для
определения
поврежденного
фидера
.
В
реальных условиях на энергообъектах до
сих пор при возникновении ОЗЗ на сек-
циях шин срабатывает неселективная
сигнализация по повышению напряжения
нулевой последовательности. При этом нет четко-
го определения фидера с ОЗЗ. Если секция шин
питается от вышестоящей подстанции, то такая же
неселективная сигнализация срабатывает на не-
скольких распределительных устройствах 6–10 кВ.
Поиск ОЗЗ осуществляется методом последо-
вательного отключения/включения всех фидеров
6–10 кВ на всех распределительных устройствах.
Эти переключения влияют на работу технологи-
ческого оборудования потребителей, загружают
оперативный персонал непродуктивной работой
и увеличивают время на устранение замыкания.
ВАРИАНТЫ
РЕШЕНИЙ
За последние десятилетия в области защиты от
ОЗЗ появилось много разработок, по этой тема-
тике было защищено значительное количество
кандидатских и докторских диссертаций, однако
решение, которое получило бы массовое распро-
странение, пока не найдено. Применение предла-
гаемых разработок зачастую затруднено несовер-
шенством их характеристик, сложностью задания
уставок и отсутствием методик расчета.
Кроме того, рекомендуется устанавливать со-
вместно с защитами присоединений отдельные
централизованные устройства для выявления
однофазных замыканий на землю. Возникает па-
радоксальная ситуация: из-за несовершенства
защит присоединений 6–35 кВ и трудности выяв-
ления присоединения с ОЗЗ эксплуатирующие ор-
ганизации вынуждены применять дополнительное
дорогостоящее оборудование.
С одной стороны, внедрение централизованных
устройств — привлекательное решение для произ-
водителей техники РЗА, так как позволяет увели-
чить выпуск продукции в сегменте 6–35 кВ. С другой
стороны, эта концепция не оптимальна для серьез-
ной модернизации подстанционного оборудования
6–35 кВ, так как в масштабах энергосистемы стра-
ны приведет к значительным затратам.
СЕЛЕКТОР
НАПРАВЛЕНИЯ
ОЗЗ
НТЦ «Механотроника» оценил долгосрочные кон-
цепции развития в области выявления присоеди-
нения с ОЗЗ и признал наиболее перспективным
совершенствование методов выявления таких
фидеров в существующих защитах 6–35 кВ. Был
разработан уникальный алгоритм — селектор
направления однофазного замыкания на землю
(СНОЗЗ). Алгоритм выявляет начальный момент
пробоя и анализирует переходный процесс тока
и напряжения нулевой последовательности, про-
водя оценку динамики изменения направления
мощности нулевой последовательности.
СНОЗЗ использует принцип выделения свобод-
ной составляющей переходного процесса и после-
дующей ее обработки с применением стандартных
функций частотных преобразований и элементов
математической статистики.
На рисунке 1 показан пример схемы защища-
емой сети. Процессы, происходящие при внут-
Рис
. 1.
Схема
сети
с
изолиро
-
ванной
нейтра
-
лью
6–10
кВ
117
реннем и внешнем за-
мыканиях,
отличаются
направлением мощности
нулевой последователь-
ности в момент замыка-
ния. При однофазном за-
мыкании на землю в зоне
действия защиты от ОЗЗ
ток и напряжение нуле-
вой последовательности
в момент пробоя разно-
направлены (рисунок 2),
а при замыкании вне зоны
действия защиты — сона-
правлены (рисунок 3).
ПРИМЕНЕНИЕ
АЛГОРИТМА
СНОЗЗ
Впервые СНОЗЗ был при-
менен в блоках защиты
синхронных и асинхрон-
ных электродвигателей —
БМРЗ-УЗД, в них функция
определения присоедине-
ния с ОЗЗ особенно вос-
требована, так как отклю-
чение такого потребителя,
как двигатель, может при-
вести к изменениям в хо-
де ответственных техно-
логических
процессов.
В дальнейшем, на основе
успешного опыта приме-
нения, алгоритм СНОЗЗ
был интегрирован во все
линейки устройств БМРЗ,
начиная с самых простых реле — БМРЗ-50.
При настройке каждого блока РЗА на отходя-
щей линии для работы СНОЗЗ задаются уставки:
– тип нейтрали сети (изолированная или компенси-
рованная);
– отстройка от напряжения небаланса нулевой
последовательности (можно принять 15 В).
Несмотря на достаточную математическую
сложность СНОЗЗ, какие-либо дополнительные
уставки задавать не требуется, поэтому, с точки
зрения эксплуатации, это очень простое решение.
Срабатывание СНОЗЗ происходит при наличии
ОЗЗ на присоединении. БМРЗ может быть настро-
ен как на сигнализацию, так и на отключение от
срабатывания СНОЗЗ. В руководствах по эксплу-
атации блоков для удобства приведена методика
проверки СНОЗЗ для наладки присоединения пе-
ред вводом его в работу.
ООО «НТЦ «Механотроника»
г. Санкт-Петербург
8-800-250-63-60
www.mtrele.ru
Рис
. 2.
Осциллограмма
при
однофазном
замыкании
на
землю
на
отходящем
фиде
-
ре
в
зоне
действия
защиты
от
ОЗЗ
Рис
. 3.
Осциллограмма
при
замыкании
на
землю
на
соседних
присоединениях
вне
зоны
действия
защиты
от
ОЗЗ
Многочисленные лабораторные и полевые ис-
пытания показали, что функция СНОЗЗ правильно
срабатывает в 92% случаев. В 8% случаев наблю-
далось несрабатывание, что обусловлено недо-
статочной чувствительностью. Ложных срабаты-
ваний не зафиксировано. Это важный момент:
СНОЗЗ либо работает правильно, либо, чтобы не
вводить в заблуждение оперативный персонал, не
срабатывает вообще.
В заводском исполнении устройств БМРЗ функ-
ция СНОЗЗ реализована с действием на сигна-
лизацию, также предусмотрена возможность на-
стройки на отключение.
Применение усовершенствованных защит при-
соединений позволяет оперативному персоналу
сразу определить фидер с ОЗЗ, значительно со-
кратив время его поиска и количество переключе-
ний.
Р
№
6 (63) 2020
Оригинал статьи: Алгоритм селектора направления однофазного ОЗЗ для достоверного выявления поврежденных присоединений в сети 6–35 кВ
Задача определения присоединения с однофазным замыканием на землю (ОЗЗ) в сетях 6(10)—35 кВ в настоящее время не имеет эффективного решения, несмотря на динамич ное развитие техники релейной защиты и увеличения установленного парка микро процессорных устройств на объектах энергетики. Специалисты НТЦ «Механотроника» разработали специальный алгоритм для определения поврежденного фидера.
