Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью относится к релейной защите линий электропередачи с изолированной нейтралью и предназначено для выявления поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю (033) в сетях с изолированной нейтралью, в частности, к релейным защитам подверженным влиянию магнитных полей.

Технический результат заключается в обеспечении безотказной работы устройства для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью при любом ОЗЗ за счет исключения влияния магнитных полей токов в проводах соседнего присоединения. Надежность работы защиты повышается на 20%.

Устройство для защиты содержит фильтр тока нулевой последовательности, фильтр напряжения нулевой последовательности, реле направления мощности нулевой последовательности и выходной элемент.

Фильтр тока нулевой последовательности включает шесть датчиков тока, выполненных на «магнитных» трансформаторах тока, шесть решающих усилителей с коэффициентами усиления, определяемыми из соотношения:

где j=1...6 - номер решающего усилителя и провода защищаемого и соседнего присоединения;

i=1...6 - номер датчика тока;

К_j - коэффициент усиления j-го решающего усилителя;

l_j - единичное расстояние между i-м датчиком тока и j-ми проводами влияющего и защищаемого присоединения;

D_ij - расстояние между i-м датчиком тока и j-м проводом защищаемого и соседнего присоединения;

_ij - угол между плоскостью расположения i-го датчика тока и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу защищаемого и соседнего присоединения.

Выходы 1-го, 2-го, 3-го «магнитных» датчиков тока соединены с входами 1-го, 2-го, 3-го решающих усилителей, выходы которых подключены к соответствующим входам 1-го сумматора. Выходы 4-го, 5-го, 6-го «магнитных» датчиков тока соединены с входами 4-го, 5-го, 6-го решающих усилителей, выходы которых подключены к соответствующим входам 2-го сумматора. Выход 1-го сумматора является выходом фильтра тока нулевой последовательности, а выход 2-го сумматора соединен с выходом 1-го сумматора. Выход фильтра тока нулевой последовательности соединен с одним входом реле направления мощности нулевой последовательности, а выход фильтра напряжения нулевой последовательности - с другим входом реле направления мощности нулевой последовательности, выход которого соединен с входом выходного элемента. 1 п.ф. 3 ил.

Полезная модель относится к релейной защите линий электропередачи с изолированной нейтралью и предназначено для выявления поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) в сетях с изолированной нейтралью, в частности, к релейным защитам подверженным влиянию магнитных полей.

Наиболее частым повреждением в сетях с изолированной нейтралью является ОЗЗ. Различают металлические ОЗЗ, дуговые ОЗЗ, ОЗЗ через переходное сопротивление. Режим ОЗЗ любого вида характеризуется появлением тока нулевой последовательности и напряжения нулевой последовательности во всей электрически связанной сети. С увеличением протяженности электрических сетей увеличивается их емкость и возрастают токи замыкания на землю. Проходя через место повреждения, ток выделяет значительное количество тепла, разрушая при этом токоведущие части и изоляцию. Однофазное замыкание может при этом перейти в многофазное короткое замыкание (КЗ). Кроме того, при возникновении ОЗЗ напряжения неповрежденных фаз относительно земли в установившемся режиме увеличиваются до величины линейного напряжения, а в переходном режиме перенапряжения на изоляции неповрежденных фаз достигают еще большей кратности. Перенапряжения на изоляции здоровых фаз в любом из этих режимов могут также привести к пробою изоляции и переходу ОЗЗ в междуфазное КЗ через землю. Ток КЗ на много больше тока замыкания на землю и поэтому может привести к сложным повреждениям оборудования электрической сети, что приведет к длительным перерывам в электроснабжении потребителей.

Для предотвращения перехода ОЗЗ в режим междуфазного КЗ устанавливаются устройства защиты, позволяющие выявить наличие ОЗЗ в защищаемой

сети и отключить поврежденное присоединение. Однако работу защит осложняет магнитное влияние токов в проводах двухцепной линии электропередачи и токов в проводах одной цепи линии электропередачи. При этом магнитное влияние может привести к неправильной работе защит от ОЗЗ и, как следствие, к переходу ОЗЗ в режим между фазного КЗ.

Известное устройство для защиты линий с изолированной нейтралью от ОЗЗ [1], содержит фильтр напряжения нулевой последовательности, пороговый элемент (максимальное реле напряжения) и выходной элемент. Фильтр напряжения нулевой последовательности содержит три датчика напряжения, выполненных на трансформаторах, и сумматор. Каждый датчик напряжения фильтра устанавливается на шинах подстанции в начале защищаемой электрической сети. Выходы датчиков напряжения подключены к соответствующим входам сумматора. Выход сумматора соединен с входом порогового элемента, выход которого присоединен к входу выходного элемента.

Фильтр напряжения нулевой последовательности контролирует наличие напряжения нулевой последовательности в электрической сети. В нормальном режиме работы электрической сети напряжение нулевой последовательности практически равно нулю. Следовательно, на выходе фильтра нулевой последовательности отсутствует сигнал, пороговый элемент не сработает и на входе выходного элемента будет сигнал уровня логического нуля.

Возникновение в электрической сети любого вида ОЗЗ приводит к увеличению напряжения нулевой последовательности. На выходе фильтра напряжения нулевой последовательности появляется сигнал пропорциональный величине напряжения нулевой последовательности в электрической сети, пороговый элемент сработает и на его выходе появляется сигнал уровня логической единицы, который поступает на вход выходного элемента. Выходной элемент обеспечивает подачу звукового или светового сигнала или отключает сеть.

Достоинство устройства для защиты линий с изолированной нейтралью от ОЗЗ заключается в том, что оно позволяет реагировать на любые однофазные замыкания в сети: дуговые, металлические, через переходное сопротивление. Это обусловлено тем, что контролируемым параметром является напряжение нулевой последовательности, которое существует во всей электрически связанной сети при любых видах однофазных замыканий. Другим достоинством является простота защиты электрической сети с применением устройства данного типа, которая обеспечивается установкой одного комплекта на шинах подстанции.

Недостатком устройства данного типа является отсутствие селективности определения поврежденного присоединения. Это обусловлено тем, что возникновение ОЗЗ на любом присоединении приводит к появлению напряжение нулевой последовательности во всей сети. Следовательно, защита срабатывает на ОЗЗ в любой точке сети.

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является устройство для селективной защиты линий электропередачи с изолированной нейтралью от ОЗЗ [2], которое лишено недостатков аналога. Устройство содержит фильтр тока нулевой последовательности, фильтр напряжения нулевой последовательности, реле направления мощности нулевой последовательности и выходной элемент. Защита электрической сети с применение известного устройства обеспечивается установкой одного комплекта устройства на каждом защищаемом присоединении.

Фильтр тока нулевой последовательности представляет собой три датчика тока, выполненных на «магнитных» [3] трансформаторах тока, и сумматор. Датчик тока фильтра устанавливается в пределах длины защищаемого присоединения. Выходы датчиков тока подключены к соответствующим входам сумматора. Фильтр напряжения нулевой последовательности представляет собой три датчика напряжения, выполненных на трансформаторах

напряжения, и сумматор. Датчик напряжения фильтра устанавливается в пределах длины защищаемого присоединения, в месте установки датчиков тока. Выходы датчиков напряжения подключены к соответствующим входам сумматора (соединены в схему «разомкнутого треугольника»). Выходы сумматоров фильтра тока нулевой последовательности и фильтра напряжения нулевой последовательности подключены к соответствующим входам реле направления мощности нулевой последовательности, выход которого присоединен к входу выходного элемента.

Фильтр напряжения нулевой последовательности контролирует наличие напряжения нулевой последовательности в электрической сети. Фильтр тока нулевой последовательности контролирует ток нулевой последовательности присоединения, на котором он установлен. Реле направления мощности нулевой последовательности контролирует направление протекания тока нулевой последовательности и срабатывает, если фазовый угол между током и напряжением нулевой последовательности составляет 90°. При срабатывании реле направления мощности нулевой последовательности на его выходе устанавливается сигнал уровня логической единицы.

В нормальном режиме работы электрической сети ток и напряжение нулевой последовательности практически равны нулю. При этом отсутствуют сигналы на выходах фильтров тока и напряжения нулевой последовательности, следовательно, реле направления мощности нулевой последовательности не срабатывает, и сигнал на входе выходного элемента соответствует сигналу уровня логического нуля.

В случае возникновения ОЗЗ на защищаемом присоединении с выходов фильтров тока и напряжения нулевой последовательности на соответствующие входы реле направления мощности нулевой последовательности поступают сигналы пропорциональные току и напряжению нулевой последовательности с фазовым сдвигом 90°. На выходе реле направления мощности появляется сигнал уровня логической единицы, который поступает на вход

выходного элемента. Выходной элемент срабатывает и обеспечивает подачу звукового или светового сигнала, либо отключение поврежденного присоединения.

В случае возникновения ОЗЗ на соседнем присоединении на соответствующие входы реле направления мощности нулевой последовательности поступают сигналы пропорциональные току и напряжению нулевой последовательности. Причем направление тока нулевой последовательности в защищаемом присоединении противоположно направлению тока нулевой последовательности в поврежденном присоединении и фазовый сдвиг между током и напряжением нулевой последовательности в защищаемом присоединении составляет - 90°. На выходе реле направления мощности нулевой последовательности сохраняется сигнал уровня логического нуля, и выходной элемент не срабатывает.

Таким образом, известное устройство срабатывает при ОЗЗ на защищаемом присоединении и не реагирует на ОЗЗ других присоединений.

Достоинство устройства для селективной защиты линий электропередачи с изолированной нейтралью от ОЗЗ заключается в том, что позволяет селективно определить поврежденное присоединении в сети при любых однофазных замыканиях: дуговые, металлические, через переходное сопротивление. Это обусловлено тем, что контролируемыми параметрами является ток нулевой последовательности и напряжение нулевой последовательности, которые существуют во всей электрически связанной сети при любых видах однофазных замыканий.

Недостатком устройства является его чувствительность к влиянию магнитных потоков соседних присоединений, что приводит к отказу работы устройства защиты при ОЗЗ. Это обусловлено тем, что магнитные потоки соседних присоединений индуцируют в «магнитных» трансформаторах тока электродвижущие силы, которые приводят к изменению фазового сдвига между сигналами на входе реле направления мощности нулевой

последовательности, при этом фазовый сдвиг может значительно отличаться от 90°. В таких случаях, сигнал уровня логического нуля на выходе реле направления мощности нулевой последовательности не изменяется на сигнал уровня логической единицы. В результате подача звукового или светового сигнала, либо отключение поврежденного присоединения во время ОЗЗ не происходит, т.е. устройство не сработает.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании устройства для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, которое безотказно работает при любом ОЗЗ за счет исключения влияния магнитных потоков соседнего присоединения.

Для решения поставленной задачи в известное устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтр тока нулевой последовательности, включающий три датчика тока, выполненных на «магнитных» трансформаторах тока, и первый сумматор, фильтр напряжения нулевой последовательности, реле направления мощности нулевой последовательности и выходной элемент, при этом выход 1-го сумматора является выходом фильтра тока нулевой последовательности и соединен с одним входом реле направления мощности нулевой последовательности, а выход фильтра напряжения нулевой последовательности - с другим входом реле направления мощности нулевой последовательности, выход которого подключен к входу выходного элемента, в фильтр тока нулевой последовательности дополнительно введены три датчика тока, выполненных на «магнитных» трансформаторах тока, шесть решающих усилителей с коэффициентами усиления, определяемыми из соотношения:

где j=1...6 - номер решающего усилителя и провода защищаемого и соседнего присоединения;

i=1...6 - номер датчика тока;

К_j - коэффициент усиления j-го решающего усилителя;

l_j - единичное расстояние между i-м датчиком тока и j-ми проводами влияющего и защищаемого присоединения;

D_ij - расстояние между i-м датчиком тока и j-м проводом защищаемого и соседнего присоединения;

_ij - угол между плоскостью расположения i-го датчика тока и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу защищаемого и соседнего присоединения,

и второй сумматор, причем выход каждого датчика тока соединен со входом соответствующего усилителя, выходы 1-го, 2-го и 3-го усилителя соединены со входами 1-го сумматора, выходы 4-го, 5-го, 6-го усилителя соединены со входами 2-го сумматора, выход которого соединен с выходом 1-го сумматора.

Введение новых элементов и новых взаимосвязей между элементами устройства защиты позволяет в совокупности с известными элементами компенсировать влияние магнитного поля токов в проводах соседнего присоединения и выделить составляющую магнитного потока от тока нулевой последовательности защищаемого присоединения, следствием чего является безотказная работа устройства защиты при любом ОЗЗ.

Наличие новых отличительных признаков и их взаимосвязей свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».

Апробирование заявляемого устройства соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

На фигуре 1 представлена блок схема устройства для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

На фигуре 2 показан вариант установки на присоединениях устройства для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

На фигуре 3 показан вариант установки на присоединениях устройства для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью для определения коэффициентов усиления.

Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью содержит фильтр тока нулевой последовательности 1, фильтр напряжения нулевой последовательности 2, реле направления мощности нулевой последовательности 3 и выходной элемент 4.

Фильтр тока нулевой последовательности 1 контролирует ток нулевой последовательности присоединения, на котором он установлен, и содержит шесть «магнитных» датчиков тока 5, шесть решающих усилителей 6 и два сумматора 7.

Каждый решающий усилитель 6 имеет коэффициент усиления, зависящий от взаимной геометрии расположения «магнитного» датчик тока 5 и проводов 8 и определяемый из соотношения:

где j=1...6 - номер решающего усилителя и провода защищаемого и соседнего присоединения;

i=1...6 - номер датчика тока;

К_j - коэффициент усиления j-го решающего усилителя;

l_j - единичное расстояние между i-м датчиком тока и j-ми проводами влияющего и защищаемого присоединения;

D_ij - расстояние между i-м датчиком тока и j-м проводом защищаемого и соседнего присоединения;

_ij - угол между плоскостью расположения i-го датчика тока и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу защищаемого и соседнего присоединения.

Каждый коэффициент усиления решающих усилителей 6 определяется до установки устройства на присоединение в зависимости от геометрии расположения в пространстве соответствующих «магнитных» датчиков тока 5 и проводов 8.

Независимость коэффициента усиления от тока и напряжения позволяет устанавливать «магнитные» трансформаторы тока 5 на любом участке защищаемого присоединения 9, как на стороне одного присоединения 9, так и на сторонах обоих присоединений 9, 10.

«Магнитные» датчики тока 5 установлены на присоединениях рядом с соответствующими проводами 8. На защищаемом присоединении 9 установлены 1-й, 2-й, 3-й «магнитные» датчики тока 5, а на соседнем присоединении 10, расположенном на той же опоре 11-4-й, 5-й и 6-й «магнитные» датчики тока 5. На опоре 11 установлены 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, 5-й, 6-й решающие усилители 6, 1-й и 2-й сумматоры 7.

Фильтр напряжения нулевой последовательности 2 контролирует наличие напряжения нулевой последовательности в электрической сети, представляет собой датчик напряжения нулевой последовательности и установлен на защищаемом присоединении 9.

Реле направления мощности нулевой последовательности 3 контролирует направление протекания тока нулевой последовательности и срабатывает, если фазовый угол между током и напряжением нулевой последовательности составляет 90°. При срабатывании на его выходе устанавливается сигнал уровня логической единицы.

Реле направления мощности нулевой последовательности 3 и выходной элемент 4 установлены на опоре 11.

Вход каждого «магнитного» датчика тока 5 является индукционным (индуктивно связан с проводом). Выходы 1-го, 2-го, 3-го, 4-го, 5-го, 6-го «магнитных» датчиков тока 5 соединены соответственно с входом 1-го, 2-го, 3-го, 4-го, 5-го, 6-го решающих усилителей 6. Выходы 1-го, 2-го, 3-го решающего усилителя 6 подключены к соответствующим входам 1-го сумматора 7, а выходы 4-го, 5-го, 6-го усилителя 6 подсоединены к соответствующим входам 2-го сумматора 7. Выходы 1-го и 2-го сумматоров 7 объединены и составляют общий выход фильтра тока нулевой последовательности 1.

Выходы фильтров тока нулевой последовательности 1 и напряжения нулевой последовательности 2 подключены к соответствующим входам реле направления мощности нулевой последовательности 3, а его выход присоединен к входу выходного элемента 4.

В качестве «магнитных» датчиков тока 5 использован известный датчик тока типа ТТАТ. В качестве решающих усилителей 6 использован известный усилитель КМ551УД2. В качестве датчика напряжения нулевой последовательности 2 использован известный трансформатор напряжения типа НТМИ. В качестве реле направления мощности нулевой последовательности 3 использовано известное реле типа ЗЗП-1М.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы электрической сети ток и напряжение нулевой последовательности практически равны нулю. На выходе каждого «магнитного» датчика тока 5 сигналы пропорциональны сумме магнитных потоков фаз защищаемого 9 и соседнего присоединения 10 и поступают на входы соответствующих решающих усилителей 6. В решающих усилителях 6 поступивший сигнал усиливается с коэффициентом усиления К_j. В

результате на выходах решающих усилителей 6 сигнал имеет значение, зависящее от коэффициентов усиления К_j.

Например, на выходе 1-го «магнитного» датчика тока 5 сигнал пропорционален сумме магнитного потока тока провода 8, у которой он установлен, и магнитных потоков токов других проводов 8 защищаемого 9 и соседнего 10 присоединения. С выхода 1-го «магнитного» датчика тока 5 сигнал поступает на вход 1-го решающего усилителя 6. В 1-м решающем усилителе 6 магнитный поток усиливается с коэффициентом усиления K₁.

Аналогичные процессы происходят во 2-м, 3-м, 4-м, 5-м, 6-м «магнитных» датчиках тока 5 и во 2-м, 3-м, 4-м, 5-м, 6-м решающих усилителях 6.

В результате усиленные сигналы с выходов 1-го, 2-го, 3-го решающих усилителей 6 поступают на соответствующие входы 1-го сумматора 7, а с выходов 4-го, 5-го, 6-го решающих усилителей 6 на соответствующие входы 2-го сумматора 7. В сумматорах 7 происходит векторное сложение сигналов поступивших с решающих усилителей 6.

На выходе 1-го сумматора 7 от сложения сигналов, поступивших с выходов 1-го, 2-го, 3-го решающих усилителей 6, появляется сигнал, соответствующий сумме магнитного потока тока нулевой последовательности защищаемого присоединения 9, магнитных потоков, созданных токами фаз защищаемого присоединения 9 и пронизывающих 4-й, 5-й, 6-й «магнитные» датчики тока 5, установленные на соседнем присоединении 10, и магнитных потоков от токов фаз соседнего присоединения 10.

На выходе 2-го сумматора 7 от сложения сигналов, поступивших с выходов 4-го, 5-го, 6-го решающих усилителей 6, появляется сигнал, соответствующий отрицательной сумме магнитных потоков, созданных токами фаз соседнего присоединения 10 и пронизывающих 1-й, 2-й, 3-й «магнитные» датчики тока 5 установленные на защищаемом присоединении 9, и магнитных потоков от токов фаз защищаемого присоединения 9.

В точке объединения выходов 1-го и 2-го сумматоров 7, сигналы складываются и происходит компенсация магнитного влияния токов в проводах 8 соседнего присоединения 10 на «магнитные» датчики тока 5. В результате на выходе фильтра тока нулевой последовательности 1 появляется сигнал пропорциональный магнитному потоку только тока нулевой последовательности защищаемого присоединения 9, который поступает на соответствующий вход реле направления мощности нулевой последовательности 3.

Однако, в связи с тем, что в нормальном режиме работы ток и напряжение нулевой последовательности в электрической сети практически равны нулю, то магнитный поток тока нулевой последовательности защищаемого присоединения 9 равен нулю. На выходах фильтра тока нулевой последовательности 1 и фильтра напряжения нулевой последовательности 2 сигналы отсутствуют. Следовательно, реле направления мощности нулевой последовательности 3 не срабатывает, и сигнал на входе выходного элемента 4 соответствует сигналу уровня логического нуля.

В случае возникновения ОЗЗ на защищаемом присоединении 9 появляется ток и напряжение нулевой последовательности с фазовым сдвигом 90°, поэтому к магнитным потокам созданным токами нормального режима в проводах 8 защищаемого 9 и соседнего 10 присоединений добавляется магнитный поток тока нулевой последовательности защищаемого присоединения 9. И тогда в точке объединения выходов сумматоров 7 происходит компенсация магнитного влияния токов в проводах 8 соседнего присоединения 10, и сигнал на выходе фильтра тока нулевой последовательности 1 пропорционален току нулевой последовательности защищаемого присоединения 9.

На выходе фильтра напряжения нулевой последовательности 2 появляется сигнал, пропорциональный напряжению нулевой последовательности в электрической сети, который поступает на соответствующий вход реле направления мощности нулевой последовательности 3. Причем фазовый сдвиг между сигналами с фильтров тока нулевой последовательности 1 и напряжения

нулевой последовательности 2 составляет 90°. На выходе реле направления мощности нулевой последовательности 3 появляется сигнал уровня логической единицы, который поступает на вход выходного элемента 4. Выходной элемент 4 срабатывает и обеспечивает подачу звукового или светового сигнала, либо отключение поврежденного присоединения.

В случае возникновения ОЗЗ на соседнем присоединении 10 появляется ток и напряжение нулевой последовательности во всей электрически связанной сети, поэтому к магнитным потокам, созданным токами нормального режима в проводах 8 защищаемого 9 и соседнего 10 присоединений, добавляется магнитный поток тока нулевой последовательности соседнего присоединения 10. Причем направление тока нулевой последовательности в защищаемом присоединении 9 противоположно направлению тока нулевой последовательности в поврежденном присоединении 10 и фазовый сдвиг между током и напряжением в защищаемом присоединении 9 составляет - 90°. Фильтр тока нулевой последовательности 1 работает так же, как в случае ОЗЗ на защищаемом присоединении 9. На его выходе появляется сигнал, пропорциональный магнитному потоку тока нулевой последовательности защищаемого присоединения 9, который поступает на соответствующий вход реле направления мощности нулевой последовательности 3.

На выходе фильтра напряжения нулевой последовательности 2 появляется сигнал, пропорциональный напряжению нулевой последовательности в электрической сети, который поступает на соответствующий вход реле направления мощности нулевой последовательности 3. Причем фазовый сдвиг между сигналами с фильтров тока нулевой последовательности 1 и напряжения нулевой последовательности 2 составляет - 90°. Следовательно, на выходе реле направления мощности нулевой последовательности 3 сохраняется сигнал уровня логического нуля и выходной элемент 4 не срабатывает.

Таким образом, известное устройство для защиты срабатывает при ОЗЗ на защищаемом присоединении 9 и не реагирует на ОЗЗ соседних присоединений

10. Кроме того, устройство не чувствительно к влиянию магнитных потоков соседних присоединений. Это связано с тем, что магнитное влияния со стороны соседних присоединений 10 компенсируется.

Определение коэффициентов усиления решающих усилителей 6 показано на примере двух трехфазных присоединений 9, 10, расположенных на одной опоре 11. Причем, провода 8 каждого присоединения расположены в пространстве, образуя равносторонний треугольник со стороной AB=BC=AC=A ₁B₁=B₁C ₁=A₁C₁=l м. Расстояние между соответствующими вершинами треугольников AA ₁, BB₁, CC₁ равно 4 м. У каждого j-го провода 8 защищаемого 9 и соседнего 10 присоединения расположен i-й «магнитный» датчик тока 5. Причем расстояние между «магнитным» датчиком тока 5 и проводом 8, у которого он установлен, составляет 0,2 метра. Расстояния D _ij между i-ми «магнитными» датчиками тока и j-ми проводами фаз приведены в таблице 1.

Примем, что токи в проводах 8 направлены в присоединения, и определяем направление вектора магнитной индукции тока, протекающего по j-му проводу фазы 8 в месте установки «магнитного» датчика тока 5. Значения _ij - углов между плоскостью расположения i-го "магнитного» датчика тока 5 и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу фазы 8 приведены в таблице 2.

Коэффициенты усиления определяются из соотношения:

где j=1...6 - номер решающего усилителя и провода защищаемого и соседнего присоединения;

i=1...6 - номер датчика тока;

К_j - коэффициент усиления j-го решающего усилителя;

l_j - единичное расстояние между i-м датчиком тока и j-ми проводами влияющего и защищаемого присоединения;

D_ij - расстояние между i-м датчиком тока и j-м проводом защищаемого и соседнего присоединения;

_ij - угол между плоскостью расположения i-го датчика тока и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу защищаемого и соседнего присоединения.

Значения коэффициентов усиления приведены в таблице 3. Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью апробировано в сети продольного электроснабжения Комсомольского отделения ДВЖД. Результаты показали, что устройство для защиты срабатывает при ОЗЗ на защищаемом присоединении и не реагирует на ОЗЗ других присоединений. Использование модели позволяет за счет компенсации магнитных полей соседней линии обеспечить надежную работу защиты при однофазном замыкании на землю. В результате надежность работы защиты при ОЗЗ повысилась на 20%.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. - М.: НТФ «Энергопрогресс»; ил. [Библиотечка электротехника; Вып.11(35)], 2001. С.52-53.

2. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ. - М.: НТФ «Энергопрогресс»; ил. [Библиотечка электротехника; Вып.11(35)], 2001. С.58-60.

3. Трансформаторы тока/В.В.Афанасьев, Н.М.Адоньев, В.М.Кибель и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 416 с.: ил.

Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтр тока нулевой последовательности, включающий три датчика тока, выполненных на “магнитных” трансформаторах тока, и первый сумматор, фильтр напряжения нулевой последовательности, реле направления мощности нулевой последовательности и выходной элемент, при этом выход 1-го сумматора является выходом фильтра тока нулевой последовательности и соединен с одним входом реле направления мощности нулевой последовательности, а выход фильтра напряжения нулевой последовательности - с другим входом реле направления мощности нулевой последовательности, выход которого подключен к входу выходного элемента, отличающееся тем, что в фильтр тока нулевой последовательности дополнительно введены три датчика тока, выполненных на “магнитных” трансформаторах тока, шесть решающих усилителей с коэффициентами усиления, определяемыми из соотношения

где j=1-6 - номер решающего усилителя и провода защищаемого и соседнего присоединения;

i=1-6 - номер датчика тока;

К_j - коэффициент усиления j-го решающего усилителя;

l_j - единичное расстояние между i-м датчиком тока и j-ми проводами влияющего и защищаемого присоединения;

D_ij - расстояние между i-м датчиком тока j-м проводом защищаемого и соседнего присоединения;

_ij - угол между плоскостью расположения i-го датчика тока и направлением вектора магнитной индукции тока протекающего по j-му проводу защищаемого и соседнего присоединения,

и второй сумматор, причем выход каждого датчика тока соединен со входом соответствующего усилителя, выходы 1-го, 2-го и 3-го решающих усилителей соединены со входами 1-го сумматора, выходы 4-го, 5-го, 6-го решающих усилителей соединены со входами 2-го сумматора, выход которого соединен с выходом 1-го сумматора.