Способ гашения дуги однофазного короткого замыкания в сетях с глухозаземленной нейтралью,допускающих работу как с изолированной,так и с заземленной через компенсирующую катушку нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(51) 02 Н 3 16 с

1 ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3430861/24-07 (22) 16.03.82 (46) 23.03.84. Бюл. 34 11 (72) А.Б.Барзам (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Долгинов А.И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике.

М„ Энергия, 1968, с.188-190.

2. Барзам A.Á. Системная автоматика. N., Энергия", 1964, с.262-263. (54)(57) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ДУГИ

ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В СЕТЯХ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕАТРАЛЬЮ,ДОПУСКАЮЩИХ РАБОТУ КАК

С ИЗОЛИРОВАННОЙ, ГАК И С ЗАЗЕМЛЕННОЙ ЧЕРЕЗ КОМПЕНСИРУЮЩУЮ КАТУШКУ НЕЙТРАЛЪЮ с сопротивлением нейтралы, выбранным в зависимости от емкости и конфигурации сети, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, удешевления H повышения йадежности, в момент возникновения одно фазного короткого замыкания сопротив ление нейтрали устанавливают равным или большим первоначально выбранного на заданное время, определенное по условиям погасания дуги в данной сети, после чего восстанавливают глухое заземление нейтрали.

108

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения в сетях Ý5-110 кВ, допускающих работу как с изолированной, так и с заземленной через компенсирукнцую катушку нейтрал ью.

К этим электросетям относят сети до

88 кВ включительно. В некоторых сетях

110 кВ изоляция позволяет работать как с глухозаэемленной нейтралью, так и с нейтралью заземленной через компенсирующую катушку.

При полном или частичном заземлении нейтралей сеть является сетью "с большим" током при замыкании на землю, 15 возникающим при таком повреждении,.однофазное КЗ. должно быть отключено релейной эащйтой и силовыми выклкчателями»

В.электросетях, работающих в изоли- 20 рованной или заземленной через компенсирующую катушку нейтралью, замыкание фазы на землю не является однофазным

КЗ и не требует немедленного отключения поврежденного участка; сеть явля- 25 ется сетью "с малым" током замыкания на землю Г13.

Однако длительная работа с таким повреждением нежелательна, а во многих случаях недопустима. Причиной явля- З0 ется возможность появления значительных перенапряжений на здоровых фазах и в нейтрвли при неполных (неметаллическихдуговых) замыканиях на землю одной из фаз трехфазной сети. Эти перенапряже- 35 ния (до 4-5-кратной величины номинального фаэного значения) возникают при попеременном уменьшении и последующем возрастании тока через канал дуги в процессе ее горения и перезаряда ем - 40 кости сети.

B сетях "с большим" током замыкания на землю при однофазных КЗ таких перенапряжений н е возникает. Необходимость отключения однофазных КЗ обу 45 лавливает применение автоматического обратного включения фазы участка сети после отключения места с замкнувшейся на землю фазой. Для этого используют устройство и офазн ого А ПВ (ОА ПВ),де йс т- 50 вующие совместно с устройствами релей= ной защиты, определяющими участок и фазу, замкнувшуюся на землю. Устрой. ством ОАПВ отключенная фаза через не- продолжительное время включается вновь. 55

В ряде случаев за время бестоковой паузы причина, вызвавшая однофазнце КЗ устраняется, а дуга гаснет. Участок

1725

Параллельно выключателю 2 между нулевыми точками обмоток звезды" силовых трансформаторов и землей, устанавливается индуктивная компенсирующая катушка, настроенная приблизительно в резонанс с емкостью узла сети при его работе в режиме с малым" током при замыканиях на землю. Включение катушки производится по обычной схеме, т.е. параллельно с разрядником, снижающим

2 сети может быть обратно включен в работу тремя фазами (в цикле ОАПВ этот участок работает в режиме "Две фазы— земля") С2 3.

Основные недостатки известного способа заключаются в необходимости выполнения пофазного управления выключателями с каждой стороны участков сети; в сложной автоматике для управления выключателями в комбинации с избирателями поврежденной фазы и в приспособлении действия устроиства релейной защиты к требованиям, связанным с работой ОАПВ, что усложняет выполнение

ОАПВ, удорожает и понижает надежность.

11елью изобретения является упроще ние, удешевление и повышение надежнос1 ти сетей 35-110 кВ, допускающих работу как с изолированной, так и заземленной через компенсирующую катушку нейтралью.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гашения дуги од. нофазного КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью, допускающих работу как с изолированной, так и заземленной через компенсирующую катушку нейтралью с сопротивлением нейтрали, выбранным в зависимости от емкости и конфигурации сети, в момент возникновения однофазного КЗ сопротивление нейтрали устанавливак;т равным или большим первоначально выбранного на заданное время, определенное по условиям погасания дуги в данной сети, после чего восстанавливают глухое заземление нейтрали.

На чертеже показан вариант технического выполнения предложенного способа.

Сеть нормально работает в режиме

"с большим током при замыкании на землю. Для этого нейтрали трансформато.ров соответствующего напряжения заземляют наглухо выключателем 1 в одном или нескольких пунктах сети. Таким пунктом может быть, например, питающая подстанция узла сетей данного напряжения.

3 1081 перенапряжения в случаях их возникновения. Если допускается работа сети с изолированной нейтралью беэ ее глухо.го заземления и беэ заземления через компенсирующую катушку. то последняя не устанавливается.

В цепи заземляющего выключателя нейтрали включен трансформатор 3 тока, вторичная обмотка которого питает реле 4 тока нулевой последовательности мгновенного действия, контакты которого включены в цепь катушки 5 отключения выключателя 1. Катушка 6 включения выключателя 1 включена в цепь устройства АПВ 7, Способ осуществляется следующим образом.

Нормально заземляющий выключатель 1 включен и нейтраль глухозаземлена. При возникновении однофаэного КЗ на какомлибо участке сети узла данного напряжения реле 4 срабатывает и отключает выклкчатель 1 нейтрали. Сеть переходит в режим "с малюем" током при замыкании на землю. 25

За время прохождения через место повреждения большего тока замыкания и существования однофазного Ю (в режиме работы сетй с глухим заземлением нейтрали) причина, обусловившая возник- З0 новение повреждения часто самоустраняется (наброс сгорает, грозовое перенапряжение разрядится и т.п.). Дуга, появляющаяся вследствие перекрытия фазы на землю, в большинстве случаев гаснет при З5 переходе сети в режим "с малым" током замыкания на землю после того, как разомкнется выключатель в цепи глухого заземления нейтрали.

Деионизация пространства дуги проис- 40 ходит за время бестоковой паузы обратного включения выключателя 1. Это время должно быть установлено заранее с учетом особенностей сети (напряжение, величина остающегося тока подпитки 45 всцедствие нескомпенсированной емкос, ти и т.п.) °

Успешности гашения дуги способствует, и то, что при нахождении заземляющего: 50 выключателя нейтрали в отключенном положении емкостный ток через канал дуги компенсируется индуктивной катушкой в нейтрали, являющейся дугогасящей катушкой. 55 Через заданное время, определенное по условиям погасания дуги в данной сети, от устройства АПВ 7 выключатель 1

725 включается снова, восстанавливая глухое заземление нейтрали.

Устойчивое эал ыкание на землю в большинстве случаев будет не дуговым, а металлическим, например, при обрыве провода, при котором не возникает опасных перенапряжений.

В этом случае можно допустить многократный перевод (двух или трехкратный) режима сети "с большим" током при замыкании на землю в режим "с малым" током замыкания на землю и обратно. Эффект от таких операций аналогичен эффекту работы устройств одно- и многократных ОАПВ в сетях с большим" током при замыкании на землю, но выполненных централизованно, на выключателе в цепи зеземления нейтрали.

Для правильной реализации предлагаемого способа гашения дуги важно, чтобы при возникновении однофазного КЗ на каком-либо участке сети защита этого участка не срабатывала раньше, чем отключится выключатель цепи заземления нейтралы. Наиболее просто предусмотреть блокировку защиты участка от реле тока нулевой последовательности этого участка.

Однако такое решение может вызвать отказ в отключении зашиты при двойных замыканиях на землю разных фаз на разных линиях. Лучшей блокировкой будет использование реле минимального напряжения, включенных на междуфазовые напряжения АВ, ВС и CA с уставкой срабатывания, менее 0,7 И, ф, Защиты, реагирующие на ток нулевой последовательности по участкам сети с временем действия 0, 25 си более, отстроены от времени отключения заземляющего выключателя и его защиты в цепи заземления и поэтому дополнительными блокировками не оборудуются.

Они не нужны и быстродействующим .защитам от междуфазовых коротких замыканий, отстроенным параметрами срабатывания от тока при однофазном КЗ.

Конечное положение заземляющего выключателя (включенное или отключенное) после исчерпания установленной кратности обратных включений при неустранении причины, вызывающей замыкание фазы в сети на землю, определяется тем, в каком режиме предусмотрена дальнейшая работа узла сетей.

Первый случай. Дальнейшая работа предусматривается в режиме с большим током при замыкании на землю и авто1081725 матическим селективным отключением повреждения релейной защитой.

Второй случай. Дальнейшая работа предусматривается в режиме с малым" током замыкания на землю с работой 5 избирательной сигнализации поврежденного участка и его последующего отключения персоналом.

В первом случае после истечения заданной кратности повторного включения 10 выключателя нейтрали он остается включенным, а его защита тока нулевой последовательности и автоматически выводится на заданное. время (5-10 с). Жо время должно превышать время отклк>- 15 чения однофазного КЗ поврежденного участка сети. должно быть учтено время работы резервной зашиты от однофазных коротких замыканий.

Вывод из действия цепи отключения 20 защиты тока нулевой последовательности заземляющего выключателя может быть осуществлен устройством по схеме, аналогичной применяемой обычно в ацпаратуре АПВ в пепи Вывод защиты после АПВ.:

На участках сети, кроме защиты тока нулевой последовательности с временем 0,25 с и большим, желательно, автоматически вводить -быстродействую- 30 щую защиту, которую нужно ранее отстроить от тока, возникакюцего в моменты включения заземляющего выключателя в циклах его включения.

Вввод быстродействующей защиты про-35 изводится на заданное заранее время в сттучае неуспешиости последней кратности повторного включения заземляющего выключателя. Такой ввод на участках сети может быть осуществлен устройством, фиксирующим чиспо кратностей появления тока ц,соответствующих кратносо ти включений заземления, переводящих сеть в режим с большим" током замыкания на землю, или фиксирующим время, заданное для этого.

Во втором случае при устойчивом замыкании на землю в сети выключатель в цепи заземления нейтрали. после истечения заданной кратности включений остается отключенным. Его включающая цепь автоматически выводится. Обратное включение и перевод сети в режим с большим" током замыкания на землю осу- . ществляет персонал после того, как будет устранено замыкание на землю .на участке сети. йля более быстрого выяснения поврежденных участков последние оборудуются устройствами избирательной сигнализации,которой может быть мгновенная максимальная направленная занда нулевой последовательности действующая на сигнал и установленная по концам линий сети.

Указанная защита при замыкании на землю, за время нахождения сети в режиме с большим током замыкания на землю, т.е. за время, пока еще не отключился заземляющий выключатель (примерно 0,1 с), срабатывает четко, подавая сигнал. По анализу мест выпавших сигналов персонал сможет установить участок с замкнутой на землю фазой и начать принимать меры для устранения повреждения.

1081725

Составитель Н. Лоханина

Редактор О.Юрковенкая ТехредЖ.Кастелевич Корректор А.Повх

Заказ 1559/48 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаем изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент, г.Ужгород, ул.IIpoearaas, 4