131
НАГРЕВ КАБЕЛЬНОЙ ЛЭП ТОКАМИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК
ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ
В КОМПЕНСИРОВАННЫХ СЕТЯХ 6-10 кВ
Кутумов Ю.Д., Шадрикова Т.Ю., Шуин В.А.
ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
АО «СО ЕЭС», ОДУ Центра
Иваново, Россия
Аннотация
Состояние вопроса.
Одним из негативных последствий однофазных замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ
является нагрев поврежденной линии токами указанного вида повреждения. В кабельных сетях с резонансным заземлением
нейтрали в токе замыкания на землю преобладают высшие гармоники, уровень которых может достигать 50% и более от
суммарного емкостного тока сети. В связи с этим актуальной является задача расчета температуры нагрева кабельной ЛЭП
при замыканиях на землю с целью определения допустимости её работы по условию термической стойкости изоляции.
Материалы и методы.
При исследовании процессов нагрева кабельной ЛЭП применялось имитационное
моделирование в программном комплексе COMSOL Multiphysics.
Результаты.
Рассчитаны значения температуры кабельной ЛЭП в сети с резонансным заземлением нейтрали при различных
уровнях высших гармоник в токе замыкания на землю. Определено время максимально допустимой работы кабельной ЛЭП при
устойчивом замыкании по условию термической стойкости междуфазной изоляции.
Выводы.
По условию термической стойкости изоляции кабельной ЛЭП 6–10 кВ при замыкании на землю при наличии
высших гармоник необходимо применение устройств полной компенсации токов замыкания (в т.ч. и высших гармонических
составляющих).
Ключевые слова:
кабельные сети 6–10 кВ, модель кабеля в COMSOL Multiphysics, нагрев кабельных ЛЭП,
однофазное замыкание на землю, сети с резонансным заземлением нейтрали, компенсация токов замыкания на землю.
HEATING OF CABLE LINE BY HIGHER HARMONIC CURRENTS
DURING EARTH FAULTS IN 6-10 kV COMPENSATED NETWORKS
Kutumov Yu. D., Shadrikova T. Yu., Shuin V. A.
Ivanovo State Power Engineering University named after V. I. Lenin
JSC «SO UPS», the United Dispatch Office of the Central Power System
Ivanovo, Russia
Abstract
Background:
One of the negative consequences of earth faults in 6-10 kV cable networks is heating of the damaged line by currents
of this type of damage. In resonant-grounded cable networks in the earth fault current higher harmonics prevail, the level of them can reach
50% or more of the total network capacitive current. In this regard, the issue of cable line temperature calculation during earth faults is
urgent in order to determine the admissibility of its operation according to the condition of thermal withstand of insulation.
Materials and methods:
During the research of cable line heating processes simulation study in COMSOL Multiphysics was used.
Results:
The values of the cable transmission line temperature in the resonant-grounded network are calculated at different levels of
higher harmonics in the earth fault current. The maximum permissible operation time of the cable line with a steady-state earth fault was
determined according to the condition of the thermal withstand of the phase-to-phase insulation.
Conclusions:
According to the condition of thermal stability of 6-10 kV cable line insulation during earth faults in the presence
of higher harmonics, it is necessary to use full earth fault current compensation devices (including higher harmonics).
Key words:
6-10 kV cable networks, cable model in COMSOL Multiphysics software, cable lines heating, single phase to earth
faults, resonant-grounded network, earth fault current compensation.
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Перегрев кабельных ЛЭП при однофазных замыканиях
на землю (ОЗЗ) обусловлен протеканием по жилам кабеля,
а также по месту повреждения токов значительной
величины и может приводить к ускоренному старению
изоляции, а также повышает вероятность перехода ОЗЗ в
