210
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Для определения коротких замыканий на землю в
линиях электропередачи 110-220 кВ используется токовая
защита нулевой последовательности (ТЗНП), которая
реагирует на ток и мощность нулевой последовательности
[1]. Использование других защит для определения
повреждений при коротких замыканиях на землю
(однофазное или двухфазное замыкание) не получило
большого распространения из-за сложности построения
электромеханических
реле.
Внедрение
микропроцессорных устройств релейной защиты (МУРЗ) в
промышленных масштабах позволяет использовать и
другие защиты для определения повреждения при
коротких замыкании на землю [2].
Одна из защит, которая способна определить замыкание
на землю, является дистанционная защита, обладающая
лучшим быстродействием и селективностью, чем токовые
защиты [3]. Возможность использования данной защиты не
только от междуфазных замыканий, но и от замыканий на
землю, была известна уже в прошлом веке, но не нашла
массового применения из-за сложности и дороговизны [4].
II.
П
РИНЦИП РАБОТЫ
Особенностью дистанционной защиты при определении
коротких замыканий на землю является использование
дополнительного коэффициента компенсации, который
позволяет учесть нулевую составляющую тока замыкания.
Определение сопротивления в месте установки защиты при
однофазном замыкании на землю фазы B достигается путем
измерения фазного напряжения и компенсированного
фазного тока и будет выглядеть следующим образом:
0
B
B
B
U
Z
I
k I
=
+
(1)
где Z
B
– сопротивление в месте установки защиты;
U
B
– измеренное напряжение КЗ в месте установки
защиты;
I
B
– измеренный ток КЗ прямой последовательности в
месте установки защиты;
I
0
– ток нулевой последовательности, протекающий в
месте установки защиты;
k – комплексный коэффициент компенсации, равный:
0
1
1
k
k
k
Z Z
k
Z
−
=
где Z
0k
, Z
1k
– удельное сопротивление нулевой и прямой
последовательности линии от места установки защиты до
точки короткого замыкания;
III.
Ф
АКТОРЫ
,
ВЛИЯЮЩИЕ НА ДИСТАНЦИОННЫЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
Использование (1) не всегда дает получение
достоверного замера, равного сопротивлению прямой
последовательности участка электрической цепи от места
повреждения до места установки защиты. Исказить
правильность вектора сопротивления, тем самым нарушить
селективность работы дистанционной защиты, могут
следующие факторы:
3.
сопротивление в месте замыкания (переходное);
4.
промежуточная подпитка замыкания;
5.
параллельные линии;
6.
несимметрия линии. [3]
Далее подробно будут рассматриваться пункты 1 - 3.
IV.
В
ЛИЯНИЕ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
При однофазном замыкании на землю индуктивная
составляющая сопротивления короткого замыкания будет
измеряться правильно, так как не зависит от значения
величины активного переходного сопротивления в месте
КЗ (при условии, что отношение (X
E
/X
L
)
уст
, которое
задается в устройстве, будет соответствовать параметрам
защищаемой линии):
1
ф E
L
X
X
−
=
(2)
Активная составляющая переходного сопротивления не
будет превышать 50% от измеренного значения, но зависит
от установленного значения R
E
/R
L
.
(
)
1
1
П
ф E
L
E L уст
R
R R
R R
−
= +
+
(3)
где X
E
, R
E
, Z
E
– сопротивления, обусловленное
взаимоиндукцией между двумя линиями «провод-земля»;
X
L
, R
L
, Z
L
– сопротивления прямой последовательности
линии;
X
ф-Е
, R
ф-Е
, Z
ф-E
– сопротивления петли КЗ «фаза-земля»;
X
1L
, R
1L
, Z
1L
– сопротивления прямой последовательности
от места установки защиты до точки КЗ.
R
П
– активное переходное сопротивление в месте КЗ;
(X
E
/X
L
)
уст
, (R
E
/R
L
)
уст
, (Z
E
/Z
L
)
уст
– уставки коэффициента
компенсации нулевой последовательности в реле.
Отношение R
E
/R
L
соответствует параметрам линии и
зависит от типа воздушной линии или кабеля и может
меняться от 0,24 до 3,42.
Цифровая измерительная техника имеет преимущества
перед электромеханическими: активное сопротивление
замыкания измеряется всегда правильно, несмотря на
разницу
углов
между
прямой
и
нулевой
последовательностью, что особенно важно в кабельных
сетях.
В электромеханических реле сопротивление фаза-земля
измеряется:
(
)
1
1
П
ф E
L
E L уст
R
Z Z
Z Z
−
=
+
+
(4)
Это приводит к появлению индуктивной составляющей
сопротивления замыкания и возможности неселективной
работы защиты.
