Наши исследования посвящены одному из наболевших вопросов релейной

защиты, а именно, защите сетей среднего напряжения от однофазных

замыканий на землю (033).

Ни одна из наиболее распространенных защит от 033 [1] в полной мере не

удовлетворяет условиям эксплуатации. При возникновении в месте

замыкания большого переходного сопротивления, зашита от 033 часто

оказывается нечувствительной, так как ток срабатывания направленной

защиты от 033 выбирается из условия отстройки от токов небаланса в

нормальном режиме работы сети. Величина тока небаланса оказывает

наиболее существенное влияние на выбор тока срабатывания в сетях,

напряжением 35кВ, где фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП)

составлен из трансформаторов тока (ТТ), установленных в каждой фазе.

Рассматриваемый небаланс, обусловленный неидентичностью характеристик

намагничивания ТТ, зависит от первичного тока, протекающего по каждой

из фаз, и имеет нелинейный вид (см. рисунок 1, кривая 1). Для его

уменьшения предлагается компенсировать ток небаланса током фазы,

уменьшенным на необходимую величину и повернутым на соответствующий

угол (см. рисунок 2). Назовем этот ток «током торможения». На рисунке

2, ДТ – датчик тока, позволяющий уменьшить ток фазы на необходимую

величину; ФПУ – фазоповоротное устройство, позволяющее вращать вектор

тока торможения на 360°; НЗ – нелинейное звено, позволяющее получить

характеристику сигнала торможения, близкую к току небаланса; Р – реле

защиты от 033.

При разработке и компьютерном моделировании устройства, позволяющего

реализовать данный принцип, были получены следующие результаты: при

компенсации тока небаланса током фазы, имеющим линейную зависимость от

первичного тока (см. рисунок 1, кривая 2) получено снижение тока

небаланса с 16 мА до 3.2 мА. При компенсации нелинейным током фазы,

состоящим из двух и трех линейных участков (см. рисунок 1, кривая 3 и

4), достигнуто снижение тока небаланса до 1.3 мА и 0.53 мА

соответственно.

Таким образом, полученные значения токов небаланса в несколько раз

меньше начальных, что позволяет выполнить защиту от 033 более

чувствительной и реагировать на 033 при большом переходном

сопротивлении в месте замыкания.

Разрабатываемое устройство позволит также более точно выбирать ток

срабатывания защиты от 033, в первую очередь, на стадии

проектирования, когда исходной информации недостаточно для выбора

оптимальной уставки срабатывания защиты от 033.