Небаланс, вызванный угловыми погрешностями измерительных трансформаторов (в первую очередь для защит, реагирующих на активный ток)

Существует ещё одна составляющая токов небаланса, вызванная угловыми погрешностями измерительных трансформаторов и датчиков защиты. На рис. 2 приведена векторная диаграмма, иллюстрирующая рассматриваемый вопрос.
Предположим, что мы хотим построить направленную защиту от ОЗЗ, реагирующую на активный ток. В рассматриваемом случае рабочий сигнал в такой защите отсутствует, поскольку протекающий по защите ток – чисто емкостный. Однако если за счет угловых погрешностей измерительных трансформаторов тока, напряжения, а также соответствующих датчиков защиты вторичное значение тока нулевой последовательности 3I^'₀ окажется повернутым относительно первоначального положения на угол ά, как это показано на рис. 2, то появится соответствующий небаланс. При этом защита будет ощущать активный ток I_нб.угл, равный проекции вектора тока на вектор напряжения 3U₀. При этом модуль тока небаланса I_нб.угл составит:

 ,    (2)

где ά – суммарная угловая погрешность измерительных трансформаторов тока, напряжения и датчиков защиты.
Рассматриваемая составляющая тока небаланса появляется в защите в режиме внешнего ОЗЗ, и её необходимо учитывать при расчете тока срабатывания направленных токовых защит нулевой последовательности, реагирующих на активный ток.

Литература

1. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Направленные защиты. Характеристики, особенности применения // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – № 6 (36).
2. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Направленные защиты. Влияние электрической дуги на направленные защиты // Новости ЭлектроТехники. – 2006. – № 1 (37).
3. Патент 2071624 (Российская Федерация). Устройство для централизованной направленной защиты от замыканий на землю / Шалин А.И. – Опубл. в Бюллетене № 1, 1997.
4. Патент 2157038 (Российская Федерация). Устройство для выявления присоединения с замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью / Шалин А.И. – Опубл. в Бюллетене № 27, 2000 г.
5. Шалин А.И., Щеглов А.И. Централизованная защита от замыканий на землю в сетях 35 кВ // Известия академии наук РФ. Энергетика. – 2002. – № 2. – С.104–116.
6. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: ПЭИПК, 2003. – 350 с.
7. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110–500 кВ. Расчеты. – М.: Энергия, 1980. – 87 с.
8. Сирота И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. – Киев: Наукова Думка, 1983. – 267 с.
9. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Случаи неправильных действий защиты // Новости Электротехники. – 2005. – № 2 (32).

10. Бухтояров В.Ф., Маврицын А.М. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров. – М.: Недра, 1986. – 184 с.
11. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Пример расчёта уставок // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – № 4 (34).
12. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Особенности возникновения и приборы защиты // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – № 1 (31).
13. Вайнштейн Р.А., Головко С.И. О гармоническом составе токов нулевой последовательности в сетях с компенсацией емкостного тока при замыкании на землю через перемежающуюся дугу // Изв. вузов. Сер. Энергетика. – 1978. – № 12. – С. 14–19.
14. Фальк Ю.П. Усовершенствование защиты от замыканий на землю в сетях 6–10 кВ на основе исследования вероятностных характеристик электрических величин при перемежающихся дуговых замыканиях: Дисс. на соискание степени к.т.н. Защищена 30.05.1987. – Новосибирск, 1987. – 208 с.
15. Шестакова В.В. Усовершенствование защиты от замыканий на землю в сетях с компенсацией емкостного тока и в сетях постоянного оперативного тока: Дисс. на соискание степени к.т.н. Защищена 13.06.2000. – Новосибирск, 2000. – 168 с.
16. Шуин В.А., Гусенков А.В. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6–10 кВ. – М.: НТФ Энергопрогресс, 2001. – 104 с.
17. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. – М.: Энергоатомиздат, 2004. – 259 с.Литература

18. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Расчет уставок ненаправленных токовых защит // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – № 5 (35).

19. Кискачи В.В. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях напряжением 6–10 кВ с различным режимом заземления нейтрали типа ЗЗН. – М.: ИПКгосслужбы, 2001. – 63 с.

20. Защита электрических сетей. Sepam 1000+ серии 40. Merlin Gerin. Руководство по установке и применению. Материалы фирмы Schneider Electric.

21. Вавин В.Н. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 256 с.

22. Шалин А.И., Политов Е.Н. Защита от замыканий на землю, реагирующая на сопротивление и проводимость цепи нулевой последовательности / Электроэнергетика. Сборник научных трудов. Часть 1. Новосибирск, НГТУ, 2002. – С. 72–82.

23. Шалин А.И., Политов Е.Н. Исследование характеристик дистанционных алгоритмов в защите от замыканий на землю / Избранные труды НГТУ – 2004. Новосибирск, изд-во НГТУ, 2004. – С. 4–17.

24. Jeff Roberts, Dr. Hector J. Altuve, and Dr. Daqing Hou. Review of ground fault protection methods for grounded, ungrounded and compensated distribution systems. Http/www Selcom. 10.11.2003.

25. Шалин А.И., Политов Е.Н. Анализ характеристик направленных защит от замыканий на землю в сетях 6–35 кВ / Энергетика: экология, надежность, безопасность. Материалы докладов восьмой всероссийской научно-технической конференции. – Томск: изд-во ТПУ, 2002. – Том 2. – С. 35–39.

26. Шалин А.И., Хабаров А.М. Защита от замыканий на землю в сетях 6–35 кВ, реагирующая на отношение тока в резисторе к току в линии / Материалы докладов девятой всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность». – Томск, изд-во Томского политехнического университета, 2003. – Том 1. – С. 117–120.

27. Jeff Roberts, Dr. Daqing Hou, Fernando Calero, Dr. Hector J. Altuve. New directional grounf-fault elements improve sensitivity in ungrounded and compensated networks. (www.selinc.com, 10.01.02.)

28. Шалин А.И., Хабаров А.М., Кондранина Е.А. Поперечная дифференциальная направленная защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 35 кВ / Материалы докладов одиннадцатой всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность». – Томск: изд-во ТПУ, 2005. – С.168–170.
29. Шалин А.И. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. Достоинства и недостатки различных защит // Новости ЭлектроТехники. – 2005. – № 3 (33).
30. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 1991. – 496 с.

31. Александров А.М. Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ / Изд-во ПЭИк – СПб, 2001.
32. Челазнов А.А. Разработка технических регламентов и стандартов в области энергетики ОАО «Газпром» // Труды третьей всероссийской научно-технической конференции «Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6–35 кВ» / Новосибирск, 2004. – С.12–25.Борухман В.А. Об эксплуатации селективных защит от замыканий на землю в сетях 6–10 кВ и мероприятиях по их совершенствованию // Энергетик. – 2000. – №1. – С. 20–22. Лихачёв Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией ёмкостных токов. – М.: Энергия, 1971. – 152 с.

33. Цапенко Е.Ф. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 128 с. Шуцкий В.И.,Жидков В.О., Ильин Ю.Н. Защитное шунтирование однофазных повреждений электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 151 с. Нестеров С.В.,

34. Щеглов А.И., Целебровский Ю.В. Анализ осциллограмм токов и напряжений при однофазных дуговых замыканиях в сети 10 кВ с резистивным сопротивлением в нейтрали // Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6–35 кВ: Труды второй Всероссийской научно-технической конференции. – Новосибирск, 2002. – 200 с. 35. Вайнштейн Р.А., Карбышев А.Ф., Фальк Ю.П. Влияние заземляющего резистора на работу защиты от замыканий на землю при перемежающихся замыканиях // Быстродействующая релейная защита и противоаварийная автоматика электрических систем. – Новосибирск: Изд-во НЗТИ, 1987. – С. 79–82.

36. Вайнштейн Р.А., Карбышев А.Ф. Обоснование выбора тока срабатывания защиты от замыканий на землю в сети с изолированной и заземлённой через резистор нейтралью // Управление режимами электроэнергетических систем. – Новосибирск: Изд-во НГГУ, 1994. – С.105–110.

37. О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд энергоблоков АЭС / Циркуляр Ц-01-97(Э). – М.: Росэнергоатом, 1997.

38. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. – М.: Энергия, 1976. – 560 с.
39. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 248 с

40. Лурье А.И., Панибратец А.Н., Зенова В.П. и др. Серия нейтралеров типа ФМЗО для работы с управляемыми подмагничиванием дугогасящими реакторами серии РУОМ в распределительных сетях с изолированной нейтралью // Электротехника. – 2003. – №1.
41. Электротехнический справочник. Том 3. Производство, передача и распределение электрической энергии/ Под общей редакцией профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. редактор А.И. Попов) – 8-е изд. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 964 с.