Постановка задачи селекции. Спектральные методы решения задачи. Описание метода эксперимента и полученных результатов, страница 2

На рис. 2.1 показаны два характерных случая распределения токов нулевой последовательности в различных схемах. Направление токов, проходящих к месту ОЗЗ, принято положительное. Если заземлена нулевая точка трансформатора только с одной стороны линии электропередачи (рис. 2.1а), то при замыкании на землю этой линии токи нулевой последовательности проходят только на участке между местом повреждения и заземленной нулевой точкой. Если же заземлены нулевые точки трансформаторов с двух сторон рассматриваемого участка (рис. 2.1б), то токи нулевой последовательности проходят по нему с обеих сторон от места ОЗЗ. Это позволяет сделать вывод, что распределение токов нулевой последовательности в сети определяется расположением не генераторов, а заземленных нейтралей.

Исходя из вышесказанного, амплитуды токов и напряжений в трёхфазной сети с ОЗЗ определяются не только внешними условиями протекания замыкания, но и режимом работы самой сети (Рис. 2.1). Следовательно, не зная конфигурации сети в данный момент времени мы не можем однозначно определить режим её работы обычными методами.

                     Т5           Т6

 Подстанция "А"

С2

                С1

Т3            Т4

                       Подстанция "С"                                

Т1             Т2

                                                                          Подстанция "Б"

Рис. 2.2 Схема участка сети

Вторая проблема – наличие порога срабатывания защиты. Рассмотрим реальную ситуацию, возникшую в сетях 110 кВ одной из энергосистем Северного Кавказа [4], изображенную на рис. 2.2. На подстанции "Б" трансформатор Т1 имеет мощность 16 МВА, а Т2 - 63 МВА (используется для плавки гололеда). В связи со значительным спадом нагрузки на подстанции "Б" коэффициент загрузки трансформатора Т2 составляет несколько процентов, поэтому достаточно часто он выводился в резерв с целью снижения потерь электрической энергии. В результате указанной операции ток ОЗЗ на линиях, отходящих от шин подстанции "Б", значительно уменьшается, что приводит к резкому снижению чувствительности  защиты от ОЗЗ. На рис. 2.3 приведены кривые изменения тока 3I₀ в зависимости от точки ОЗЗ на линии "Б - С". Кривая 1 соответствует включенному состоянию обоих трансформаторов на подстанции "Б". Кривая 2 соответствует включенному состоянию Т1 и отключенному состоянию Т2. Ic.з.1 - ток срабатывания первой ступени токовой защиты от КЗ на землю линии "Б - С", Ic.з.2 - ток срабатывания второй ступени указанной линии, Ic.з.3 - ток срабатывания третьей ступени. Видно, что при отключении трансформатора Т2 на подстанции "Б" первая ступень защиты оказывается нечувствительной к ОЗЗ практически на всем протяжении линии "Б - С", зона действия второй ступени значительно сокращается и она не защищает конец линии и только третья ступень защиты оказывается достаточно чувствительной для защиты линии на всем ее протяжении, однако она имеет значительную выдержку времени. То есть, при использовании стандартных методов обнаружения, однозначная селекция ОЗЗ сильно затруднена в протяжённых трёхфазных кабельных сетях из-за зависимости амплитуды ТНП от расстояния между подстанцией и точкой возникновения ОЗЗ.

        3I₀,     [А]

 4000

 3000

                                                          1                                    

2000                                                                                       Ic.з.1

2  

                    Ic.з.2

1000                                                

Ic.з.3

 0

10                    L            20                                  30           км