Постановка задачи селекции. Спектральные методы решения задачи. Описание метода эксперимента и полученных результатов, страница 3

Рис. 2.3 Кривые токов 3I₀ при ОЗЗ на линии "Б-С"

И наконец, в сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов составляющие нулевой последовательности тока ОЗЗ, как было показано ранее, замыкаются через заземленные нулевые точки всех этих трансформаторов. Поэтому в ряде случаев даже в радиальной сети с односторонним питанием максимальные токовые защиты от ОЗЗ не обеспечивают селективности.  

Так, например, при ОЗЗ на линии Л2 (рис. 2.4) ток нулевой последовательности проходит не только по поврежденной линии, но и по неповрежденной линии Л1, так как ток нулевой последовательности замыкается через все заземленные нулевые точки трансформаторов. Эта особенность требует обеспечения селективности между максимальными токовыми защитами линий Л1 и Л2. Достигнуть селективности выбором выдержки времени не представляется возможным. Поэтому селективность в сетях с множественным  заземлением нейтралей трансформаторов обеспечивается применением направленных защит нулевой последовательности, как в сетях с несколькими источниками питания, так и с одним источником питания.

Следует отметить, что ещё одной проблемой является наличие в цепи нейтрали дугогосящего реактора (ДГР). ДГР осложняет работу системы селекции ОЗЗ тем, что составляющая тока промышленной частоты (50 Гц) в режиме ОЗЗ в сети с резонансным заземлением нейтрали сильно (на 10-20 дБ) ослаблена.

Анализируя указанные выше недостатки, свойственные максимальной токовой защите, можно показать как эти проблемы решить с использованием методов спектрального анализа. Схема измерения ТНП приведена на рис. 4.1. Достоинством такой схемы измерения является возможность работы в сети как с изолированной, так и с неизолированной нейтралью. Селективность работы такой схемы в схеме с изолированной нейтралью обеспечивается отсутствием ТНП в незаземленной линии с отсутствием ОЗЗ. Селективность в схеме с глухозаземленной или частично заземленной нейтралью – измерением фазы контролируемого тока. Обеспечить селективность фазовым методом возможно, т.к. фаза ТНП в неповрежденном ответвлении противоположна фазе ТНП поврежденного. Исключения порогового эффекта по амплитуде ТНП при срабатывании защиты от ОЗЗ добиваются нормированием сигнала во временной области перед его спектральной обработкой. Возможность применения компрессии анализируемого сигнала объясняется тем, что информативной в предлагаемом методе селекции ОЗЗ является информация о спектральном составе ТНП, а нормировка не изменяет спектр сигнала. Т.е. применение спектральных методов позволяет решить проблемы, возникающие при селекции ОЗЗ во временной области.

3. Спектральные методы решения задачи.

Методы спектрального решения задачи можно разбить на три направления: методы фильтрации, непараметрические методы, в большинстве своем основанные на ДПФ, параметрические методы.

Применение метода цифровой фильтрации для решения рассматриваемой задачи связано с большими вычислительными затратами  в реальном времени. При отсутствии априорных сведений весь анализируемый диапазон необходимо перекрыть   N = df/df_ф узкополосными фильтрами, где df – диапазон анализируемых частот, df_ф – полоса пропускания одного фильтра.    

Соотношение между отсчетами (автокорреляционной последовательностью (АКП)) и спектральной плотностью мощности (СПМ, PSD), определяемой как ДПФ бесконечной последовательности, можно рассматривать как непараметрическое описание статистик второго порядка случайного процесса (традиционные методы спектрального анализа). Задача современного спектрального анализа состоит в оценке положения спектральных линий, особенно при линейчатом спектре.