Условие компенсации емкостного тока ОЗЗ - Частота образованного LC-контура должна быть равна частоте сети

Ток ОЗЗ в сети с LC-нейтралью обусловлен только активными потерями в сети и реакторе

Принципиальное отличие реактора (сетей с LC-нейтралью) от резистора (сетей с RC-нейтралью) в режиме металлического ОЗЗ: Реактор уменьшает ток в месте ОЗЗ для уменьшения последствий от ОЗЗ Резистор увеличивает ток в месте ОЗЗ для срабатывания земляной защиты

Дуговые ОЗЗ в сети с LC-нейтралью на модели сети 6 кВ при точной компенсации (тангенс-дельта изоляции = 0,05) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя К пер = 2,4 Т бп = 400 мс

При дуговых ОЗЗ в точно компенсированной сети: Т бп – время бестоковой паузы – максимально (15-20 периодов сети) Vнар – скорость нарастания напряжения на поварежденной фазе - минимальна Вышеперечисленное способствует самопогасанию дуги в месте пробоя и сохранению ресурса изоляции оборудования 6-35 кВ

Принципиальное отличие реактора (сетей с LC-нейтралью) от резистора (сетей с RC-нейтралью) в режиме дугового ОЗЗ: Реактор уменьшает частоту следования пробоев и величину перенапряжений Резистор уменьшает величину перенапряжений, в том числе для высших гармонических составляющих сетевого напряжения.

Статистика нарушений в работе сетей и электростанций Саратовской области с 1994 по 2005 г*. Uном, кВ Состояние нейтрали Тип ДГРОбщее кол-во ОЗЗ Кол-во ОЗЗ, пере- шедших в КЗ %ОЗЗ, пере- шедших в КЗ 6 изолированная ,0 6 компенсированная плунжерные ,3 10 компенсированная плунжерные ,5 35 компенсированная ступенчатые ,6 *Из статьи «Дугогасящие реакторы в сетях 6-35 кВ. Опыт эксплуатации», В.Кучеренко, В.Сазонов, Д. Багаев, ОАО «Саратовэнерго»//Новости электротехники, 3, 2007

Согласно исследованиям ОРГРЭС в сетях с компенсацией емкостного тока применяются: 75 % ступенчатых реакторов (1986 шт) 25 % плавнорегулируемых реакторов (433 шт), из них 93 % - плунжерные

Дуговые ОЗЗ в сети с LC-нейтралью на модели сети 6 кВ при расстройке (перекомпенсация 15%) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя Т бп = 40 мс

Дуговые ОЗЗ в сети с LC-нейтралью на модели сети 6 кВ при расстройке (перекомпенсация 30%) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя К пер = 1,9 Т бп = 21 мс

Устранить биения и перенапряжения при неточной компенсации можно Установкой плавнорегулируемого реактора параллельно ступенчатому Установкой резистора параллельно реактору Параллельное соединение дугогасящего реактора и резистора называется комбинированным заземлением нейтрали

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ОЗЗ за квартал в сети 6 кВ ТЭЦ НТМК (емкостный ток 300 А) с неавтоматической и полностью автоматической компенсацией емкостных токов ОЗЗ* п/п Виды и количество ОЗЗ, автоматических отключений и поваредившихся фидеров Ступенчатые реакторы (за 3 месяца) Ступенчатые + плавно регулируемые реакторы (за 3 месяца) 1 Общее число ОЗЗ Самоликвидирующиеся ОЗЗ, не требующие восстановительного ремонта 5 (23%)17(81%) 3 ОЗЗ, перешедшие в междуфазные КЗ, а также устойчивые (глухие) ОЗЗ Одиночные отключения фидеров Групповые отключения присоединений Количество вышедших из строя фидеров при групповых отключениях Всего фидеров, потребовавших восстановительного ремонта Число ОЗЗ, произошедших за рассматриваемый период до и после установки плавнорегулируемого реактора почти одинаков (22 и 23 случая). 2. Число самоустранившихся ОЗЗ возросло в 3,4 раза. 3. Число ОЗЗ, перешедших в междуфазные КЗ, снизилось в 4,25 раза. 4. Число отключений одиночных фидеров снизилось в 2,75 раза. 5. Групповые отключения прекратились полностью. *Из статьи Н.П.Гурова, В.Г.Сажаева, В.К.Обабкова "Актуальность и внедрение автоматически управляемой компенсации емкостных токов в сетях 6 кВ металлургических предприятий", опубликованной в журнале "Промышленная энергетика" 7, С

ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ОЗЗ за квартал в сети 6 кВ ТЭЦ НТМК (емкостный ток 300 А) с неавтоматической и полностью автоматической компенсацией емкостных токов ОЗЗ

Комбинированное заземление нейтрали Работа при дуговых ОЗЗ Работа при металлических ОЗЗ

Дуговые ОЗЗ в сети с комбинированным заземлением нейтрали (RLC-нейтраль) на модели сети 6 кВ при расстройке (перекомпенсация 30%) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя Т бп = 21,5 мс

Дуговые ОЗЗ в сети с комбинированным заземлением нейтрали (RLC-нейтраль) на модели сети 6 кВ при расстройке (перекомпенсация 30%) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя Т восст = 21,5 мс

Дуговые ОЗЗ с переходом в металл. ОЗЗ в сети с комбинированным заземлением нейтрали (RLC-нейтраль) на модели сети 6 кВ при расстройке (перекомпенсация 30%) U нейтрали U повар.фазы U неповар.фазы Ток дуг. ОЗЗ через место пробоя

Соотношение токов дугового ОЗЗ и металлического ОЗЗ Ток 50 Гц ВЧ-ток I m = 500 А I д = 15 А

Оценка эффективности использования комбинированного заземления нейтрали и ступенчатых реакторов Устранение биений, снижение перенапряжений, в том числе для высших гармонических составляющих Повышение селективности работы защит от ОЗЗ Увеличение тока металл. ОЗЗ, сохранение возможности перехода в междуфазное замыкание термическим воздействием дуги

Токи дугового ОЗЗ через место пробоя при разных способах заземления нейтрали (емк. ток 8 А) Изолированная нейтраль Резистивно заземленная нейтраль (R=Xc) Резонансно заземленная нейтраль I m = 500 А I m = 1400 А I m = 500 А

Сеть с комбинированным (RLC) заземлением нейтрали при резонансе. Токи металлического ОЗЗ.

Увеличение тока ОЗЗ при комбинированном заземлении нейтрали при резонансе LC-нейтральRLC-нейтраль Ток ОЗЗ

Ток металлического ОЗЗ в сети с комбинированным заземлением нейтрали в случае резонанса состоит из: Емкостного тока I с Активного тока I g Индуктивного тока I L Активного тока I R

Кратковременное включение резистора в комбинации с резонансным заземлением нейтрали

Схемы включения резистора Низковольтный резистор Высоковольтный резистор

Оценка эффективности использования кратковременного включения резистора в комбинации с резонансным заземлением нейтрали Быстрое нарастание напряжения на поварежденной фазе увеличение частоты следования пробоевразогревание места ОЗЗпереход в металлическое ОЗЗ для обеспечения селективной работы защит

Реализация способа кратковременного включения низковольтного резистора: Исполнительный орган – плунжерный дугогасящий реактор типа РДМР-485/10,5 с мощной вторичной обмоткой управления (500 В, 250 А) –обеспечивает более 20 А активного тока на стороне ВН Функция управления включением резистора возложена на устройство автоматической регулировки компенсации УАРК.105 Команда на включение резистора подается при возникновении ОЗЗ и не само устранении его в течение заданного времени Резистор включается на время срабатывания токовой защиты от ОЗЗ (1-2 сек)

Полное подавление токов ОЗЗ

Устройство УДТМ-30/6(10)

Функциональная схема модернизации УДТМ и УАРК.201

Работа УАРК.201 на Рефтинской ГРЭС зажигания дуги; t 1 – момент ввода компенсации активной составляющей (КАС) тока ОЗЗ; t 2 – момент снятия КАС; t 3 – момент повторного пробоя при устойчивом ОЗЗ Фаза U C – поварежденная Фаза U В Фаза U А t t t t t0t0 t1t1 t2t2 t3t3 КЕС одноканальная компенсация КЕС + КАС двухканальная компенсация тока t 2 – t 1 = 10 сек КЕС + КАС двухканальная компенсация КЕС снятие КАС Напряжение между нейтралью сети и землей Осциллограммы работы УАРК.201 на Рефтинской ГРЭС

Внешний вид УАРК.201 (УАРК.201М)