"Новости Электротехники"Ставьте на «ЗЕРО».Разработана новая защита от однофазных замыканий на землю

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №6(12) 2001

Ставьте на «ЗЕРО» Разработана новая защита от однофазных замыканий на землю

Виктор Микрюков, к.т.н., Компания «Объединенная Энергия», г. Москва

Направленные защиты от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в электрических сетях 6 -35 кВ имеют большое количество ложных срабатываний и низкую чувствительность. При этом отключения часто носят групповой характер, затрудняя поиск повреждений. Основная часть ложных отключений происходит из-за автоколебаний напряжений и токов нулевой последовательности (НП) относительно земли в контуре, составленном емкостью сети с изолированной нейтралью, а также индуктивностью обмоток трансформаторов напряжения нулевой последовательности (ТННП).
Частота автоколебаний зависит от соотношения Lo и С и в основном близка к частоте питающей сети. При этом на входы направленных защитных устройств неповрежденных отходящих линий поступают сигналы Uo и Io такие же, как при ОЗЗ в них. Толчком к началу автоколебаний могут послужить коммутационные перенапряжения, в том числе ОЗЗ, отключенные защитами.
Картина группового отключения линий защитами от ОЗЗ может выглядеть следующим образом. На одной из линий действительно происходит ОЗЗ. Эта линия отключается защитой, и этот процесс является толчком для начала автоколебаний, в результате которых ложно отключается еще несколько линий. При восстановлении электропитания приходится по очереди включать все отключенные линии, и процесс может повториться. Особенно тяжелая ситуация возникает при «заплывающих» повреждениях, когда поврежденная линия после включения некоторое время не отключается.
В результате низкого доверия к защитным устройствам приходится применять реле по напряжению НП с уставками срабатывания 20ё 40В. Это приводит к снижению чувствительности реле от ОЗЗ, и упавшие на грунт провода под напряжением 6-35 кВ не отключаются, представляя большую опасность.

«ЗЕРО» исключает ложные срабатывания
С применением микропроцессорной техники впервые удалось разработать и освоить серийное производство реле типа «ЗЕРО» от ОЗЗ, которое:

не дает ложных срабатываний;
не снижает свою чувствительность при работе в сетях с нейтралью, заземленной через высокоомные резисторы;
имеет максимальную токовую защиту по току нулевой последовательности около 500...600 А для отключения двойных замыканий на землю на разных фазах различных линий;
имеет уставки времени срабатывания 0; 0,5; 1 и 1,5 с;
имеет световые сигналы «Готовность» (с самодиагностикой), «Авария», сигнализирующий о срабатывании реле, и «Сигнал» - блинкер, самопогасающий в течение 10 мин;
не требует изменения монтажных проводов при его установке вместо реле ЗЗП.

Основные технические данные реле типа «ЗЕРО»:

1. Номинальные напряжения защищаемых присоединений, кВ (в комплекте с ТННП и ТТНП)	6 - 35
2. Номинальное напряжение нулевой последовательности (Uo) на выходе ТННП при металлическом замыкании на землю, В	~ 100
3. Допустимое значение тока нулевой последовательности (Io), длительно протекающего через ТТНП, А	30
4. Порог срабатывания реле по первичному току НП - Io в комплекте с ТТНП типа ТЗЛМ	0,3(Uвх=6,5 мВ при Uo=20В и j =90^о, А на R= 1 Ом)
5. Зона углов (j) срабатывания при отставании вектора Io от вектора Uo, градусы электрические	90 - 170
6. Порог срабатывания по напряжению нулевой последовательности на клеммах реле при Io=0,4 А и j =90^о, В	10
7. Собственное время срабатывания при Uo=20 В, Io=0,4 А и j =90^о, не более, с	0,05
8. Уставки времени срабатывания, с	0; 0,5; 1 и 1,5
9. Порог срабатывания максимально-токовой защиты реле без учета угла между Io и Uo	< 600 (Uвх= 7,5 В в комплекте с ТЗЛМ, А на R=1 Ом)
10. Номинальное напряжение питания, В	~100
11. Номинальный ток контактов исполнительного реле при напряжении переменного тока 100ё220 В, А	5
12. Температура окружающей среды, ^оС	от -40 до +40
13. Относительная влажность окружающей среды при температуре 20^оС, %	до 80
14. Габаритные размеры, мм	120х110х122
15. Масса, кг, не более	0,9

"ЗЕРО" СНИЖАЕТ ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОТОКОМ
Благодаря тому, что реле «ЗЕРО» в принципе защищено от ложных срабатываний, появилась возможность полностью использовать его чувствительность. Так, порог срабатывания реле по ННП ограничивается только естественным напряжением смещения нейтрали и в базовой модели составляет U_0ср < 7В при заявленных 10 В. На рис.1 приведены зависимости сопротивлений замыканий (Rзам) от емкостных токов ОЗЗ (Ic) при различных порогах срабатывания реле.
Кривая 1 (I0ср = 0,5А) представляет чувствительность реле ЗЗП. До величины тока I0ср = 1,75А чувствительность реле определяется током нулевой последовательности I0, а после – чувствительностью по напряжению нулевой последовательности – U_0ср.
Кривая 2 (I0ср = 0,3А) - чувствительность реле «ЗЕРО». При этом чувствительность до точек пересечения (например, 4,5А) определяется уставкой по току I0ср, а после - уставкой по U_0ср. Как видно, реальная чувствительность защиты от ОЗЗ значительно возросла и ее диапазон может еще увеличиваться за счет снижения величины напряжения срабатывания U0ср применительно к конкретным сетям.
Это позволяет отключать линии с проводами, упавшими даже на гравий (сопротивление растеканию тока ОЗЗ 10 кОм), а также при случайном касании человека к токоведущим частям под напряжением, что уменьшит вероятность его поражения. Такой случай нам уже известен. На одном из горных предприятий в августе 2001 года работник прикоснулся к токоведущей части 6 кВ. Линия отключилась защитой «ЗЕРО», и несмотря на то, что ток прошел через сердце, человек остался жив.

«ЗЕРО» ТРЕБУЮТСЯ КАЧЕСТВЕННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
К сожалению, ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» в по-следнее время значительно ухудшил качество ТТНП ТЗЛМ-1, ТЗЛ-1.05.1 (уменьшение вторичного сигнала почти в два раза, искажение формы вторичного тока и угла по отношению к первичному). Теперь указанные типы ТТНП предназначены только для подключения к ним реле РТ-140/0,2 и РТ3-51, запрещенных нормативами ВостНИИ.
Оказывается, серийно выпускаемые реле, такие, как:

ЗЗП с токами уставки по первичному току 0,07; 0,5 и 2А - ЧЭАЗ (выпускаемое более 30 лет);
ЗЗН с I0уст = 0,2А - ЧЭАЗ;
«ЗЕРО» -ЗЗМ-1У4 I0уст= 0,25А - Компания «Объединенная Энергия»;
УН 303 в комплекте КЗУ-1 - ВостНИИ;
«Сириус» – комплект микропроцессорных защит с I0уст = 0,1 ...2,5 А теперь по ТУ 16-517.390-80 не предназначены для подключения к ТТНП «Свердловского завода трансформаторов тока».

Мы считаем, что необходимо вернуться к выпуску трансформаторов тока НП, имевших вторичный неискаженный сигнал 6...6,5мВ на нагрузке 1Ом при первичном токе 0,2...0,25А и выпускавшихся в течение трех десятилетий.
В настоящее время мы вынуждены в графе «порог срабатывания по току I0» указывать величину входного напряжения вторичного сигнала на резисторе 1Ом.

Выпускаемое Компанией «Объединенная Энергия» новое направленное реле от однофазных замыканий на землю типа «ЗЕРО», благодаря высокой чувствительности к однофазным замыканиям на землю и отсутствию ложных отключений линий, позволяет увеличить надежность электроснабжения в сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью на открытых горных работах и повысить безопасность при обслуживании сетей.
Реле «ЗЕРО» имеет сертификат соответствия и разрешение Госгортехнадзора России на применение в горной промышленности.
С 1999 года успешно эксплуатируется около 200 реле «ЗЕРО» (Лебединский, Стойленский, Оленегорский и Михайловский ГОКи, Кузбасс, Витимэнерго и т.д.).

Компания «Объединенная Энергия», г.Москва
Тел.: 558-8815, 558-8818, 558-8383; тел./факс: 558-8256, 554-2124
Http: //www.jpc.ru,E-mail: jp@jpc.ru,E-mail: jointpower@mtu-net.ru

Зависимость сопротивлений замыканий от емкостных токов при различных порогах срабатывания реле "ЗЕРО"