Особливості розпізнавання аварійних ситуацій ліній електропередач

Abstract

Наведені результати досліджень струмів трифазних коротких замикань та пуску асинхронних двигунів в електричній мережі 10 кВ. Досліджено традиційні способи захисту ліній електропередач мереж 6–35 кВ. Для розпізнавання перехідних режимів трифазних коротких замикань та пусків асинхронних двигунів запропоновано різницево-інтегральний метод, який базується на неперервному формуванні різницево-інтегральних характеристик фаз, як функції ΔНS(t), шляхом обчислення для кожного моменту часу t різниці інтегралів НS(t), НS(t – T) квадратичних функцій миттєвих значень фазних струмів is(t), is(t – T), зсунутих в часі, зазвичай, на період Т коливань змінного струму основної частоти. Обчислено міжфазний коефіцієнт різницево-інтегральних характеристик фаз та здійснено приведення його до еталонних міжфазних коефіцієнтів. Встановлено, що впродовж 3,3 мс з моменту виникнення збурення характери коефіцієнтів розпізнавання є подібними та меншими за 1 як для трифазного короткого замикання, так і для пуску асинхронних двигунів, що не дозволяє розпізнати режим. Впродовж наступних 11...12 мс характер коефіцієнтів розпізнавання змінюється та відрізняється для згаданих режимів між собою. При цьому коефіцієнти розпізнавання за трифазних коротких замикань монотонно зростають і практично стають рівними одиниці впродовж 5...6 мс. А характер зростання коефіцієнтів розпізнавання за пуску асинхронних двигунів залежить від моменту пуску і в усіх випадках їх значення в декілька разів перевищують одиницю через 11...12 мс. Аналіз результатів дослідження показав, що для розглянутої мережі значення запропонованих критеріїв розпізнавання режиму трифазного короткого замикання не залежать від місця замикання, оскільки значення коефіцієнта розпізнавання kр(t) стає близьким до 1 через час розпізнавання Тр 14...15 мс від моменту виникнення збурення. Застосування різницево-інтегрального методу дозволяє чітко відрізнити режим трифазного короткого замикання від режиму пуску асинхронних двигунів через 15 мс з моменту виникнення замикання.

Приведены результаты исследований токов трехфазных коротких замыканий и пуска асинхронных двигателей в электрической сети 10 кВ. Исследованы традиционные способы защиты линий электропередач сетей 6–35 кВ. Для распознавания переходных режимов трехфазных коротких замыкания и пусков асинхронных двигателей предложено дифференциально-интегральный метод, основанный на непрерывном формировании дифференциально-интегральных характеристик фаз, как функции ΔНS(t), путем вычисления для каждого момента времени t разницы интегралов НS(t), НS(t – Т) квадратичных функций мгновенных значений фазных токов is(t), is(t – T), сдвинутых во времени, как правило, на период Т колебаний переменного тока основной частоты. Вычислены межфазные коэффициенты дифференциально-интегральных характеристик фаз и осуществлено приведение их к эталонным межфазных коэффициентам. Установлено, что в течение 3,3 мс с момента возникновения возмущения характеры коэффициентов распознавания подобны и меньше 1, как для трехфазного короткого замыкания так и для пуска асинхронных двигателей, что не позволяет распознать режим. В течение следующих 11...12 мс характер коэффициентов распознавания меняется и отличается для упомянутых режимов между собой. При этом коэффициенты распознавания при трехфазных коротких замыканиях, монотонно растут и практически становятся равными единице в течение 5...6 мс. А характер роста коэффициентов распознавания при пуске асинхронных двигателей зависит от момента пуска и во всех случаях их значения в несколько раз превышают единицу через 11...12 мс. Анализ результатов исследования показал, что для рассматриваемой сети значение предложенных критериев распознавания режима трехфазного короткого замыкания не зависит от места замыкания, поскольку значение коэффициента распознавания kр(t) становится близким 1 через время распознавания 14...15 мс с момента возникновения возмущения. Применение дифференциально-интегрального метода позволяет четко отличить режим трехфазного короткого замыкания от режима пуска асинхронных двигателей через 15 мс с момента возникновения замыкания.

The results of research of the currents of three-phase short circuit and start-up of induction motors electric network 10 kV are presented in the article. The traditional ways of protecting the transmission lines of networks 6–35 kV are investigated. For the recognition of the transition modes of three-phase short circuits and the start-up of induction motors there has been proposed the difference-integral method, which is based on the continuous formation of the difference-integral characteristics of the phases as a function of ΔНS(t) by calculating the difference between the integrals НS(t), НS(t – Т) of the quadratic functions of the instantaneous values of the phase currents is(t), is(t – Т), shifted in time, usually for the period T of the oscillations of the alternating current of the main frequency. The interphase coefficient of the difference-integral characteristics of the phases is calculated and its reduction to the reference interphase coefficients has been calculated. It is established that during 3,3 ms from the moment of perturbation the character of the recognition coefficient is similar and smaller than 1 for both the three-phase short circuit and for the start-up of induction motors, which does not allow recognizing the mode. During the next 11...12 ms, the character of the recognition coefficients varies and differs for each of these modes. At the same time, the recognition coefficients for three-phase short circuits increase monotonically and practically become equal to the unit for 5...6 ms. And the character of the growth of the recognition coefficients at the start of the induction motors depends on the moment of start-up and in all cases their values are several times greater than the unit in 11...12 ms. The analysis of the results of the study showed that for the considered network the values of the proposed criteria for recognition of the three-phase short-circuit mode do not depend on the location of the circuit, since the value of the recognition factor kр(t) becomes close to 1 due to the recognition time Тр 14...15 ms from the moment of perturbation. The use of the difference-integral method allows clearly distinguishing the mode of three-phase short circuit from the mode of starting induction motors in 15 ms from the moment of the short circuit.