Защита от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6-10 кВ на основе параметров нулевой и обратной последовательностей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Бабырь Кирилл Валерьевич

• Бабырь Кирилл Валерьевич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Бабырь Кирилл Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ СРЕДНЕГО УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

1.1 Виды и особенности заземления нейтрали в электротехнических комплексах 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора

1.2 Виды и особенности систем релейной защиты и автоматики в электротехнических комплексах 6-10 кВ

1.3 Результаты патентного поиска в части совершенствования алгоритмов систем РЗиА, используемых для защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНТУРА НУЛЕВОЙ И ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ СРЕДНЕГО УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1 Анализ точности существующих методик расчёта тока однофазного замыкания на землю

2.2 Исследование влияния небалансов на действие защиты от ОЗЗ

2.3 Использование разделительных трансформаторов, как мера повышения чувствительности действия защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора

2.4 Свойства симметричных составляющих токов и напряжений различных последовательностей

2.5 Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ НЕИЗМЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В УСЛОВИЯХ НЕПОСТОЯНСТВА ПАРАМЕТРОВ КОНТУРА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНСТИ

3.1 Способы повышения чувствительности действия токовых защиты при однофазных замыканиях на землю в электротехнических комплексах среднего напряжения

3.2 Разработка алгоритма защиты в условиях существования неустойчивых однофазных замыканиях на землю

3.3 Разработка алгоритма защиты от однофазных замыканий на землю основанного на измерении тока обратной последовательности

3.4 Исследование эффективности действия защиты от кратковременных неустойчивых однофазных замыканий на землю

3.5 Исследование эффективности действия токовой защиты обратной последовательности от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

4.1 Структурная схема и реализация комплекса защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю

4.2 Исследование действия аппаратно-программного комплекса защиты в условиях неустойчивых однофазных замыканий на землю

4.3 Структурная схема и реализация комплекса токовой защиты обратной последовательности от однофазных замыканий на землю

4.4 Исследование действия аппаратно-программного комплекса токовой защиты обратной последовательности в условиях однофазных замыканий на землю

4.5 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты о внедрении результатов кандидатской диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Патент на изобретение

ПРИЛОЖЕНИЕ В Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Заявка на патент на изобретение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Защита от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах напряжением 6-10 кВ на основе параметров нулевой и обратной последовательностей»

Актуальность темы исследования

Один из наиболее распространенных видов аварий в электротехнических комплексах (ЭТК) напряжением 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого комплекса - это однофазные замыкания на землю (ОЗЗ). Своевременно неустроенный режим ОЗЗ приводит к значительным экономическим потерям и снижению надёжности функционирования ЭТК на промышленных предприятиях России. Режим однофазных замыканий на землю может вызвать поломку важного электрооборудования, нарушение технологических процессов и повышенный риск получения электротравм работниками. В связи с этим возникает необходимость разработки новых способов защиты от ОЗЗ, позволяющих минимизировать негативное влияние данного аварийного режима на работоспособность ЭТК. Однако переменные параметры контура нулевой последовательности, нестационарность параметров электротехнических комплексов и разнообразие режимов однофазного замыкания на землю усложняют реализацию защиты, обладающей необходимой чувствительностью и постоянством действия в рабочих условиях.

Степень разработанности темы исследования

Решением вопросов совершенствования способов защит в условиях существования однофазных замыканий на землю занимались отечественные и зарубежные ученые такие как: Кудрявцев А.А., Назаров В.В., Сирота И.Н., Шабад М.А., Абрамович Б.Н., Пеленев Д.Н., Жуковский Ю.Л., Федосеев А.М., Jeff Roberts, Dr. Hector J., Шадрикова Т.Ю., Шуин В.А. Несмотря на большое количество исследований и разработок в этой области, проблема создания селективной и чувствительной защиты от ОЗЗ в условиях постоянно изменяющихся параметров всего электротехнического комплекса остается открытой.

В этой связи представляется актуальной задача по разработке защиты от ОЗЗ, используя современные принципы построения систем релейной защиты и автоматики. Это позволит создавать новые алгоритмы с требуемой селективностью и чувствительностью при однофазных замыканиях на землю в условиях изменчивости параметров электротехнического комплекса при динамичности топологии системы электроснабжения.

Предмет исследования - селективность и чувствительность действия токовых защит от ОЗЗ электротехнических комплексов 6-10 кВ промышленных предприятий.

Объект исследования - электротехнический комплекс предприятий минерально-сырьевого сектора с изолированной или резистивно-заземлённой системой.

Цель работы - разработка селективной и чувствительной защиты в условиях существования кратковременных неустойчивых однофазных замыканий на землю (КрОЗЗ) при постоянно изменяющихся параметрах электротехнического комплекса.

Идея заключается в обеспечении необходимой селективности и чувствительности для защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора. Это достигается путем применения организационно технических мероприятий, направленных на разработку алгоритма, способного распознавать устойчивые (УОЗЗ), кратковременные неустойчивые, дуговые (ДОЗЗ) и неполные однофазные замыкания на землю в ЭТК с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью.

Поставленная в диссертации цель достигается посредством решения нижеуказанных задач:

1. Выявить закономерности изменения параметров контура нулевой и обратной последовательностей в электротехнических комплексах 6-10 кВ угледобывающих предприятий в условиях устойчивых, кратковременных неустойчивых и дуговых ОЗЗ.

2. Разработать методы увеличения чувствительности защиты от однофазных замыканий в условиях высокой неоднородности и нестационарности параметров электротехнических комплексов с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью.

3. Разработать алгоритмы неизменного действия защиты от однофазных замыканий при изменении параметров электротехнических комплексов 6-10 кВ.

4. Создать структуру и реализацию аппаратно-программного комплекса для эффективного обнаружения аварийного режима в условиях устойчивых, кратковременных неустойчивых и дуговых однофазных замыканий в электротехнических комплексах 6-10 кВ с изолированным или резистивным заземлением нейтрали.

Научная новизна работы:

1. Определены закономерности изменения электрических величин в электротехнических комплексах 6-10 кВ с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью в условиях существовании режима ОЗЗ при вариации параметров относительной проводимости системы заземления нейтрали, что позволяет определить влияние составляющих обратной последовательности на селективность и чувствительность защиты от однофазных замыканий на землю.

2. Разработан метод выбора места установки разделительных трансформаторов на предприятиях минерально-сырьевого комплекса с изолированной нейтралью с целью повышения чувствительности защиты от однофазных замыканий на землю.

3. Разработан алгоритм повышения чувствительности защиты от ОЗЗ в условиях изменения параметров контура нулевой последовательности и нестационарности параметров электротехнических комплексов, основанный на измерении величин контура нулевой и обратной последовательностей.

Содержание диссертации соответствует паспорту научной специальности 2.4.2. Электротехнические комплексы и системы по

пунктам:

1. Развитие общей теории электротехнических комплексов и систем, анализ системных свойств и связей, физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем, включая электромеханические, электромагнитные преобразователи энергии и электрические аппараты, системы электропривода, электроснабжения и электрооборудования.

2. Разработка, структурный и параметрический синтез, оптимизация электротехнических комплексов, систем и их компонентов, разработка алгоритмов эффективного управления.

3. Исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов, систем и их компонентов в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях, диагностика электротехнических комплексов.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Получены сравнительные характеристики погрешностей методов расчёта тока однофазного замыкания на землю в ЭТК 6-10 кВ угледобывающих предприятий относительно экспериментальных значений.

2. Определены небалансы, существующие в электротехнических комплексах напряжением 6-10 кВ горных предприятий и установлены методы отстройки от них.

3. Разработаны алгоритмы действия защиты, предусматривающие селективную работу в режимах УОЗЗ, КрОЗЗ и ДОЗЗ в электротехнических комплексах 6-10 кВ с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью, основанные на измерении параметров контура нулевой и обратной последовательностей.

4. Определены зависимости между коэффициентом чувствительности защиты от однофазных замыканий на землю и переходным сопротивлением в

месте ОЗЗ, а также суммарной ёмкостью сети электротехнических комплексов промышленных предприятий 6-10 кВ.

5. Доказана эффективность использования резистивного заземления нейтрали в электротехнических комплексах предприятий минерально-сырьевого сектора для токовых ненаправленных защит путем анализа зависимостей коэффициентов чувствительности при изменении параметров контура нулевой последовательности и контура заземления нейтрали.

6. Разработана структура и реализация аппаратно-программной системы защит, на основе параметров нулевой и обратной последовательностей, применяемой в электротехнических комплексах промышленных предприятий 6-10 кВ. Данная система обладает повышенной селективностью выявления повреждённых присоединений в условиях устойчивых, кратковременных неустойчивых и дуговых однофазных замыканий на землю.

7. Результаты диссертации использованы в производственной деятельности АО «Шахта «Полосухинская» (акт внедрения от 02.02.2024 г., Приложение А) и ООО «НПП «КИТ» (акт внедрения от 20.03.2024 г., Приложение А) для повышения чувствительности и селективности защит от однофазных замыканий на землю.

8. Результаты диссертации подтверждены свидетельством о государственной регистрации патента на изобретение №2 2769099 «Устройство селективной защиты от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего класса напряжения» от 29.10.2021 г. (Приложение Б).

9. Результаты диссертации подтверждены свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023615131 «Программа для микропроцессорных терминалов защит от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего класса напряжения» от 02.03.2023 г. (Приложение В).

10. Результаты диссертации подтверждены заявкой на регистрацию патента на изобретение №2 2024109732 «Устройство токовой защиты обратной

последовательности от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего класса напряжения» от 10.04.2024 г. (Приложение Г).

Методология и методы исследования. В работе использованы методы имитационного моделирования в системе MatLab Simulink, численного анализа с использованием пакета MathCAD, экспериментального исследования путем физического моделирования в лабораторных условиях.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Применение установленных закономерностей изменения коэффициента чувствительности в условиях вариации параметров относительной проводимости системы заземления нейтрали позволяют повысить чувствительность действия защит при кратковременных неустойчивых и дуговых однофазных замыканиях на землю в системах электроснабжения 6-10 кВ электротехнических комплексов горных предприятий.

2. Контроль тока обратной последовательности позволяет повысить чувствительность и селективность действия защиты в режиме однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью при повышенных значениях собственного ёмкостного тока отдельных присоединений.

Степень достоверности результатов исследования подтверждается использованием математических методов обработки статистических данных, применением лицензионного программного обеспечения для проведения расчетов, а также данными экспериментальных исследований, направленных на определение зависимостей, возникающих при однофазных замыканиях на землю в контуре нулевой и обратной последовательностей электротехнических комплексов 6-10 кВ.

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы докладывались на следующих семинарах и конференциях: 2021 IEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (2021 ElConRus) (г. Санкт-Петербург, 2021 г.); Международная научно-

техническая конференция, посвященная 5-летию Института энергетики «Автоматизация, энергетика и машиностроение: технологии и инновации» (г. Грозный, 2024 г.); VII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные вопросы энергетики» (г. Иваново, 2024 г.); Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии и последние достижения в энергетике, науках о Земле и окружающей среде» (онлайн конференция, 2024 г.); VII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные вопросы энергетики» (г. Омск, 2024 г.).

Личный вклад автора заключается в анализе зарубежной и отечественной научной литературы по теме исследования, разработке новых алгоритмов для защиты от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах предприятий минерально-сырьевого комплекса с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью. Оценка влияния вариации параметров контура нулевой последовательности на эффективность защиты от замыканий на землю в режимах устойчивого, кратковременного неустойчивого и дугового ОЗЗ. Разработке методики выбора оптимального места установки разделительных трансформаторов. Проведение теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых обосновано использование в структуре алгоритмов защиты от ОЗЗ параметров нулевой и обратной последовательности.

Публикации. Результаты диссертации достаточной степени освещёны в 10 печатных работах (пункты списка литературы № 1, 6, 7, 45, 81, 99 - 101, 110, 111), в том числе в 2 статьях - в изданиях из перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, в 2 статьях - в изданиях, входящих в международную базу данных и систему цитирования Scopus. Получен 1 патент, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ и 1 заявка на патент.

Структура работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, четырех глав с выводами по каждой из них, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок и 8 таблиц.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность кандидату технических наук, доценту Устинову Денису Анатольевичу за научное руководство над работой. За помощь при выполнении экспериментальной части диссертации автор выражает благодарность главному энергетику АО «Шахта «Полосухинская» Бабырь Валерию Викторовичу и директору по маркетингу ООО «НПП «КИТ» Зимовцу Алексею Ивановичу. За ценные научные консультации автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту Пеленеву Денису Николаевичу и доктору технических наук, профессору Назарычеву Александру Николаевичу.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТ ОТ

ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ СРЕДНЕГО УРОВНЯ

НАПРЯЖЕНИЯ

В ходе эксплуатации электрооборудования электротехнических комплексов 6-10 кВ могут возникать аварийные режимы, увеличивающие риск возникновения повреждения самих электроустановок, поражения эксплуатирующего или обслуживающего персонала, а также случайно оказавшихся рядом с местом аварии людей и животных [52, 108]. Причем объем нанесенного ущерба, методы исполнения релейной защиты и автоматики, время на восстановление нормального режима работы сети электроснабжения и электрические переходные процессы для разных уровней напряжения будут кардинально отличаться, по причине различного исполнения заземления нейтрали.

Эффективность функционирования горнодобывающих предприятий минерально-сырьевого комплекса (МСК) определяется безопасностью и бесперебойностью технологических процессов [90, 93, 112]. Важным элементом в структуре электротехнических комплексов являются распределительные сети напряжением 6-10 кВ, обеспечивающие электропитание добычных машин, передвижных установок, водоотливных комплексов, машин подачи свежего воздуха в подземные выработки, транспортных машин и систем, обеспечивающих безопасное проведение добычных работ [83, 92, 107]. Для обеспечения бесперебойной и безопасной эксплуатации таких объектов требуются комплексы релейной защиты и автоматики (РЗиА) с повышенными характеристиками селективности, чувствительности, быстродействия и надёжности [27, 82]. Система релейной защиты и автоматики должна снижать риск повреждения электрооборудования ЭТК и предотвращать электротравмы персонала, вызванные аварийными и ненормальными режимами работы электроснабжения [19, 102].

На примере распределительной сети 6-10 кВ ЭТК предприятий минерально-сырьевого сектора были проведёны аналитические исследования причин возникновения аварий и ненормальных режимов работы электроприемников за 2017-2020 гг. [103, 109], результаты представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Причины возникновения аварий и ненормальных режимов работы в сетях 610 кВ

В ходе исследования было выявлено, что наиболее распространенным видом повреждений в электротехнических комплексах напряжением 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора является режим однофазного замыкания на землю. Старение изоляции распределительных сетей одна из причин появления ОЗЗ, а повсеместные перенапряжения гальванически связанных линий - следствие ОЗЗ, поэтому можно утверждать, что порядка 81% от общего числа аварий приходится на однофазные замыкания на землю, что подтверждается многими авторами [80, 94, 103].

Возможность продолжения выполнения технологических процессов при возникновении ОЗЗ в ЭТК 6-10 кВ с изолированной нейтралью обуславливается неизменностью линейных напряжений, на которые включены электроприёмники. В тоже время, длительно существующий режим ОЗЗ, увеличивает вероятность повреждения изоляции неповреждённых фаз и

способствует переходу к более серьезному повреждению - междуфазному короткому замыканию, с последующим немедленным отключением повреждённой линии, остановом технологического процесса всего электротехнического комплекса.

В ходе проведённого анализа аварийных режимов было уставлено, что своевременно не ликвидированное ОЗЗ переходит в режим междуфазного короткого замыкания (КЗ) в среднем в 30 % от всех аварийных случаев [16], результаты представлены на рисунке 1.2.

Всего -Перешло в КЗ

Рисунок 1.2 - Общее количество ОЗЗ и количество своевременно не устраненных замыканий на землю, перешедших в междуфазное короткое замыкание (КЗ) в сетях 6-10

кВ

Кроме этого, режим однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью на ЭТК 6-10 кВ сопровождается перенапряжениями высокой кратности, которые в свою очередь приводят к переходу в более тяжелый аварийный режим - дуговые ОЗЗ. На рисунке 1.3 представлены характеристики изменения фазных напряжений (Цф) при устойчивом и неустойчивом режиме ОЗЗ. Анализ приведённых характеристик дает основание утверждать, что до 1,25 с аварийный режим носил характер устойчивого однофазного замыкания на землю (ЗЗ). Далее не отключённое повреждение перешло в режим ДОЗЗ с образованием в сети перенапряжений кратности 1,98^2,01 Цф и последующим отключением электроустановок.

Необходимо отметить, что в режиме дугового ОЗЗ в сети с изолированной нейтралью перенапряжения на неповреждённых фазах могут достигать величины 3,1^3,4 Иф, а в отдельных неблагоприятных случаях ещё более высоких значений.

Рисунок 1.3 - Зависимости, отражающие характер изменения во времени величин напряжения повреждённой фазы (Ца), неповреждённых фаз (Ш, ис), при ОЗЗ

Большинству случаев появления устойчивых ОЗЗ предшествует режим кратковременных неустойчивых ОЗЗ или так называемых «клевков земли». Такой режим характеризуется изменением величины тока нулевой последовательности в широком диапазоне в течение нескольких десятков миллисекунд. В режиме КрОЗЗ обеспечить селективное и надёжное действие защиты на практике представляется весьма сложной задачей, поэтому поиск повреждённого присоединения осуществляется поочерёдным включением-отключением линий, что приводит к возникновению коммутационных перенапряжений и, как следствие, многоместных повреждений в электрической сети [101].

Экспериментальные сведения об эксплуатации электрических сетей 610 кВ предприятия минерально-сырьевого комплекса АО «Шахта «Полосухинская» позволили установить, что в условиях кратковременных однофазных замыканий на землю защита оказывается неработоспособной. На рисунке 1.4 представлена осциллограмма изменения действующего значения тока нулевой последовательности в режиме кратковременного ОЗЗ.

31о 1.53008 А 1 ЗЮ 835.316 тА 2 1у 1А 3 ЗЮ 8.10318 А 4 С1 иъог 1 сигеог 2 |=С>

1} сигвог 3 сигеог 4

Пуск 033

Оме ' 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 ' 1 ' ек. 426 532 639

Рисунок 1.4 - Осциллограмма изменения действующего значения тока нулевой последовательности в режиме КрОЗЗ распределительной сети угледобывающего предприятия АО «Шахта «Полосухинская»

Из рисунка 1.4 видно, что при превышении уставки тока нулевой последовательности происходит запуск алгоритма действия защиты от ОЗЗ. Однако из-за прерывистого характера сигнала тока нулевой последовательности, т.е. действующее значение тока то превышает уставку на срабатывание, то находится ниже зоны срабатывания, алгоритм защиты не позволяет селективно выявить и отключить данное повреждение. По истечении 654 мс аварийный режим переходит из КрОЗЗ в замыкание на землю со значительным по величине броском тока нулевой последовательности, что приводит к более серьезным последствиям для электрической сети (визир 4).

Однократные кратковременные замыкания на землю с длительными бестоковыми паузами не являются серьезной угрозой для сети электротехнических комплексов 6-10 кВ. Однако, цепочка из появляющихся и исчезающих ОЗЗ предшествует появлению устойчивых и дуговых замыканий на землю, которые могут нанести серьёзный экономический ущерб и требуют немедленного отключения повреждённого соединения.

Длительные перенапряжения способствуют ускоренному старению изоляции что приводит к ухудшению её диэлектрических свойств [106]. В результате в распределительных линиях накапливаются дефекты изоляции, что увеличивает вероятность повреждений электрической сети и требует дополнительных затрат на ремонт оборудования электротехнического комплекса [16]. Режим однофазного замыкания на землю может создать

опасные для человека условия, такие как напряжение прикосновения и шага, что может привести к электроударам, ожогам, электрометаллизации кожи, повреждению тканей, нарушению работы органов дыхания и кровообращения, а также к летальному исходу [84].

Для минимизации ущерба на ЭТК 6-10 кВ, возникающего в результате аварийных ситуаций, необходимо использовать эффективные и современные методы и средства релейной защиты и автоматики, которые могут селективно определять поврежденные линии и своевременно устранять возникшее однофазное замыкание на землю, путем отключения аварийного присоединения [70]. При построении таких систем РЗиА применительно для электрических сетей горнодобывающих предприятий специалисты сталкиваются с рядом следующих проблем:

- увеличение протяженности и разветвлённости воздушно-кабельных и кабельных линий среднего класса напряжения и усложнение схемы сетей 6кВ в зависимости от технологических циклов в электротехнических комплексах МСК, что обуславливает необходимость своевременной актуализации уставок на срабатывание с целью обеспечения достаточной чувствительности действия защит в режиме ОЗЗ [14, 57];

- многообразие режимов ОЗЗ и мест их возникновения в электрической сети. Например, ДОЗЗ в системе электроснабжения ЭТК приводит к возникновению перенапряжений превышающих номинальное значение в 3-4 раза, что обуславливает ухудшение свойств изоляции электроустановок [20, 72], ускоряет процесс её старения и, как следствие, способствует преждевременному выходу из строя электрооборудования и повышению риска электротравматизма обслуживающего персонала, посторонних лиц и животных, случайно оказавшихся в месте аварии [87, 95];

- расчет уставок защит осуществляется при благоприятных условиях протекания режима металлического ОЗЗ, в то время как зачастую режим неполного замыкания на землю сопровождается наличием переходного

сопротивления в месте замыкания, достигающего значений в несколько кОм [39, 89, 91]. Постоянно изменяющиеся в ходе эксплуатации ЭТК 6-10 кВ величины тока нулевой последовательности обуславливают дополнительные трудности в решении задачи обеспечения устойчивого функционирования защит в режимах неполных однофазных замыканий (через переходное сопротивление) [46].

Нужно отметить, что задача проведения исследования влияния режима неустойчивого ОЗЗ на работоспособность токовых защит применяемых в электротехнических комплексах, а также выявление путей обеспечения необходимой селективности и чувствительности её действия в таких условиях представляется актуальной на сегодняшний день ввиду распространенности данного вида ОЗЗ в электрических сетях горнодобывающих предприятий, и в связи с негативными последствиями, связанными с его несвоевременной ликвидацией.

1.1 Виды и особенности заземления нейтрали в электротехнических комплексах 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора

Выбор режима заземления нейтрали - это крайне важный аспект, который требует индивидуального подхода к каждой электрической системе. Для получения максимальной эффективности и безопасности выбранного метода необходимо учитывать специфику производственного процесса и непрерывность электроснабжения потребителей ЭТК, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок [9, 18].

1.1.1 Система с изолированной нейтралью

Согласно ПУЭ п.1.7.6 [48] изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, не присоединённая к заземляющему устройству.

На сегодняшний день в структуре электротехнических комплексов предприятий минерально-сырьевой отрасли основная часть распределительных электрических сетей состоит из линий среднего класса напряжения 6-10 кВ. На рисунке 1.5 показана схема сети с изолированной нейтралью, т.е. когда нейтральные точки не имеют связи с заземляющим контуром.

Для данной отрасли характерно, что основными потребителями электроэнергии являются предприятия, специализирующиеся на добыче, транспортировке и переработке углеводородов. Двигательные нагрузки являются основными электроприёмниками, которые подключаются к линейным напряжениям распределительных линий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бабырь Кирилл Валерьевич, 2024 год

А -

/

А /

1 /

д

)

1

Л

Л

/ 1

Л

\ 1 1

Л

)

1

0 0.2 0.4 Об 0Я 1

Рисунок 3.21 - Осциллограммы тока обратной последовательности участка распределительной сети АО «Шахта «Полосухинская» с резистивно-заземлённой

нейтралью

Проведем оценку эффективности предложенных мер по защите от однофазных замыканий на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектор путем измерения токов обратной последовательности на всех соединениях (рисунок 3.12), и расчёта коэффициентов чувствительности для каждого варианта защиты. Результаты исследования представлены на рисунке 3.22.

Уставка срабатывания защиты по току обратной последовательности -Iуст гтп выбирается исходя из вычислительных возможностей

микропроцессорной системы релейной защиты и автоматики, а также с учетом небалансов, присутствующих в системе электроснабжения.

6

3

3 4

Номер линии

■Котс = 1,8 • Котс = 2,34

а)

1с.з. ш1п

б)

Рисунок 3.22 - Зависимости коэффициента чувствительности защиты от ОЗЗ при работе РЗиА: а) - по току нулевой последовательности; б) - по току обратной

последовательности

В результате анализа данных, полученных после проведения имитационного моделирования, можно сделать вывод о том, что токовая защита обратной последовательности позволяет увеличить чувствительность и селективность как при низких значениях параметров контура нулевой последовательности, так и при дуговых или дуговых прерывистых однофазных замыканиях на землю.

0

1

2

5

6

Путем внедрения резистивной заземлённой нейтрали вместо изолированной можно не только снизить перенапряжения в электротехнических комплексах 6-10 кВ, но и повысить чувствительность защиты от однофазных замыканий, основанной на обнаружении тока обратной последовательности.

3.6 Выводы по главе 3

1. Исследование эффективности перехода от изолированной нейтрали к резистивно-заземлённой показало, что внедрение резистора в нейтраль электротехнических комплексов 6-10 кВ предприятий минерально-сырьевого сектора увеличивает чувствительность токовой ненаправленной защиты более чем в 5 раз. Это позволяет создать надежную защиту как при низких токах замыкания на землю, так и при значительном переходном сопротивлении в месте короткого замыкания.

2. Созданы структурная и структурно-функциональная схемы защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю, включающие модуль измерения тока и напряжения нулевой последовательности, модуль порогового сравнения с уставкой 3и0, модуль сравнения фазовых параметров контура нулевой последовательности, модуль определения направления мощности, модуль алгоритма защиты от устойчивых однофазных замыканий на землю, сигнализацию об обнаружении неустойчивых однофазных замыканий на землю, счетчик числа пробоев изоляции, сигнализацию о срабатывании защиты. Это позволяет выявлять и своевременно отключать как устойчивые однофазные замыкания на землю, так и неустойчивые режимы замыкания на землю в электротехнических комплексах промышленных предприятий 6-10 кВ.

3. Разработаны структурная и структурно-функциональная схемы токовой защиты обратной последовательности. Состоящих из модуля измерения фазных токов, модуля измерения напряжения нулевой последовательности, модуля порогового органа сравнения с уставкой 3и0,

модуля вычисления тока обратной последовательности, модуля порогового органа сравнения с уставкой I2, сигнализации о срабатывании защиты. Этот комплекс позволяет определять и своевременно отключать устойчивые, кратковременные неустойчивые, дуговые и дуговые перемежающиеся однофазные замыкания на землю в электротехнических комплексах 6-10 кВ с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью.

4. Создана компьютерная имитационная модель электротехнического комплекса 6 кВ угледобывающего предприятии АО «Шахта «Полосухинская». Также были разработаны модели защиты от однофазных замыканий на землю в программе Matlab Simulink. Эти модели позволяют исследовать эффективность работы защиты в условиях неустойчивых однофазных замыканий на землю. Было установлено, что разработанный алгоритм защиты эффективно обнаруживает и регистрирует неустойчивые однофазные замыкания на землю при изменении параметров контура нулевой последовательности.

5. Показано, что ток обратной последовательности можно использовать в качестве рабочего сигнала защиты от однофазных замыканий на землю, при этом существует возможность выбрать единую уставку на срабатывание защиты, т.к. ток обратной последовательности имеет неизменную величину независимо на каком отходящем присоединении будет формироваться режим однофазного замыкания на землю.

ГЛАВА 4 АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

4.1 Структурная схема и реализация комплекса защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю

Для проведения экспериментального исследования эффективности защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю в ЭТК был разработан комплекс защиты, основанный на функциональной схеме, представленной на рисунке 3.5. Этот комплекс защиты был успешно интегрирован в логику работы микропроцессорного терминала БМРЗ-152, произведенного компанией ООО «НТЦ «Механотроника», структурная схема которого показана на рисунке 4.1. Предложенный комплекс может быть использован для защиты каждого присоединения, отходящего от секции шин, как в контексте рассматриваемого устройства РЗиА, так и расширен на другие отечественные микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики среднего напряжения.

31о

3ио

I

1

2

3

4

5

6

Рисунок 4.1 - Структурная схема аппаратно-программного комплекса защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю

На рисунке 4.1 обозначены:

1 - блок аналоговых входов (БАВ);

2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

3 - микропроцессор (МП);

4 - запоминающее устройство (ЗУ);

5 - человеко-машинный интерфейс (ЧМИ);

6 - коммуникационный модуль (КУ);

7 - блок логических входов/выходов (БЛВВ); 8 - блок выходных реле (БВР).

Блок аналоговых входов представляет собой набор промежуточных трансформаторов напряжения и тока (ПТН, ПТТ), обеспечивающих согласование уровней входных сигналов с внутренними цепями устройства и необходим для гальванического разделения входных цепей.

Инструментом, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой код - является АЦП. Модуль микроконтроллера, включающий в себя микропроцессор, оперативную память и интерфейсы связи, выполняет необходимые вычислительно-логические операции, предусмотренные в разработанном алгоритме действий защиты.

Благодаря блоку человеко-машинного интерфейса, происходит конфигурирование работы защиты и отображение текущего её состояния.

Коммуникационный модуль необходим для осуществления связи с верхним уровнем автоматизированной системы управления.

Блок логических входов/выходов необходим для контроля пусков, срабатывания защиты и наличия входных блокирующих логических сигналов.

Благодаря блоку выходных реле происходит воздействие на катушку реле выключателя.

На основе структурной схемы, изображенной на рисунке 4.1 и рекомендаций по разработке аппаратной части комплекса защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю, было проведено внедрение алгоритма в логику работы микропроцессорного устройства защиты БМРЗ-152. Схема работы данного устройства представлена на рисунке 4.2.

Стиратепь информации ! 1 <Ю )-1* -1-^-15238 1-71-А зио ¡>--[А-I 1-1 крозз МТ1- / Фиксация пуска КрОЗЗ Г^-Кс°33 кол-'—' с ет —1-а > < кроззотип. | | 15ТО | КрОЗЗ. шт > в

>-11Н •-V -1 1 Режим тест >—| | 1—'————--' |-1 Счетчик импупьсво КрС >3 Щ/ 1 17 / -< криз пуси 1 1 Уставка по количеству КрОЗЗ

Рисунок 4.2 - Схема работы алгоритма защиты от неустойчивых однофазных замыканий

на землю

На рисунке 4.2 представлено:

«dQ» - блок контроля направления мощности контура нулевой последовательности;

«3U0» - блок сравнения входного напряжения нулевой последовательности со значением уставки 3U0;

«Блок КрОЗЗ» - блок блокировки работы защиты от неустойчивых однофазных замыканий по внешнему дискретному сигналу;

«Режим ТЕСТ» - блок перевода микропроцессорного устройства релейной защиты в режим тестирования с последующим выводом из работы алгоритма;

«Квитир. сигнал.» - блок сброса сигнализации защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю;

«1» - логические элемент «ИЛИ»;

«&» - логические элемент «И»;

«S238» - программный ключ, отвечающий за оперативный ввод/вывод алгоритма защиты от неустойчивых ОЗЗ;

«КрОЗЗ» - блок «стирателя» информации;

«RS» - логический элемент «RS-триггер»;

«CT» - счетчик неустойчивых однофазных замыканий на землю;

«STD КрОЗЗ, шт» - уставка неустойчивых ОЗЗ;

«A>B» - логический элемент «сравнение»;

«КрОЗЗ кол.» - блок фиксации количества неустойчивых однофазных замыканий на землю;

«КрОЗЗ откл.» - блок логического выходного сигнала поступающего на реле отключить;

«КрОЗЗ пуск» - блок сигнализации пуска защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю.

Рассмотрим алгоритм работы защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю для следующих случаев:

- Режим самоустраняющегося однофазного замыкания на землю в защищаемом присоединении:

1. Блок «ёр» определяет направление мощности контура нулевой последовательности, если мощность направлена в защищаемую линию, то с выхода блока «ёр» логическая единица поступает на первый записывающий вход первого элемента «И».

2. Блок «3и0» контролирует напряжения нулевой последовательности, если его величина становится больше уставки 3и0, то фиксируется наличие режима ОЗЗ, и с выхода блока «3и0» логическая единица поступает на первый записывающий вход второго элемента «И».

3. Если отсутствует блокировка по внешнему дискретному сигналу, то с выхода блока «Блок КрОЗЗ» логический ноль поступает на первый вход первого элемента «ИЛИ».

4. Если микропроцессорное устройство релейной защиты БМРЗ-152 не находится в режиме тестирования, то с выхода блока «Режим ТЕСТ» логический ноль поступает на второй вход первого элемента «ИЛИ».

5. Первый и второй элементы «И», служат для контроля блокировки по внешнему дискретному сигналу и режима тестирования микропроцессорного устройства. Если с выходов блоков «Блок КрОЗЗ» или «Режим ТЕСТ» поступает логическая единица, то алгоритм от неустойчивых однофазных замыканий на землю прекращает свою работу. Если данные сигналы отсутствуют, то логическая единица с первого элемента «И» поступает на вход программного ключа «8238», а логическая единица со второго элемента «И» поступает на второй вход третьего элемента «И».

6. Если защита от неустойчивых ОЗЗ введена в работу, то программный ключ «8238» находится в замкнутом положении и пропускает логическую единицу далее на вход 3 элемента «И», если программный ключ «8238» разомкнут (защита выведена из работы), то на выходе элемента формируется логический ноль.

7. 3 элемент «И» контролирует наличие двух условий: превышение уставки 3и0 и аварийное направление мощности нулевой последовательности; если оба этих условия соблюдены, то логическая единица поступает на вход блока «стирателя» информации «КрОЗЗ», вход логического элемента «Я8-триггер» и на записывающий вход счетчика неустойчивых однофазных замыканий на землю «СТ».

8. В счетчике неустойчивых однофазных замыканий на землю «СТ» формируется значение равное 1, далее этот сигнал поступает на первый вход логического элемента «сравнение» «А>В», где происходит сравнение поступающего сигнала с уставкой неустойчивых ОЗЗ «8ТЭ КрОЗЗ, шт».

9. При отсутствии на логическом элементе «КЗ-триггер» логической единицы на втором стирающем входе, на выходе элемента формируется сигнал, поступающий на блок сигнализации пуска защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю «КрОЗЗ пуск».

10. Логическая единица, поступая на вход блока «стирателя» информации, запускает задержку на срабатывание «КрОЗЗ». Если за это время аварийный режим не переходит в режим неустойчивого ОЗЗ, то по истечении уставки, логическая единица поступает на первых вход третьего элемента «ИЛИ», затем на стирающий вход счетчика «СТ» и счетчик обнуляется.

11. Блок «Квитир. сигнал.» необходим для сброса сигнализации оперативным персоналом или диспетчером. Если необходимо «квитировать» алгоритм защиты, то с выхода блока «Квитир. сигнал.» логическая единица поступит на второй вход второго элемента «ИЛИ», далее, тем самым, обнулит информацию в счетчике «СТ» и в логическом элементе «Я8-триггер».

- Режим неустойчивого однофазного замыкания на землю на защищаемом присоединении:

1. Режим неустойчивого ОЗЗ сопровождается кратковременными бросками сигналов контура нулевой последовательности выше выбранных уставок на срабатывание и временной паузой между повторными пробоями от 5 мс и до десятков секунд, что в свою очередь приводит к формированию

логического нуля на выходах блоков контроля направления мощности контура нулевой последовательности «dQ» и сравнения превышения входного напряжения нулевой последовательности со значением уставки 3U0 «3U0».

2. При повторном однофазном замыкании на землю алгоритм защиты работает согласно пп.1-7.

3. Счетчик неустойчивых однофазных замыканий на землю «CT» накапливает входящие сигналы о пусках защиты. При превышении уставки неустойчивых ОЗЗ «STD КрОЗЗ, шт» на выходе логического элемента «сравнение» «A>B» формируется логическая единица, поступающая на блок логического выходного сигнала «КрОЗЗ откл.», который в свою очередь воздействует на блок выходных реле.

- Режим самоустраняющегося и неустойчивого однофазного замыкания на землю на смежном присоединении:

1. Блок «dQ» определяет направление мощности контура нулевой последовательности, т.к. мощность направлена в сторону шин подстанции, то на выходе блока «dQ» формируется логический ноль и алгоритм не производит дальнейших вычислений.

При реализации алгоритма защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю была соблюдена преемственность сигналов, используемых в логике построения основных защит блока БМРЗ-152. Например, при формировании сигнала «КрОЗЗ откл.» произойдет срабатывание вызывной сигнализации «Вызов КрОЗЗ Сраб», кроме этого добавлены сигналы «КрОЗЗ, шт», «КрОЗЗ Т,с», логический ключ «S238» (рисунок 4.3).

Журнал аварий Журнал сообщений В -Уставки, конфигурация Ввод Ктр

■■11К[|]:ш аииин 1К1Ш

Вызов ЭР6 О 1 ст. Вызов БР5 блок. упр. Вызов ОЗЗ 1 ст.сраб. Вызов 033 2 ст.откп. Вызов СНОЗЗ сраб.

Вызов КрОЗЗ сраб

Рисунок 4.3 - Отображение сигналов связанных с алгоритмом неустойчивых однофазных замыканий на землю на лицевой панели блока БМРЗ-152

Так же в алгоритме реализована возможность фиксации числа пробоев изоляции за весь период работы блока БМРЗ-152 путем добавления сигнала «КрОЗЗ кол.» в схему «Накопители / максметры», при чём фиксация будет осуществляться как неустойчивых, так и устойчивых ОЗЗ. Отображение количества КрОЗЗ/ОЗЗ, за всё время работы блока БМРЗ, осуществляется в накопительной информации.

Разработанный аппаратно-программный комплекс предназначен для защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю. Он позволяет провести экспериментальные исследования эффективности защиты в условиях неустойчивых ОЗЗ.

4.2 Исследование действия аппаратно-программного комплекса защиты в условиях неустойчивых однофазных замыканий на землю

Оценка действия аппаратно-программного комплекса защиты в режиме неустойчивых однофазных замыканий на землю проводилась на физической модели, представленной на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Физическая модель проверки аппаратно-программного комплекса защиты неустойчивых однофазных замыканий на землю

Из рисунка 4.4, видно, что физическая модель содержит:

1. Микропроцессорный блок релейной защиты БМРЗ, выпускаемый компанией ООО «НТЦ «Механотроника», используется для выполнения функций РЗиА, автоматическим управлением выключателя (АУВ) и световой сигнализации

Этот блок можно использовать на подстанциях предприятий промышленного комплекса, добычных и перекачивающих станциях углеводородов, минерально-сырьевого комплекса, станций железных дорог и метрополитена, пунктах секционирования.

Блок микропроцессорной релейной защиты позволяет осуществлять настройку и хранение записанной информации, контролировать аналоговые и дискретные параметры сети, дистанционно управлять присоединением, выявлять расстояние до аварии, проводить самодиагностику и избегать

ложных срабатывания дискретных входов при высоком уровне электрических помех.

2. Программный модуль тестирования, включающий в себя:

• Универсальное программное обеспечение «ПроВерь РЗА» предназначено для управления комплексами РЕТОМ в ручном и автоматическом режимах с целью проверки устройств релейной защиты и автоматики. Он обладает следующими функциональными характеристиками:

- управление устройствами РЕТОМ, в т.ч. несколькими устройствами одновременно из одного программного окна;

- конфигурирование устройств РЕТОМ;

- проведение комплексных испытаний отдельных устройств РЗиА или их набора в ручном и автоматическом режимах с помощью быстрых и гибких алгоритмов, обширного набора программных модулей;

- изменение пользователем при необходимости алгоритмов испытаний;

- автоматический расчет условий испытаний из введенных пользователем в числовом или графическом виде уставок испытуемого объекта;

- поддержка виртуального объекта испытаний для комплексного описания структуры испытуемого объекта и последующей автоматической подстройки условий испытаний через редактируемые формулы;

- создание и выполнение собственных сценариев испытаний;

- вывод схем подключения испытуемых объектов к устройствам РЕТОМ;

- создание и редактирование собственных схем подключения испытуемых объектов к устройствам РЕТОМ;

- вывод результатов испытаний в текстовом и графическом виде, в т.ч. в виде автоматически сформированного протокола испытаний с настраиваемым содержимым;

- сохранение всех условий и результатов испытаний на диск в виде файла-архива;

- считывание из файла-архива всех условий и результатов испытаний предыдущих испытаний для просмотра, анализа и дальнейшего использования;

- автоматическое сохранение в резервный файл-архив для исключения потери данных.

- продолжение испытаний с места прерывания при длительных испытаниях;

- работа с ММБ-отчетами;

- работа с GOOSE-сообщениями;

- гибкая настройка внешнего вида программного окна пользователем, включая разные шаблоны, а также настройка расположения встроенных окон: их размеров, количества, масштаба и т.д.

• Программный комплекс «Конфигуратор-МТ» от компании ООО «НТЦ «Механотроника», предназначенный для конфигурации и параметрирования систем защиты, автоматики, сигнализации и управления. Он позволяет создавать дополнительные алгоритмы, учитывающие особенности защищаемого присоединения, настраивать выходные реле, оперативные и аварийные события, осциллограммы, светодиоды, коммуникации для связи с АСУ и функции синхронизации времени блока.

3. Ключевой компонент системы тестирования - устройство РЕТОМ-61, произведенное компанией ООО «НПП Динамика», обладает следующими характеристиками:

- две трёхфазные системы тока, каждая способна выдавать до 36 А при максимальной мощности 700 ВА, с возможностью параллельного подключения каналов для обеспечения тока до 72 А в трёхфазном режиме и до 200 А в однофазном;

- четыре канала с напряжением 135 В и мощностью 80 ВА, могут выдавать однофазное напряжение до 405 В;

- высокая точность воспроизведения сигналов на уровне 0,1%;

- встроенный источник постоянного напряжения (264 В);

- 16 дискретных входов с разрешением 0,1 мс;

- 8 дискретных выходов;

- полнофункциональный двухканальный осциллограф-мультиметр для осциллографирования внутренних и внешних сигналов с высокой точностью.

Экспериментальные исследования действия аппаратно-программного комплекса защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю выполнялись следующим образом:

1. В универсальном программном обеспечении «ПроВерь РЗА» формировались осциллограммы режима неустойчивого однофазного замыкания на землю, сформированные режимы загружались в устройство РЕТОМ-61.

2. Устройство РЕТОМ-61 с высокой точностью подавало аналоговые сигналы аварийного процесса на блок релейной защиты БМРЗ-152.

3. В программном комплексе «Конфигуратор-МТ» снимались полученные осциллограммы и проводился анализ результатов работы алгоритма защиты от однофазных замыканий на землю

Начальные условия исследования:

- Введен в работу ключ «8238».

- Значение уставки «3и0» равняется 15 В.

- Значение уставки «КрОЗЗ, шт» в ходе эксперимента изменялось в промежутке 2 ^ 4 шт.

- Значение уставки «КрОЗЗ Т» равняется 60 с.

зю

илв

иве

зио;

КРОЗЗ откл-КрОЗЗ пуск Реле Включить Р&пе Отключить Реле Вызов РПО РПВ

О нсек.

1707

Рисунок 4.5 - Результаты эксперимента работы защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю при аварии на защищаемом присоединении

На рисунке 4.5 представлена осциллограмма неустойчивого ОЗЗ, в ходе анализа которой можно утверждать, что в момент времени визир 1 на защищаемом присоединении фиксируется неустойчивое однофазное замыкание на землю. Значения параметров контура нулевой последовательности превышают величины уставки на срабатывание, орган направления мощности определяет аварийный режим в защищаемом присоединении, происходит формирование сигнала «КрОЗЗ пуск» и появляется вызывная сигнализация «Реле ВЫЗОВ». Далее в момент времени визир 2 алгоритм защиты фиксирует повторное неустойчивое ОЗЗ и выдает сигнал на отключение «КРОЗЗ откл.», который в свою очередь влияет на БВР.

Также исследование выполнялось при различных направлениях мощности контура нулевой последовательности, т.е. формировались аварийные режимы не только на защищаемом присоединении, но и на смежном.

|1|2|3

то

033 1 ст. пуск

033 1 ст. сраб. КРОЗЗ откл. КрОЗЗ пуск КрОЗЗ кол. Реле Отключить Реле Авар. откл. Реле Вызов РПО РПВ

I I I

I I I

I I I I I I

III

Ь I И

I III

± I I I I III I III

I

I ,1 ,1

Рисунок 4.6 - Результаты эксперимента работы защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю при аварии на смежном присоединении

На рисунке 4.6 представлена осциллограмма неустойчивого однофазного замыкания на землю на смежном защищаемом присоединении. Проведённый анализ полученных данных показывает, что алгоритм встроенной ненаправленной токовой защиты от ОЗЗ формирует сигнал пуска «ОЗЗ 1 ст. пуск», при каждом превышении порогового значения выбранной уставки (визиры 1-8), в то время как разработанный алгоритм не сигнализирует о ложных срабатываниях, сигнал «КрОЗЗ пуск» отсутствует.

В ходе исследований работы алгоритма защиты при единичных неустойчивых ОЗЗ было установлено, что разработанный аппаратно-программный комплекс позволяет предотвратить ложные срабатывания.

Проведённые экспериментальные исследования в условиях неустойчивых однофазных замыканий на землю показывают, что

239148238923892399238923

разработанный алгоритм обеспечивает неизменную работу аппаратно-программного комплекса защиты.

4.3 Структурная схема и реализация комплекса токовой защиты обратной последовательности от однофазных замыканий на землю

Для проведения экспериментального исследования эффективности действия токовой защиты обратной последовательности, на основе функциональной схемы (рисунок 3.8), разработанный комплекс защиты был внедрен в логику работы микропроцессорного терминала БМРЗ-152 производства компании ООО «НТЦ «Механотроника», структурная схема которого представлена на рисунке 4.7.

1а

1в

1с

3ио

2 3

7 8 и |_

Рисунок 4.7 - Структурная схема аппаратно-программного комплекса токовой защиты обратной последовательности от однофазных замыканий на землю

На рисунке 4.7 обозначены:

1 - блок аналоговых входов (БАВ);

2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

3 - микропроцессор (МП);

4 - запоминающее устройство (ЗУ);

5 - человеко-машинный интерфейс (ЧМИ);

6 - коммуникационный модуль (КУ);

7 - блок логических входов/выходов (БЛВВ);

8 - блок выходных реле (БВР).

1

4

5

6

Работа блоков на рисунке 4.7 соответствует алгоритму защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю за одним исключением. В блоке АЦП происходит расчет тока обратной последовательности на основании величин входных фазных токов.

На основе структурной схемы (рисунок 4.7) было выполнено внедрение алгоритма в логику работы микропроцессорного устройства защиты БМРЗ-152 (рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 - Схема работы алгоритма токовой защиты обратной последовательности от

однофазных замыканий на землю

На рисунке 4.8 представлено:

«12» - блок сравнения входного тока обратной последовательности со значением уставки 12;

«3и0» - блок сравнения входного напряжения нулевой последовательности со значением уставки 3и0;

«Блок ТЗОП» - блок блокировки работы токовой защиты обратной последовательности (ТЗОП) по внешнему дискретному сигналу;

«Режим ТЕСТ» - блок перевода микропроцессорного устройства релейной защиты в режим тестирования с последующим выводом из работы алгоритма;

«Квитир. сигнал.» - блок сброса сигнализации токовой защиты обратной последовательности;

«1» - логические элемент «ИЛИ»;

«&» - логические элемент «И»;

«БА01» - программный ключ, отвечающий за оперативный ввод/вывод алгоритма токовой защиты обратной последовательности;

«ТА01» - блок выдержки времени токовой защиты обратной последовательности;

«ЯБ» - логический элемент «ЯБ-триггер»;

«Сраб. ТЗОП» - блок логического выходного сигнала поступающего на реле отключить;

«Пуск ТЗОП» - блок сигнализации пуска токовой защиты обратной последовательности.

Рассмотрим алгоритм работы токовой защиты обратной последовательности для следующих случаев:

- Режим однофазного замыкания на землю в защищаемом присоединении:

1. Блок «12» вычисляет значение тока обратной последовательности и сравнивает входной сигнал со значением уставки 12, если значение превысит заданную уставку, то с выхода блока «12» логическая единица поступает на первый записывающий вход первого элемента «И».

2. Блок «3Ш» контролирует напряжение нулевой последовательности, если его величина становится больше уставки 3и0, то фиксируется наличие режима ОЗЗ, и с выхода блока «3и0» логическая единица поступает на первый записывающий вход второго элемента «И».

3. Если отсутствует блокировка по внешнему дискретному сигналу, то с выхода блока «Блок ТЗОП» логический ноль поступает на первый вход первого элемента «ИЛИ».

4. Если микропроцессорное устройство релейной защиты БМРЗ-152 не находится в режиме тестирования, то с выхода блока «Режим ТЕСТ» логический ноль поступает на второй вход первого элемента «ИЛИ».

5. Первый и второй элементы «И», служат для контроля блокировки по внешнему дискретному сигналу и режима тестирования микропроцессорного устройства. Если с выходов блоков «Блок КрОЗЗ» или «Режим ТЕСТ» поступает логическая единица, то алгоритм от неустойчивых однофазных замыканий на землю прекращает свою работу. Если данные сигналы отсутствуют, то логическая единица с первого элемента «И» поступает на вход

программного ключа «БА01», а логическая единица со второго элемента «И» поступает на второй вход третьего элемента «И».

6. Если токовая защита обратной последовательности введена в работу, то программный ключ «БА01» находится в замкнутом положении и пропускает логическую единицу далее на вход 3 элемента «И». Если программный ключ «БА01» разомкнут (защита выведена из работы), то на выходе элемента формируется логический ноль.

7. 3 элемент «И» контролирует наличие двух условий: превышение уставки 3и0 и 12. Если оба этих условия соблюдены, то логическая единица поступает на вход блока сигнализации пуска токовой защиты обратной последовательности «Пуск ТЗОП» и блока выдержки времени токовой защиты обратной последовательности «ТА01», где формируется задержка на срабатывание защиты, согласно выбранной уставке. После превышения уставки «ТА01» на выходе блока формируется логическая единица, которая поступает на логический элемент «ЯБ-триггер».

8. При отсутствии на логическом элементе «ЯБ-триггер» логической единицы на втором стирающем входе, на выходе элемента формируется логическая единица, поступающая на блок логического выходного сигнала «Сраб. ТЗОП», который в свою очередь воздействует на блок выходных реле.

9. Блок «Квитир. сигнал.» необходим для сброса сигнализации оперативным персоналом или диспетчером. Если необходимо «квитировать» алгоритм защиты, то с выхода блока «Квитир. сигнал.» логическая единица поступит на второй вход второго элемента «ИЛИ», далее тем самым обнулит информацию в логическом элементе «ЯБ-триггер».

- Режим однофазного замыкания на землю на смежном присоединении:

1. Блок «dQ» определяет направление мощности контура нулевой последовательности, т.к. мощность направлена в сторону шин подстанции, то на выходе блока «dQ» формируется логический ноль и алгоритм не производит дальнейших вычислений.

2. Блок «12» вычисляет значение тока обратной последовательности и сравнивает входной сигнал со значением уставки 12. Т.К. ОЗЗ формируется на смежном присоединении, то на выходе блока «12» формируется логический ноль и алгоритм не производит дальнейших вычислений.

Разработанный аппаратно-программный комплекс токовой защиты обратной последовательности от однофазных замыканий на землю, позволяет выполнить экспериментальные исследования действия защиты в условиях существования ОЗЗ.

4.4 Исследование действия аппаратно-программного комплекса токовой

защиты обратной последовательности в условиях однофазных

замыканий на землю

Оценка действия аппаратно-программного комплекса токовой защиты обратной последовательности в режиме однофазных замыканий на землю проводилась на физической модели, представленной на рисунке 4.4, содержание физической модели рассмотрено в главе 4.2.

Начальные условия исследования:

- Введен в работу ключ <^А01».

- Значение уставки «12» равняется 200 мА.

- Значение уставки «3и0» равняется 15 В.

- Значение уставки «ТА01» в ходе эксперимента изменялось в промежутке 0 ^ 100 мс.

На рисунке 4.9 представлена осциллограмма однофазного замыкания на землю, в ходе анализа которой можно утверждать, что в момент времени визир 1 на защищаемом присоединении фиксируется режим однофазного замыкания на землю. В момент времени визир 2 значение тока обратной последовательности превышает величину уставки на срабатывание, формируется сигнал пуска токовой защиты обратной последовательности «Пуск ТЗОП» и срабатывает вызывная сигнализация «Реле ВЫЗОВ». Далее в

момент времени визир 3, после превышения временной задержки на срабатывание, алгоритм защиты формирует сигнал на отключение, тем самым появляются сигналы «Сраб. ТЗОП» и «Реле Отключить». Последний замыкает логическое реле на блоке БМРЗ-152 и подает сигнал на БВР.

Реле Отключить

Реле Вызов Сраб. ТЗОП Пуск ТЗОП

I 4

1[

"Т" 53

160

Рисунок 4.9 - Результаты эксперимента работы алгоритма ТЗОП в режиме О!

Кроме этого, осциллограммы фазных токов, полученных при моделирование режима устойчивого однофазного замыкания на землю на имитационной модели (рисунок 3.13) в программном комплексе ЫМЬаЪ БтыНик, были преобразованы в формат COMTRADE, благодаря разработанной схеме съема данных представленной на рисунке 4.10.

Счетчик (с1()

Рисунок 4.10 - Схема съема данных фазных токов и передача информации в Ыа&аЪ с

наложением шкалы времени

Полученные данные были загружены в физическую модель (рисунок 4.4), далее выполнено исследование совместной работы алгоритма токовой защиты обратной последовательности и токовой защиты нулевой последовательности на повреждённой (рисунок 4.11) и неповреждённой (рисунок 4.12) линиях.

аварии на защищаемом присоединении

На рисунке 4.11 представлен результат экспериментального исследования, после анализа которого можно утверждать, что в момент времени визир 1 происходит подача нагрузки на линию №1, фазные токи принимаю номинальные значения, происходит кратковременный бросок тока обратной последовательности. Далее в момент времени визир 2 формируется режим УОЗЗ, в момент времени визир 3 значение тока обратной последовательности принимает величину выше уставки 12 и происходит пуск токовой защиты обратной последовательности «Пуск ТЗОП», а ток обратной последовательности наоборот, не превысил значение заданного условия на срабатывание. После выдержки времени (300 мс) в момент времени визир 4 формируется сигнал «Сраб. ТЗОП», что тем самым влияет на логическое реле отключения.

аварии на смежном присоединении

На рисунке 4.12 представлена осциллограмма фазных токов, токов контура обратной и нулевой последовательностей. В момент времени визир 1 замыкается силовой выключатель «ВВ 10 кВ» (рисунок 3.13), тем самым осуществляя подачу электроэнергии на линию 2. Далее в момент времени визир 2 формируется режим устойчивого однофазного замыкания на землю значение, и после превышения значения тока нулевой последовательности выше уставки срабатывания 310 (визир 3), формируется сигнал пуска токовой защиты «Пуск ТЗНП». Через выдержку времени равную 300 мс (визир 4) алгоритм срабатывает и появляется сигнал «Сраб. ТЗОП», что в свою очередь приводит к замыканию контактов логического реле отключить.

Анализ экспериментальных данных, приведённых на рисунке 4.11 и рисунке 4.12, показывает, что в ток обратной последовательности на микропроцессорном устройстве релейной защиты и автоматики фиксируется только на защищаемом присоединении, что соответствует результатам имитационного моделирования. В свою очередь алгоритм токовой защиты нулевой последовательности, из-за неправильно рассчитанной уставки, в обоих случая работает ложно, что приводит к неселективным отключениям, в

отличии от алгоритма ТЗОП, в котором значение уставки выбрано единым для всех защищаемы присоединений.

4.5 Выводы по главе 4

1. Разработана структурная схема аппаратно-программного комплекса для защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю включающая в себя блок аналоговых входов, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, устройство хранения данных, интерфейс пользователя, модуль связи, блок логических входов/выходов и блок выходных реле.

2. В результате экспериментальных исследований действия аппаратно-программного комплекса установлено, что разработанный алгоритм позволяет обеспечить работы защиты в условиях наличия неустойчивых однофазных замыканий на землю, что подтверждает неизменность характеристик срабатывания защиты.

3. Разработана структурная схема аппаратно-программного комплекса токовой защиты обратной последовательности для электрических сетей с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью, позволяющего селективно выявлять поврежденное присоединение в условиях УОЗЗ, КрОЗЗ, ДОЗЗ, ДПрОЗЗ.

4. Установлено, что разработанные алгоритмы защиты возможно внедрить в логику работы существующих микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики без дополнительной их модернизации.

5. Доказанно, что работа алгоритма токовой защиты на основе обратной последовательности, внедренного в микропроцессорное устройство РЗиА, соответствует проведённому имитационному моделированию и показывает высокую чувствительность и селективность, тем самым упрощая процесс выбора уставки на срабатывание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации обосновано применение комплекса организационно технических мероприятий позволяющих повысить селективность и чувствительность действия защиты при возникновении кратковременных неустойчивых, устойчивых, дуговых и неполных однофазных замыканий на землю в системе электроснабжения 6-10 кВ электротехнических комплексов с изолированным или резистивным заземлением нейтрали.

По результатам выполнения диссертации сделаны следующие выводы и рекомендации:

1. Выявлены закономерности изменения параметров контура нулевой и обратной последовательностей защищаемых присоединений в ЭТК с изолированной или резистивно-заземлённой нейтралью в условиях устойчивых, кратковременных неустойчивых и дуговых однофазных замыканий на землю, позволяющие определить поврежденное присоединение с малыми токами замыкания.

2. Разработан метод по повышению чувствительности действия защиты от ОЗЗ в условиях высокой неоднородности и нестационарности параметров электротехнических комплексов горных предприятий с изолированной нейтралью, позволяющий определить наиболее рациональные места установки разделительных трансформаторов.

3. Разработаны алгоритмы неизменного действия защиты от однофазных замыканий на землю, в условиях непостоянства параметров контура нулевой последовательности и нестационарности топологии системы электроснабжения электротехнических комплексов 6-10 кВ, позволяющие определить степень эффективности от включения в систему заземления резистора.

4. Разработана структура и реализация аппаратно-программного комплекса защиты от однофазных замыканий на землю, позволяющая эффективно обнаруживать аварийный режим в условиях устойчивых,

кратковременных неустойчивых и дуговых ОЗЗ в системе электроснабжения электротехнических комплексов 6-10 кВ с изолированной или резистивно-заземлённой системой.

5. Установлено, что ток обратной последовательности может быть использован как идентификационный признак выявления однофазных замыканий на землю в предприятиях минерально-сырьевого сектора. Разработан метод, основанный на контроле тока обратной последовательности, позволяющий повысить селективность действия защиты от однофазных замыканий на землю на всех электрически связанных линиях, так как ток обратной последовательности имеет неизменную величину независимо на каком отходящем присоединении будет формироваться режим ОЗЗ.

6. Проведено внедрение разработанных алгоритмов защиты от УОЗЗ, КрОЗЗ и ДОЗЗ в логику работы микропроцессорных устройств РЗиА и доказана их адекватность работы в различных режимах однофазных замыканий на землю. Проведенные экспериментальные исследования в электротехнических комплексах, показывают увеличение селективности и чувствительности в применяемых повсеместно микропроцессорных устройствах релейной защиты и автоматики.

Перспективным направлением темы исследований является оценка работоспособности структурных схем аппаратно-программных комплексов защиты от неустойчивых однофазных замыканий на землю и токовой защиты обратной последовательности в условиях существования однофазных замыканий на землю в системах с компенсированной нейтралью.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АУВ - автоматическое управление выключателем;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

БАВ - блок аналоговых входов;

БВР - блок выходных реле;

БЛВВ - блок логических входов/выходов;

БУВВ - блок управления высоковольтных выключателей;

ВЛ - воздушная линия;

ДГР - дугогасящий реактор;

ДОЗЗ - дуговое однофазное замыкание на землю;

ДПрОЗЗ - дуговые прерывистые замыкания на землю;

ЗЗ - замыкание на землю;

ЗУ - запоминающее устройство;

ИП - измерительные преобразователи;

ИЭ - исполнительные элементы;

КЗ - короткое замыкание;

КрОЗЗ - кратковременные однофазные замыкания на землю;

КУ - коммуникационный модуль;

ЛОЗ - логические органы защиты;

МП - микропроцессор;

МСК - минерально-сырьевой комплекс;

МУРЗиА - микропроцессорные устройствах релейной защиты и автоматики; НП - нулевая последовательность; ОЗЗ - однофазное замыкание на землю; ОИ - органы измерения;

ПТН - промежуточный трансформатор напряжения; ПТТ - промежуточный трансформатор тока; РЗиА - релейная защита и автоматика; РНМ - реле направления мощности;

СНГ - Содружество Независимых Государств; СО - сигнальные органы;

СРЗИА - система релейной защиты и автоматики;

ТЗН - трансформатор заземления нейтрали;

ТЗОП - токовая защита обратной последовательности;

ТН - трансформатор напряжения;

ТНП - ток нулевой последовательности;

ТТНП - трансформатор тока нулевой последовательности;

УОЗЗ - устойчивое однофазное замыкание на землю;

ФТНП - фильтр тока нулевой последовательности;

ЦПП - центральная подземная подстанция;

ЧМИ - человеко-машинный интерфейс;

ЭТК - электротехнические комплексы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович, Б.Н. Исследование эффективности функционирования инвариантной защиты от неполных однофазных замыканий на землю в составе микропроцессорных терминалов релейной защиты и автоматики / Б.Н. Абрамович, Д.Н. Пеленев, К.В. Бабырь, А.И. Зимовец // Промышленная энергетика. - 2021. - №1. - С. 13-19. DOI: 10.34831ZEP.2020.53.39.002.

2. Абрамович, Б.Н. Обеспечение электробезопасности на горнодобывающих предприятиях при возникновении однофазных замыканий на землю / Б.Н. Абрамович, Д.Н. Пеленев, К.В. Бабырь // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2019. - № S7. - С. 9-19. DOI 10.25018/0236-1493-2019-4-7-9-19.

3. Аль-Хомиди, М.С.С. Оценка чувствительности токовых защит от замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ / М.С.С. Аль-Хомиди, О.А. Добрягина, Е.С. Шагурина // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2016. - Т. 3. - С. 50-55. DOI 10.17588/20722672.2016.3.050-055.

4. Андреев, В.А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения: учебник для вузов / В.А. Андреев, Е.В. Бондаренко // Москва: Высшая школа. - 1975. - С. 375.

5. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: учебное пособие // Москва: Высшая школа. - 1991. - С. 496.

6. Бабырь, К.В. Разработка алгоритмов действия защиты от кратковременных однофазных замыканий на землю для электрических сетей среднего класса напряжения / К.В. Бабырь // Сборник тезисов XIX всероссийской конференции-конкурса студентов и аспирантов «Актуальные проблемы недропользования». - 2021. - Т. 5. - С. 176-177.

7. Бабырь, К.В. Сравнение методик расчет тока однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-10 кВ угледобывающего предприятия / К.В. Бабырь, Н.В. Бабырь // Материалы XIII Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородов и рудных ископаемых». - ПНИПУ. - 2020. - С. 312-317.

8. Бабырь, К.В. Разработка мероприятий по обеспечению селективного действия защиты от однофазных замыканий на землю электрических сетей предприятий по добыче твердых полезных ископаемых / К.В. Бабырь // Материалы Международной научно-практической конференции. В 7-ми томах, Москва, 04-06 апреля 2018 года. Том 3. - 2018. -Т. 3. - С. 60-62.

9. Бельков, А.В. Особенности правового регулирования труда работников, занятых на подземных работах через анализ производственного травматизма в горонодобывающей промышленности / А.В. Бельков, Н.В. Съедина // Проблемы экономики и управления: социокультурные, Правовые и организационные аспекты: Сборник статей магистрантов и преподавателей КузГТУ / Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева. - 2023. - Т. 5. - С. 281-290.

10. Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ-152 / ООО «НТЦ «Механотроника» // Руководство по эксплуатации. - 2020. - С. 18-19.

11. Блок релейной защиты и автоматики серии IED-EP+ / ООО «ПАРМА» // Руководство по эксплуатации Часть 2. - 2018. - С. 12.

12. Борухман, В.А. Об эксплуатации селективных защит от замыканий на землю в сетях 6-10 кВ и мероприятия по их совершенствованию / В.А. Борухман // Энергетик. - 2000. - № 1. - С. 20-22.

13. Бухтояров, В.Ф. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров / В.Ф. Бухтояров, А.М. Мавритцын // Москва: Недра. - 1986. - С. 184.

14. Бычин, М. А. Новый способ защиты трёхфазных сетей от однофазных замыканий на землю / М.А. Бычин, М.Л. Сапунков, А.А. Худяков // Горное оборудование и электромеханика. - 2010. - № 8. - С. 29-30.

15. Веселов, А.Е. Разработка технических мероприятий по компенсации ёмкостных токов замыкания на землю и ограничению перенапряжений в промышленных распределительных электрических сетях / А.Е. Веселов, Ю.М. Невретдинов, В.В. Ярошевич [и др.] // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2007. -Т. 10, № 4. - С. 527-532.

16. Гаврилюк, П.С. Оценка влияния механической деформации на электрическую прочность изоляции кабельных изделий / П.С. Гаврилюк // Томск. - 2017. - С. 41-46.

17. Гарке, В.Г. Параметры электрической дуги при КЗ и их влияние на работу релейной защиты / В.Г. Гарке, З.З. Хазбулатов // Доклад на IX симпозиуме «Электротехника 2030», Казанский государственный энергетический университет. - 2007. - С. 1-3.

18. Горюнов В.А. Релейная защита от замыканий на землю в сетях с резистивным заземлением нейтрали / В.А. Горюнов // Энергетик. - 2011. - Т. 10. - С. 20-22.

19. Гришин М.В. Эффективный контроль изоляции шахтных кабелей / М.В. Гришин // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2012. - Т. 2. - С. 58-62.

20. Грунтович Н.В. Способы восстановления изоляции высоковольтных кабелей / Н.В. Грунтович, М.Д. Астапенко //Вестник Гомельского государственного технического университета им. ПО Сухого. -2021. - №. 4 (87). - С. 58-66.

21. Дударев, Л.Е. Проблемы защиты от замыканий на землю в сетях 635 кВ / Л.Е. Дударев, В.В. Зубков // Электричество. - 1979. - № 2. - С. 8-12.

22. Евминов, Л.И. Резистивное заземление нейтрали в распределительных сетях 6-35 кВ / Л.И. Евминов, Т.В. Алферова // Агротехника и энергообеспечение. - 2019. - № 4 (25). - С. 94-108.

23. Ковригин, Л.А. Моделирование частичных разрядов в изоляции кабелей среднего напряжения / Л.А. Ковригин // Электротехника. - 2013. - Т. 11. - С. 49-51.

24. Костров, М.Ф. Основы техники релейной защиты: учебное пособие / М.Ф. Костров, И.И. Соловьев, А.М. Федосеев // Москва: Ленинград: Госэнергоиздат. - 1944. - С. 436.

25. Лоскутов, А.А. Анализ применения резистивного заземления нейтрали в распределительных электрических сетях на основе имитационного моделирования / А.А. Лоскутов, О.В. Кузина // Интеллектуальная электротехника. - 2019. - № 2. - С. 61-73. DOI: 10.46960/2658-6754_2019_2_61.

26. Матвеев, Д.А. О технических требованиях к дугогасящим реакторам в распределительных сетях 6-35 кВ / Д.А. Матвеев, А.М. Быкова, А. В. Жуйков [и др.] // Электротехника. - 2016. - № 8. - С. 3-8.

27. Матвеев, В.Н. Электротехнические комплексы и системы / В.Н. Матвеев, К.А. Варнавский // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2012. - Т. 3. - № 91. - С. 152-155.

28. Межгосударственный стандарт заземление рудничных электроустановок. Технические требования и методы контроля. Дата введения 2018-03-01.

29. Микропроцессорный блок защиты присоединений секций сборных шин 6-35 кВ БЗП-02 / ООО НПП «Микропроцессорные технологии» // Руководство по эксплуатации. - 2021. - С. 19-20.

30. Микроконтроллерный блок защиты присоединений МКЗП-МИКРО 2.0/2.0М/2.0Д / ООО НПП «ЭСТРА» // Руководство по эксплуатации. - 2020. - С. 37-40.

31. Микропроцессорные блоки релейной защиты и автоматики серии БЭМП РУ-01, БЭМП РУ-02 и БЭМП РУ-03 / АО «ЧЭАЗ» // Руководство по эксплуатации. - 2021. - С. 32-33.

32. Микропроцессорные терминалы релейной защиты и автоматики РИТМ / ОАО «ВНИИР» // Руководство по эксплуатации. - 2016. - С.10.

33. Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-2Л-02» / АО «РАДИУС Автоматика» // Руководство по эксплуатации. - 2020. - С. 33-48.

34. Микропроцессорное устройство защиты Сириус-ОЗЗ. - Режим доступа: https://www.rza.ru/catalog/zashchita-i-avtomatika-prisoedineniy-vvodov-i-bsk-dla-setey-6-35-kv/sirius-ozz.php (дата обращения: 13.03.2021). -[Электронный ресурс].

35. Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики РС83-АВ2 / ООО «РЗА СИСТЕМЗ» // Руководство по эксплуатации. - 2016. -С. 50-56.

36. Многофункциональный терминал релейной защиты и автоматики 6-35 кВ ARIS-2305/2308 / ООО «Прософт-Системы» // Брошюра ARIS-23xx. -2020. - С. 2.

37. Многофункциональное устройство защиты и местного управления SIPROTEC 4 / Siemens // Руководство по эксплуатации. - 2008. - С. 12.

38. Нейман, Л.Р. Теоретические основы электротехники / Л.Р. Нейман, П.Л. Калантаров // Москва-Л., «Госэнергоиздат». -1959. С. 34.

39. Орлов, П.С. Инженерно-технические мероприятия по повышению надёжности электроснабжения объектов строительства / П.С. Орлов // Записки Горного института. - 2016. - Т. 222. - С 845-851. DOI: 10.18454/PMI.2016.6.845.

40. Патент № 2480882 Российская Федерация, МПК H02H3/26. Устройство импульсной защиты от однофазных замыканий на землю воздушных и кабельных линий распределительных сетей 6-35 кВ. - : № 2011146258/07: заявл. 16.11.2011: опубл. 27.04.2013 / В.Ф. Лачугин, С.А. Серединский, С.В. Иванов, А.В. Буров, В.В. Жуков; заявитель и патентообладатель ОАО «Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского», ОАО энергетики и электрификации «Тюменьэнерго», ООО «Исследовательский центр «Бреслер». - 9 с.

41. Патент №675513 СССР, МПК Н02Н3/16, Н02Н3/38. Устройство для направленной защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью. -: № 2360626% заявл. 17.05.1976: опубл. 25.07.1979 / Л.Е. Дударев; заявитель и патентообладатель Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт., Бюл. 27. - 3 с.

42. Патент №103039 Российская Федерация, МПК Н02Н3/16. Устройство защиты трёхфазной сети от однофазных замыканий на землю. - : № 2010139666/07: заявл. 27.09.2010: опубл. 20.03.2011 / М.Л. Сапунков, Л.М. Сапунков, А.А. Худяков; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет». - 7 с.

43. Патент № 2629376 Российская Федерация, МПК Н02Н3/16, Н02Н3/26. Устройство защиты от однофазного замыкания на землю распределительных сетей среднего напряжения. -: № 2016130916: заявл. 26.07.2016: опубл. 29.08.201.73 / В.А. Шуин, Т.Ю. Шадрикова, О.А. Добрягина, Е.С. Шагурина, С.Н. Пашковский; заявитель и патентообладатель ООО «НПП «ЭКРА»., Бюл. 25. - 18 с.

44. Патент № 2672663 Российская Федерация, МПК Н02Н 3/00. Способ защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях среднего напряжения: № 2017141890: заявл. 30.11.2017: опубл. 19.11.2018 / В.А. Шуин, Т.Ю. Шадрикова, О.А. Добрягина; заявитель ФГБОУ ВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».

45. Пеленев, Д. Н. Анализ точности методик расчет тока однофазного замыкания на землю электрических сетей горнодобывающего предприятия / Д.Н. Пеленев, К.В. Бабырь, В.В. Колычев // Материалы IX Международной научной конференции «Молодые - Наукам о Земле». - М.: МГРИ-РГГРУ. -2020. - С. 48-51.

46. Пеленев, Д. Н. Инвариантная защита электротехнических комплексов от однофазных замыканий на землю с автоматической коррекцией

входных параметров. Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.09.03 / Пеленев Денис Николаевич. - Санкт-Петербург. - 2017. - С. 22.

47. Полуянович, Н.К. Разработка метода диагностики и прогнозирования остаточного ресурса кабельных линий в результате старения изоляции, вызванного частичными разрядами / Н.К. Полуянович, М.Н. Дубяго // Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Технические науки. - 2018. - № 3. - С. 70-79.