Оценка чувствительности токовых защит от замыканий на землю в кабельных сетях 6–10 кВ

Более 50% вырабатываемой в РФ электроэнергии распределяется потребителям через кабельные сети напряжением 6–10 кВ. Значительная часть распределительных кабельных сетей 6–10 кВ работает с изолированной нейтралью. Аварии в таких кабельных сетях 6-10 кВ составляют около 70% всех нарушений электроснабжения потребителей. Причиной аварий часто являются дуговые перемежающиеся ОЗЗ (ДПОЗЗ). ДПОЗЗ сопровождаются опасными перенапряжениями на неповрежденных фазах по всей электрически связанной сети и значительным увеличением эффективного значения тока в месте повреждения, обу-славливающими вторичные пробои в точках сети с ослабленной изоляцией и переходы ОЗЗ в двойные замыкания на землю или междуфазные короткие замыкания (КЗ) в ме-сте повреждения. Поэтому надежность электроснабжения потребителей в значительной мере зависит от технического совершенства – селективности и устойчивости функционирования устройств защиты от ОЗЗ, обеспечивающих определе-ние поврежденного элемента и возможность ликвидации дефекта изоляции без нарушения электроснабжения потребителей. В сетях 6–10 кВ, работающих с изолиро-ванной нейтралью, в качестве устройств за-щиты от ОЗЗ преобладающее применение получили максимальные токовые защиты ну-левой последовательности (ТЗНП). Анализ опыта эксплуатации устройств защиты от ОЗЗ электрических сетей среднего напряжения, выполненный в 2000 г. ОРГРЭС на основе информации, полученной из четырнадцати энергосистем, показал, что все исполнения ТЗНП, как на электромеханической, так и на микроэлек-тронной базе, имеют среднюю оценку эф-фективности функционирования, равную 2,8-3,0, что вряд ли можно признать приемлемым. Поэтому исследования, направленные на повышение технического совершенства, прежде всего, современных цифровых ис-полнений ТЗНП на микропроцессорной базе, актуальны. Для защиты от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в распределительных кабельных сетях напряжением 6–10 кВ, работающих с изолированной нейтралью, как правило, применяются максимальные токовые защиты нулевой последовательности (ТЗНП). Опыт эксплуатации ТЗНП показывает, что частые отказы функционирования защит данного типа имеют место при наиболее опасных для защищаемой сети дуговых перемежающихся ОЗЗ. Анализ показал, что причины недостаточного технического совершенства ТЗНП связаны с применяемым в настоящее время подходом к оценке их чувствительности, который предполагает ее оценку только при устойчивых замыканиях на землю и не требует ее оценки при дуговых перемежающихся замыканиях. В настоящее время методы оценки чувствительности ТЗНП при дуговых перемежающихся ОЗЗ отсутствуют. Предложен поход и разработана методика оценки чувствительности ТЗНП не только при устой-чивых, но и при дуговых перемежающихся замыканиях. Достоверность разработанной методики проверена исследованиями на имитационных моделях кабельных сетей и алгоритмов функционирования ТЗНП. Предложенная методика позволяет более точно оценить реальную эффективность функционирования ТЗНП при внутренних ОЗЗ в кабельных сетях 6–10 кВ с изолированной нейтралью и может быть использована проектными и эксплуатационными организациями при расчетах уставок и оценке чувствительности ТЗНП.