Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода

Рассмотрен алгоритм построения защиты от перенапряжений у однофазных потребителей при чрезмерной несимметрии токов в фазах и обрыве нулевого провода как в начале, так и по всей длине питающей линии. Показано, что реализация такой защиты в расцепителях выключателей возможна только при использовании б...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Байда, Е.И., Кобозев, А.С., Гапоненко, Г.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2010
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні машини та апарати
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143292
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода / Е.И. Байда, А.С. Кобозев,Г.Н. Гапоненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 1. — С. 6-10. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-143292
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1432922018-10-29T01:22:58Z Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода Байда, Е.И. Кобозев, А.С. Гапоненко, Г.Н. Електричні машини та апарати Рассмотрен алгоритм построения защиты от перенапряжений у однофазных потребителей при чрезмерной несимметрии токов в фазах и обрыве нулевого провода как в начале, так и по всей длине питающей линии. Показано, что реализация такой защиты в расцепителях выключателей возможна только при использовании более широких возможностей микропроцессорной техники – за счет более глубокого и всестороннего анализа происходящих в электрических сетях процессов. Розглянуто алгоритм побудови захисту від перенапружень у однофазних споживачів при надмірній несиметрії струмів у фазах і обриві нульового проводу як на початку, так і по всій довжині живлячої лінії. Показано, що реалізація такого захисту в розчеплювачах вимикачів можлива лише при використанні ширших можливостей мікропроцесорної техніки – за рахунок глибшого і всебічного аналізу процесів, що відбуваються в електричних мережах. An algorithm of surge protection design for single-phase users under excess phase currents unbalance and N-main break both at the beginning and along the full length of the supply main is studied. It is shown that implementation of such protection in circuit breaker releases is only possible through utilization of wide opportunities of microprocessor technology which allows deeper and more comprehensive analysis of processes in electric mains. 2010 Article Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода / Е.И. Байда, А.С. Кобозев,Г.Н. Гапоненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 1. — С. 6-10. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2074-272X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143292 621.316. 542.001 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Байда, Е.И. Кобозев, А.С. Гапоненко, Г.Н. Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода Електротехніка і електромеханіка
description	Рассмотрен алгоритм построения защиты от перенапряжений у однофазных потребителей при чрезмерной несимметрии токов в фазах и обрыве нулевого провода как в начале, так и по всей длине питающей линии. Показано, что реализация такой защиты в расцепителях выключателей возможна только при использовании более широких возможностей микропроцессорной техники – за счет более глубокого и всестороннего анализа происходящих в электрических сетях процессов.
format	Article
author	Байда, Е.И. Кобозев, А.С. Гапоненко, Г.Н.
author_facet	Байда, Е.И. Кобозев, А.С. Гапоненко, Г.Н.
author_sort	Байда, Е.И.
title	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
title_short	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
title_full	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
title_fullStr	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
title_full_unstemmed	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
title_sort	защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143292
citation_txt	Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода / Е.И. Байда, А.С. Кобозев,Г.Н. Гапоненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 1. — С. 6-10. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT bajdaei zaŝitaodnofaznyhpotrebitelejotperenaprâženijpriobryvenulevogoprovoda AT kobozevas zaŝitaodnofaznyhpotrebitelejotperenaprâženijpriobryvenulevogoprovoda AT gaponenkogn zaŝitaodnofaznyhpotrebitelejotperenaprâženijpriobryvenulevogoprovoda
first_indexed	2025-07-10T16:50:33Z
last_indexed	2025-07-10T16:50:33Z
_version_	1837279463300136960
fulltext	6 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №1 УДК 621.316. 542.001 Е.И. Байда, А.С. Кобозев, Г.Н. Гапоненко ЗАЩИТА ОДНОФАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ОБРЫВЕ НУЛЕВОГО ПРОВОДА Розглянуто алгоритм побудови захисту від перенапружень у однофазних споживачів при надмірній несиметрії стру- мів у фазах і обриві нульового проводу як на початку, так і по всій довжині живлячої лінії. Показано, що реалізація та- кого захисту в розчеплювачах вимикачів можлива лише при використанні ширших можливостей мікропроцесорної техніки – за рахунок глибшого і всебічного аналізу процесів, що відбуваються в електричних мережах. Рассмотрен алгоритм построения защиты от перенапряжений у однофазных потребителей при чрезмерной несим- метрии токов в фазах и обрыве нулевого провода как в начале, так и по всей длине питающей линии. Показано, что реализация такой защиты в расцепителях выключателей возможна только при использовании более широких воз- можностей микропроцессорной техники – за счет более глубокого и всестороннего анализа происходящих в электри- ческих сетях процессов. В настоящее время прослеживается тенденция роста претензий потребителей к поставщикам элек- троэнергии за ненадлежащее качество электроэнер- гии. В большинстве случаев указанные претензии связаны именно с превышением напряжения выше допустимого, поэтому указанная проблема, учитывая появление дорогой бытовой техники (домашние ки- нотеатры и др.), стала очень актуальной. Не следует сбрасывать со счетов и тот факт, что владельцы быто- вой техники (особенно дорогой) обладают достаточ- ной юридической грамотностью и соответствующими ресурсами для доведения своих претензий до суда и положительного решения по возмещению фактиче- ских и моральных потерь. Приведенные выше соображения объясняют ак- туальность разработки защиты от превышения допус- тимого значения напряжения у однофазных потреби- телей. Наличие у поставщиков электроэнергии таких защит является весомым юридическим основанием для отклонения каких-либо претензий по отказам до- рогой бытовой техники и других приборов. Основной причиной появления чрезмерных от- клонений величины напряжения от номинального (220 В) является обрыв нулевого провода (N-провода) при несимметричной нагрузке фаз. При этом согласно [1] недопустимые повышения напряжения возможны и при необходимом качестве заземления N-провода. Для лучшего понимания проблем, возникающих при построении защиты от возможных перенапряже- ний у однофазных потребителей (защиты Z0) рас- смотрим представленные на рис. 1 типовые схемы электроснабжения сетей Облэнерго. На рис. 1,а приведена схема электроснабжения многоэтажных жилых домов, в которой потребители (жилые дома) подключены в конце питающей линии. Как это видно из рис. 1,а в месте установки выключа- теля ВА2 – в трансформаторной подстанции (ТП), контролировать величину напряжения непосредст- венно у однофазных потребителей жилого дома не возможно. Поэтому защита от возможного перена- пряжения у однофазных потребителей в расцепителе выключателя ВА2 должна реализовываться по другим параметрам электрической сети. Такими параметрами должны быть величина то- ка в нулевом проводе и значение несимметрии токов в фазах. При наличии несимметрии токов, отсутствие тока в N-проводе свидетельствует о его повреждении. Зафиксировать отсутствие тока в N-проводе не представляет трудностей, а для рассматриваемой схе- мы электропитания с сосредоточенной нагрузкой в конце питающей линии (до жилого дома) не пред- ставляет труда и определение несимметрии фазных токов. Поэтому проблема построения защиты от воз- можных перенапряжений при обрыве N-провода только в питающей линии (до жилого дома) сводится к задаче определения недопустимого показателя не- симметрии, при котором перенапряжения будут больше допустимого (более 1,1·Uн). Однако в случае линии с распределённой нагруз- кой, характерной для воздушной сети питания част- ных жилых домов, приведенной на рис. 1,б, проблема построения защиты от возможных перенапряжений оказывается более сложной. Ведь в случае обрыва N-провода не только в начале питающей линии (в точке Об.1, см. рис. 1,б), а и в любом месте по длине питающей линии, например, в точке Об.2, необходи- мо знать не общую несимметрию фазных токов во всей линии, а несимметрию токов именно в аварий- ной части линии. Так как расцепитель выключателя в начале линии с помощью датчиков тока может фик- сировать, по существу, только мгновенные значения токов в фазах, то задача определения показателя не- симметрии токов в аварийном участке может быть сформулирована следующим образом. По мгновен- ным значениям фазных токов ij(a,b,c), фиксируемых в начале линии, необходимо определить действующие значения фазных токов в любой, в том числе и в уда- лённой части линии, за местом обрыва N-провода. Таким образом, в общем случае, проблема созда- ния защиты от перенапряжений, обусловленных не- симметрией токов и обрывом N-провода, включает в себя следующие две задачи: 1. Определение значений фазных токов в уда- лённой аварийной части цепи, исходя из величин то- ков в фазах, фиксируемых в начале линии (в ТП). 2. Определение критериев срабатывания защиты – значения несимметрии токов в фазах повреждённой части цепи, при которых возникают чрезмерные пе- ренапряжения. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №1 7 Рис. 1. Типовая схема электроснабжения сетей Облэнерго: а – сеть электропитания жилых домов, в которой сосредоточенная нагрузка (жилой дом) подключена к концу питающей линии (показана толстой линией); б – сеть электропитания частных домов, в которой нагрузки питающей сети подключены вдоль всей линии При решении этих задач будет обеспечена защи- та от возможных перенапряжений у однофазных по- требителей по причине нарушения целостности N-провода в питающих сетях при обеих схемах пита- ния потребителей – при сосредоточенной или распре- деленной нагрузками питающей сети (рис. 1,а и 1,б соответственно). Кроме этого, в сетях с сосредото- ченной нагрузкой, при питании многоквартирных до- мов, защита, расположенная в ТП, позволяет реагиро- вать на повреждение нулевого провода и в распреде- лительных сетях – внутри жилого дома. Ниже рас- сматриваются методы решения указанных задач. Определение значений фазных токов в аварий- ной части цепи. На рис. 2 приведена схема четырехпроводной электрической цепи, соответствующая схеме электро- питании частных домов, представленной на рис. 1,б. Для решения задачи определения токов в повре- ждённой части сети Ian, Ibn и Icn (см. рис. 2), прежде всего, необходимо найти способ определения самого факта обрыва N-провода в точке Об.2. Факт возникновения аварийной ситуации может быть определен в результате сравнения ожидаемого значения тока в N-проводе I' N и фактически протекаю- щего в нулевом проводе тока IN. Под ожидаемым током в нулевом проводе I' N понимается такое значение тока, которое должно быть при неповреждённом N-проводе. Величина ожидаемого тока I' N определяется как сумма трех векторов фазных токов Ian, Ibn и Icn в электриче- ской системе с неповреждённым N-проводом: cba ' N IIII ++= . (1) В цепи с неповреждённым N-проводом, даже при несимметрии токов в фазах, углы между векторами фаз- ных токов на векторной диаграмме равны 120°, а поэто- му сумму векторов можно достаточно просто опреде- лить с использованием тригонометрических выражений. Рис. 2. Схема замещения для определения значений фазных токов в аварийной части линии с распределенной нагрузкой Таким образом, ожидаемое значение тока в N- проводе I' N всегда можно контролировать косвенным образом, определяя его значения исходя из известных величин модулей токов в фазах – Ia+Ib+Ic. Фактическое же значение тока в N-проводе IN определяется непосредственным измерением мгно- венных значений тока в этом проводе ijN и интегриро- вания квадратов указанных значений в течение одно- го периода изменения токов: ∫ ⋅⋅= T jNN dti T I 0 21 . (2) Если указанные значения равны, т.е. IN = I' N, то аварийной ситуации (обрыва N-провода) нет. Но если зафиксировано, что фактическое значе- ние тока в N-проводе IN не равно значению ожидаемо- го тока I' N (IN ≠ I' N), то это означает, что произошло повреждение N-провода. При этом разность величин тока в N-проводе до и после обрыва N-провода, кото- рое определяется выражением ΔIN = I' N − IN, представ- ляет собой ту долю тока в нулевом проводе INn, кото- рую обеспечивал поврежденный участок n-ной груп- пы нагрузки до обрыва N-провода. Таким образом, можно записать следующие уравнение для приращения тока в N-проводе: 8 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №1 cnbnanNnN IIIII +++=Δ ' , (3) где I' Nn – ток в N-проводе, формируемый n-ной груп- пой нагрузки до момента обрыва N-провода; Ian, Ibn и Icn – токи в фазах n-ной группой нагрузки, существо- вавшие до момента обрыва N-провода. После обрыва ток в N-проводе n-ной группы на- грузок (см. рис. 2) будет равен нулю (INn = 0), при этом значения токов в фазах изменятся таким обра- зом, чтобы скомпенсировать исчезновения тока в N- проводе. Для этого случая можно записать следующее уравнение токов в фазах повреждённого участка цепи: 0)()()( =Δ++Δ++Δ+ ccnbbnaan IIIIII , (4) где In + ∆I – приращения токов в соответствующих фазах после обрыва N-провода. Таким образом, имеются 2 уравнения, в которых имеется 3 независимых переменных величин (Ian, Ibn и Icn). Для решения задачи необходимо уменьшить чис- ло неизвестных параметров до двух. Это можно сде- лать, если принять допущение, что любая несиммет- ричная 3-х фазная система токов, в которой токи в фа- зах имеют разные значения, трансформируется в одну из двух, частично несимметричных систем (с одина- ковыми значениями токов в двух фазах): • Ian > Ibn = Icn, где Ian – максимальное значение тока в фазе; Ibn и Icn – меньшие значения токов, величина ко- торых выбрана одинаковой и равной минимальному из двух указанных токов; • Ian < Ibn = Icn, где Ian – минимальное значение тока в фазе; Ibn = Icn – большие значения токов, величина ко- торых выбрана одинаковой и равной максимальному из двух указанных токов. На рис. 3 показано, как изменяются векторные диаграммы токов при обрыве N-провода и поясняю- щие суть допущений, принятых для решения задачи определения токов в аварийной части цепи. При принятых допущениях сохраняется величина несимметрии токов в фазах, которая определяется ко- эффициентом несимметрии KI = Iminn / Imaxn. При этом векторная величина тока в нулевом проводе будет сов- падать с векторной величиной тока в фазе a (Ia). Поэтому при преобразовании уравнения (3) для частного случая (Ibn = Icn) можно от векторных вели- чин перейти к записи их модулей: bnanbnanN IIIII −=⋅⋅−=Δ )60cos(2( . (5) Уравнение (4) после преобразования для случая (Ib = Ic) принимает следующий вид: 0)cos()(2)( =⋅Δ+⋅−Δ− aIIII bbnaan , (6) где cos(a) = 0,5·(Ian−ΔIa)·(Ibn−ΔIb). Из совместного решения уравнений (5) и (6) оп- ределяются две искомые величины токов в фазах, формируемые той группой потребителей, которые расположены за местом обрыва N-провода (Ian и Ibn), что позволяет определить и значение несимметрии фазных токов (KIn = Iminn / Imaxn). Определение критериев срабатывания защиты. Задачей является определение численных значе- ний критериев несимметрии фазных токов в повреж- дённом участке цепи KI = Imin / Imax, которые соответ- ствуют превышению напряжения у однофазных по- требителей свыше 10 %. Рис. 3. Векторные диаграммы токов нагрузок, расположенных за местом обрыва N-провода Об.2 Как было показано выше, для решения задачи по определению значений фазных токов в повреждённой части цепи Ian, Ibn и Icn и коэффициента несимметрии указанных токов KIn = Iminn / Imaxn было сделано допуще- ние, что любая несимметричная трёхфазная система то- ков трансформируется в систему, в которой токи в двух фазах одинаковые. При таком допущении многообразие сочетаний значений фазных токов, при которых воз- можно превышение напряжения ΔU в одной из фаз бо- лее 10 %, сводится к двум крайним случаям соотноше- ния токов в фазах: – Ian > Ibn = Icn и Ian < Ibn = Icn. Поэтому представляется вполне логичным и оп- ределение численных значений критерия несиммет- рии, выражаемого коэффициентом KI, определять именно для двух указанных случаев. С учётом вышеизложенного, были проведены расчеты, в результате которых было найдено, что об- щим для двух, выше упомянутых крайних случаев не- симметрии токов в фазах, может служить значение коэффициента KI = 0,8. Расчеты производились с ис- пользованием программы, позволяющей моделиро- вать процессы в четырехпроводной электрической цепи. Анализ проведенных расчетов показал, что если после обрыва N-провода коэффициент несим- метрии токов будет больше 0,8 (KIn = Iminn / Imaxn > 0,8), то ни в одной из фаз напряжение не будет превы- шать 1,1·U н . В тоже время, расчеты показали, что для случая Ib = Ic < Ia коэффициент KIn = 0,8 является чрезмерно жестким требованием к несимметрии токов, так как величина перенапряжения ΔUф при таком коэф- фициенте составляют не 10 %, а около 8 %. Отсюда следует, что наиболее точным критерием срабатыва- ния защиты Z0 – защиты от возможного перенапря- жения при обрыве нулевого провода, будет значение коэффициента KIn = Iminn / Imaxn, выбранного с учетом величины тока в той фазе, значения которого нахо- дится в диапазоне между Imaxn и Iminn. Для уточнения критерия срабатывания защиты были проведены расчеты, по результатам которых были определена зависимость критерия возникнове- ния чрезмерного превышения напряжения (коэффи- циента KIn) от соотношения среднего значения тока в ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №1 9 фазе Iсрn к максимальному значению тока в фазе Imaxn (K' In = Iсрn / Imaxn). Результаты таких расчетов пред- ставлены в виде графика KIn = f(K' In) на рис. 4. Рис. 4. Критерии срабатывания защиты Рассмотренный критерий возможности возникно- вения перенапряжения при обрыве нулевого провода не может быть единственным критерием срабатывания защиты Z0. При выборе критерия срабатывания защи- ты от возможных перенапряжений следует учитывать и соблюдение прав потребителей. Правила пользования электрической энергией, в которых сформулированы права потребителей, требуют, чтобы потребителей не отключали от электрической сети, если не возникла непосредственная угроза или самим потребителям или их электрооборудованию и бытовым приборам. Тем более, если это касается социально значи- мых объектов (детсады, больницы и т.д.). Поэтому поставщику электроэнергии придется находить ком- промиссное решение между необходимостью, с одной стороны, отключить сеть в случае, если возникли ус- ловия чрезмерного повышения напряжения на повре- жденном участке сети и, с другой стороны, обеспе- чить бесперебойность питания потребителей не по- вреждённой части сети. Для принятия таких компро- миссных решений необходима информация о значи- мости аварийного участка цепи (например, по вели- чине потребляемой мощности). С учетом изложенных выше соображений, для реализации защиты Z0 от возможных перенапряже- ний в расцепитель включателя кроме критерия KIn, характеризующего величину несимметрии токов в по- вреждённом участке цепи, целесообразно введение критерия значимости аварийного участка, определяе- мый как соотношение мощности, потребляемой по- требителями повреждённым участком сети к общей потребляемой мощности защищаемой цепи. Если не учитывать потери в линии, указанный критерий значимости аварийного участка сети может быть представлен как соотношение токов аварийной части и всей цепи, в целом: ∑ ++ ++= cba cnbnan p III III K . (7) Таким образом, в качестве уставки срабатывания защиты Z0, которая должна задаваться и вводиться в расцепитель выключателя, предлагается использовать коэффициент Kp, характеризующий значимость ава- рийного участка цепи. Значения уставки Kp должны выбираться поставщиками электроэнергии с учетом следующих противоречивых требований: • опасности повреждений у потребителей аварийно- го участка электрической сети их бытовой техники и другого электрического оборудования; • необходимости обеспечивать права потребителей не аварийного участка сети по бесперебойному пита- нию их электроэнергией. Рассмотренные выше решения по определению значений фазных токов в той части цепи, где произошел обрыв N-провода, и критериев срабатывания защиты в случае обрыва нулевого провода, позволяют реализовать защиту однофазных потребителей от перенапряжений. Реализация такой защиты, учитывая необходи- мость решения уравнений и других расчетов, возмож- на только при использовании в расцепителях выклю- чателей микропроцессорной элементной базы. Алгоритм микропроцессорного расцепителя при реализации защиты Z0. Алгоритм работы микропроцессорного расцепи- теля выключателя при реализации защиты от повреж- дения N-провода и перенапряжений у однофазных по- требителей представлен (в сжатой форме) на блок- схеме (рис. 5). От датчиков тока через аналого- цифровой преобразователь в модуль памяти расцепи- теля 1 непрерывно, в скользящем режиме (постоянной заменой старых значений новыми) поступают мгно- венные значения токов в фазах защищаемой выклю- чателем цепи. Непрерывно в модуле памяти 1 нахо- дятся мгновенные значения токов ij в фазах a, b и c – ij(a,b,c) за промежуток времени 40 мс. Это значит, что производится непрерывный мониторинг мгновенных значений тока в фазах в течение 2-х периодов измене- ния тока. Именно мгновенные значения токов в фазах и являются своеобразными "кирпичиками", из кото- рых и строится защита от перенапряжений. В модуле 2 определяют значения квадратов мгновенных значений тока i2 j(a,b,c) в диапазоне време- ни 40 мс. В модуле 3 методом суммирования мгно- венных значений токов в фазах (с учетом их полярно- сти или знака "+" или "−") определяются мгновенные значения тока в нулевом проводе ijN и квадраты этих значений i2 jN. В модуле 4 методом интегрирования значений i2 j(a,b,c) в течение времени первого периода T1 определяется действующее значение тока предысто- рии ti T I T jp Δ⋅Δ⋅= ∑ 1 0 2 1 1 в каждой из фаз a, b, c. В модуле 5 методом интегрирования в течение второго периода T2 вычисляют текущее действующее значе- ние тока цепи ti T I T T j Δ⋅Δ⋅= ∑ 2 1 2 2 1 . В модуле 6 определяют приращение тока цепи ΔI, как разность текущего значения тока I и тока пре- дыстории Ip (ΔI = I − Ip). В модуле 7 методом интегрирования квадратов мгновенных тока в нулевом проводе i2 jN в первый пе- риод T1 определяют действующее значение тока пре- дыстории INp, а в модуле 8 за счет аналогичного ин- тегрирования мгновенных значений тока во второй период T2 определяют текущее значение тока в нуле- вом проводе IN. В модуле 9 определяют значение тока возмущения в нулевом проводе ΔIN. 10 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №1 Рис. 5. Блок-схема работы микропроцессорного расцепителя при реализации защиты Z0 Таким образом, в расцепителе производится не- прерывный мониторинг токов возмущения в фазах ΔI(a,b,c) и в N-проводе – ΔIN. Причиной указанных воз- мущений могут быть как "включение-отключение" от- дельных потребителей, так и повреждение нулевого провода. Рассматриваемая защита должна работать только при возникновении токов возмущения, обу- словленных обрывом N-провода. Идентификация по- следних производится с помощью сравнения фактиче- ского значения тока в N-проводе IN, определённого в модуле 7 с ожидаемым значением тока в N-проводе I' N, которое определяется в модуле 10 как векторная сумма токов в фазах. Это сравнение производится в модуле 11 и в случае неравенства величин IN и I' N запускается мо- дуль 12 определения основных параметров аварийного участка цепи. В модуле 12 из решения двух уравнений (5) и (6) определяются значения токов в аварийном участке цепи Ian, Ibn и Icn, коэффициент несимметрии токов в нём KI и коэффициент значимости аварийного участка цепи Kp. Если значения указанных коэффици- ентов больше соответствующих величин уставок, то происходит срабатывание защиты (Откл.) и включает- ся сигнализация об обрыве N-провода (Сигнал.). Применить защиту от перенапряжений у одно- фазных потребителей при обрыве N-провода предпо- лагается в новых микропроцессорных расцепителях, разработанных ОАО "ЭНАС", в совокупности с дру- гими новыми видами защит, такими, как защита от токов удалённых КЗ, быстродействующая интеграль- ная селективная защита, защита от однофазных КЗ на нулевой провод и др. [2]. РЕЗЮМЕ 1. Предложена защита электрических сетей 0,4 кВ, которая исключает возможность превышения напряже- ния ΔU у однофазных потребителей выше допустимого значения (10 %) в случае обрыва нулевого провода как в начале защищаемой линии, так и по всей её длине. 2. Применение предложенной защиты в питаю- щих сетях Облэнерго обеспечивает высокое качество поставляемой потребителям электроэнергии в части обеспечения регламентированной величины напряже- ния у однофазных потребителей. 3. Сам факт наличия защиты от чрезмерного по- вышения напряжения по вине поставщика электро- энергии (обрыва нулевого провода в питающей сети) является убедительным юридическим основанием для отклонения всяких претензий со стороны потребителей при выходе из строя дорогостоящей бытовой техники. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кужепов С.К., Гончаров С.В. Городские электрические цепию. – Ростов н/Д: Март, 2001. – 255 с. 2. Гапоненко Г.Н., Кобозев А.С., Омельченко В.В. Повыше- ние надежности защиты сетей 0,4 кВ выключателями с мик- ропроцессорными расцепителями за счет расширения пе- речня защит, повышения чувствительности к удалённым токам КЗ и реализации режима "дальнего резервирования" // Електротехніка і електромеханіка. – Харків, 2008. – № 4. – С. 19-24. Поступила 29.09.2009 Байда Евгений Иванович, к.т.н., доц. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт" Украина, 61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21 НТУ "ХПИ", кафедра "Электрические аппараты" тел. (057) 707-69-76 Кобозев Александр Сергеевич, к.т.н., Гапоненко Геннадий Николаевич, к.т.н. ОАО "Электрические низковольтные аппараты и системы" Украина, 61037, Харьков, Московский проспект, 199 тел. (057) 392-31-00, e-mail: enas2@yandex.ru E.I. Bayda, A.S. Kobozev, G.N. Gaponenko Surge protection of single-phase users at neutral main break An algorithm of surge protection design for single-phase users under excess phase currents unbalance and N-main break both at the beginning and along the full length of the supply main is studied. It is shown that implementation of such protection in circuit breaker releases is only possible through utilization of wide opportunities of microprocessor technology which al- lows deeper and more comprehensive analysis of processes in electric mains. Key words – neutral main break, surge protection, single-phase users

Защита однофазных потребителей от перенапряжений при обрыве нулевого провода

Репозитарії

Схожі ресурси